[发明专利]一种形状记忆聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了形状记忆聚合物，由单体A、二异氰酸酯和分子量为400～1000的二元醇共聚，然后将所的聚合物与单体B季铵盐化得到；在其中单体A与二异氰酸酯、二元醇和单体B的摩尔比例为1：[0.9‑1.1]:[0‑1]：[0.1‑1.1]；所述单体A为带两个羟基的甜菜碱。与现有技术相比，本发明所述的形状记忆聚合物采用甜菜碱作为单体，显著提升了本发明的形状记忆聚合物的生物相容性和抗菌性能。另外通过合理的配方调配使其具备良好的形状记忆性能。最后所述的形状记忆聚合物还具备自修复性能，在一定湿度下可以自我修复，自我修复条件很温和。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种形状记忆聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

形状记忆聚合物是指能够在感应到外界刺激(如温度、电磁、溶剂、光照)时，能够变形，并且去除刺激后能固定临时形状，当再次处于环境刺激条件下，又能重新恢复到原始形状的一类智能型聚合物。根据不同的刺激条件，形状记忆材料可以分为热致型、光致型、化学感应型和电磁感应型等。至今为止，形状记忆聚合物材料被广泛的应用在诸如生物医疗、纺织制衣、航空航天等高端领域，已经有多种形状记忆聚合物被开发应用；但是其在生物医疗领域的应用需要良好的生物相容性和湿度敏感特性，这些是普通的热致型形状记忆聚合物所不具备的。因此，改善普通热致形状记忆聚合物的生物相容性具有十分重要的应用前景。

在生物医疗、纺织制衣，可穿戴设备领域，急需性能良好的智能材料。但是由于这些设备直接与人体接触，有的甚至要植入体内，因此具备良好的生物相容性是十分必要的，另外，毕竟是外源性的异物，相容性较好，也容易引起感染，因此具备抗菌性能也是十分必要的。现有的形状记忆聚合物不具备抗菌性能。现有的具备抗菌性能的聚合物却无法兼顾良好的形状记忆功能。

为了满足对智能材料的最新需求，开发一种生物相容性良好，抗菌性良好的形状记忆聚合物智能材料是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种形状记忆聚合物，以解决现有的形状记忆聚合物无法兼顾抗菌性能和生物相容性的技术问题。

为了解决上述技术问题本发明一方面提供了一种形状记忆聚合物，由单体A、二异氰酸酯和分子量为400～1000的二元醇共聚，然后将所的聚合物与单体B季铵盐化得到；在其中单体A与二异氰酸酯、二元醇和单体B的摩尔比例为1：[0.9-1.1]:[0-1]：[0.1-1.1]；所述单体A的化学式为

中任意一种；

其中R的通式为-C_nH_2n，R’的通式为-C_xH_2x，x＝0～18。

优选地，所述二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。

优选地，所述二元醇包括1，4-丁二醇、一缩丙二醇、一缩乙二醇、1，6-己二醇中的至少一种。

优选地，所述单体B为氯代或溴代的脂肪族羧酸或脂肪族羧酸盐，其脂肪链段长度为2～18。

进一步优选地，所述羧酸或羧酸盐包括溴乙酸、氯乙酸、溴丁酸、氯丁酸、溴己酸和氯己酸以及它们的盐中的至少一种。

本发明另一方面提供了所述的形状记忆聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：在惰性环境下将单体A和二异氰酸酯按比例配置，加入有机溶剂，并加入催化剂加热反应；

S02：在惰性化境下按比例加入二元醇，加热反应得到形状记忆聚合物前体溶液；

S03：在惰性环境下按比例将单体B的溶液加入所述形状记忆聚合物前体溶液，反应得到形状记忆聚合物溶液。

优选地，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和四甲基乙二胺中的至少一种。