[发明专利]具有多重形状记忆效应的聚芳醚酮、制备及其应用

说明书

本发明涉及形状记忆聚芳醚酮，具体公开了具有多重形状记忆效应的聚芳醚酮、制备及其应用，通过双酚AF、2,2‑二(3‑氨基‑4‑羟苯基)六氟丙烷与4,4'‑二氟二苯甲酮聚合制备得到具有双重形状记忆效应的聚芳醚酮，由上述双重记忆效应的聚芳醚酮共混制备得到多重形状记忆聚芳醚酮共混物。本发明还公开了上述聚芳醚酮和上述聚芳醚酮共混物制备的薄膜。本发明提供的形状记忆聚芳醚酮，原料广泛，可实现多重形状记忆效应，在形状记忆聚芳醚酮聚合物中尚属首次，其形状固定率好，形状回复率高，且形状回复速率较快，在航空航天、生物医用和柔性器件领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及形状记忆材料技术领域，具体涉及具有多重形状记忆效应的聚芳醚酮、制备方法及其应用。

背景技术

自然界中存在着多种多样的刺激响应和形变现象，如向日葵朝向太阳的转动，变色龙的变色伪装等。受到自然界的启发，能够自发地响应外界刺激的智能材料得到了科学家们广泛的关注。由于，刺激响应材料因其固有的刺激响应能力和形状变形能力广泛应用于空间结构、生物工程、柔性机器人和智能器件等领域。其中，形状记忆聚合物因其具有独特的形状记忆特性、优异的加工性能、轻质性以及低成本等优势，广泛应用于空间结构、仿生器件和人工组织等。

不同刺激模式的组合赋予形状记忆聚合物多样的刺激响应模式。通常来说，形状记忆聚合物的刺激响应模式较为多样，包括热、光、电、磁、声波和溶剂等。传统的形状记忆聚合物大多为热致形状记忆聚合物，能够应用于热致变形的形状记忆复合材料。至于其它的刺激响应模式，如光、电和磁响应等，能够通过将敏感性的刺激响应性功能填料引入复合材料中实现。由于独特的刺激响应行为，多重形状记忆聚合物在多程序变形智能器件领域具有广泛的应用前景。

目前，多重形状记忆聚合物大多为弹性体或低转变温度的柔性聚合物。而这类多重形状记忆材料的力学强度普遍较差，回复速度较慢，极大地限制了其在智能结构器件领域的应用。因此为了保证多样的刺激响应模式和多重形变能力，形状记忆聚合物材料需要更为优异的力学强度和稳定性。聚芳醚酮作为一种半结晶性的线型热塑性聚合物，具有优异的力学性能和热稳定性，是一种性能优异的聚合物材料，但形状记忆聚芳醚酮只具有二重形状记忆效应，没有多重形状记忆能力，因此急需开发出一种基于聚芳醚酮的多重形状记忆材料。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种具有多重形状记忆效应的聚芳醚酮的制备方法，以解决现有技术中具有多重形状记忆效应的聚合物大多为弹性体，力学强度和稳定性较差，限制了其在航空航天、生物医用和柔性器件等领域的应用的问题和形状记忆聚芳醚酮只具有二重形状记忆效应，没有多重形状记忆能力的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明第一方面提供一种形状记忆聚芳醚酮，所述形状记忆聚芳醚酮具有式(I)所示结构：

其中，n取自80-240之间的整数，x+y＝1，且x≥0、y≥0，所述形状记忆聚芳醚酮的分子量为45-90kg/mol。

在某些具体的实施例中，n为80、90、100、150、200、240或它们之间的任意整数；x为0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.8、0.9、1.0或它们之间的任意数值。

进一步地，所述形状记忆聚芳醚酮由双酚AF、2,2-二(3-氨基-4-羟苯基) 六氟丙烷与4,4'-二氟二苯甲酮经聚合反应制备得到；所述双酚AF、所述2,2-二 (3-氨基-4-羟苯基)六氟丙烷和4,4'-二氟二苯甲酮单体的摩尔比为x：(1-x)： 1，且0≤x≤1。

进一步地，所述形状记忆聚芳醚酮的玻璃化转变温度与式(1)中的x值呈正相关。

在本发明的技术方案中，具有式(I)所示结构的聚芳醚酮的玻璃化转变温度随着x值的增大而增大。

本发明第二方面提供了上述形状记忆聚芳醚酮的制备方法，包括如下步骤：