具有多级转变温度的形状记忆高分子材料研究

本项目首次设计、合成具有多级转变温度的形状记忆高分子材料，拟选择不同类型的高分子网络结构(半互穿网络和共网络)，通过调整网络的不同组分及相容性、网络软硬区域分布，使其具有适当的微相分离和不同的相转变温度；利用相转变行为差异以及分子链间相互作用（氢键、共价键等）赋予高分子材料形状记忆性能。并通过对该多级转变温度材料进行表征和形状记忆性能研究，揭示其组成、结构和性能特别是多级转变温度形状记忆性能之间的关系，为它潜在的应用提供理论和数据基础。

本项目基于互穿聚合物网络与AB型聚合物共网络结构中分子运动受限所造成的分子松弛滞后，分别设计、合成了集宽玻璃化转变与结晶相于一体的聚甲基丙烯酸甲酯/聚乙二醇半互穿网络（PMMA/PEG semi-IPN）和具有宽玻璃化转变温度的聚甲基丙烯酸甲酯—聚己内酯共价交联的AB型共网络（PMMA-PCL CPN）；运用IR、DSC、DMA等方法研究了这两种具有特征结构的高分子网络的组成结构、热性质以及力学性能；利用材料的宽玻璃化转变产生的温度记忆效应对形状记忆转变温度的调控，将梯度化Tg作为多级转变温度实现了这两种高分子材料在同一形状记忆周期中从两形到五形的多形转变形状记忆新功能，这是在国内外首次使高分子材料能够记忆五个不同的形状；进一步考察了温度记忆效应与多形转变形状记忆效应之间的影响规律，发现具有温度记忆效应的特征温度与实现多形转变形状记忆效应的多级转变温度在本质上是相同的；最后首次从上述两种高分子网络结构中分子运动受限的角度出发，提出了关于多形转变形状记忆效应的分子机理。. 本项目目前共发表论文7篇，其中SCI收录4篇，IF>5的论文一篇，并被Journal of Materials Chemistry期刊的官方博客作为热点文章进行了评述，申请中国发明专利1项。本课题所取得的研究成果对于具有多级转变温度的形状记忆高分子材料发展具有重要的指导意义，将进一步丰富和拓展该新领域的理论研究和实际应用。