[发明专利]水和近红外光双响应的形状记忆复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了水和近红外光双响应的形状记忆复合材料及其制备方法，其中，形状记忆复合材料包括聚乙烯醇和分布在聚乙烯醇中的纳米粒子，两者通过氢键结合。一方面，水分子可通过破坏纳米粒子与聚乙烯醇之间的氢键，实现所述形状记忆复合材料的水响应形状记忆功能；另一方面，纳米粒子可将近红外光转成热来刺激聚乙烯醇，实现所述形状记忆复合材料的近红外光响应形状记忆功能，从而使得所述形状记忆复合材料具有水和近红外光双响应功能，进一步拓展了形状记忆复合材料在复杂环境中的应用。

技术领域

本发明涉及形状记忆复合材料领域，尤其涉及一种水和近红外光双响应的形状记忆复合材料及其制备方法。

背景技术

作为被广泛研究的智能材料之一的形状记忆聚合物（Shape Memory Polymers，简称SMPs），能够在特定的外部条件下变形和固定成临时形状，并且在适当的刺激响应之后恢复到其原始形状。基于这一特性，SMPs在生物医药、航空航天、传感器和纺织等领域的应用都得到了广泛的关注。传统SMPs根据其形状回复原理可分为：热响应型、电响应型、光响应型、化学响应型等。近年来，为了进一步拓展SMPs的多功能化和实际应用范围，国内外对SMPs的研究越来越偏重于实现多重响应。

然而，目前报道的多重响应性SMPs都是通过热、电、光和化学等响应原理的进行响应的，迄今尚没有水/近红外光双响应SMPs的相关报道。

因此，现有技术还有待发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水和近红外光双响应的形状记忆复合材料及其制备方法，旨在进一步拓展SMPs材料在复杂环境中的应用。

本发明的技术方案如下：

一种形状记忆复合材料，包括聚乙烯醇和分布在聚乙烯醇中的纳米粒子，所述纳米粒子与所述聚乙烯醇之间通过氢键结合。

所述的形状记忆复合材料，其中，所述纳米粒子在所述形状记忆复合材料中的质量百分比为0.1-10%。

所述的形状记忆复合材料，其中，所述纳米粒子的表面具有羧基、羟基和氨基中的一种或多种。

所述的形状记忆复合材料，其中，所述纳米粒子为氧化石墨烯、聚多巴胺、酸化碳管和碳量子点中的一种或多种。

所述的形状记忆复合材料，其中，所述纳米粒子的近红外光热转换效率不低于15%。

一种如上任一所述的形状记忆复合材料的制备方法，其中，将所述纳米粒子与所述聚乙烯醇分散于水中，反应后干燥成膜，得到形状记忆复合材料。

所述的形状记忆复合材料的制备方法，包括：

步骤A、将聚乙烯醇溶于85-95℃的水中，得到聚乙烯醇溶液；

步骤B、将纳米粒子分散于水中，得到纳米粒子分散液；

步骤C、将所述纳米粒子分散液加入到所述聚乙烯醇溶液中，并在85-95℃下搅拌反应40-80min得到复合分散液；

步骤D、将所述复合分散液干燥成膜，得到形状记忆复合材料。

所述的形状记忆复合材料的制备方法，其中，所述步骤B中，纳米粒子分散于水中时，超声20-40min。

所述的形状记忆复合材料的制备方法，其中，所述步骤C中，反应的条件为：在90℃下搅拌反应60min。

所述的形状记忆复合材料的制备方法，其中，所述步骤D中，干燥的条件为：在40-70℃进行鼓风干燥。