[发明专利]一种可调控形状记忆效应的高聚物的制备方法

说明书

本发明公开了一种可调控形状记忆效应的高聚物的制备方法，属于高分子材料技术领域。制备方法如下：将丙烯酸叔丁酯和聚（乙二醇）二甲基丙烯酸酯混合，同时加入光引发剂形成混合溶液，将所述混合溶液注入两片玻璃片之间后放在紫外灯下照射，待高聚物成型后，放入恒温箱中稳定；将所述步骤（1）制备的高聚物浸入异丙醇溶液，取出浸泡后的高聚物用铝箔密封后于室温下放置，最终完成样品制备。本发明为调控高聚物的形状记忆效应提供了新的方法，通过改变高聚物在溶剂中的浸泡时间改变形状记忆的恢复区间，弥补了以往通过温度来调控形状记忆行为的方法的缺陷，降低了激发高聚物形状记忆行为的条件。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种可调控形状记忆效应的高聚物的制备方法。

背景技术

形状记忆高分子材料是一种新型智能材料，在外界环境的激励下，能从一个临时的形状恢复到永久形状。形状记忆高分子材料有很多优点，例如：能承受很大的变形、易于合成以及轻便等等。因此，这类材料有非常广阔的应用空间，比如，用于石油工程的封闭器，航空工程的可展开结构和生物医疗器件。当前被广泛研究的形状记忆高分子的形状记忆的机理是玻璃态转变。这类材料在高温是橡胶态，易于实现大变形，而在低温，处于难以变形的玻璃态。在一个典型的形状记忆的过程中，高分子材料在高温下形成一个临时的形状，然后降到低温固定临时形状，最后加热到高温实现形状恢复。

此外，多种实验技术也同时被开发和应用于测量高聚物的热力学性质和形状记忆功能，其中包含：动态模量测量，体积测量，差示扫描量热法，准静态的应力应变测量，应力或者应变控制形状记忆恢复等。通过以上实验，研究者发现除了化学成分影响高聚物的形状记忆效应，其变形条件也影响形状记忆效应，如，形状记忆区间直接与变形温度直接相关,加载速率与变形温度对形状记忆效应有等效的效果，较低的加载速率与较高的变形温度对形状记忆功能有相同的影响效果。因此可以通过变形速率或者变形温度控制形状记忆功能。

基于不同的应用要求，实践中需要采用具备不同形状记忆区间的形状记忆聚合物。如，用于生物医疗器械的形状记忆材料的理想形状区间需要接近于人体体温；航空工程则需要在超高温(高于150℃)能实现现状恢复的形状记忆高聚物。同时，实际应用对形状记忆区间的温度范围做出了要求，例如，用于血管支架的形状记忆材料需要在短时间内实现形状记忆恢复，因此需要较窄的现状记忆区间，而作为可降解的骨骼铆钉材料，为了实现缓慢恢复的要求，形状记忆功能需要保持长时间的功能，因此需要较宽的形状记忆区间。实际应用的特殊性对高分子聚合物的形状记忆性能提出了很大的要求。不同领域中，实际应用的环境需要形状记忆聚合物有不同的形状恢复温度区间和不同的形状恢复速度。而传统的调整形状记忆温度区间的方法相对繁复，一般来说，我们通过调整高聚物的化学成分来调整形状记忆温度区间或者改变应用过程中的机械作用力来调节。改变高聚物的化学成分需要不停地尝试最后达到实际应用的要求，需要不停的调整成分的配比并对形成的高聚物进行相关测试以找到最合适的高聚物，过程复杂具有偶然性；改变应用过程中的机械作用力则对实际应用的环境要求很高，实际应用中不一定能够达到要求。因此，需要一种可以通过简易并有效的方法调节形状记忆行为的高聚物。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对现有的形状记忆高聚物调节形状记忆行为的方法复杂，只能通过不停的调整高聚物的化学成分得到符合要求的形状记忆高聚物，或者改变加载速率来调节高聚物的模量和形状记忆行为，提出一种可调控形状记忆效应的高聚物的制备方法，并对这种高聚物进行力学分析和稳定性分析以更好的认识和利用这种材料。这种高聚物不仅仅可以通过改变高聚物的配比，变形条件等传统手段来调节形状记忆行为，还可以改变高聚物浸入异丙醇的时间来调节高聚物的模量和形状记忆行为，简单有效，为实际应用提供了新的材料和新的思路。

技术方案：一种可调控形状记忆效应的高聚物的制备方法，所述制备方法步骤如下：

(1)将丙烯酸叔丁酯和聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯混合，同时加入光引发剂形成混合溶液，将所述混合溶液注入两片玻璃片之间后放在紫外灯下照射，待高聚物成型后，放入恒温箱中稳定；