[发明专利]一种多重驱动型形状记忆复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于形状记忆材料技术领域，具体涉及一种多重驱动型形状记忆复合材料及其制备方法。其中，多重驱动型形状记忆复合材料，所述复合材料以热致形状记忆聚合物作为基体，所述基体的表面附着石墨烯薄膜；所述多重驱动包括热驱动、电驱动和光驱动。本发明的多重驱动型形状记忆复合材料可以实现热驱动、电驱动和光驱动，扩展了应用领域。

技术领域

本发明属于形状记忆材料技术领域，具体涉及一种多重驱动型形状记忆复合材料及其制备方法。

背景技术

形状记忆材料(shape memory material，SMM)是一种刺激-响应型材料，因其独特的形状记忆性能而受到广泛关注。它能够感知外界环境变化的刺激(如温度、电、光、磁、溶剂、pH等)，并对这些刺激作出响应，由临时形状回复到初始形状。形状记忆聚合物(shapememory polymer，SMP)与其它的SMM相比(如形状记忆合金、形状记忆陶瓷等)具有形状回复率大、响应温度低、成本低、加工成型性能优异、易于改性等优点，在生物医用，信息电子，智能器件等领域具有非常广泛的应用前景。

SMP根据对外界刺激响应方式的不同可分为热驱动、电驱动、光驱动和溶液驱动等类型。尽管SMP具有优异的形状记忆特性，但是仍存在一些不足：力学强度和模量比较低、形状回复力比较小，响应方式单一，这些不足极大地限制了它的应用。此外，多数SMP的驱动方式为热驱动型，例如，公告号为CN102827350B的专利文献公开了一种具有热驱动形状记忆功能的改性环氧树脂。然而，在一些不方便直接加热的情况下，如人体内部，是很难直接加热实现形状回复功能，另外，还可能对人体造成伤害，因此开发出具有电、磁、光等间接热驱动功能的形状记忆聚合物复合材料(shape memory polymer composite，SMPC)显得尤为必要。

电致SMPC是由于电阻生热从而触发形状记忆过程，属于间接热响应，与直接热响应相比具有使用方便、受热均匀、远程可控等诸多优点，同时多数导电填料也能提高SMPC的导热系数，使其能够更快速地响应外界刺激

光致SMPC是通过外部光照射来实现形状回复的新型功能高分子材料，光作为刺激源，具有非接触性，可控性等优势。根据记忆机理的不同，光致SMPC可分为光化学反应型和光热效应型两种：光化学反应型是与温度无关的，利用光控的化学变化实现SMPC的形状固定和回复。而光热效应型SMPC是基于热致SMP制备的，通过在热驱动型SMP中添加对光吸收较好的材料(如TiN、GO等)来快速产热，光热填料能够将吸收的光能转化为热能，使SMPC的温度升至Tg以上，链段活性被激活，实现光致形状回复，属于一种间接热驱动型SMPC。

由于现有技术中形状记忆材料回复的驱动方式比较单一，本领域亟需开发一种多重驱动型形状记忆材料，以拓宽形状记忆材料的应用领域。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种多重驱动型形状记忆复合材料及其制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种多重驱动型形状记忆复合材料，所述复合材料以热致形状记忆聚合物作为基体，所述基体的表面附着石墨烯薄膜；所述多重驱动包括热驱动、电驱动和光驱动。

作为优选方案，所述基体的两侧均附着石墨烯薄膜。

本发明还提供一种如上任一方案所述的多重驱动型形状记忆复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将热致形状记忆聚合物粉末铺设于氧化石墨烯薄膜之上，得到待成型样品；

S2、将待成型样品进行热压成型，得到成型样品；

S3、将成型样品置于氢碘酸中浸泡，水洗，干燥，得到多重驱动型形状记忆复合材料。

作为优选方案，所述步骤S1还包括：将热致形状记忆聚合物粉末铺设于氧化石墨烯薄膜之上后，还将另一石墨烯薄膜铺设于热致形状记忆聚合物粉末之上。