[发明专利]一种光响应的可擦写聚合物纸及其制备方法

说明书

本发明涉及一种光响应的可擦写聚合物纸及其制备方法，该聚合物纸的原料包括以下重量份组分：羟基封端聚己内酯50‑70份，异氰酸酯15‑25份，羟基偶氮苯15‑25份，液晶组分1‑10份，四氧化三铁颗粒0‑5份，引发剂0.1‑0.2份，有机溶剂100‑150份。将前述组分混合后进行原位聚合，制得聚合物纸。与现有技术相比，本发明所得聚合物纸具有可重复擦写性、稳定性、远程可控性的优势，并适用于多种极端环境，如航空、深海探测等，拓展了聚合物基材料的使用范围和应用领域。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种光响应的可擦写聚合物纸及其制备方法。

背景技术

近年来，随着森林资源的告急以及环境意识的提升，传统植物纤维所制的纸张对于林业资源的消耗逐渐引起了公众的关注。相比传统材料，聚合物材料具有出色的延展性与更高的强度，以聚氨酯材料为例，此类材料在具有良好耐腐蚀性同时还兼具形状记忆性能、热驱·可成型性，在软机器人、人造肌肉、医学领域内已大量使用，成为重点研发的新材料之一。

专利申请CN105693990A公开了一种聚氨酯形状记忆高分子材料的合成工艺，该合成工艺依次包括下述步骤，(1)原料真空脱水；(2)预聚反应：N₂保护的条件下加入2，4-甲苯二异氰酸酯和DMF，滴加计量的多元醇得预聚物；(3)扩链反应：将1,4-BDO和二羟甲基丙酸(DMPA)进行扩链反应；(4)中和反应：用三乙胺(TEA)完全中和DMPA的羧基，同时加入300-1000ml的水，最后溶液的质量浓度为15-25％。该技术仅具有形状记忆性能而不具有基于表面自修复的光书写性能。

专利申请CN110041503A公开了一种可用于仿生4D打印的新型形状记忆聚氨酯材料，包括：所述形状记忆聚氨酯材料的组分及各组分的质量份数如下：异氰酸酯20～50份，聚己内酯5～20份，聚乙二醇5～20份，聚己二酸乙二醇酯5～20份，聚己二酸丁二醇酯5～20份，扩链剂1～6份、交联剂、引发剂0.5～2份和催化剂0.02～0.2份。目的在于通过控制交联剂的添加量，使形状记忆聚氨酯材料的具有良好形状记忆能力，提高形状记忆聚氨酯材料的回复率，但该材料，无法实现可逆的表面分离和修复过程。

专利申请CN110078892A公开了一种新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料，包括：聚四亚甲基醚二醇35～50份；二异氰酸酯15～25份；扩链剂10～15份；催化剂0.05～0.12份；有机溶剂120～250份；交联剂。该技术采用控制交联剂的加入量，使形状记忆聚氨酯材料具有良好的记忆性能和较高的回复率。但此类聚合物无法对近红外光进行响应，不能表现出光引发的形状记忆性能。

传统的聚氨酯材料在其表面进行“书写”后无法复原，难以实现重复多次使用的可擦写新型聚合物纸的功能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种光响应的可擦写聚合物纸及其制备方法，在保证材料综合机械性能与形状记忆性能的基础上，使得复合物具有重复可擦写的性能，实现聚合物纸的设计。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种光响应的可擦写聚合物纸，该聚合物纸的原料包括以下重量份组分：羟基封端聚己内酯50-70份，异氰酸酯15-25份，羟基偶氮苯15-25份，液晶组分1-10份，四氧化三铁颗粒0-5份，引发剂0.1-0.2份，有机溶剂100-150份。其中液晶组分的优选用量为4-6份，四氧化三铁颗粒的优选用量为0.5～1.5份。

进一步地，所述的四氧化三铁颗粒通过以下方法制得：按重量份称取铁盐15-20份、配体8-10份和有机溶剂100-150份，搅拌混合均匀，于100-200℃水热反应8～36h，所得产物进行离心分离，分离后的固体烘干、高温处理、研磨得到亚微米级的四氧化三铁颗粒。

进一步地，所述的铁盐为三氯化铁或硝酸铁；

所述的配体为2-氨基对苯二甲酸或对苯二甲酸；