[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

说明书

本发明公开了一种具有形状记忆效应的氨纶纤维及其制备方法，该氨纶纤维由以下组分制成：结晶性聚醚或聚酯二醇单体、二异氰酸酯单体、聚氨酯扩链剂、聚氨酯交联剂和过氧化物引发剂。该氨纶材料具有双交联结构，第一重交联结构为聚氨酯交联剂形成的交联网络，第二重交联剂为过氧化物引发剂分解引发的聚氨酯二次交联；当温度高于其软段的熔融温度时，纤维内部取向的晶区因结晶融化而收缩成无归线团状态，纤维长度缩短，导致第二重交联网络受压缩；当纤维的温度低于氨纶的结晶熔融温度时，纤维中熔融的软段分子链在体系中受压缩的第二重交联网络提供的张应力作用下再次取向结晶，表现为纤维的长度增加；上述过程随温度的变化具有重复可逆的特点。

技术领域

本发明属于智能聚合物材料技术领域，具体涉及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。

背景技术

形状记忆纤维根据使用的原材料可分为形状记忆合金纤维和形状记忆聚合物纤维。形状记忆合金纤维利用马氏体相变原理能够实现在热刺激下的可逆变形过程。迄今为止，研究、应用最普遍的形状记忆纤维是镍钛合金纤维。形状记忆聚合物纤维的基体材料为形状记忆聚合物，形状记忆聚合物(shape memory polymer，简称SMP)受到外界的刺激，能够产生可恢复的形变。形状记忆聚合物具有“临时形状”和“永久形状”两种形状。形状记忆聚合物在一定的外力和环境条件下，能够固定临时形状，通过光刺激、热刺激、电刺激等外界刺激回复到永久形状。形状记忆聚合物的聚合物网络具有潜在的活动能力，在外界的刺激之下，形状记忆聚合物的“转变”被触发，储存在临时形状的应变能被释放出来，从而最终导致了形变的恢复。形状记忆聚合物的形状记忆效应机理并非采用形状记忆合金的马氏体相变原理，形状记忆聚合物通过交联固定永久形状，通过相转变固定临时形状。

目前广泛使用、研究的形状记忆聚合物纤维均为单程形状记忆聚合物纤维，常见的热致型形状记忆聚合物纤维是通过热刺激(升温或降温)来触发形状的固定和回复。由于单程形状记忆聚合物的变形过程不具有可逆性，因此基于形状记忆聚合物制备得到的形状记忆聚合物纤维的形状回复过程也不具备可逆性，仅能从临时形状转变为永久形状，而上述缺点极大地限制了形状记忆聚合物纤维的发展和应用。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供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。

为达到其目的，本发明所采用的技术方案为：

一种具有可逆形状记忆效应的氨纶纤维，其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。

优选地，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：

优选地，所述的二异氰酸酯为如下结构式化合物中的至少一种：