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聚酯型热致形状记忆水性聚氨酯的制备与性能研究
摘要
本文介绍了一种聚酯型热致形状记忆水性聚氨酯的制备方法及其性能研究。通过改变原料比例和合成条件，制备出了不同性能的材料，对其形状记忆效果、热稳定性和水解性进行了测试。结果表明，所制备的水性聚氨酯具有良好的形状记忆效果和较高的热稳定性，但在水中容易分解，这为其应用提出了一定的挑战。
关键词：聚酯型热致形状记忆水性聚氨酯、制备、性能研究、形状记忆效果、热稳定性、水解性
引言
形状记忆材料是近年来发展起来的一种新型智能材料，具有自身形状发生变化的能力。其中，热致形状记忆材料因其具有体积变化的特性，已经在多领域得到了广泛应用。水性聚氨酯作为一种无机憎水性聚合物，因其良好的生物兼容性和可加工性，已经成为一种重要的工业材料。本文旨在利用聚酯型热致形状记忆水性聚氨酯的特性，探讨其在医药、纺织、电子等领域的应用前景。
1实验材料与方法
1.1实验材料
本实验所需材料如下：
丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、四乙烯三胺（TEOA）、乙二醇二甲醚醋酸酯（TegEA）、己二酸、己二醇、二甲基甲酰胺（DMF）、1,6-己二异氰酸酯（HDI）。
1.2制备方法
1.2.1聚酯型热致形状记忆材料的合成
首先，将AA和MMA混合，加入适量的DMF，并加热至70℃，至AA和MMA完全溶解后，加入TEOA，静置2h、滴加TegEA和HDI，继续加热2h，最终得到聚酯型热致形状记忆材料。
1.2.2评价材料性能
对所制备的材料进行形状记忆效果、热稳定性和水解性测试。
1.2.2.1形状记忆效果测试
将未压缩的材料加热至50℃，使其变得柔软后，将其压成所需形状，冷却后将其恢复原状，记录变形率。
1.2.2.2热稳定性测试
将样品加热至150℃，记录其质量的变化。
1.2.2.3水解性测试
将样品置于水中，测定在不同时间下的重量变化。
2结果与讨论
2.1聚酯型热致形状记忆水性聚氨酯的制备
通过测试，确定了合成条件，制备出了不同性能的聚酯型热致形状记忆水性聚氨酯。通过在线红外光谱仪监测，确定了反应中的不同环节，并在傅里叶变换红外光谱仪上对所制备的材料进行表征。结果表明所制备的材料含有表面活性剂，这对材料的性能会产生一定影响。
2.2形状记忆效果
对所制备的材料进行形状记忆效果测试，发现其变形率高，形状恢复时间短，形状记忆效果较好。其原因在于，所制备的材料在增温时，会形成交联结构，并在恢复原形时释放出储存的能量。因此，所制备的材料具有较好的形状记忆效果。
2.3热稳定性
通过热稳定性测试发现，所制备的材料在高温下能够保持其形状记忆效果。其原因在于，所制备的材料中含有的羧基和胺基可形成氢键，增加了材料的稳定性。但是，在高温下，材料表面活性剂的作用会减弱，从而降低热稳定性。
2.4水解性
通过水解性测试发现，所制备的材料在水中容易分解。这是因为材料中含有的强电性环氧基团会与水发生反应，从而导致材料分解。这一特性对于材料的应用提出了一定的挑战。
3结论
通过实验发现，所制备的聚酯型热致形状记忆水性聚氨酯具有良好的形状记忆效果和较高的热稳定性，但在水中容易分解。因此，在其应用时需要考虑到这些因素，进一步大力推动其在医药、纺织、电子等领域的应用。