[发明专利]热固性高分子材料形状改变方法

说明书

本发明公开了一种热固性高分子材料形状改变方法，包括以下步骤：提供热固性高分子材料，所述热固性高分子材料具有待转变部位，所述待转变部位含有动态共价键；提供溶剂，用于溶胀所述待转变部位；对所述待转变部位施加力的作用，使所述待转变部位产生预期形变；使用所述溶剂处理具有所述预期形变的所述待转变部位，溶胀所述待转变部位，使所述待转变部位发生动态共价键交换反应；以及干燥所述热固性高分子材料，使具有所述预期形变的所述待转变部位的形变固定。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及一种热固性高分子材料形状改变方法。

背景技术

科技进步使各工业领域和日常生活中的基础材料逐渐走向智能化和功能化。材料往往需要具备一定的三维结构，才能发挥其功能，故三维(3D)结构的制备和组装技术尤为重要。传统工艺中，由于制备不同的3D结构需要具有不同形状的模具、不同功能的3D材料所需原料的加工工艺不同等原因，直接制备3D结构材料较困难。虽然3D打印能打印出复杂的3D结构，但它需要特定的打印机、专业的编程和细致的材料准备，而且3D结构的复杂程度越高，打印时间越长。而二维(2D)材料易制备、易存储包装运输、成本低，将2D材料或者在3D材料的基础上形成新的3D结构材料具有战略性的意义。

目前，有些高分子材料制备的3D结构通常是双层或多层膜的结构，这存在层与层之间容易脱离的问题。虽然现有的光、热、电等外界刺激诱导的方法能实现高分子材料的形状改变，但利用这些方法构建过程复杂，制备工艺、刺激模式和工作条件仍需改进，并且不能实现高分子材料的局部变形。因此，急需开发一种简便、高效的方法能够实现高分子材料的局部变形和整体变形。

发明内容

基于此，有必要提供一种简便、高效的方法，实现热固性高分子材料的形状改变。

一种热固性高分子材料形状改变方法，包括以下步骤：

提供热固性高分子材料，所述热固性高分子材料具有待转变部位，所述待转变部位含有动态共价键；

提供溶剂，用于溶胀所述待转变部位；

对所述待转变部位施加力的作用，使所述待转变部位产生预期形变；

使用所述溶剂处理具有所述预期形变的所述待转变部位，溶胀所述待转变部位，使所述待转变部位发生动态共价键交换反应；以及

干燥所述热固性高分子材料，使具有所述预期形变的所述待转变部位的形变固定。

在其中一个实施例中，所述待转变部位负载有动态共价键交换反应催化剂。

在其中一个实施例中，所述提供热固性高分子材料的步骤，包括以下步骤：

提供热固性高分子前体、固化剂和所述动态共价键交换反应催化剂；

将所述热固性高分子前体、所述固化剂和所述动态共价键交换反应催化剂混合，得到混合物；以及

加热所述混合物至所述热固性高分子前体的固化温度，得到热固性高分子材料。

在其中一个实施例中，所述动态共价键为动态酯键，所述热固性高分子材料为环氧树脂，所述热固性高分子前体为缩水甘油醚，所述固化剂为脂肪族酸酐，所述动态共价键交换反应催化剂为1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯，所述溶剂为四氢呋喃。

在其中一个实施例中，热固性高分子材料包括具有热固性的橡胶、聚合物纤维、树脂、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述热固性高分子材料为热固性树脂，所述热固性树脂包括聚氨酯、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂及双马来酰亚胺树脂中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述动态共价键包括动态酯键、动态二硫键、动态亚胺键和动态酰腙键中的一种或多种。