[发明专利]体温/室温下塑形的热塑弹性形状记忆材料

说明书

本发明涉及一种体温/室温下塑形的热塑性弹性形状记忆材料。该材料由10‑90重量份的热塑弹性体材料和10‑90重量份的转变相材料，以及0‑80重量份的添加组分材料共混组成；所述热塑弹性体材料能够使共混后的材料具备弹性，所述转变相材料能够使共混后的材料具有热驱动形状记忆特性，所述添加组分材料能够调节共混后材料的弹性和材料软化再降温至转变温度后的结晶速度。本发明的材料在转变温度（T_trans）以上或以下都具有较好的弹性，并且具有热驱动的形状记忆特性，可在体温/室温条件下塑形固定临时形状，且固定临时形状所需的时间可以调节。

技术领域

本发明涉及一种可适用于纺丝织物、3D打印的线材以及发泡海绵等应用场合的体温/室温下塑形的热塑性弹性形状记忆材料。

背景技术

形状记忆聚合物在结构上一般具有两个部分：一部分为弹性相；一部分为可逆相。在热致形状记忆性的制备过程中，一般是首先把聚合物加热到其可逆相的转变温度（T_trans）以上使材料软化，并施加外力使其变形；然后维持外力作用下冷却至转变温度T_trans以下（通常为室温），在撤去外力后变形任然维持，此时的形状称为临时形状。当温度再次升高到T_trans以上，材料又回复到原始形状。目前的问题包括：（1）转变温度T_trans通常都是高于人体适宜的温度范围（20-60^oC），这就为材料的应用带来局限。（2）在高温下（温度高于转变相温度T_trans）有良好的弹性，但是在低温（温度低于转变相温度T_trans）下材料比较硬或者易碎断，如果作为可穿戴材料，其舒适性不能满足人体需求。

针对这些问题，申请号为201710060064.4的专利申请，已公开了一类室温塑性形状记忆材料。该文献公开的技术方案中，弹性聚合物材料能够使共混后的材料具备弹性，转变相聚合物能够使共混后的材料具有热驱动形状记忆特性，添加组分材料能够调节共混后材料的弹性性能和材料软化再降温至转变温度后的结晶速度。但该发明的局限在于，弹性相部分选用的是有机硅胶和离子聚合物类弹性聚合物，这些聚合物不能热塑成型，因此使得整个材料不能通过热塑加工成型，限制了材料的应用范围。

发明内容

本发明所切解决的技术问题是，克服现有技术的上述缺陷，提供一种新的体温/室温塑形的热塑弹性形状记忆材料。使得材料在转变温度（T_trans）以上或以下都具有较好的弹性， 并且具有热驱动的形状记忆特性，可在体温/室温条件下塑形固定临时形状，且固定临时形状所需的时间可以调节。

本发明的体温/室温塑形的热塑弹性形状记忆材料，由10-90重量份的热塑弹性体材料和10-90重量份的转变相材料，以及0-80重量份的添加组分材料共混组成；所述热塑弹性体材料能够使共混后的材料具备弹性，所述转变相材料能够使共混后的材料具有热驱动形状记忆特性，所述添加组分材料能够调节共混后材料的弹性和材料软化再降温至转变温度后的结晶速度。

优选的，所述共混后的材料的软化温度为 50℃-90℃，在-5 ℃至材料的软化温度范围内的塑形硬化时间为0.05-30 min，材料在-30-100 ℃温度范围内的弹性模量为0.01-100 MPa。

优选的，所述热塑弹性体材料，为热塑性橡胶；热塑性橡胶包括但不仅限于以下类型：热塑性聚氨酯橡胶(TPU)，热塑性苯乙烯嵌段共聚物型橡胶(SBC)，热塑性聚烯烃橡胶(TPO)，热塑性聚酯型橡胶(CPE)。

优选的，所述转变相材料为热塑或热固性的聚己内酯、聚乳酸、聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物等的一种或多种的组合。