一種雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法，包括以下步驟：將重量份比為40～60份的聚苯乙烯、5～20份的苯乙烯、1～10份的丙烯酸丁酯、1～5份的二乙烯基化合物和1～5份的引發劑充分混合均勻，得到粘稠的苯乙烯基聚合物溶液，并在4～8℃下進行密封儲存后，倒入預先設計好的模具中，然后進行抽真空處理，待所述苯乙烯基聚合物溶液中的氣泡除去后，在70～80℃下進行固化20～24h，得到雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物。本發明的有益效果在于，本發明的形狀記憶聚合物具有雙重、三重形狀記憶效應以及形狀記憶回復溫度可調性的特點，并且通過改變各個組分之間的比例從而實現回復溫度的可調性和可控性。
【專利說明】
一種雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及形狀記憶聚合物制備方法，尤其涉及一種雙重和多重形狀記憶的苯乙稀基聚合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002]形狀記憶材料是一種非常重要的智能材料，其初始形狀被改變后并固定為某一臨時形狀時，在熱、光、電、磁、水等外界刺激下，形狀記憶聚合物可以主動地回復至其初始形狀，而無需外力作用，這種獨特的形狀記憶效應，使其在智能材料與結構領域具有廣泛的應用。
[0003]目前，形狀記憶聚合物種類不斷增多，主要集中于雙重形狀記憶效應的聚合物，但是這類聚合物具有回復溫度的單一性和臨時形狀的單一性，使得雙重形狀記憶效應的聚合物及其復合材料在很多領域的應用受到限制；后來發展起來的多重形狀記憶效應的聚合物，雖然可以實現多重形狀記憶性能，但是組分之間的比例可調性小，使其具有很窄的玻璃化轉變溫度，除此之外，具備此種熱力學性質的單一聚合物種類很少，難以滿足實際應用的需求，因此，急需開發一種具有很寬玻璃化轉變溫度的同時具有雙重和三重形狀記憶性能的聚合物，進一步擴展該類記性聚合物的應用范圍。
[0004]鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明采用的技術方案在于，一方面提供一種雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法，包括以下步驟:(I)將重量份為20?45份的聚苯乙烯、25?75份的苯乙烯、75?25份的丙烯酸丁酯、2?5份的二乙烯基化合物和、2?5份的引發劑充分混合均勻，得到粘稠的苯乙烯基聚合物溶液；(2)將所述苯乙烯基聚合物溶液在4?8°C下進行密封儲存；(3)將所述步驟(2)得到的所述苯乙烯基聚合物溶液倒入預先設計好的模具中，然后進行抽真空處理，待所述苯乙烯基聚合物溶液中的氣泡除去后，將所述苯乙烯基聚合物溶液在70?80°C下進行固化20?24h，得到雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物。
[0006]進一步，所述的二乙稀基化合物為二乙稀基苯、二乙稀基砜、二甲基二乙稀基娃烷、二乙烯基四氧雜i^一烷和二乙烯基吡啶中的一種。
[0007]進一步，所述的引發劑為過氧化苯甲酰、過氧化甲乙酮、過氧化二叔丁基、過氧化二碳酸二環己酯和異丙苯過氧化氫中的一種。
[0008]另一方面，提供一種由雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法制成的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物。
[0009]進一步，所述的苯乙烯基聚合物玻璃化溫度為20?120°C。
[0010]進一步，所述苯乙烯基聚合物的第一玻璃化溫度為20?90°C，第二玻璃化溫度為100?120。。。
[0011]與現有技術比較本發明的有益效果在于:本發明的形狀記憶聚合物具有雙重、三重形狀記憶效應以及形狀記憶回復溫度可調性的特點，并且通過改變各個組分之間的比例從而實現回復溫度的可調性和可控性;本發明的制備過程簡單、可操作性強，有助于形狀記憶聚合物材料在我國航空航天、生物醫學、微系統、光學變焦、密碼傳遞和傳感器等諸多領域的應用。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明苯乙烯基聚合物的雙重形狀記憶回復示意圖；
[0013]圖2為本發明苯乙烯基聚合物的三重形狀記憶回復示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。
[0015]實施例一
[0016]一種雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法，包括以下步驟:
[0017](I)將重量份為20份的聚苯乙烯、25份的苯乙烯、75份的丙烯酸丁酯、2份的二乙烯基化合物和、2份的引發劑充分混合均勻，得到粘稠的苯乙烯基聚合物溶液，其中所述的二乙烯基化合物為二乙烯基苯，所述的引發劑為過氧化苯甲酰；
[0018](2)將所述苯乙烯基聚合物溶液在4°C下進行密封儲存；
[0019](3)將所述步驟(2)得到的所述苯乙烯基聚合物溶液倒入預先設計好的模具中，然后進行抽真空處理，待所述苯乙烯基聚合物溶液中的氣泡除去后，將所述苯乙烯基聚合物溶液在70 0C下進行固化20h，得到雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物。
[0020]由上述制備方法制成的苯乙烯基聚合物，在使用時，需將所述的苯乙烯基聚合物與所述模具進行剝離，制備得到的所述苯乙烯基聚合物有兩個轉變溫度，不僅具有雙重形狀記憶效應，而且還具有優秀的三重形狀記憶性能。
[0021]實施例二
[0022]如實施例一所述的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法，本實施例與其不同之處在于，包括以下步驟:
[0023](I)將重量份為25份的聚苯乙烯、30份的苯乙烯、65份的丙烯酸丁酯、2份的二乙烯基化合物和、3份的引發劑充分混合均勻，得到粘稠的苯乙烯基聚合物溶液，其中所述的二乙烯基化合物為二乙烯基砜，所述的引發劑為過氧化甲乙酮；
[0024](2)將所述苯乙烯基聚合物溶液在5°C下進行密封儲存；
[0025](3)將所述步驟(2)得到的所述苯乙烯基聚合物溶液倒入預先設計好的模具中，然后進行抽真空處理，待所述苯乙烯基聚合物溶液中的氣泡除去后，將所述苯乙烯基聚合物溶液在72°C下進行固化22h，得到雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物。
[0026]實施例三
[0027]如上所述的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法，本實施例與其不同之處在于，包括以下步驟:
[0028](I)將重量份為30份的聚苯乙烯、50份的苯乙烯、50份的丙烯酸丁酯、3份的二乙烯基化合物和、4份的引發劑充分混合均勻，得到粘稠的苯乙烯基聚合物溶液，其中所述的二乙烯基化合物為二甲基二乙烯基硅烷，所述的引發劑為過氧化二叔丁基；
[0029](2)將所述苯乙烯基聚合物溶液在5°C下進行密封儲存；
[0030](3)將所述步驟(2)得到的所述苯乙烯基聚合物溶液倒入預先設計好的模具中，然后進行抽真空處理，待所述苯乙烯基聚合物溶液中的氣泡除去后，將所述苯乙烯基聚合物溶液在75°C下進行固化23h，得到雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物。
[0031]實施例四
[0032]如上所述的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法，本實施例與其不同之處在于，包括以下步驟:
[0033](I)將重量份為40份的聚苯乙烯、60份的苯乙烯、30份的丙烯酸丁酯、4份的二乙烯基化合物和、5份的引發劑充分混合均勻，得到粘稠的苯乙烯基聚合物溶液，其中所述的二乙烯基化合物為二乙烯基四氧雜十一烷，所述的引發劑為過氧化二碳酸二環己酯；
[0034](2)將所述苯乙烯基聚合物溶液在7°C下進行密封儲存；
[0035](3)將所述步驟(2)得到的所述苯乙烯基聚合物溶液倒入預先設計好的模具中，然后進行抽真空處理，待所述苯乙烯基聚合物溶液中的氣泡除去后，將所述苯乙烯基聚合物溶液在78°C下進行固化23h，得到雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物。
[0036]實施例五
[0037]如上所述的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法，本實施例與其不同之處在于，包括以下步驟:
[0038](I)將重量份為45份的聚苯乙烯、75份的苯乙烯、25份的丙烯酸丁酯、5份的二乙烯基化合物和、5份的引發劑充分混合均勻，得到粘稠的苯乙烯基聚合物溶液，其中所述的二乙烯基化合物為二乙烯基吡啶，所述的引發劑為異丙苯過氧化氫；
[0039](2)將所述苯乙烯基聚合物溶液在8°C下進行密封儲存；
[0040](3)將所述步驟(2)得到的所述苯乙烯基聚合物溶液倒入預先設計好的模具中，然后進行抽真空處理，待所述苯乙烯基聚合物溶液中的氣泡除去后，將所述苯乙烯基聚合物溶液在80 0C下進行固化24h，得到雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物。
[0041 ]上述制備方法制備得到的所述苯乙烯基聚合物玻璃化溫度為20°C?120°C，該聚合物具有兩個轉變溫度，第一玻璃化溫度為20?90 0C，第二玻璃化溫度為100?120 V，本發明的制備方法，通過調節各組分的配比比例，能夠實現所述苯乙烯基聚合物轉變溫度的可調性和可控性。
[0042]所述苯乙烯基聚合物雙重和多重形狀記憶效應的回復示意圖分別如圖1和圖2所示，圖?ψΑχ表示所述苯乙烯基聚合物的初始形狀圖，B1表示所述第一玻璃化溫度下的所述苯乙烯基聚合物的臨時形狀圖，C1表示所述苯乙烯基聚合物的回復形狀圖；圖2中如表示所述苯乙烯基聚合物的初始形狀圖，B2表示在所述第一玻璃化溫度下的所述苯乙烯基聚合物的第一臨時形狀圖，C2表示在所述第二玻璃化溫度下的所述苯乙烯基聚合物的第二臨時形狀圖，D2表示所述苯乙烯基聚合物的第一回復形狀圖，E2表示所述苯乙烯基聚合物的第二回復形狀圖，從圖1和圖2可以看出，本發明制備得到的所述苯乙烯基聚合物不僅具有雙重形狀記憶效應，而且還具有優秀的三重形狀記憶性能，進一步擴展了所述苯乙烯基聚合物的應用的范圍。
[0043]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明方法的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將重量份為20?45份的聚苯乙烯、25?75份的苯乙烯、25?75份的丙烯酸丁酯、2?5份的二乙烯基化合物和、2?5份的引發劑充分混合均勻，得到粘稠的苯乙烯基聚合物溶液； (2)將所述苯乙烯基聚合物溶液在4?8°C下進行密封儲存； (3)將所述步驟(2)得到的所述苯乙烯基聚合物溶液倒入預先設計好的模具中，然后進行抽真空處理，待所述苯乙烯基聚合物溶液中的氣泡除去后，將所述苯乙烯基聚合物溶液在70?80°C下進行固化20?24h，得到雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物。2.根據權利要求1所述的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法，其特征在于，所述的一■乙稀基化合物為一■乙稀基苯、一■乙稀基諷、一■甲基一■乙稀基娃燒、一■乙稀基四氧雜i^一烷和二乙烯基吡啶中的一種。3.根據權利要求2所述的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法，其特征在于，所述的引發劑為過氧化苯甲酰、過氧化甲乙酮、過氧化二叔丁基、過氧化二碳酸二環己酯和異丙苯過氧化氫中的一種。4.如權利要求1-3任一所述的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物的制備方法制成的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物。5.根據權利要求4所述的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物，其特征在于，所述的苯乙烯基聚合物玻璃化溫度為20?120°C。6.根據權利要求5所述的雙重和多重形狀記憶的苯乙烯基聚合物，其特征在于，所述苯乙烯基聚合物的第一玻璃化溫度為20?90°C，第二玻璃化溫度為100?120°C。
【文檔編號】C08F257/02GK105859972SQ201610280094
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】冷勁松, 劉彥菊, 李文兵
【申請人】哈爾濱工業大學