CN101195701B - 一种环氧树脂类形状记忆高分子材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新型的一种环氧树脂类形状记忆高分子材料及其制备方法。本发明所述的环氧树脂类形状记忆高分子材料，包括以下组分：化学计量比的液晶环氧树脂单体、固化剂。还可包括以下组分：固化促进剂，所述固化促进剂的用量是液晶环氧单体和固化剂总质量的0～2％。本发明与现有形状记忆材料相比，具有如下优点和有益效果：(1)热响应温度可调，通过调节液晶环氧单体侧链取代链进行调节，也可通过固化剂的选择进行调节；(2)热响应时间短，形状回复速率快；(3)可以实现饱和形状记忆效应；(4)制备方便，结构明确。
Description
技术领域
本发明属于形状记忆材料技术领域，具体涉及一种环氧树脂类形状记忆高分子材料及其制备方法。
背景技术
形状记忆是指具有初始形状的制品，经形变固定之后，通过加热等外部条件刺激手段的处理，又可使其恢复初始形状的现象。
自20世纪60年代起，形状记忆材料以其独特的性能引起世界的广泛关注，相关研究也得以迅速发展。形状记忆材料包括形状记忆合金(SMA)，形状记忆陶瓷(SMC)和形状记忆高分子(SMP)等。与SMA相比，SMP不仅形变量大、赋形容易、形状响应温度便于调整，而且具有保温、绝缘性能好、不锈蚀、易着色、可印刷、质轻价廉等特点。但其缺点是响应速度慢，形变恢复力小、耐高温性和耐疲劳性差、形状回复精度低。在保持形状记忆功能的前提下，充分运用分子设计技术和材料的改性技术，努力提高SMP的综合性能或赋予性能优异的聚合物以形状记忆功能，从而开发出新型SMP，并拓宽其应用领域，已成为SMP应用研究和理论研究的重要方向。
目前文献报道的形状记忆功能高分子材料主要有聚降冰片烯、反式聚异戊二烯、聚氨酯、交联聚烯烃、苯乙烯-丁二烯共聚物等种类，广泛应用于异型管接合材料、医疗器械、包装材料、缓冲材料、火灾报警器等领域。但是现有的形状记忆功能高分子材料具有以下缺点和不足：(1)热响应温度不易调节；(2)热响应时间较长，形状回复速率较慢；(3)难以实现饱和形状记忆效应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的环氧树脂类形状记忆高分子材料及其制备方法。
本发明所述的环氧树脂类形状记忆高分子材料，包括以下组分：化学计量比的液晶环氧树脂单体和固化剂。
还可包括以下组分：固化促进剂，所述固化促进剂的用量是液晶环氧单体和固化剂总质量的0～2％。
所述液晶环氧树脂单体可以为具有如下结构式的液晶环氧树脂单体：
其中，n为1～14。
所述的固化剂为环氧树脂的通用固化剂，包括胺类、酸酐类或者多元酸类固化剂等。
所述固化促进剂包括叔胺类或者咪唑类固化促进剂等。
本发明的环氧树脂类形状记忆高分子材料的制备可通过液晶环氧树脂单体的固化来实现的，所述制备方法包括以下步骤：
按化学计量比取液晶环氧树脂单体和固化剂，然后加入溶剂溶解混匀，再加入液晶环氧树脂单体和固化剂总质量0～2％的固化促进剂混均，真空下50～120℃下5～12小时预固化，然后150～160℃中温固化4～6小时，180～220℃固化1～2小时，得到所述环氧树脂类形状记忆高分子材料。
加入溶剂的目的是为了使液晶环氧树脂单体和固化剂混合均匀，二氯甲烷等有机溶剂均可达到此目的，加入的量为适量，能达到使液晶环氧树脂单体和固化剂溶解混合的程度就行。
本发明与现有形状记忆材料相比，具有如下优点和有益效果：
(1)热响应温度可调，通过调节液晶环氧单体侧链取代链进行调节，也可通过固化剂的选择进行调节；(2)热响应时间短，形状回复速率快；(3)可以实现饱和形状记忆效应；(4)制备方便，结构明确。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
按化学计量比取液晶环氧树脂单体EP-1和固化剂4，4’-二氨基二苯甲烷，以二氯甲烷溶解混匀，真空下120℃下5小时预固化，然后160℃中温固化5小时，200℃后固化1小时，得到环氧树脂类形状记忆高分子材料。测得所得的环氧树脂类形状记忆高分子材料热响应温度为153℃。
实施例2
按化学计量比取液晶环氧树脂单体EP-2和固化剂甲基六氢苯酐，以二氯甲烷溶解混匀，加入单体和固化剂总质量1％的固化促进剂苄基二甲胺，真空下115℃下6小时预固化，然后160℃中温固化5小时，200℃后固化1小时，得到环氧树脂类形状记忆高分子材料。其热响应温度为134℃。
实施例3
按化学计量比取液晶环氧树脂单体EP-14和固化剂甲基六氢苯酐，以二氯甲烷溶解混匀，加入单体和固化剂总质量1％的固化促进剂DMP-30，真空下50℃下12小时预固化，然后160℃中温固化5小时，200℃后固化1小时，得到环氧树脂类形状记忆高分子材料。其热响应温度为54℃。
实施例4
按化学计量比取液晶环氧树脂单体EP-6和固化剂聚醚胺D230，以二氯甲烷溶解混匀，真空下85℃下10小时预固化，然后150℃中温固化6小时，190℃后固化1小时，得到环氧树脂类形状记忆高分子材料。其热响应温度为55℃。
实施例5
按化学计量比取液晶环氧树脂单体EP-10和固化剂4，4’-二氨基二苯甲烷，以二氯甲烷溶解混匀，真空下75℃下8小时预固化，然后160℃中温固化5小时，220℃后固化1小时，得到环氧树脂类形状记忆高分子材料。其热响应温度为124℃。
实施例6
按化学计量比取液晶环氧树脂单体EP-10和固化剂聚醚胺D230，以二氯甲烷溶解混匀，真空下80℃下6小时预固化，然后150℃中温固化4小时，180℃后固化2小时，得到环氧树脂类形状记忆高分子材料。其热响应温度为38℃。
实施例7
按化学计量比取液晶环氧树脂单体EP-6和固化剂丁二酸，以二氯甲烷溶解混匀，加入单体和固化剂总质量2％的固化促进剂二甲基咪唑，真空下85℃下6小时预固化，然后150℃中温固化5小时，190℃后固化1小时，得到环氧树脂类形状记忆高分子材料。其热响应温度为52℃。
实施例8
按化学计量比取液晶环氧树脂单体EP-6和固化剂甲基纳迪克酸酐，以二氯甲烷溶解混匀，加入单体和固化剂总质量1％的固化促进剂苄基二甲胺，真空下85℃下6小时预固化，然后150℃中温固化5小时，190℃后固化1小时，得到环氧树脂类形状记忆高分子材料。其热响应温度为105℃。
如上所述，便可较好地实现本发明。
Claims (4)
1.一种环氧树脂类形状记忆高分子材料，其特征在于，包括化学计量比的以下组合的液晶环氧树脂单体和固化剂：
液晶环氧树脂单体EP-14和固化剂甲基六氢苯酐、EP-6和固化剂聚醚胺D230、液晶环氧树脂单体EP-10和固化剂聚醚胺D230或液晶环氧树脂单体EP-6和固化剂丁二酸；
所述液晶环氧树脂单体为具有如下结构式的液晶环氧树脂单体：
EP-n，n＝1～14
n取14、10和6时，分别为EP-14、EP-10和EP-6。
2.根据权利要求1所述的一种环氧树脂类形状记忆高分子材料，其特征在于，还可包括以下组分：固化促进剂，所述固化促进剂的用量是液晶环氧单体和固化剂总质量的0～2％。
3.根据权利要求2所述的一种环氧树脂类形状记忆高分子材料，其特征在于，所述固化促进剂包括叔胺类或者咪唑类固化促进剂。
4.权利要求1～3任意一项所述的环氧树脂类形状记忆高分子材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按化学计量比取液晶环氧树脂单体和固化剂，加入溶剂使其溶解混匀，再加入液晶环氧树脂单体和固化剂总质量0～2％的固化促进剂，真空下50～120℃下5～12小时预固化，然后150～160℃中温固化4～6小时，180～220℃固化1～2小时，得到形状记忆高分子材料。
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