[发明专利]一种光驱动尼龙弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可实现光驱动的尼龙弹性体和制备方法。所述的方法包括以下步骤：步骤一，将1,3,5‑三氨基苯和小分子量聚酰胺反应得到氨基功能化的三枝聚酰胺硬段（聚合物3）；步骤二，将4‑[(1E)‑2‑(4‑氨基苯基)二氮烯基]苯甲酸与小分子量的聚醚氨反应得到含有偶氮基团的聚醚软段（聚合物6）；步骤三，将功能化结束的聚合物（3）与聚合物（6）段在熔融状态下发生酯化反应，得到一种可实现光驱动的尼龙弹性体。

技术领域

本发明涉及一种可实现光驱动的尼龙弹性体，在特种尼龙材料中有较大的应用前景，属于特种工程塑料范畴。

背景技术

在碳中和的大背景下，光能作为一种清洁能源受到社会各界的关注。为了推进光能源的落地，科研机构就光储能、光驱动、光至发电等技术都做了很多工作。光驱动作为一种新兴技术，未来可能在货物传送、机器人行动方面有较大的应用前景。目前的光驱动技术主要分为两类，第一类是将光能转换为热能或者电能，然后通过热能或电能驱动物体运动；另一类主要是通过光能直接影响物体分子的运动，从而实现光驱动的目的。后一种方式其能量转换率高，也是将来发展的主要方向之一。

尼龙弹性体作为特种尼龙之一，现在在鞋材及医疗上有广泛应用，其优良的抗菌性能与较好的力学性能受到各种材料厂家的喜爱，目前在匹克、李宁等大牌球鞋及医疗导管上都得到很好的应用，在高端领域其对橡胶及TPU的取代势头也越发明显。

偶氮苯作为一种光响应材料，在光驱动领域比较常见。其在紫外光照下可以由反式转变为顺式，而在可见光或者加热条件下会有顺式转变为反式。利用其作为枢纽将尼龙弹性体的软硬段结合，可以有效的令尼龙弹性体在光照下的运动，从而实现光驱动的目的。

但是，偶氮苯作为驱动点，加入到聚合物种容易使得材料的理化性能发生改变。因此，需要通过分子设计，将偶氮苯既作为驱动点又作为软硬段的连接点使用，从而实现光驱动的同时不会影响材料的理化性能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可用于光驱动的尼龙弹性体材料，使得该材料在满足尼龙弹性体固有性能的同时，可以实现光驱动的效果，在功能化材料领域有很大的应用前景。

本发明的第一个方面，提供一种光驱动的尼龙弹性体材料，其结构如下，

其中，PA表示尼龙硬段，PE表示聚醚多元醇软段

本发明的第二个方面，提供上述可实现光驱动的尼龙弹性体材料的制备方法，其制备流程如下：

本发明光驱动尼龙弹性体材料的制备步骤包括：

[1]将1,3,5-三氨基苯和小分子量聚酰胺在高温下反应得到氨基功能化的三枝聚酰胺硬段(聚合物(3))；

[2]将4-[(1E)-2-(4-氨基苯基)二氮烯基]苯甲酸与小分子量的聚醚氨在高温下反应得到含有偶氮基团的聚醚软段(聚合物(6))；

[3]将聚合物(3)与聚合物(6)在高温下反应，得到一种可实现光驱动的尼龙弹性体。

所述[1]中：反应物(1)与反应物(2)的投料摩尔比为1:3-3.3；

所述[1]中：反应温度为200-280℃，优选220-250℃；反应时间为1-6h，优选2-5h；

所述[1]中：其中小分子量聚酰胺可以选择聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺612、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1012中的一种或几种，其数均分子量范围为500-10000，优选500-5000；

所述[2]中：反应物(4)与反应物(5)的摩尔比为1:2-2.2；