[发明专利]一种腰果酚基形状记忆聚合物及其制备方法

说明书

一种腰果酚基形状记忆聚合物及其制备方法，先将腰果酚基多元醇与异氰酸酯反应，制得异氰酸酯封端的腰果酚基聚氨酯预聚体，然后依次加入含有呋喃和马来酰胺结构衍生物，于油浴中反应，反应结束后倒入聚四氟乙烯模板中除去溶剂并固化，即得到腰果酚基形状记忆聚合物。本发明实现腰果酚基聚氨酯热响应形状记忆性能，得到的腰果酚基形状记忆聚合物的原始形状可以根据需要被改变，成功实现了热响应形状记忆性能，所得腰果酚基形状记忆聚合物弯曲模式下形状固定率达到95%以上，形状回复率为90%以上。本发明同时并克服了传统交联聚合物在成型后无法再次加工的缺陷，再加工后腰果酚基形状记忆聚合物具有优异的力学性能。

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种生物基形状记忆聚合物及其制备方法，尤其涉及一种基于Diles-Alder反应的腰果酚基形状记忆聚合物及其制备方法。

背景技术

形状记忆聚氨酯是近几年发展起来的一种新型的功能高分子材料，是一类可以响应外界刺激，并调整自身状态参数，从而回复到预先设定状态的一种智能高分子材料，它是由玻璃化温度高的硬段和玻璃化温度低的软段聚合而成的嵌段共聚物，通过调节聚氨酯原料的组成和比例，可以获得不同的玻璃化转变温度。形状记忆聚氨酯具有优异的力学性能和良好的生物相容性，其记忆温度可设计范围宽，形变量大、形状记忆效果好、加工性好，在航空航天、柔性电子、生物医学以及纳米制造等领域显示了诱人的应用前景。然而，现有的形状记忆聚氨酯的形状记忆性能较差，力学性能不高，无法满足生产的需求。

腰果酚是腰果壳的海绵状果皮中的烷基酚油，可以从腰果壳液中获得，是腰果产业的副产物，是具有巨大潜力的可再生资源。腰果酚是间位含有不饱和双键的15碳脂肪链的间位取代苯酚，这种独特的结构使其既具有芳香族化合物优异的稳定性，又具有脂肪族化合物良好的柔韧性。正是这种特性使其能与多种单体反应，制备出性能优良的腰果酚基聚氨酯。但基于Diels-Alder反应腰果酚基聚氨酯形状记忆聚合物的结构设计、制备及性能的研究还未见文献报道。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种腰果酚基形状记忆聚合物及其制备方法，利用Diels-Alder反应实现腰果酚基聚氨酯热响应形状记忆性能。得到的腰果酚基形状记忆聚合物的原始形状可以根据需要被改变，成功实现了热响应形状记忆性能，并克服了传统交联聚合物在成型后无法再次加工的缺陷，再加工后腰果酚基形状记忆聚合物具有优异的力学性能。

技术方案：一种腰果酚基形状记忆聚合物的制备方法，步骤为：先将腰果酚基多元醇和异氰酸酯溶于有机溶剂中搅拌均匀，所述腰果酚基多元醇与异氰酸酯的摩尔比为1:1~1:4，加入催化剂，在40~80 ℃的油浴中加热搅拌均匀，反应2~10 h，得到异氰酸酯封端的腰果酚基聚氨酯预聚体；然后加入呋喃环衍生物，于0~60 ℃反应2~10 h，得到呋喃封端的腰果酚基聚氨酯预聚体，再加入马来酰胺类衍生物，在40~80 ℃的油浴中反应2~24h，反应结束后倒入聚四氟乙烯模板中除去溶剂并固化，得到腰果酚基形状记忆聚合物；其中催化剂用量为腰果酚基多元醇与异氰酸酯总质量的0.5%～4%，呋喃环衍生物与异氰酸酯摩尔比为1:0.5～1:5，马来酰胺类衍生物与呋喃环衍生物摩尔比为1:0.5～1:2。

上述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种。

上述有机溶剂为丙酮，N-N二甲基甲酰胺，N-N二甲基乙酰胺，四氢呋喃，甲苯中的至少一种。

上述腰果酚基多元醇与异氰酸酯的摩尔比为1:2，腰果酚基多元醇和异氰酸酯的反应温度为60 ℃，反应时间为8 h。

上述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。

上述呋喃环衍生物为糠胺，糠醇，2,5呋喃二甲醇，1，6-六亚甲基-双( 2-呋喃基甲基氨基甲酸酯) ，三呋喃基二醇中的至少一种；