CN111253572B - 基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有高形变的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的制备方法，包括如下步骤，将双马来酰亚胺和1,6‑己二硫醇加入到间甲酚中，形成溶液；在溶液中滴加三乙胺，在N 2保护和搅拌条件下，室温反应，得到线性低聚物；按质量计，将双马来酰亚胺、线性低聚物和O,O´‑二烯丙基双酚A混合，在温度130～150℃下反应25～45min，得到预聚体；将预聚体在温度130～150℃下进行真空脱泡，再经固化与后处理，得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。与现有技术相比，本发明的树脂具有大的形变能力，其在编程温度下的断裂伸长率大于30%。此外，固化树脂兼具高玻璃化转变温度（>131℃）和初始分解温度（＞370℃）、高韧性和突出的形状记忆性能。

Description

基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的制备方法
本发明为发明名称为基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的制备方法、申请号为2018103332030、申请日为2018年4月13日发明申请的分案申请，属于产品制备方法部分。
技术领域
本发明涉及一种基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂及其制备方法，属于热固性形状记忆聚合物领域。
背景技术
为了空间展开结构大型化的发展趋势，空间展开结构应该具有可折叠性，并在达到指定位置后能稳定地展开。机械式展开结构和可充气展开结构是两种常用的空间展开结构，但前者存在振动大、重量大的缺点，而后者则往往表现出强度低的不足。因此，迫切需要研发质轻、高强的空间展开结构。
一类具有主动变形的特性的智能材料——形状记忆聚合物引起了研究人员的关注。其不仅可以变形，而且可以通过使用特定的物理或化学转变“锁定”暂时形状，并随后在特定的刺激（水、光、磁、热、溶剂、pH、电或化学）下，使临时形状恢复为其原始的永久形状。但空间环境中的温度谱复杂，且温度变化大，最高温度可达120℃以上，同时需在承力的环境中工作，因此，空间展开结构用形状记忆聚合物应该具有大的形变（>30%）、高冲击强度、高拉伸强度和耐热性（玻璃化转变温度T g>130℃）。
形状记忆聚合物可以分为热固性和热塑性两类。一般，与热塑性聚合物相比，热固性树脂的具有良好的工艺性，表现在成型温度低，成型过程中不使用溶剂，且不需要使用专用设备。但是，现有热固性形状记忆树脂的玻璃化转变温度（T g）大多低于120℃，但是这类热固性形状记忆聚合物的形变量一般较大。如果提高热固性形状记忆聚合物的T g，常常减小了形变量。另一方面，热固性形状记忆聚合物通常交联密度较高，易出现脆性断裂，对裂纹敏感，并且在编程温度下的应变量往往低于30%（Feldkamp D. M., Rousseau I. A..Effect of the Deformation Temperature on the Shape-Memory Behavior of EpoxyNetworks [J]. Macromolecular Materials and Engineering, 2010, 295(8): 726-734）。为了解决这些问题，人们尝试通过引入脂族链和（或）调节交联密度等方法，但往往导致T g降低和/或拉伸强度的劣化。
综上所述，现有技术在形状记忆聚合物研发方面取得了较大的进展，然而，研发兼具优良耐热性（T g >130℃）、高应变、高冲击强度、高的拉伸强度的热固性形状记忆树脂依然是个巨大的挑战。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种具有高形变的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂及其制备方法。
本发明采用如下技术方案：
一种基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的制备方法，包括以下步骤：
（1） 将双马来酰亚胺和1,6-己二硫醇加入到间甲酚中，形成溶液；在溶液中滴加三乙胺，在N 2保护和搅拌条件下，室温反应，得到线性低聚物；
（2）按质量计，将双马来酰亚胺、线性低聚物和O,O´-二烯丙基双酚A混合，在温度130～150℃下反应25～45min，得到预聚体；
（3）将预聚体在温度130～150℃下进行真空脱泡，再经固化与后处理，即得到一种基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
本发明还公开了一种基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂用前驱体的制备方法，包括以下步骤：
（1） 将双马来酰亚胺和1,6-己二硫醇加入到间甲酚中，形成溶液；在溶液中滴加三乙胺，在N 2保护和搅拌条件下，室温反应，得到线性低聚物；
（2）按质量计，将双马来酰亚胺、线性低聚物和O,O´-二烯丙基双酚A混合，在温度130～150℃下反应25～45min，得到预聚体；
（3）将预聚体在温度130～150℃下进行真空脱泡，得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂用前驱体。
本发明还公开了一种用于基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的线性低聚物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将双马来酰亚胺和1,6-己二硫醇加入到间甲酚中，形成溶液；在溶液中滴加三乙胺，在N 2保护和搅拌条件下，室温反应，得到用于基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的线性低聚物。
上述技术方案中，所述双马来酰亚胺为N,N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺，N,N´-（4-甲基-1,3-亚苯基）双马来酰亚胺和N´,N´-双（4´,4´(马来酞亚胺苯氧基)苯基）丙烷中的一种或几种。
上述技术方案中，步骤（1）中，室温反应的时间为4小时；反应结束后，将反应液加入冰醋酸酸化的甲醇中，经过沉淀、过滤、洗涤、干燥，得到线性低聚物；双马来酰亚胺和1,6-己二硫醇的摩尔比为1∶0.6；溶液中，溶质的浓度为0.8mol L-1；所述三乙胺与溶液的体积比为1∶250。
上述技术方案中，步骤（2）中，双马来酰亚胺、线性低聚物、O,O´-二烯丙基双酚A的质量比为（1～11）∶（8～71）∶10。
上述技术方案中，步骤（3）中，所述固化的工艺为阶梯升温方式，每个阶梯温度下的保温时间不少于1h，相邻阶梯的温度差不超过30℃；固化的温度为130℃～180℃，总的固化时间不大于24h；所述后处理的温度为200℃，时间不大于6h。
本发明进一步公开了根据上述基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的制备方法制备的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂；或者根据上述制备方法制备的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂用前驱体、用于基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的线性低聚物。本发明制备的材料具有大的形变（>30%）、高冲击强度、高拉伸强度和耐热性（玻璃化转变温度T g>130℃），解决了现有热固性形状记忆树脂的玻璃化转变温度（T g）大多低于120℃以及如果提高热固性形状记忆聚合物的T g，常常减小了形变量的问题；另一方面，本发明公开的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂解决了热固性形状记忆聚合物通常交联密度较高、易出现脆性断裂、对裂纹敏感，并且在编程温度下的应变量往往低于30%的缺陷；可以看出，本发明制备的形状记忆聚合物兼具优异耐热性、高应变、高力学性能（高拉伸强度和高冲击强度）及优异的形状记忆性能。
本发明还公开了上述基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂用前驱体或者用于基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的线性低聚物在制备基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂或者热固性形状记忆材料中的应用；或者上述基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂在制备热固性形状记忆材料中的应用。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果是：
1. 本发明制备的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂具有突出的耐热性。不仅初始分解温度（质量损失5wt%的温度）大于370℃（氮气气氛，升温速率为10℃/min），而且玻璃化转变温度T g>130℃，从而为其应用于空展开结构提供了基本保障。这主要归因于树脂体系合理的配方以及匹配的制备工艺导致的优异耐热性。
2. 本发明提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂具有高冲击强度（>30kJ m-2），避免了现有热固性SMP易出现的脆性断裂问题。这主要源于树脂网络良好的柔韧性。该结构特性也赋予本发明制备的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂具有高应变（>30%）。
3. 本发明提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂具有优异的形状记忆性能，形状固定率和形状恢复率高。这是因为PSM含有大量的硫醚（C-S-C）键，其具有优异的旋转灵活性；同时三维网络结构的交联密度适中。
4. 本发明提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂在室温下具有高拉伸强度，这主要归结为树脂体系的交联结构具有良好的分子间力。
综上可以看出，本发明制备的形状记忆聚合物兼具优异耐热性、高应变、高力学性能（高拉伸强度和高冲击强度）及优异的形状记忆性能。
附图说明
图1是实施例1制备的PSM和原材料1,6-己二硫醇（HD）的红外（IR）谱图；
图2是实施例1制备的PSM的核磁共振氢谱（1H NMR）；
图3是实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的损耗因子（Tan δ）-温度曲线；
图4是实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的交联密度；
图5是实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的热失重（TG）-温度曲线（氮气，升温速率为10℃/min）；
图6是实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的冲击强度；
图7是实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂在常温下的应力-应变曲线；
图8是实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂在编程温度下的应力-应变曲线；
图9是实施例1提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂形状记忆曲线图。
具体实施方式
下面结合附图、实施例和比较例，对本发明技术方案作进一步的描述。
实施例1
将89.6g N,N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺和22.5g 1,6-己二硫醇加入到500mL间甲酚中，形成0.8mol L-1的溶液；在溶液中滴加2mL三乙胺，在N 2保护和搅拌条件下，室温反应4h。反应结束后，将反应液加入冰醋酸酸化的甲醇中，沉淀，过滤，并利用甲醇洗涤，干燥，得到线性低聚物，记为PSM。PSM的数均分子量为2434 g mol-1，分散指数为（PDI=Mw/Mn) 为1.48。PSM的红外（IR）谱图和核磁共振氢谱（1H NMR）分别见附图1和2。
将10.0g O,O´-二烯丙基双酚A、55.2g PSM（以下实施例均使用该PSM，不再特别注明）和3.5g N,N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌30min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照140℃/2h+160℃/2h+180℃/2h和200℃/6h的工艺进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂，记为7BHD。其玻璃化转变温度、交联密度、初始分解温温度、冲击强度、拉伸强度、断裂应变以及形状记忆性能分别参见附图3、4、5、6、7、8、9。
参见附图1，它是本发明实施例1制备的PSM和原材料1,6-己二硫醇（HD）的红外（IR）谱图。相比于HD的谱图，PSM谱图出现了=C-H 的面外振动弯曲峰（690 cm-1和830 cm-1）、C=O 的伸缩振动峰（1708 cm-1）、C=C 的伸缩振动峰（1512 cm-1）以及琥珀酰亚胺基的C-N-C伸缩振动峰和C-S-C的伸缩振动峰（1178 cm-1），而PSM中没有出现-SH基的伸缩振动的特征峰（2555 cm-1）。这些结果表明马来酰亚胺基团与-SH基团发生了“点击”反应。
参见附图2，它是本发明实施例1制备的PSM的核磁共振氢谱（1H NMR），其中δ=2.473 ppm和δ = 3.289 ppm峰分别归属于DMSO-d6和水。δ ArH= 7.215-7.373 ppm峰为PSM中苯环上氢原子的信号，δ b = 3.996 ppm峰为-CH2-的核磁振动峰，δ a = 7.159 ppm峰归属于马来酰亚胺基团中的双键，这证实了PSM中存在马来酰亚胺。δ c = 3.269 ppm和δ d = 2.755ppm分别为琥珀酰亚胺基上的-CH2-和-CH-的氢。此外，δ e = 2.616 ppm、δ f = 1.534 ppm和δ g = 1.339 ppm分别为CH2-CH2-CH2-的三个氢的振动峰，进一步说明了马来酰亚胺基团与-SH基团发生了“点击”反应。
将10.0g O,O´-二烯丙基双酚A、47.3g PSM和4.6g N,N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌30min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照140℃/2h+160℃/2h+180℃/2h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到一种基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂，记为6BHD。其玻璃化转变温度、交联密度、初始分解温温度、冲击强度、拉伸强度、断裂应变以及形状记忆性能分别参见附图3、4、5、6、7、8。
参见附图3，它是本发明实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的损耗因子（Tan δ）-温度曲线。 从中可知，实施例1和实施例2所制备的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的玻璃化转变温度T g分别为131℃和141℃，证明本发明所制备的热固性形状记忆树脂具有突出的耐热性。
参见附图4，它给出了实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的交联密度。从中可知，实施例1和实施例2具有相似的交联密度。
参见附图5，它是本发明实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的热失重（TG）-温度曲线（氮气，升温速率为10℃/min）。起始热分解温度（或称初始分解温温度，重量损失为5wt%时对应的温度）常用来表征材料的热稳定性。实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的初始分解温温度均不低于370℃，表明它们均具有高的热稳定性。
参见附图6，它是本发明实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的冲击强度。从中可知，实施例1和实施例2所制备的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的冲击强度分别高达31.1kJ m-2和34.7 kJ m-2，高于现有技术中的绝大部分热固性形状记忆聚合物的冲击强度。这是因为树脂的组成及其结构赋予交联网络良好的柔韧性。
参见附图7，它是本发明实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂在常温下的应力-应变曲线。从中可以看出，本发明实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的常温下拉伸强度分别为51.5MPa和55.5MPa，高于现有技术中大部分的热固性形状记忆聚合物的数据，说明本发明制备的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂具有突出的力学性能。
参见附图8，它是本发明实施例5提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂在编程温度下的应力-应变曲线。与现有的玻璃化转变温度在120℃的热固性形状记忆树脂相比，本发明实施例1和实施例5提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂具有高应变，在编程温暖度下的断裂伸长率分别达到了42.9%和36.5%。而现有技术中的热固性SMP的断裂伸长率一般低于30%。
参见附图9，它是本发明实施例1提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂采用动态力学仪（DMA Q800）以拉伸模式测得的应力-应变曲线（施加0.01N的预加载荷以保护试样免于滑动，试样尺寸为（35 ± 0.02）×（5.6 ± 0.02）×（1 ± 0.02）mm3）。形状记忆效应测试过程包括以下四个步骤：（1）将每个试样以10℃ min-1加热到编程温度，初始应变为1.0 %；而后将试样以2.0% min-1的应变速率拉伸10%，并在编程温度（T prog）下等温5min；（2）在相同的载荷下，将样品以10.0℃ min-1的降温速率冷却至0.0℃并等温10min，此时应变记为ε load；（3）卸载载荷，获得临时应变ε f，等温10min；（4）每个试样再次以10℃ min-1的加热速率重新加热到编程温度T prog，并等温50min（ε rec）。基于该实验，按照式（1）和式（2）求得的实施例1提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的形状恢复率（R r）和形状固定率（R f）分别为97.6%和97.9%，表明具有突出的形状记忆性能。
Figure 68356DEST_PATH_IMAGE001
Figure 454338DEST_PATH_IMAGE002
对比例1
将10.0g O,O´-二烯丙基双酚A、8.8g 1,6-己二硫醇和32.5g N,N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌30min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照140℃/2h+160℃/2h+180℃/2h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到一种基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂；玻璃化转变温度T g为116℃，初始分解温温度低于350℃，常温下拉伸强度35MPa，断裂伸长率28%，形状恢复率和形状固定率都小于85%。
综上，本发明实施例1和实施例2提供的基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂，兼具优异耐热性、高应变、优异形状记忆性能、高强度和良好韧性，达到了发明目标。
实施例3
将10.0g O,O´-二烯丙基双酚A、39.5g PSM和5.8g N,N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌30min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照130℃/2h+150℃/1h+165℃/4h+180℃/2h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到一种基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂；玻璃化转变温度T g为145℃，初始分解温温度不低于370℃，常温下拉伸强度大于51MPa，断裂伸长率大于35%，形状恢复率和形状固定率都大于96%。
实施例4
将10.0g O,O´-二烯丙基双酚A、31.6g的PSM和7.0g N,N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌30min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱，依次按照130℃/1h+150℃/2h+180℃/2h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到一种基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂；玻璃化转变温度T g为157℃，初始分解温温度不低于370℃，常温下拉伸强度大于52MPa，断裂伸长率大于35%，形状恢复率和形状固定率都大于95%。
实施例5
将10.0g O,O´-二烯丙基双酚A、23.7g PSM和8.1g N,N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌30min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱，依次按照130℃/2h+150℃/2h+180℃/2h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂；玻璃化转变温度T g为165℃，初始分解温温度不低于370℃，常温下拉伸强度大于53MPa，断裂伸长率大于39%，形状恢复率和形状固定率都大于94%。
实施例6
将10.0g O,O´-二烯丙基双酚A、15.7g 线性低聚物和9.2g N，N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌45min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照135℃/2h+160℃/12h+180℃/8h和200℃/5h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂；玻璃化转变温度T g为175℃，初始分解温温度不低于370℃，常温下拉伸强度大于52MPa，断裂伸长率大于38%，形状恢复率和形状固定率都大于94%。
实施例7
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、7.9g 线性低聚物和10.4g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌45min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照140℃/4h+160℃/2h+180℃/2h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例8
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、15.7g 线性低聚物和9.2g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在150℃下剧烈搅拌25min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入150℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照150℃/10h+160℃/2h+180℃/2h和200℃/4h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例9
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、7.9g 线性低聚物和10.4g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在150℃下剧烈搅拌25min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入150℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照150℃/2h+170℃/4h+180℃/4h和200℃/3h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例10
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、55.2g 线性低聚物和3.5g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在150℃下剧烈搅拌30min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入150℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照150℃/8h+160℃/2h+170℃/2h+180℃/4h和200℃/5h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例11
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、39.5g 线性低聚物和5.8g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌35min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照130℃/4h+140℃/5h+160℃/1h+180℃/2h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例12
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、23.7g 线性低聚物和12.6g N´，N´-双（4´，4´(马来酞亚胺苯氧基)苯基）丙烷混合，在150℃下剧烈搅拌35min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入150℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照150℃/10h+180℃/6h和200℃/3h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例13
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、23.7g 线性低聚物、4.1g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺和6.3g N´，N´-双（4´，4´(马来酞亚胺苯氧基)苯基）丙烷混合，在150℃下剧烈搅拌35min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入150℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照150℃/4h+155℃/4h+165℃/3h+180℃/1h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例14
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、47.3g 线性低聚物、2.3g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺和1.8g N，N´-（4-甲基-1，3-亚苯基）双马来酰亚胺混合，在140℃下剧烈搅拌45min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入140℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照140℃/4h+160℃/6h+180℃/8h和200℃/1h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例15
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、9.1g N，N´-（4-甲基-1，3-亚苯基）双马来酰亚胺混合，在140℃下剧烈搅拌45min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入140℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照140℃/4h+150℃/2h+165℃/6h+180℃/10h和200℃/2h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例16
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、4.5g N，N´-（4-甲基-1，3-亚苯基）双马来酰亚胺和和8.9g N´，N´-双（4´，4´(马来酞亚胺苯氧基)苯基）丙烷混合，在150℃下剧烈搅拌25min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入150℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照150℃/12h+180℃/12h和200℃/1.5h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例17
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A和11.6g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在150℃下剧烈搅拌30min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入150℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照150℃/5h+170℃/4h+180℃/6h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例18
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、15.7g 线性低聚物和9.2g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在135℃下剧烈搅拌30min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入135℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照135℃/10h+150℃/2h+180℃/2h和200℃/5h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例19
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、31.6g 线性低聚物和7.0g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在145℃下剧烈搅拌25min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入145℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照145℃/8h+160℃/4h+180℃/7h和200℃/3h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例20
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、39.5g 线性低聚物和5.8g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌45min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照145℃/8h+160℃/4h+180℃/4h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例21
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、71.0g 线性低聚物和1.2g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌45min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照145℃/8h+160℃/4h+180℃/4h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例22
将70.6g N，N´-（4-甲基-1，3-亚苯基）双马来酰亚胺和22.5g 1,6-己二硫醇加入到500mL间甲酚中，形成0.8mol L-1的溶液A；在溶液A中滴加2mL三乙胺，在N 2保护和搅拌条件下，室温反应4h。反应结束后，将反应液加入冰醋酸酸化的甲醇中，沉淀，过滤，并利用甲醇洗涤，干燥，得到线性低聚物。
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、65.3g 线性低聚物和1.2g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌45min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照145℃/8h+160℃/4h+180℃/4h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
实施例23
将137.6g N´，N´-双（4´，4´(马来酞亚胺苯氧基)苯基）丙烷和22.5g 1,6-己二硫醇加入到500mL间甲酚中，形成0.8mol L-1的溶液A；在溶液A中滴加2mL三乙胺，在N 2保护和搅拌条件下，室温反应4h。反应结束后，将反应液加入冰醋酸酸化的甲醇中，沉淀，过滤，并利用甲醇洗涤，干燥，得到线性低聚物。
将10.0g O，O´-二烯丙基双酚A、61.5g 线性低聚物和3.5g N，N-（4，4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺混合，在130℃下剧烈搅拌45min，得到清澈透明的预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，将模具放入130℃的真空烘箱中，脱气。而后，将模具放入鼓风干燥箱。依次按照145℃/8h+160℃/4h+180℃/4h和200℃/6h的程序进行固化和后处理。结束后，随烘箱自然冷却，即得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。

Claims (6)

1.一种基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将双马来酰亚胺和1,6-己二硫醇加入到间甲酚中，形成溶液；在溶液中滴加三乙胺，在N 2保护和搅拌条件下，室温反应，得到线性低聚物；
（2）按质量计，将双马来酰亚胺、线性低聚物和O,O´-二烯丙基双酚A混合，在温度130～150℃下反应25～45min，得到预聚体；
（3）将预聚体在温度130～150℃下进行真空脱泡，再经固化与后处理，得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂。
2.根据权利要求1所述基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的制备方法，其特征在于：所述双马来酰亚胺为N,N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺，N,N´-（4-甲基-1,3-亚苯基）双马来酰亚胺和N´,N´-双（4´,4´(马来酰亚胺苯氧基)苯基）丙烷中的一种或几种。
3. 根据权利要求1所述基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，室温反应的时间为4小时；反应结束后，将反应液加入冰醋酸酸化的甲醇中，经过沉淀、过滤、洗涤、干燥，得到线性低聚物；双马来酰亚胺和1,6-己二硫醇的摩尔比为1∶0.6；溶液中，溶质的浓度为0.8mol L-1；所述三乙胺与溶液的体积比为1∶250；步骤（2）中，双马来酰亚胺、线性低聚物、O,O´-二烯丙基双酚A的质量比为（1～11）∶（8～71）∶10；步骤（3）中，所述固化的工艺为阶梯升温方式，每个阶梯温度下的保温时间不少于1h，相邻阶梯的温度差不超过30℃；固化的温度为130℃～180℃，总的固化时间不大于24h；所述后处理的温度为200℃，时间不大于6h。
4.一种基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂用前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1） 将双马来酰亚胺和1,6-己二硫醇加入到间甲酚中，形成溶液；在溶液中滴加三乙胺，在N 2保护和搅拌条件下，室温反应，得到线性低聚物；
（2）按质量计，将双马来酰亚胺、线性低聚物和O,O´-二烯丙基双酚A混合，在温度130～150℃下反应25～45min，得到预聚体；
（3）将预聚体在温度130～150℃下进行真空脱泡，得到基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂用前驱体。
5.根据权利要求4所述基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂用前驱体的制备方法，其特征在于：所述双马来酰亚胺为N,N-（4,4-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺，N,N´-（4-甲基-1,3-亚苯基）双马来酰亚胺和N´,N´-双（4´,4´(马来酰亚胺苯氧基)苯基）丙烷中的一种或几种。
6.根据权利要求4所述基于双马来酰亚胺的热固性形状记忆树脂用前驱体的制备方法，其特征在于：
步骤（1）中，室温反应的时间为4小时；反应结束后，将反应液加入冰醋酸酸化的甲醇中，经过沉淀、过滤、洗涤、干燥，得到线性低聚物；双马来酰亚胺和1,6-己二硫醇的摩尔比为1∶0.6；溶液中，溶质的浓度为0.8mol L-1；所述三乙胺与溶液的体积比为1∶250；
步骤（2）中，双马来酰亚胺、线性低聚物、O,O´-二烯丙基双酚A的质量比为（1～11）∶（8～71）∶10。
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