[发明专利]一种形状记忆材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及智能响应材料技术领域，尤其涉及一种形状记忆材料及其制备方法和应用。本发明提供了一种形状记忆材料的制备方法，包括以下步骤：将聚乙烯‑乙烯醇共聚物、单宁酸和有机溶剂混合，加热，得到混合液；将所述混合液和六亚甲基二异氰酸酯混合后，依次进行成膜和固化，得到聚合物薄膜；将所述聚合物薄膜在三氯化铁水溶液中进行浸泡，得到形状记忆聚合物层；在所述形状记忆聚合物层的表面制备有机硅胶层，得到所述形状记忆材料。利用所述制备方法制备得到的形状记忆材料同时具有近红外光响应能力、多形状记忆性能和双向形状记忆性能。

技术领域

本发明涉及智能响应材料技术领域，尤其涉及一种形状记忆材料及其制备方法和应用。

背景技术

作为一种新型的智能响应材料，形状记忆材料(SMPs)广泛应用于各个领域中，如作为智能开关和生物医学材料等。当SMPs受到一定外界刺激时，其交联点和分子开关发生转变，从而驱动SMPs产生较大幅度的形变。其中，热刺激由于其使用的简便性，大多数SMPs将热作为刺激源来引发自身的相转换。然而一些特定的热敏环境要求科研人员寻找刺激以外的其他刺激源，比如水刺激、电刺激和近红外光(NIR)刺激。其中NIR由于其光源容易获取且可以远程精准控制SMPs，还具有高安全性和高及时性，NIR刺激形状记忆材料已经成为一类具有较好开发前景的SMPs。

设计NIR响应SMP最简便的方法是在热致SMP中引入光热转换填料，但大多数填料都存在分散性差的问题，导致添加填料的聚合物的机械性能和形状记忆性能下降。而近红外光响应能力、多形状记忆性能和双向形状记忆性能是形状记忆聚合物在各种应用中的三个重要功能，将它们集成到一个SMP中仍然是一个挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种形状记忆材料及其制备方法和应用，利用所述制备方法制备得到的形状记忆材料同时具有近红外光响应能力、多形状记忆性能和双向形状记忆性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种形状记忆材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚乙烯-乙烯醇共聚物、单宁酸和有机溶剂混合，加热，得到混合液；

将所述混合液和六亚甲基二异氰酸酯混合后，依次进行成膜和固化，得到聚合物薄膜；

将所述聚合物薄膜在三氯化铁水溶液中进行浸泡，得到形状记忆聚合物层；

在所述形状记忆聚合物层的表面制备有机硅胶层，得到所述形状记忆材料。

优选的，所述聚乙烯-乙烯醇共聚物和单宁酸的质量比为1：(0.025～0.1)。

优选的，所述加热的温度为90℃，时间为5h。

优选的，所述聚乙烯-乙烯醇共聚物和六亚甲基二异氰酸酯的质量比为1：(0.1～0.2)。

优选的，所述固化的温度为80℃，时间为12h。

优选的，所述三氯化铁水溶液的浓度为0.1～0.2mol/L；

所述浸泡的次数为3次，每次浸泡的时间为12～24h。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的形状记忆材料，包括形状记忆聚合物层和有机硅胶层；

所述形状记忆聚合物层包括聚合物和分散在所述聚合物中的络合物；

所述络合物为三价铁离子与单宁酸的络合物；

所述聚合物为聚乙烯-乙烯醇共聚物与六亚甲基二异氰酸酯形成的聚合物。

优选的，所述形状记忆聚合物层的厚度为0.08mm，所述有机硅胶层的厚度为1.20mm。