[发明专利]一种具备形状记忆与可修复功能的PVA/PTMG-PAA共混薄膜

说明书

本发明涉及一种具备形状记忆与可修复功能的PVA/PTMG‑PAA共混薄膜，合成一种以PTMG(T_g＝‑76℃)为软段和PAA为亲水段的聚合物，通过AGE一端的环氧开环与PTMG脱水，使PTMG两端被双键功能化，然后合成的PTMG‑AGE引发AA自由基聚合，最终产物共混PVA，获得PVA/PTMG‑PAA共混薄膜。因为合成的聚合物具有软段，并且亲水段PAA含有大量羧基，可以与PVA羟基形成稳定氢键，PVA自身分子间氢键较弱，遇水氢键断裂，脱水形成氢键，合成产物极大增加PVA吸水溶胀率，使形状恢复和修复取得优异效果。

技术领域

本发明属于高分子功能化领域，涉及一种具备形状记忆与可修复功能的PVA/PTMG-PAA共混薄膜。

背景技术

一定形状的固体材料在某种外界条件刺激下发生塑性形变，经过特定环境刺激，材料又完全恢复到变形前形状的现象被称为形状记忆效应。根据实现记忆功能的环境条件不同，可分为感温型、感水型、感光型和感酸碱型等多种记忆材料，目前应用研究最多的是热致形状记忆和水诱导形状记忆聚合物材料。

将可修复功能集成到人造材料中，不但可以减少原材料消耗，而且可以提高其耐用性和可靠性。目前，人们应用可逆共价键相互作用(或氢键)制造出可修复材料。例如，PVA是一种理想的绿色聚合物，通过重复的冻融方法可以制备出PVA水凝胶，在冷冻过程中PVA微晶和PVA链之间的氢键形成物理交联。PVA晶体容易熔化，加热到50～60℃时氢键断裂，降温氢键可以恢复。但是普通PVA水凝胶修复缓慢。如果设计出一种聚合物不但可以使PVA具备形状记忆，而且能够增强自恢复损伤，那么这种材料将在更尖端的领域获得应用。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供了一种具备形状记忆与可修复功能的PVA/PTMG-PAA共混薄膜，形状恢复条件简单，裂口修复时间短，效率高。

本发明的技术方案：合成一种以PTMG(T_g＝-76℃)为软段和PAA为亲水段的聚合物，通过AGE一端的环氧开环与PTMG脱水，使PTMG两端被双键功能化，然后合成的PTMG-AGE引发AA自由基聚合，最终产物共混PVA，获得PVA/PTMG-PAA共混薄膜。因为合成的聚合物具有软段，并且亲水段PAA含有大量羧基，可以与PVA羟基形成稳定氢键，PVA自身分子间氢键较弱，遇水氢键断裂，脱水形成氢键，合成产物极大增加PVA吸水溶胀率，使形状恢复和修复取得优异效果。

所述的聚合物，其分子链上PTMG软段的结构如下：

n为大于1的整数。

所述的聚合物，其分子链AGE中间段的结构如下：

所述的聚合物，其分子链上PAA的结构如下：

m为大于1的整数。

附图说明

图1为聚合物的核磁共振氢谱图。

如图1所示，核磁谱图中，A图中1.6～1.7ppm、3.5ppm均为PTMG中-CH₂-中氢的化学位移，B图中5.5ppm左右乙烯基上氢的化学位移出现说明PTMG与AGE脱水结合成功。C图中12.25ppm左右出现的-COOH峰，5.5ppm左右乙烯基上氢的化学位移消失，表明PAA已经通过AGE与PTMG聚合。采用¹H-NMR表征的结果说明一种PTMG软段和PAA为亲水段的聚合物已经合成。

图2为本发明制备的聚合物和PVA共混薄膜形状记忆过程。

图3为本发明制备的聚合物与PVA共混薄膜修复的过程。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述。

实施例1：