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基于金属配位键的热适性形状记忆聚合物

杨立鹏  
【摘要】:在形状记忆聚合物网络中引入动态共价键,可以在保留形状记忆性能的基础上使交联聚合物具有固态塑性,因而可以突破传统形状记忆聚合物永久形状简单、单一的局限,为其在更多领域的应用提供了更多的可能性。但是现有方法仅能利用动态共价键在体系内实现塑性的均一化,难以在空间尺度上对体系内的塑化性能进行调控,一定程度上限制了其向实际应用的发展。金属配位键是一种常见的非共价键作用力,其可在多种金属离子与有机配体之间形成,具有近似于共价键的强键能,并且金属配位键还具有优异的动态可逆性,因此广泛应用于自修复材料等可逆聚合物网络的设计中,但在交联聚合物的可塑化领域却被长期忽视。本课题设计制备了一种利用金属配位键交联的聚合物体系,以甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯作为体系内分子链主体并使体系的玻璃化转变温度在合适范围,利用三联吡啶与金属离子间形成的金属配位键在体系内构筑交联网络,成功制备出了基于金属配位键的热适性形状记忆聚合物网络。通过对体系内有机配体含量、金属离子种类的调节,可以对体系的塑化速率进行调控,更重要的是,通过在体系内引入两种不同的金属离子,可在空间尺度上对材料的塑化性能进行调控,使材料具有梯度的塑性行为,进而实现对形状记忆行为的复杂操控。


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