[发明专利]一种可自修复形状记忆材料及其制备方法和回收方法

说明书

本发明提供了一种可自修复形状记忆材料及其制备方法和回收方法，所述可自修复形状记忆材料包括氨基甲酸苯基酯键；其中，所述制备方法包括：步骤S1：取摩尔比为2:3的三元异氰酸酯类和二元酚类，加入催化剂后混合均匀，并加入到密炼机中，在60℃～100℃下反应3～6小时，得到聚氨酯粉末一；步骤S2：将所述聚氨酯粉末一在压力为3～5MPa、温度为110～140℃下热压20～40分钟后进行热压，得到所述可自修复形状记忆材料。通过本发明所制备以及再回收制备的可自修复形状记忆材料均具有较好的自修复性能，在断裂之后可重新愈合，可多次再加工利用，经济环保。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种可自修复形状记忆材料，一种可自修复形状记忆材料的制备方法，以及一种可自修复形状记忆材料的回收方法。

背景技术

智能高分子材料的使用越来越广泛，对其要求也越来越高。往往在使用时需要材料具有更加优异的性能，而动态共价交联聚合物具备多种优异的性能，具有广泛的应用前景。动态共价交联聚合物的研究具有悠久的历史，其早期的工作着眼于如何解决应力松弛带来的聚合物材料力学性能降低的问题。20世纪90年代以来，利用动态共价键来主动设计聚合物网络的特殊可适性逐渐成为研究主流，其中包括动态脲键、动态DA加成、动态硼酸酯键和动态二硫键等。研究人员进一步发现传统热固性聚氨酯可以通过氨酯键交换来实现塑化。聚氨酯在航天航空、电子、建筑等诸多领域具有广泛的应用前景。

人们为了达到自愈合的目的，在聚氨酯的合成方面不懈努力地开展了不少研究氨酯键交换的工作。不仅可以实现较理想的塑性，其在一定条件下甚至可以在没有催化剂的条件下进行。可以说，这一点足以改变人们对传统热固性聚氨酯的认识。氨基甲酸酯键是构筑聚合物网络常见的结构基元，有很强的通用性。谢涛课题组发现了氨基甲酸酯键具有一定的动态性，这类材料展示出良好的形状记忆功能，但不具备回收性能和自修复性能。

发明内容

本发明提供一种可自修复形状记忆材料及其制备方法和回收方法，所制备以及再回收制备的可自修复形状记忆材料均具有较好的自修复性能，在断裂之后可重新愈合，可多次再加工利用，经济环保。

为了解决上述问题，本发明公开了一种可自修复形状记忆材料，所述可自修复形状记忆材料包括氨基甲酸苯基酯键，所述氨基甲酸苯基酯键的动态交换过程为：

基于同一发明构思，为了解决上述问题，本发明还公开了针对所述可自修复形状记忆材料的制备方法，所述方法包括：

步骤S1：取摩尔比为2:3的三元异氰酸酯类和二元酚类，加入催化剂后混合均匀，并加入到密炼机中，在60℃～100℃下反应3～6小时，得到聚氨酯粉末一；

步骤S2：将所述聚氨酯粉末一在压力为3～5 MPa、温度为110～140℃下热压20～40分钟后进行热压，得到所述可自修复形状记忆材料。

可选的，所述三元异氰酸酯类为六亚甲基二异氰酸酯三聚体、4,4`,4``-三苯甲烷三异氰酸酯或L-赖氨酸三异氰酸酯中的任一种或多种。

可选的，所述二元酚类为双酚A、双酚S、双酚F或双酚BP-AP中的任一种或多种。

可选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三亚乙基二胺、吡啶、N-乙基吗啡啉、二亚乙基三胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙胺、三乙醇胺、N,N-二甲基吡啶中的一种或者多种。

可选的，所述催化剂的添加量为0.1wt％～0.5wt％。

可选的，所述步骤S2为：

将所述聚氨酯粉末一在压力为4 MPa、温度为120℃下热压20～40分钟后进行热压，得到所述可自修复形状记忆材料。

可选的，经过步骤S2所制备的所述可自修复形状记忆材料为哑铃型。