论文部分内容阅读
形状记忆聚合物(SMP)是指能够在外界条件（如光、热、电、磁、化学环境等）刺激下发生形状的变化并保持该暂时形状，而再次施加刺激条件时能够回复到原始形状的一类聚合物。SMP作为集感应与驱动于一体的智能聚合物材料，在医学、生活、工业、航天领域具有潜在的应用价值，因此开展SMP材料的研究对推动科学技术发展有重要意义。根据材料应用中可能存在的限制问题以及为扩大材料的应用范围，本论文在调研相关文献的基础上，制备了几种以聚己内酯(PCL)为基础的功能性SMP，并研究了它们的结构与性能之间的关系，得到了以下结论:
1.用单分散性的二氧化硅(SiO2)胶体球为引发剂制备了核壳结构的SiO2@PCL聚合物微球，然后用4，4’-二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)连接每个微球形成网络交联结构。实验结果表明，该材料具有高强度和优异的形状记忆性能(SME)。同步辐射小角散射（SAXS）实验结果表明软段的晶区对高SME有决定作用。用紫外光(UV)引发固化丙烯酰化的SiO2@PCL聚合物微球和线型的PCL制备了交联型的聚合物材料，调控两者之间比例可以获得具有优异SME的材料。
2.通过ATRP法制备了三嵌段共聚物(BCP) PMMA-b-PCL-b-PMMA，通过微观结构和SME之间关系的研究发现PMMA分子链之间的缠结会在拉伸过程中发生不可逆的变化，导致该BCP的形状回复率低。在此基础上引入双官能团的PCL-C=C，制备了新型的BCP材料，在宏观和微观方面均表现出优异的形状记忆性能。
3.改性以PCL为软段的聚氨酯(PU)使其与甲基丙烯酸甲酯共聚，制备了交联型的PU-PMMA共聚物;用ATRP法在PCL分子链上接枝PMMA而后连接成长分子链制备了梳型共聚物PCL-g-PMMA-MDI。这两种聚合物在合适PMMA含量时由于同时具有可分辨的两个转变温度(PCL的熔点和PMMA的玻璃化温度)，同时有固定原始形状的交联点存在，表现出三段形状记忆性能。
4.引入含有偶氮苯的分子作为PU扩链剂制备了具有光致性能的SMP材料，由于提高了分子链间的作用力从而提高了材料的形状记忆性能和机械性能，由于聚合物中的偶氮苯存在，材料表现出光致顺-反异构化现象。制备了含有香豆素的嵌段共聚物PCL-b-PMMA-b-Pcou，由于增加了分子链间缠结提供了足够的交联点固定作用，这种线型的BCP表现出优异的SME;不同波长光照时BCP可以显示可逆的成环-开环作用。在PU中加入Eu3+稀土离子制备了PU-Eu，由于金属离子与聚合物形成配位作用从而影响微观结构，加入5wt％的Eu3+在不影响SME的同时具有光致发光的性能。