[发明专利]一种松香基扩链剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯形状记忆高分子材料领域，具体涉及一种松香基扩链剂及其制备方法。

背景技术

形状记忆材料是一类刺激响应性智能材料。所谓形状记忆性，是指材料由初始形状（起始态）在一定条件下发生形变并固定（变形态）后，在外界刺激（如光、热、电、磁、酸碱度等）下又可回复到初始形状的特性。

20世纪60年代，人们最先发现了Ni-Ti合金的形状记忆功能，随后形状记忆材料便引起了世界广泛关注。20世纪80年代，Ota.SLl等人通过辐射交联聚乙烯的方法发现所得材料具有非常好的热回复形状记忆效应，成为世界上第一例形状记忆高分子（SMP，Shape Memory Polymer）材料（Ota.S.The heat shrinkage properties of polyethylene[J].Radiate Physics Chemistry,1981,(18):81）。与形状记忆合金（SMA,Shape Memory Alloy）相比，SMP具有变形量大、赋形容易、形状记忆温度范围宽、质轻价廉等优点，可广泛应用于医疗器械、体育运动、纺织服装、包装、军事及航空航天等领域，因而自上世纪80年代以来，SMP的研究引起了学术界和工业界广泛兴趣。

SMP可以是热塑性的，也可以是热固性的。热塑性形状记忆高分子具有形变量大、加工方法简单、可以加工成各种复杂形状的产品，但是同热固性的相比，其回弹性能非常差。热塑性形状记忆高分子的断裂伸长率可以达到1000%以上，但是最大回弹形变目前只有400%左右。因此，研究具有高回复性能的热塑性形状记忆高分子具有非常重要的意义。

目前高分子材料的合成绝大部分都是采用以石油为原料的化学品合成，如申请号为200710031342.X的中国专利公开的环氧树脂基形状记忆高分子、申请号为200610043121.X的中国专利公开的聚氨酯形状记忆高分子材料、申请号为200810203251.4的中国专利申请公开的甲壳型液晶聚合物类形状记忆高分子材料等。但是石油等化石资源为不可再生资源，同时使用化石资源造成了温室效应等环境问题。出于节约资源、保护环境等考虑，使用生物质资源等天然可再生资源为原料来合成生物基高分子材料成为人们的研究热点。生物基高分子材料具有保护环境和节约资源的双重功效。美国、日本、欧盟等国先后通过了法案和标准来推动生物基材料的发展。因此以再生生物资源为原料，研究开发高性能材料顺应时代发展趋势，符合国家战略需求，有重要的应用价值和良好的发展前景。

但是到目前为止，用生物质资源为原料来合成具有高回复性能的热塑性形状记忆高分子还未见报道。

发明内容

本发明提供了一种松香基扩链剂，结构为二元醇，能够与其他化合物反应生成高性能的高分子材料。

一种松香基扩链剂，为式Ⅰ结构或式Ⅱ结构的化合物；

式Ⅰ式Ⅱ

其中，R₁、R₂各自独立的选自芳香族链段或C₁~C₁₄的脂肪族链段；R₁与R₂相同或不同。进一步优选，R₁、R₂各自独立的选自苯环链段或C₁~C₄的脂肪族链段。

本发明松香基扩链剂以松香基作为基本结构，在式Ⅰ中，通过引入R₁、R₂扩链，在式Ⅱ中，引入R₂扩链，并且，式Ⅰ和式Ⅱ结构的松香基扩链剂为松香基二元醇，有利于与其他化合物反应，生成高性能的高分子材料。

本发明还提供了一种松香基扩链剂的制备方法，其制备简单，易于实施，可操作性强，易于工业化生产。

一种松香基扩链剂的制备方法，包括以下步骤：

将式III或式IV结构的松香二酸与二元醇HO-R₂-OH反应制得式Ⅰ或式Ⅱ结构的松香基扩链剂；

式III式IV。

其中，式III中的R₁与式I中的R₁均具有相同的含义，二元醇HO-R₂-OH中的R₂与式I和式II中R₂具有相同的含义。