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    鄭州大學工程塑料研究室MRC:基于長碳鏈尼龍1212的多重/可逆雙向形狀記憶聚(氨酯-脲-酰胺)彈性體
    來源:?AdvancedScienceNews| | 作者:碳谷集團 | 發布時間: 2022-11-14 | 22 次瀏覽 | 分享到:
    鄭州大學工程塑料研究室采用反應共混方法制備了一種新型形狀記憶聚合物,即基于長碳鏈尼龍1212的半結晶型聚(氨酯-脲-酰胺)嵌段共聚物(PUUAs)。該材料具有優異的多重、可逆雙向和高溫形狀記憶效應,在高溫柔性傳感器、智能機器人和航空航天設備等領域具有廣闊的應用前景。

           創新點:鄭州大學工程塑料研究室采用反應共混方法制備了一種新型形狀記憶聚合物,即基于長碳鏈尼龍1212的半結晶型聚(氨酯-脲-酰胺)嵌段共聚物(PUUAs)。該材料具有優異的多重、可逆雙向和高溫形狀記憶效應,在高溫柔性傳感器、智能機器人和航空航天設備等領域具有廣闊的應用前景。

          關鍵詞:長碳鏈尼龍1212,聚(氨酯-脲-酰胺)彈性體,多重形狀記憶,可逆雙向形狀記憶

          形狀記憶聚合物(SMPs)作為一種智能高分子材料,具有響應速度快、回復力強、形變樣式多和重量輕等優點,近幾年受到學術界和工業界的廣泛關注。SMPs可以通過一些非共價相互作用固定臨時形狀,然后在外部刺激(如光、熱、電、磁、溶劑等)下恢復到初始形狀。通常,熱致形狀記憶效應可以通過利用聚合物材料中微相分離的結晶/熔融溫度和玻璃轉變溫度來實現。目前,大多數SMPs難以同時實現多重和可逆雙向形狀記憶效應,且開關溫度較低,不能滿足更多復雜形狀變換的應用場景。


          在前期研究工作的基礎上,鄭州大學工程塑料研究室開發了一種基于長碳鏈尼龍1212的新型形狀記憶聚(氨酯-脲-酰胺)彈性體(PUUAs)。與聚氨酯、聚乙烯等相比,PUUA具有較寬的溫度記憶范圍,優異的耐磨性和抗疲勞性。此外,PUUA具備多個形狀記憶轉變溫度,具有實現多重和可逆雙向形狀記憶效應的潛力。這些優點將為開發高性能SMPs材料提供新的方向。尼龍1212作為固定相賦予材料以剛性,聚四氫呋喃(PTMEG)作為可逆相提供良好的回彈性,因此,PUUAs體現出“剛柔并濟”的特性。PUUAs具有兩個結晶/熔化溫度和一個玻璃化轉變溫度,這賦予了PUUAs多重和可逆雙向形狀記憶效應。其中,物理交聯的PUUA表現出優異的雙重、三重形狀記憶效應,化學交聯的cPUUA則進一步表現出四重形狀記憶效應。此外,PUUA和cPUUA均具有可逆雙向形狀記憶效應,而且cPUUA可以實現更高溫度(高達165°C)的形狀記憶效應,這使其適合于更復雜和多變的應用場景。


          鄭州大學工程塑料研究室/河南省先進尼龍材料及應用重點實驗室一直致力于長碳鏈尼龍、半芳香尼龍、尼龍彈性體等特種尼龍新材料的制備,結構與性能研究,以及相應工業化技術開發。在國內率先開展了長碳鏈尼龍、耐高溫半芳香尼龍及熱塑性聚酰胺彈性體的研究開發工作,為高性能工程塑料增添了新品種。本論文的研究結果拓展了熱塑性聚酰胺彈性體的功能化應用。鄭州大學工程塑料研究室/河南省先進尼龍材料及應用重點實驗室博士研究生李震為本文的第一作者,付鵬副教授和張袁鋮博士為本文的共同通訊作者。

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