[发明专利]一种多重形状记忆高分子材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多重形状记忆高分子材料及其制备方法，该材料主要由热塑性弹性体基体和两种熔点相差较大的脂肪酸盐结晶小分子组成，也可添加其他助剂，通过双螺杆挤出机一步制备得到。热塑性弹性体表现出可变形性和形状回复性，可使材料变形至所需要的临时形状和尺寸，脂肪酸盐通过结晶起到固定临时形状的作用。当温度达到脂肪酸盐的熔点时，其结晶结构融化，材料在热塑性弹性体的熵弹性作用下回复到原来的形状。本发明的突出优点在于利用两种不同熔点的脂肪酸盐实现了多重形状记忆效应，同时，所选取的脂肪酸盐与基体相容性好，适用范围广，还能起到稳定基体、改善加工性能的作用。

技术领域

本发明涉及形状记忆材料领域，尤其是涉及一种多重形状记忆高分子材料及其制备方法。

背景技术

形状记忆材料是一类能够对外界条件变化产生预定响应的智能材料。它们在外界的温度、电场、磁场、光照、湿度或pH值等达到特定条件时可以“记忆”一个或多个预先设定的形状。然后可以根据需要被塑造成各种临时形状，当外界条件再次达到特定的条件时，它们能够自动回复到原先设定的形状。形状记忆高分子材料不仅触发方式多样、性能和响应条件可调、赋形容易、形变量大，而且具有保温和绝缘性能好、不锈蚀、易着色、可印刷、质量轻、成本低等诸多优点，因此受到了广泛的关注，在生物医疗、航空航天、智能纺织以及自修复等领域显示了巨大的应用前景。

形状记忆效应最初是在金-镉合金中发现的。1962年，又发现Ni-T冶金具有形状记忆效应，因其在航天、航空方面的巨大潜在应用，迅速引起广泛关注。传统的热塑性形状记忆高分子材料主要是具有软段、硬段交替排列的多嵌段共聚物。这类形状记忆共聚物材料的合成过程复杂，成本较高，同时因为需要使用大量易燃和毒性的有机溶剂，导致安全性低，并对环境造成较大污染。为了提高制备效率和实用性，各国研究者开始利用共混方法将热塑性弹性体和结晶性高分子材料结合起来，让它们协同作用来获得形状记忆高分子材料。对结晶性聚合物来说，形状转变温度在室温附近的结晶性聚合物少之又少，而且价格昂贵，极大限制了形状记忆高分子共混物材料的发展和应用。因此，不少研究者将研究方向放在了小分子结晶物上。

中国专利CN 103102636将热塑性弹性体(SEBS)与小分子结晶物质(石蜡)通过有机溶剂(石蜡)混合，这种方法虽然降低了材料的生产成本，但是在溶液共混制备过程中需要使用大量有机溶剂，并且混合后还要蒸干除去溶剂，对环境有污染。另外，其得到的混合物还要再经过压制成型等二次成型过程才能使用，因此都是间歇式制备过程，存在制备效率低，无法连续生产的问题。形状记忆材料有时需要具有多重形状记忆功能，目前亟需一种新型多重形状记忆高分子材料。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种多重形状记忆高分子材料及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种多重形状记忆高分子材料，以热塑性弹性体为基体，加入两种以上熔点相差较大的脂肪酸盐结晶小分子，也可添加其它助剂组分，其中，热塑性弹性体、脂肪酸盐结晶小分子和其它助剂的质量份数比例如下：

热塑性弹性体 100份

脂肪酸盐结晶小分子 20-150份

其它助剂 0-150份。

进一步地，该高分子材料加入脂肪酸盐结晶小分子a及脂肪酸盐结晶小分子b，脂肪酸盐结晶小分子a的熔点为T_m1，脂肪酸盐结晶小分子b的熔点为T_m2，热塑性弹性体的熔点为T_m，T_m＞T_m1＞T_m2。

进一步地，T_m1与T_m2相差不小于10℃，以便有足够的温度区间来进行多重形状记忆。