[发明专利]一种具有可逆形状记忆效应的氨纶纤维及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种具有可逆形状记忆效应的氨纶纤维，其特征在于，包括如下重量份的原料：

所述的结晶性聚酯二醇或结晶性聚醚二醇的数均分子量为1000～10000；

所述的二异氰酸酯为如下结构式化合物中的至少一种：

所述聚氨酯交联剂选自：三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、巯基丙酸季戊四醇酯、丙三醇、1-(对硝基苯)甘油、1,2,4-丁三醇、苦马豆素、1,2,4-苯三酚、植烷三醇、1,8,9-三羟基蒽、棓儿茶酸、儿茶素、1-脱氧野尻霉素、雌三醇、三(羟甲基)氨基甲烷、1-硫代甘油、钙三醇、三聚氰酸、季戊四醇、双季戊四醇、苏糖醇、赤藓醇、醌茜隐色体、伏格列波糖、二硫赤藓醇、木糖醇、甜醇、肌醇、山梨醇、碘海醇、N-丁基硫代磷酸三胺、1,4,7-三氮杂环壬烷、3,3'-二氨基二丙胺、三聚氰胺、三亚乙基四胺、3,3'-二氨基联苯胺中的一种或几种的混合物；

所述过氧化物引发剂选自：过氧化酰类、烷基过氧化物、过氧化酯类、过氧化氢物、酮过氧化物及无机过氧化物中的一种或几种的混合物；

所述具有可逆形状记忆效应的氨纶纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)通过结晶性聚酯二醇或结晶性聚醚二醇与二异氰酸酯反应生成双端基为异氰酸酯基团的聚酯或聚醚，然后加入聚氨酯扩链剂合成聚氨酯预聚物，然后加入聚氨酯交联剂和过氧化物引发剂配制成纺丝原液；

(2)将步骤(1)得到的纺丝原液完全脱泡，然后通过纺丝工艺形成氨纶纤维，然后将氨纶纤维进行加热，使聚氨酯预聚物与聚氨酯交联剂发生交联反应；

(3)将经步骤(2)处理的氨纶纤维加热至其熔限上限温度，然后通过牵伸使其进一步伸长并用夹具固定形变，后继续升温以使氨纶纤维内部的过氧化物引发剂分解并进一步交联氨纶纤维，反应完成后卸除夹具，氨纶纤维发生收缩，收缩结束后即得所述具有可逆形状记忆效应的氨纶纤维。

2.如权利要求1所述的具有可逆形状记忆效应的氨纶纤维，其特征在于，所述的结晶性聚酯二醇或结晶性聚醚二醇为如下结构式化合物中的至少一种：

3.如权利要求1所述的具有可逆形状记忆效应的氨纶纤维，其特征在于，所述聚氨酯扩链剂为二元醇类、二元胺类、二元酸类、二元硫醇类化合物中的至少一种。

4.如权利要求1所述的具有可逆形状记忆效应的氨纶纤维，其特征在于，所述步骤(1)中，生成双端基为异氰酸酯基团的聚酯或聚醚的反应条件为25～100℃反应1～3h，合成聚氨酯预聚物的反应条件为25～100℃反应2～24h。

5.如权利要求1所述的具有可逆形状记忆效应的氨纶纤维，其特征在于，所述步骤(2)中，对氨纶纤维进行加热的条件为25～50℃下加热2～24h。

6.权利要求1～5任一项所述的具有可逆形状记忆效应的氨纶纤维在智能聚合物材料、智能纺织品、驱动器、软机器人和4D打印领域中的应用。