[发明专利]具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料，其特征在于，该材料至少包含一个亲水性结晶相，以亲水性结晶相作为可逆驱动相实现可逆形状记忆功能，即通过体系中亲水性结晶相随着湿度变化而实现形状的可逆变形，具有在干态和湿态重复记忆两种形状的双向记忆功能。

2.根据权利要求1所述的具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料，其特征在于，所述高分子材料是通过下述方法制备得到的：选择一种亲水性结晶物质作为可逆驱动相，通过共价连接或聚合嵌入到聚合物网络中得到具有亲水性单结晶相的形状记忆材料，获得在外力作用下的水响应双向可逆形状记忆高分子材料。

3.根据权利要求1所述的具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料，其特征在于，所述高分子材料是通过下述方法制备得到的：选择一种亲水性结晶物质作为可逆驱动相，选择一种疏水性高熔点的结晶材料或高玻璃化温度的无定形材料作为骨架相，获得无需外力作用的水响应双向可逆形状记忆高分子材料。

4.根据权利要求1所述的具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料，其特征在于，所述高分子材料是通过下述方法制备得到的：选择一种亲水性结晶物质作为驱动相的形状记忆材料，通过和疏水性弹性体进行复合，得到无需外力作用的水响应双向可逆形状记忆高分子/弹性体复合材料；所述复合材料的结构形式为双层结构、核壳结构、互传网络结构或填充复合结构。

5.根据权利要求2或3或4所述的具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料，其特征在于，所述亲水性结晶物质为聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、巯基化聚乙二醇、叠氮化聚乙二醇、马来酰亚胺封端聚乙二醇、炔基化聚乙二醇、烯丙基化聚乙二醇或多臂聚乙二醇；所述的各种的聚乙二醇的分子量范围为2000～20000，熔点在40～64℃；上述聚乙二醇制备的水响应双向可逆形状记忆聚合物的熔点在35～55℃。

6.根据权利要求2所述的具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料，其特征在于，所述在外力作用下的水响应双向可逆形状记忆高分子材料采用以下方法制备：

a)聚乙二醇二丙烯酸酯或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯直接自由基聚合，或者和丙烯酸酯类单体共聚获得；

b)聚乙二醇作为软段和异氰酸酯、扩链剂反应获得；

c)双键封端聚乙二醇和多官能度巯基小分子交联获得；

d)叠氮化聚乙二醇和多官能度炔基小分子交联获得。

7.根据权利要求3所述的具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料，其特征在于，所述高玻璃化温度的无定形材料为甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸环己酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯或其混合物，其玻璃化转变温度需在85℃以上。

8.根据权利要求3所述的具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料，其特征在于，以疏水性高熔点的结晶材料为骨架相时，亲水性结晶物质为聚乙二醇；所述疏水性高熔点的结晶材料为熔点在90℃以上的聚酯二醇。

9.根据权利要求4所述的具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料，其特征在于，所述疏水性弹性体与亲水性结晶物质复合的方式为交联、粘合或填充。

10.根据权利要求1所述的具有水响应双向可逆形状记忆功能的高分子材料，其特征在于，所述高分子材料的加工形式可以是膜状、泡沫状、纤维状或块状。