[发明专利]基于晶相转变的聚合物弹性体及其形状记忆行为调控方法

权利要求书

1.一种基于晶相转变的聚合物弹性体的形状记忆行为的调控方法，其特征在于，

所述聚合物弹性体是由具备晶型I和晶型II的多晶型聚丁烯-1经化学交联制得，其中晶型I的熔点为122~129 ºC，晶型II的熔点为102~108 ºC；该聚合物弹性体能随环境温度和退火时间的不同产生晶型转变和熔点变化，从而实现其形状记忆行为的调控；

所述聚合物弹性体的制备方法，是下述方案中的任意一种：

方案一：将交联剂和交联助剂加入丙酮中并充分溶解，混合溶液中交联剂和交联助剂的总质量浓度为0.2 g/ml；将多晶型聚丁烯-1置于开炼机中，在115 ºC的条件下混炼10分钟；然后逐滴加入混合溶液，滴加完成后继续混炼10分钟得到共混物；将共混物在150 ºC、10 MPa的条件下热压20分钟，得到具备永久形状A的聚合物弹性体；或者，

方案二：将交联剂和交联助剂加入丙酮中并充分溶解，混合溶液中交联剂和交联助剂的总质量浓度为0.5 g/ml；将多晶型聚丁烯-1加入混合溶液中，混合均匀；然后在室温条件下使溶剂挥发，24小时后得到干燥的共混物；将共混物在150 ºC、10 MPa的条件下热压20分钟，得到具备永久形状A的聚合物弹性体；

所述调控方法，具体包括以下步骤：

（1）将形状为永久形状A的聚合物弹性体置于晶型I熔点以上且不高于180 ºC的环境温度中，在外力的作用下变形为临时形状B；

（2）将临时形状B的聚合物弹性体置于退火温度条件下一定时间，实现临时形状B的固定；其中，控制退火温度在-25~60 ºC之间，退火时间在0.17~10 h之间；

（3）将具有临时形状B的聚合物弹性体置于晶型II熔点以上且不高于120 ºC的环境温度中，变形为回复形状C；

（4）将回复形状C的聚合物弹性体置于晶型I熔点以上且不高于180 ºC的环境温度中，变形为永久形状A；

（5）再将永久形状A的聚合物弹性体应用于下一次形状记忆编程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多晶型聚丁烯-1的分子量是77~711kg/mol；其所含晶型I和晶型II中，晶型I的熔点为122~129 ºC，晶型II的熔点为102~108 ºC。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚丁烯-1与交联剂、交联助剂的质量比为100∶2∶1~5。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交联剂选自下述有机过氧化物中的任意一种：过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰或2,5-二甲基-2,5二（叔丁基过氧基）己烷。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交联助剂选自下述的任意一种：硬脂酸、乙烯基三甲氧基硅烷、N,N'-间苯基双马来酰亚胺、双马来酸二丙烯酯或四甲基丙烯酸季戊四醇酯。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述永久形状A的定型方式是：将共混物将共混物置于平板硫化仪中，在150 ºC、10 MPa的条件热压20分钟，得到薄膜状的聚合物弹性体。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤（1）中，晶型I熔点以上的环境温度为140 ºC，以此作为热编程温度；

所述步骤（3）中，晶型II熔点以上的环境温度为120 ºC，以此作为形状回复温度；

所述步骤（4）中，晶型I熔点以上的环境温度为140 ºC，以此作为完全回复温度。