[发明专利]室温塑形形状记忆材料

说明书

本发明涉及一种室温塑形形状记忆材料。该材料由弹性体聚合物材料和转变相聚合物材料，以及添加组分材料共混制备而成；所述弹性聚合物材料能够使共混后的材料具备弹性，所述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，所述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；共混后的材料的转变温度为50‑90℃，在‑5℃‑60℃下的塑形硬化时间为0‑30 min，材料在‑30‑100℃温度范围内的弹性模量0.05‑100 MPa。本发明的材料具有热驱动的形状记忆特性，在转变温度以上或以下都具有优异弹性，并且经加热软化后在室温条件下可以塑形固定临时形状。

技术领域

本发明涉及一种形状记忆材料的组成，具体涉及一种室温塑形形状记忆材料。

背景技术

形状记忆聚合物作为一类智能材料，具有在一定外界刺激的作用下从临时形状回复到其原始形状的功能。这种外界刺激包括热、光、电、磁、溶剂等，其中以热致形状记忆聚合物的研究和应用最为广泛。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。注意到，在固定临时形状的时候，一般需要升高到可逆相转变温度T_trans以上施加外力使其变形。但是这个转变温度T_trans通常都是高于人体适宜的温度范围(20-60℃)，这就为材料的应用带来局限。如果材料在加热后冷却至室温左右还能施加外力使其变形并固定临时形状，即具有室温塑形功能，这就能扩大材料的应用范围，特别是适宜应用于人体，例如作为可穿戴材料。

同时我们注意到多数热致形状记忆聚合物，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，其舒适型不能满足人体需求。为了解决穿戴舒适的问题，有一类慢回弹记忆海绵的材料(CN101298490A,CN103030782A,CN103937199A,CN104193954A)，这类材料主要是针对普通海绵的瞬间反弹性进行了改进，在人体温度下自然回弹产生缓冲阶段，不会对人体产生反作用力。但其在使用过程中临时形状不能维持，会逐渐回复到原始形状。

专利文献CN101985518A记载了一种具有橡胶状弹性的形状记忆聚合物，其在高低温下都具有良好的弹性，但是其不具有室温塑形的功能。因此一种具有室温塑形性，并在使用过程中能维持形状的橡胶状弹性形状记忆材料成为人们的一种应用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加热软化后能在室温塑形的形状记忆材料，使该材料在转变温度(T_trans)以上或以下都具有优异弹性，并且具有热驱动的形状记忆特性，并且经加热软化后在室温条件下可以塑形固定临时形状。

本发明的第一类方案是：该室温塑形形状记忆材料，由10-90重量份的弹性体聚合物材料和10-90重量份的转变相聚合物材料，以及0-80重量份的添加组分材料共混(包括高温熔融共混，溶液共混再挥发及溶/熔液渗透等)制备而成；所述弹性聚合物材料能够使共混后的材料具备弹性，所述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，所述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；共混后的材料的转变温度为50-90℃，在-5℃-60℃下的塑形硬化时间为0-30min，材料在-30-100℃温度范围内的弹性模量为0.05-100MPa。