[发明专利]一种以脂肪酸盐为可逆相的形状记忆高分子复合材料

说明书

本发明涉及一种以脂肪酸盐为可逆相的形状记忆高分子复合材料，主要由热塑性高分子弹性体和结晶性小分子脂肪酸盐共混制备而成，也可添加其他助剂。其中，热塑性高分子弹性体起到回复原始形状的作用，而结晶性小分子脂肪酸盐起到固定临时形状的作用，两者共同作用产生形状记忆效应。本发明采用物理熔融共混的方法将结晶性小分子脂肪酸盐引入到热塑性高分子弹性体中，制备效率高，不使用任何溶剂，环境友好，适合大批量生产。

技术领域

本发明涉及形状记忆材料领域，尤其是涉及一种以脂肪酸盐为可逆相的形状记忆高分子复合材料。

背景技术

形状记忆高分子材料是一种能够随外界条件的改变而作出响应，实现形状的固定和回复的高分子智能材料。根据提供刺激响应的不同可分为热致型、电磁感应型、光致型和化学感应型等，在外界的温度、磁场、光照、化学环境等达到特定条件时，材料能对其自身的状态(如形状、尺寸、位置等)进行调整，实现材料的形状记忆效应。与形状记忆合金和形状记忆陶瓷相比，形状记忆高分子复合材料具有质量轻、制备工艺简单、形变量大、响应条件多样、形状转变温度可调等优点，具有非常广阔的应用前景。

形状记忆高分子材料的传统制备方式多为化学合成方法，所得材料为硬段和软段交替排列的多嵌锻共聚物。硬段用来维持材料的永久形状，而软段通过结晶或者是玻璃化转变来固定材料的临时形状。通过改变共聚物中嵌锻组分的种类和含量，可以得到不同性能和响应温度的形状记忆材料。除此之外，还可以用共混的方法来制备形状记忆高分子材料。通常采用部分相容或不相容的高分子来进行共混，以其中的一相来使材料具有在变形后回复到原始形状的能力，以另一相来冻结和解冻结材料的临时形状。与化学共聚方法相比，物理共混方法简便快捷，制备效率高，是一种较为理想的制备方式。但共混方法也存在一些不足，特别是形状转变温度在室温附近的结晶性高分子很少，同时价格昂贵，极大限制了材料的发展和应用。

中国专利CN 103265786和CN 103224682利用多嵌段结构聚合物，例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物和烯烃嵌段共聚物(OBC)为回复相，以石蜡为可逆相来制备形状记忆材料。该发明降低了材料的生产成本，但是多嵌段共聚物的种类比较有限。中国专利CN 105504474A利用无规共聚物为回复相，以饱和脂肪酸为可逆相来制备形状记忆材料。该发明采用无规共聚物弹性体，拓宽了回复相的选材范围，但饱和脂肪酸是酸性的物质，在高温下对于金属加工设备具有一定的腐蚀作用，长期使用会对设备造成损伤。此外，饱和脂肪酸在高温时有挥发性，并且热稳定性不是很好，对加工温度要求比较苛刻，无法和加工温度较高的高分子进行熔融共混来制备形状记忆复合材料，限制了其使用的范围。

发明内容

为了克服现有形状记忆高分子复合材料的不足，本发明提出一种以脂肪酸盐为可逆相的形状记忆高分子复合材料，本发明选用商品化的热塑性高分子弹性体作为回复相，选用结晶性小分子脂肪酸盐作为可逆相，通过熔融共混方法制备得到形状记忆高分子复合材料。

本发明具体技术方案如下：

本发明提出的形状记忆高分子复合材料主要由热塑性弹性体和在室温下处于结晶态的脂肪酸盐构成，还可包含其它助剂。其中，热塑性弹性体起到回复原始形状的作用，脂肪酸盐通过结晶起到固定临时形状的作用。材料的形状转变温度由脂肪酸盐的熔点(Tm1)确定。热塑性弹性体、结晶性脂肪酸盐和其它助剂质量份数比例如下：

热塑性弹性体 100份，以质量数计；

结晶性脂肪酸盐 10-200份，以质量数计；

其它助剂组分 0-200份，以质量数计。