[发明专利]一种双向形状记忆聚酰亚胺纤维布及其制备方法

说明书

本发明涉及一种双向形状记忆聚酰亚胺纤维布及其制备方法。该方法包括：将聚酰亚胺纤维编织成布，将得到的聚酰亚胺纤维布裁取，浸渍于形状记忆聚酰亚胺聚合液中，取出，热压定型，然后置于基体上，于单侧表面刷涂形状记忆聚酰亚胺聚合液，热处理，脱膜，烘干。该方法简便、高效，制备得到的双向形状记忆聚酰亚胺纤维布具有优异的力学与热学性能，形状记忆形变量大，变形温度在较大的温度范围内可调，填补了双向形状记忆聚酰亚胺领域的空白。

技术领域

本发明属于智能聚合物材料及其制备领域，特别涉及一种双向形状记忆聚酰亚胺纤维布及其制备方法。

背景技术

形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer,SMP)是一类能够感知外部热、光、电、磁等刺激，进而按预设路径做出响应行为的新型功能材料，它集传感、控制和驱动功能于一体的特点，使其在空间可展开结构、生物医学设备、柔性电子设备、传感器等方面发挥重要作用。聚酰亚胺是一种含有多元酰亚胺环的高分子聚合物，也是耐高温性能最好的一类高分子，具有优异的热学、力学、化学稳定性及抗辐射等综合性能，在航空航天、国防军工、微电子等领域有广泛的应用。

通过对分子结构或加工工艺的设计，引入形状记忆功能，制备可适用于空间等极端环境下的新型智能聚酰亚胺材料，具有重要的科学与工程意义。如中国专利CN201410221970.4，中国专利CN201410218664.5通过在结构中引入柔性单体4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐、4,4'-二氨基二苯醚和4,4’-二氨基二苯醚、双酚A型二醚二酐制备出具有形状记忆功能的热塑性聚酰亚胺；中国专利CN201810042972.5公开了一种可层压及焊接的高性能热固性形状记忆聚酰亚胺，即将胺封端的聚酰胺酸齐聚物在较低温度下与多聚甲醛形成动态共价键，进一步高温处理，得到聚六氢化三嗪交联的热固性聚酰亚胺，进一步提高了形状记忆性能，同时兼顾可加工性；但这些方法制备的聚酰亚胺只具备单向形状记忆功能，即在刺激下，只能实现从临时形状回复到永久形状的单向、单次/多次转换。

在双向形状记忆聚合物方面，目前主要采用三种策略(例如中国专利CN201380067418.8，中国专利CN201410234045.5)：1、液晶弹性体；2、形状记忆材料—弹性体组成的粘合结构；3、化学/物理交联的结晶聚合物；三种制备方法各有利弊，其中方法1制备条件苛刻，价格昂贵；方法2受到材料间结合力的限制，循环过程中形状不稳定；方法3要求材料具有优异的结晶性，材料范围受限；此外，目前尚无制备双向形状记忆性能聚酰亚胺纤维布的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双向形状记忆聚酰亚胺纤维布及其制备方法，以克服现有技术中双向形状记忆聚合物循环过程中不稳定以及制备条件苛刻、材料范围受限等缺陷。

本发明提供一种双向形状记忆聚酰亚胺纤维布，将聚酰亚胺纤维编织成布，浸渍于形状记忆聚酰亚胺聚合液中，取出，热压定型，然后置于基体上，在单侧表面刷涂形状记忆聚酰亚胺聚合液，热处理，脱膜，烘干得到。

所述聚酰亚胺纤维为商业化聚酰亚胺纤维，具有耐高温、高强高模的特性，优选自江苏奥神新材料有限公司旗下Suplon、高强高模纤维和Fitlon中一种或几种。

所述聚酰亚胺纤维布组织为平纹或斜纹，经、纬纱密度为10～20×10～20根/10cm。

所述基体包括玻璃片、聚四氟乙烯板、硅片中的一种或几种。

本发明还提供一种双向形状记忆聚酰亚胺纤维布的制备方法，包括：

(1)将聚酰亚胺纤维编织成布，浸渍于形状记忆聚酰亚胺聚合液中，取出，热压定型，其中形状记忆聚酰亚胺聚合液的浓度为5～20wt％；

(2)将步骤(1)中定型后的聚酰亚胺纤维布置于基体上，单侧表面刷涂形状记忆聚酰亚胺聚合液，热处理，降温，脱膜，烘干，收集样品，得到双向形状记忆聚酰亚胺纤维布，其中形状记忆聚酰亚胺聚合液与步骤(1)中形状记忆聚酰亚胺聚合液相同。