[发明专利]形状记忆温度可调的力学响应可降解材料

说明书

本发明公开了一种形状记忆温度可调的力学响应可降解材料，高分子合成领域，将L‑苹果酸和1,8‑辛二醇以6:1.5～2.5的质量比例，在负压下，温度为120^oC~140^oC下进行合成反应，得到成型材料，再将所述成型材料置于120 ^oC~140^oC下，经过2~36小时的后续热处理，得到形状记忆温度可调的力学响应可降解材料。本发明通过投料比的控制，使得材料具备形状记忆功能，并且进一步通过后续的热处理使得材料的玻璃化转变温度逐步升高，就做到了形状记忆温度的区域可调节，再加上热处理过程中通过不平衡的热供给达到力学响应的能力。

技术领域

本发明涉及高分子合成领域，具体涉及一种形状记忆温度可调的力学响应可降解材料。

背景技术

L-苹果酸，又名左旋-2-羟基丁二酸，由于分子中有一个不对称碳原子，有两种立体异构体。大自然中，以三种形式存在，即D-苹果酸、L-苹果酸和其混合物DL-苹果酸。白色结晶体或结晶状粉末，有较强的吸湿性，易溶于水、乙醇。有特殊愉快的酸味。L-苹果酸主要用于食品和医药行业。天然存在的L-苹果酸都是L型的，几乎存在于一切果实中，以仁果类中最多。L-苹果酸为无色针状结晶，或白色晶体粉末，无臭，带有刺激性爽快酸味，熔点127-130℃，易溶于水，55.59/100mL(20℃)，溶于乙醇，不溶于乙醚。有吸湿性，1％(质量)水溶液的pH值2.4。L-苹果酸是苹果的一种成分，人每日由蔬菜、水果摄取的L-苹果酸为1.5～3.0g左右，从未发现不良反应。苹果具有很好的降解性，并且生物无毒，但由于聚L-苹果酸分子量很小，本身的力学性能也不佳完全不能作为工程材料使用。1,8-辛二醇，是一种化学物质，分子式是C₈H₁₈O₂，其本身也无毒性。

中国专利CN108003330A公开了一种高性能形状记忆的生物可降解材料，利用L-苹果酸和丙三醇为原料，先将L-苹果酸通过本体聚合得到聚苹果酸，再提纯后与丙三醇反应从而得到形状记忆功能的材料。在该专利的具体方案中，L-苹果酸先经过45h的本体聚合才能得到聚苹果酸，再和丙三醇进行反应，并且由于这样的工艺设计，导致了分子结构是以聚苹果酸为主链，丙三醇作为可供反应的交联剂与聚苹果酸分子链上的侧基(羧基)反应，又由于丙三醇是三醇，因此构成了强大的交联网状结构，由于材料体系是聚酯，因此材料中存在氢键，因此材料具备了在低温下变形的形状可被暂时冻住固定，在高温下形状可恢复到原来的样子，即自形状记忆功能。但材料的形状记忆温度区间是固定的，无法根据使用情况去调节，并且材料的强度还不足够高，限制了其应用领域。

中国专利CN108047438A公开了一种自愈合的生物可降解材料，利用L-苹果酸和1,8-辛二醇为原料,先将L-苹果酸通过本体聚合得到聚苹果酸，再提纯后与1,8-辛二醇反应从而得到自愈合功能的材料。在该专利的具体方案中，L-苹果酸先经过45h的本体聚合才能得到聚苹果酸，再和1,8-辛二醇进行反应，并且由于这样的工艺设计，导致了分子结构是以聚苹果酸为主链，1,8-辛二醇作为可供反应的交联剂与聚苹果酸分子链上的侧基(羧基)反应，构成了微观网状结构，并且由于投料比的控制，使得1,8-辛二醇的羟基过量存在，具有很多自由的羟基，因此材料中存在非常强大的氢键，因此材料具备了被切断后，将伤口对接可以重新愈合的能力，即自愈合功能。但此材料不具备形状记忆功能，而且材料强度很低，只能运用于软材料使用。

目前国内外没有将L-苹果酸和1,8-辛二醇合成兼具外力响应和形状记忆功能的新材料的报道，因此本专利具有重大意义。

发明内容

本发明目的是提供一种形状记忆温度可调的力学响应可降解材料。

本发明技术方案是：一种形状记忆温度可调的力学响应可降解材料，将L-苹果酸和1,8-辛二醇以6:1.5～2.5的质量比例，在负压下，温度为120℃～140℃下进行合成反应，得到成型材料，再将所述成型材料置于120℃～140℃下，经过2～36小时的后续热处理，得到形状记忆温度可调的力学响应可降解材料。