[发明专利]一种星型多重响应形状记忆聚氨酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种星型多重响应形状记忆聚氨酯复合材料，所述复合材料的结构式为：其中，n、k和m均表示聚合度大小，可以为任意正整数；为R为本发明制备的多重响应形状记忆聚氨酯复合材料利用具有光致异构的偶氮苯作为光控开关，能实现真正意义上的光‑热双响应。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种星型多重响应形状记忆聚氨酯复合材料及其制备方法。

背景技术

形状记忆材料指的是一类在一定条件下改变其初始形状，且固定临时形状，然后在某些条件刺激下又回复到某初始形状的智能材料，因其拥有形状固定、回复性能和材料的形变量大等诸多优点，而获得广泛的关注。

目前，主要研究的都是在一种刺激下发生响应的形状记忆材料，但是这种材料很难满足智能材料领域的使用要求。因此，开发具有多重响应的形状记忆材料已经成为一种迫切的需求，是当下的一个热点。而目前开发设计的多重响应形状记忆材料，多是利用光-热、电-热来实现，其本质上是通过光或电产生的热量来实现的多重响应性能，仍受到单一热的局限。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种星型多重响应形状记忆聚氨酯复合材料及其制备方法，该多重响应形状记忆聚氨酯复合材料利用具有光致异构的偶氮苯作为光控开关，能实现真正意义上的光-热双响应。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种星型多重响应形状记忆聚氨酯复合材料，其特征在于，所述复合材料的结构式为：

其中，n、k和m均表示聚合度大小，可以为任意正整数；为R为

上述星型多重响应形状记忆聚氨酯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)称取2.5-3.5g SMPU10置于玻璃瓶中，向其中加入DMF溶剂，将玻璃瓶置于80℃的油浴锅中，并搅拌；

(2)待SMPU10完全溶解后，向其中加入1.0-2.5g Azo11，反应2h；

(3)反应结束后，将上述反应溶液倒入预热好的模具中，并将模具放置于80℃烘箱中烘干8-10h，即可得到多重响应形状记忆聚氨酯复合材料。

进一步，所述SMPU10的合成方法为；

(1)预聚反应：称取5.00gPCL置于反应器中，并向其中加入18-25mLDMF和3-6滴六亚甲基二异氰酸酯，再加入催化剂，将反应器置于油浴锅中搅拌升温至80-90℃，搅拌速度为400～500r/min，并向反应器中加入0.8-0.9mL的六亚甲基二异氰酸酯，反应1h；

(2)扩链反应：在上述反应温度下，向反应器中加入2.6-3.0g固体N,N二羟乙基异烟碱，再加入2.0-5.0mL的六亚甲基二异氰酸酯，反应2-4h；

(3)交联反应：向步骤(2)的反应液中加入0.3-0.5g甘油，并反应2h；

(4)成膜：将反应完成后的液体倒入预热好的模具中，使液体均匀地分布在模具上，并将模具放置于80℃烘箱中烘干8-20h，即得到形状记忆聚氨酯SMPU10。

进一步，所述PCL的分子量为2000，在使用前需放置在80℃烘箱中进行干燥处理。

进一步，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

进一步，所述Azo11的合成方法为：

(1)取5.0g Azoba、50mL无水乙醇和2.0g碳酸钾置于反应器中，边搅拌边向其中加入4.3-4.5g溴代十一烷，将反应器置于65℃油浴锅中反应12h；

(2)反应结束后，趁热将反应液倒入至1000mL冰水中，并搅拌，抽滤、洗涤、干燥，即可得到固体Azo11。