[发明专利]一种光引发本体环化聚合制备记忆性聚合物的方法以及记忆性聚合物

说明书

本发明提供了一种光引发本体环化聚合制备记忆性聚合物的方法，包括以下步骤：将单体混合进行聚合反应，得到记忆性聚合物；所述单体包括式Ⅰ～Ⅴ所示的丙烯腈、丙烯酸酯、聚乙二醇、4,4'‑二环己基甲烷二异氰酸酯和双官能团丙烯酸酯。本发明通过将双官能团单体、单官能团单体按照一定的比例在无其它溶剂条件下混合并由光引发反应，得到含大环的记忆性交联聚合物，具有优异的可逆记忆性。其中，本发明通过预制备具有特定结构的双官能团单体，选择不同链长的单官能团单体进行本体聚合，解决了一般聚合需要使用引发剂和溶剂的问题，节约了成本和后续处理溶剂的步骤，是一种绿色合成方法。

技术领域

本发明涉及高分子聚合物技术领域，尤其涉及一种光引发本体环化聚合制备记忆性聚合物的方法以及记忆性聚合物。

背景技术

记忆性聚合物是一类非常有用的高分子材料，同时兼具塑料和橡胶的特性，可以按照需要设计不同的结构和性质，满足工程需求。常见的高分子材料，如聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺等，人们可对其进行分子设计和结构调整，并赋予一定的起始形状，外部条件发生变化时，它们可相应地改变形状。传统的形状记忆聚合物能利用热转变相经过热机械调试记忆暂时形状，实现形状记忆。一般来说，记忆性效应常常需要对聚合物进行交联，交联可分为化学交联和物理交联两种模式，能够使聚合物在热、光、磁、机械、化学等条件下响应，从而应用于航空航天、纺织材料、柔性电子、生物医学等诸多领域。

目前，记忆性聚合物是一个比较热门的研究领域。例如，Lendlein等人报道了具有可程序化可逆形状记忆体系，低温结晶相作为“可逆驱动相”，高温结晶相作为“骨架相”用于设置可逆变形的形状(Adv.Mater.,2013,25,4466)。Sheiko等利用丁二酸辛二醇酯实现了结晶相的部分熔融和再结晶双向可逆形状记忆效应(Macromolecules,2014,47,1768-1776)。Zhao等利用两组动态键(氨基甲酸酯和大位阻脲)插入交联网中，通过改变键合比，得到自愈性、固态可塑性和可再加工性的形状记忆性聚脲烷，使得其形状转换性具有多功能性(ACS Applied MaterialsInterfaces，2017,9,27,22077-22082)。Ge等将半结晶线性聚己内酯加入到基于甲基丙烯酸酯的四维打印的双网自愈系统，使该4D打印结构具备自愈能力，可恢复受损结构的力学性能(ACS Appl.Mater.Interfaces，2019,11,10328-10336)。

公开号为CN109401233A、CN110372922A和CN110527036A的中国专利均公开了具有形状记忆功能的材料，该类材料能够较好地满足设计要求。但面对更加灵活的应用需求，如何提高记忆性聚合物的机械性能，可控地调节硬度、柔韧性与可恢复性等相关技术指标，成为本领域需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种光引发本体环化聚合制备记忆性聚合物的方法以及记忆性聚合物，能够合成具有不同调节基团的记忆性聚合物。

本发明提供了一种光引发本体环化聚合制备记忆性聚合物的方法，包括以下步骤：

将单体混合进行聚合反应，得到记忆性聚合物；

所述单体包括式Ⅰ～Ⅴ所示的丙烯腈、丙烯酸酯、聚乙二醇、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯和双官能团丙烯酸酯；

其中，R为C1～C10的直链烷基、C5～C6的环烷基或C6～C10的支链烷基；

X为NH或O。

优选的，R为C3～C10的直链烷基、C5～C6的环烷基或C6～C10的支链烷基。

进一步优选的，R为丙基、丁基、戊基或2-乙基己基。

所述聚乙二醇的分子量优选为1500～20000。

上述分子量为数均分子量。