JP2016500408A - 双方向性形状−記憶ポリマー、その製造方法及びその使用 - Google Patents
双方向性形状−記憶ポリマー、その製造方法及びその使用 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016500408A JP2016500408A JP2015548658A JP2015548658A JP2016500408A JP 2016500408 A JP2016500408 A JP 2016500408A JP 2015548658 A JP2015548658 A JP 2015548658A JP 2015548658 A JP2015548658 A JP 2015548658A JP 2016500408 A JP2016500408 A JP 2016500408A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- domain
- temperature
- polymer
- phase separation
- shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F210/02—Ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
- C08J3/248—Measuring crosslinking reactions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C61/00—Shaping by liberation of internal stresses; Making preforms having internal stresses; Apparatus therefor
- B29C61/003—Shaping by liberation of internal stresses; Making preforms having internal stresses; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C61/00—Shaping by liberation of internal stresses; Making preforms having internal stresses; Apparatus therefor
- B29C61/06—Making preforms having internal stresses, e.g. plastic memory
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
- C08G18/4266—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain prepared from hydroxycarboxylic acids and/or lactones
- C08G18/4269—Lactones
- C08G18/4277—Caprolactone and/or substituted caprolactone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/91—Polymers modified by chemical after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G81/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
- C08G81/02—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers at least one of the polymers being obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C08G81/021—Block or graft polymers containing only sequences of polymers of C08C or C08F
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G81/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
- C08G81/02—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers at least one of the polymers being obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C08G81/024—Block or graft polymers containing sequences of polymers of C08C or C08F and of polymers of C08G
- C08G81/027—Block or graft polymers containing sequences of polymers of C08C or C08F and of polymers of C08G containing polyester or polycarbonate sequences
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/42—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of organic or organo-metallic materials, e.g. graphene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2280/00—Compositions for creating shape memory
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
Description
本発明の目的は、形状を規定するための回復プロセス(プログラミング)を必要とせずに2つの形状間において可逆的にスイッチすることができるポリマー又はそのポリマーを含む物品を提供することである。可逆的な形状シフトは、外力を加えることなく達成されるほうがよい。言い換えると、自立式双方向性形状記憶ポリマー(以下、bSMPとも称する)が提供されるべきである。
- 上記第一相分離したドメインADは、上記第一ドメインADの結晶化転移又はガラス転移に対応する第一転移温度Tt,ADを有し、
- 上記第二相分離ドメインSDは、上記第二ドメインSDの結晶化転移又はガラス転移に対応する第二転移温度Tt,SDを有し、上記第二転移温度Tt,SDは、上記第一転移温度Tt,ADよりも高く、
- 上記共有結合又は物理的結合は、上記bSMPのポリマー鎖を架橋させることによって上記第一及び第二ドメインAD、SDと相互接続し、
上記第二相分離ドメインSDは、上記第一相分離ドメインADに少なくとも部分的に組み込まれている骨格を形成し、且つ、上記第一ドメインADを形成している上記bSMPのポリマー鎖セグメントは、共通方向に実質的に配向し、その結果、bSMPは、外部応力を加えることなく、Tlow < Tt,AD < Thigh < Tt,SDにて、第一温度Thighと第二温度Tlowとの間の温度の(直接的又は間接的な)変化に応じて第一温度Thighの第一形状Aと第二温度Tlowの第二形状Bとの間で、上記第一相分離ドメインADの結晶化及び溶融又はガラス化及び溶融によって駆動する可逆的(双方向性)形状-シフトが可能になる。
- 第一相分離ドメインADであって、第一ドメインADの結晶化転移又はガラス転移に対応する第一転移温度Tt,ADを有する第一相分離ドメインADと、
- 第二相分離ドメインSDであって、第二ドメインSDの結晶化転移又はガラス転移に対応する第二転移温度Tt,SDを有し、第二転移温度Tt,SDが第一転移温度より高い、第二相分離ドメインSDと、
- 第三相分離ドメインEDであって、第三ドメインEDのガラス転移に対応する第三転移温度Tt,EDを有し、第三転移温度Tt,EDが第一及び第二転移温度Tt,AD、Tt,SDよりも低い、第三相分離ドメインEDと、
- bSMPのポリマー鎖を架橋させることによって、第一、第二及び第三ドメインED、AD及びSDを相互接続する共有結合又は物理的結合と、を有し、
第二相分離ドメインSDは、第一相分離ドメインAD及び第三相分離ドメインEDに少なくとも部分的に組み込まれている骨格を形成し、且つ、第一ドメインADを形成するbSMPのポリマー鎖セグメントは、共通方向に実質的に配向し、その結果、bSMPは、外部応力を加えることなく、Tt,ED < Tlow < Tt,AD < Thigh < Tt,SDにて、第一温度と第二温度(Thigh、Tlow)との間の温度の(直接的又は間接的な)変化に応じて第一温度Thighの第一形状Aと第二温度Tlowの第二形状Bとの間で、第一相分離ドメイン(AD)の結晶化及び溶融又はガラス化及び溶融によって駆動する可逆的形状-シフトが可能になる。
- 第一相分離ドメインADと、第二相分離ドメインSDと、共有結合又は物理的結合とを含むポリマーを提供するステップであって、
上記第一相分離ドメインADは、第一ドメインADの結晶化転移又はガラス転移に対応する第一転移温度Tt,ADを有し、上記第二相分離ドメインSDは、第二ドメインSDの結晶化転移又はガラス転移に対応する第二転移温度Tt,SDを有し、第二転移温度Tt,SDは、第一転移温度Tt,ADよりも高く、上記共有結合又は物理的結合は、bSMPのポリマー鎖を架橋させることによって第一及び第二ドメインAD、SDを相互接続する、ポリマーを提供するステップと、
- 上記ポリマーがゴム様弾性状態になる、第二ドメインSDの転移温度Tt,SDよりも高い温度Tresetで、外部応力を加えることによってポリマーを変形させるステップと、
- 上記外部応力維持下で、第二ドメインSDの転移温度Tt,SD未満、又は、第一ドメインADの転移温度Tt,AD未満の温度に上記ポリマーを冷却することによって、第二ドメインSDを形成するbSMPのポリマー鎖セグメントが上記第一ドメインADに少なくとも部分的に組み込まれている骨格を形成し、且つ、上記第一ドメインADを形成しているbSMPのポリマー鎖セグメントが共通方向に実質的に配向し、その結果、bSMPは、外部応力を加えることなく、Tlow < Tt,AD < Thigh < Tt,SD < Tresetにて、第一温度と第二温度Thigh、Tlowとの間の変化に応じて第一温度Thighの第一形状(A)と第二温度Tlowの第二形状Bとの間で、第一相分離ドメインADの結晶化及び溶融又はガラス化及び溶融によって駆動する可逆的形状-シフトが可能になるステップを含む。
- 工業用途、医療用途又はスポーツ用途(例えば、弾性ストッキング又は広げて身に付けることができ、体温まで暖まると可逆的な圧迫作用を示す他の弾性織物)のための、bSMEを有する繊維、機能的な織物、生地;
- フィルム、再使用可能な収縮フィルム、織物上へ被着できるフィルム;
- 医療用製品(例えば、医療用カテーテル、チューブ、可動チューブ);
- 可逆的な固定が可能なインプラント(例えば、磁気的に切換可能なナノ複合素材);
- 活性物質を放出する熱的に切換可能なシステム;
- 可逆的に切換可能な微小粒子、微小構造体;
- 印刷可能なbSMP前駆体;
- 熱/温度差を駆動体(モーター)へ保管/転換するためのデバイス(熱機関);
- 家財道具(例えば、可逆的に封止可能な容器)を含む。
DSC: 温度チャンバー及び200Nロードセルを備えているZwickZ1.0装置上で、標準サンプル形状(ISO 527-2/1BB)を用いて実施した周期的熱機械的引張試験。
この実施例において、bSMPのbSME挙動は、アクチュエータードメインAD及び骨格ドメインSDが化学的に異なるセグメントに関連するかについて検討した。この目的のために、多相コポリエステルウレタンネットワークPPDL-PCLを使用した。PPDL-PCLは、ジオメトリーを決定する骨格ドメイン(SD)として作用するポリ(ω-ペンタデカラクトン)(PPDL)セグメントと、アクチュエータードメイン(AD)を提供するポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)セグメントで構成される。
この実施例において、アクチュエータードメインADと骨格ドメインSDが化学的に同一のセグメントに関連していることについてbSMPのbSME挙動を検討した。この目的のために、商業的に関係があるプラスチック、即ち、共有結合的架橋ポリ[エチレン-コ-(酢酸ビニル)](PEVA)を使用した。PEVAは、結晶化可能なポリエチレン(PE)セグメント及びアモルファスポリビニルアセテートセグメントを含む。
ポリ(エチレン-コ-酢酸ビニル)(PEVA)、架橋剤としてのトリアリルイソシアヌレート(TIAC)及び光重合開始剤としてのベンゾフェノンの混合物を、押し出し機に供給して、フィラメントに形成した。
実施例1で使用した共有結合架橋PPDL-PCL素材からフィルムを製造した。フィルムを90℃(Treset)に加熱して、並行している複数の線形溝の標準的なパターンを有する構造テンプレートをフィルムの表面上に所定の深さで押し付けた。フィルム上にテンプレートと力を維持しつつ、フィルムを10℃(Tlow)に冷却して、テンプレートを取り外した。50℃に加熱後、得られた形状Aは、50℃で約40nmの深さD50を有する溝の標準的なパターンを有するフィルムであった(図16、左側)。
一般的な調製:
単一ポリマー及びジクミルペルオキシド(Sigma-Aldrich)を、110℃及び50rpm/分で双軸スクリュー押し出し機(EuroPrismLab, Thermo Fisher Scientific)にて混合した。混合物を、厚さ1mmのフィルムに圧縮成形して、次に、25分間、200℃及び20barで架橋した。
実施例5:cPEVA系:
様々なcPEVAを、ジクミルペルオキシドによる熱架橋を経て、VA-含量が9wt%(Greenflex ML30)、18wt%(ELVAX460、cPEVA20)、28wt%(ELVAX3175、CPEVA31)、35wt%(ELVAX150、全てDuPont、CPEVA35)を有するポリ[エチレン-コ-(酢酸ビニル)]から調製した。
実施例6:cPEAEMA系:
Lotader(登録商標) 5500 (PEAEMA)は、エチレン77.2wt%、アクリル酸エステル20wt%及び無水マレイン酸2.8wt%を、ジクミルペルオキシドを用いて熱架橋したランダムターポリマーである。
実施例7:cPEMAGMA系:
Lotader(登録商標) AX8900 (PEMAGMA)は、ジクミルペルオキシドを用いて熱架橋した、ポリエチレン(PEのパーセンテージは約68wt%未満)、含量24tw%のアクリル酸メチルのターポリマーでもある。ここで、反応基は、メタクリル酸グリシジル(GMA)であり、これは、8wt%である。
一般的な調製:
ポリマー混合物及び架橋剤(ジクミルペルオキシド又は,5-ビス(tert-ブチルペルオキシ)-2,5-ジメチルヘキサン)を、双軸スクリュー押し出し機(EuroPrismLab、Thermo Fisher Scientific)にて混合した。配合物を厚さが1mmのフィルムに圧縮成形して、次に、25分間、200℃及び20barで架橋した。
実施例8:cHDPE-EOC配合系:
HDPE、ポリ(エチレン-コ-1-オクテン)(1000Cユニット当たり30の分岐を有する)アフィニティPL1280G(Dow Chemical)及び架橋剤2,5-ビス(tert-ブチルペルオキシ)-2,5-ジメチルヘキサン(DHBP、Luperox101)(Sigma-Aldrich, Germany)を用いた。真空下で60℃、4時間乾燥した後、15wt% HDPE及び85wt% EOCの配合物を、150rpm/分の回転速度、130℃で双軸スクリュー押し出し機(EuroPrismLab、Thermo Fisher Scientific、USA)にて押し出した。押出は、2回実施して均質な配向を確実にした。DHBPをエタノール存在下で加えて、0.5、1及び2wt%の配合物での拡散を容易にし、カバーしたビーカーで3日間保存して拡散を完了した。配合物は、以下の通りに圧縮成形した:圧力を加えずに5分間130℃に加熱すること、5分間、100barを加えること、200℃、20分間及び100barで架橋反応を実行すること、最後に、100barで30℃に冷却して厚さが0.5mmのフィルムを得ること。
実施例9:cPEVA/PCL系:
VA-含量が18wt%(ELVAX460、CPEVA20)のポリ[エチレン-コ-(酢酸ビニル)]及びポリ(ε-カプロラクトン)PCL、(CAPA 6800)及び架橋剤としてジクミルペルオキシドを利用した。
実施例10:cPEAEMA/PCL系:
77.2wt%のエチレン含有量、20wt%のアクリル酸エステル及び2.8wt%の無水マレイン酸を有するLotader(登録商標) 5500(PEAEMA)及びポリ(ε-カプロラクトン) PCL(CAPA 6800)及び架橋剤としてジクミルペルオキシドを使用した。
実施例11 :cPEMAGMA/PCL系
含量が約68wt%のPE、含量が24wt%のアクリル酸メチル及び8wt%のメタクリル酸グリシジル(GMA)を有するLotader(登録商標) AX8900 (PEMAGMA)及びポリ(ε-カプロラクトン) PCL、(CAPA 6800)及び架橋剤としてジクミルペルオキシドを使用した。
実施例12:cPCL-PCHMA系:
4kDaのPCLジメタクリレート(CAPA(登録商標)2402, Solvay, Warringthon, UK)、8kDaのPCLジメタクリレート(CAPA(登録商標)2803, Solvay, Warringthon, UK)、そして、10kDaのPCLジメタクリレート(Sigma-Aldrich, Germany)を、撹拌下の80℃で、15wt%及び25wt%でアクリル酸ブチル(Sigma-Aldrich, Germany)と共に、wt%比率1:1:1にて混合した。架橋反応は、ガラス板(1mmのPTFEスペーサー)の間に混合物を注入してUV-D106ユニット(Esacure, Lamberti)を用いた60分間の照射の後に実施した。
実施例13:cPPDL-PCL
PPDL-PCLを、2つのアイソマーである1,6-ジイソシアナート-2,2,4-トリメチルヘキサン及び1,6-ジイソシアナート-2,4,4-トリメチルヘキサンの混合物と共に、星形状のPPDL-トリオールと星形状のPCL-テトラオール開始剤から成形した。
実施例14:cPCLBA:
cPCLBAは、72時間、80℃で、60.4wt%のアクリル酸n-ブチル(Sigma-Aldrich)及び0.8wt%の2,2'-アゾイソブチロニトリルと共に、ポリ(s-カプロラクトン)ジイソシアネートトエチルジメタクリレート(38.8wt%)の熱誘導共重合によって合成した。ポリ(ε- カプロラクトン-ジイソシアネートトエチルジメタクリレートは、2-イソシアネートエチルメタクリル酸エステルとポリ(ε-カプロラクトン)(Mn 8,300g・mol-1)との反応から得られた。cPCLBAは、-63℃でのTg,mix及びΔΤmであって50℃にピークをもつ5から60℃にわたるものをもたらす。
一般的な手順:
複合体は、オリゴマー又はモノマー化合物と磁気ナノ粒子(MNP)又はポリヒドロキシ官能化ポリマーである変性MNP(OCLMNP1、OCLMNP2、OPDLMNP1、OPDLMNP2)からの重合を介して調製した。
PPDLPCL複合体は、結合剤としてHDIを用いて、星形状のPPDL及びPCL前駆体を架橋することによって調製した。この製品を、(4PPDL3PCL(15,85)、4PPDL3PCL(20,80)、4PPDL3PCL(25,75)、4PPDL3PCL(15,85) OCLMNP1、4PPDL3PCL(20,80) OCLMNP1、4PPDL3PCL(25,75) OCLMNP1、4PPDL3PCL(15,85) OCLMNP2、4PPDL3PCL(20,80) OCLMNP2、4PPDL3PCL(25,75) OCLMNP2、4PPDL3PCL(15,85) OPDLMNP1、4PPDL3PCL(20,80) OPDLMNP1、4PPDL3PCL(25,75) OPDLMNP1、4PPDL3PCL(15,85) OPDLMNP2、4PPDL3PCL(20,80) OPDLMNP2、4PPDL3PCL(25,75) OPDLMNP2)と名づけられている。星形状の前駆体を、130℃の窒素雰囲気下においてバルクで環状モノマーから合成して、DBTOを触媒として、冷ヘキサン中でのジクロロメタン溶液の沈殿によって精製した。ポリマーネットワークの合成は、触媒としてのDBTDLを使用して、HDIと星形状のヒドロキシ-テレケリック前駆体との反応によって、窒素雰囲気下でジクロロエタン溶液中にて実施した。
bSMP 双方向性形状-記憶ポリマー
bSME 双方向性形状記憶効果
AD 第一ドメイン(アクチュエータードメイン)
SD 第二ドメイン(骨格ドメイン)
ED 第三ドメイン(弾性ドメイン)
Tt,AD 第一ドメインADの転移温度
Tt,SD 第二ドメインSDの転移温度
Tt,ED 第三ドメインEDの転移温度
Thigh 第一温度
Tlow 第二温度
Claims (15)
- 双方向性形状-記憶ポリマー(bSMP)からなる又はそれを含む物品であって、
前記bSMPは、第一相分離ドメイン(AD)と、第二相分離ドメイン(SD)と、共有結合又は物理的結合と、を有し、
- 前記第一相分離ドメイン(AD)は、前記第一ドメイン(AD)の結晶化転移又はガラス転移に対応する第一転移温度(Tt,AD)を有し、
- 前記第二相分離ドメイン(SD)は、前記第二ドメイン(SD)の結晶化転移又はガラス転移に対応する第二転移温度(Tt,SD)を有し、前記第二転移温度(Tt,SD)は、前記第一転移温度(Tt,AD)よりも高く、
- 前記共有結合又は物理的結合は、前記bSMPのポリマー鎖を架橋させることによって前記第一及び第二ドメイン(AD、SD)と相互接続し、
前記第二相分離ドメイン(SD)は、前記第一相分離ドメイン(AD)に少なくとも部分的に組み込まれている骨格を形成し、且つ、前記第一ドメイン(AD)を形成している前記bSMPのポリマー鎖セグメントは、共通方向に実質的に配向し、その結果、前記bSMPは、外部応力を加えることなく、Tlow < Tt,AD < Thigh < Tt,SDにて、第一温度(Thigh)と第二温度(Tlow)との間の温度の変化に応じて前記第一温度(Thigh)の第一形状(A)と前記第二温度(Tlow)の第二形状(B)との間で、前記第一相分離ドメイン(AD)の結晶化及び溶融又はガラス化及び溶融によって駆動する可逆的形状-シフトが可能になる、物品。 - 前記bSMPは、第三相分離ドメイン(ED)を更に有し、
- 前記第三相分離ドメイン(ED)は、前記第三ドメイン(ED)のガラス転移に対応する第三転移温度(Tt,ED)を有し、前記第三転移温度(Tt,ED)は、第一転移温度(Tt,AD)よりも低く、Tt,ED < Tlow < Tt,ADであり、
前記第三相分離ドメイン(ED)は、前記第一相分離ドメイン(AD)と共に、第二相分離ドメイン(SD)を組み込んでいる、請求項1に記載の物品。 - 前記第二相分離ドメイン(SD)の前記転移温度(Tt,SD)未満の温度において、前記物品は、前記第一及び第二形状(A、B)を決定し、前記第二相分離ドメイン(SD)によって固定される全体のジオメトリーを有する、請求項1又は2に記載の物品。
- 前記第一相分離ドメイン(AD)は、前記第二相分離ドメイン(SD)のポリマーセグメントと化学的に異なるポリマーセグメントによって形成される、請求項1から3のいずれかに記載の物品。
- 前記第一相分離ドメイン(AD)は、前記第二相分離ドメイン(SD)のポリマーセグメントと化学的に同一であるポリマーセグメントによって形成される、請求項1から3のいずれかに記載の物品。
- 前記全体のジオメトリーは、前記ポリマーがゴム様弾性状態になる前記第二ドメイン(SD)の前記転移温度(Tt,SD)よりも高い温度(Treset)において外部応力を加えることによって前記bSMPを変形させて、前記外部応力維持下で前記第二ドメイン(SD)の前記転移温度(Tt,SD)未満、又は、前記第一ドメイン(AD)の前記転移温度(Tt,AD)未満の温度に、前記変形したbSMPを冷却することによって生産される、請求項5に記載の物品。
- 前記第二ドメイン(SD)を形成している前記bSMPのポリマー鎖セグメントは、共通方向に実質的に配向している、請求項1から7のいずれかに記載の物品。
- 前記bSMPは、単一ポリマーであり、前記第一ドメイン(AD)、前記第二ドメイン(SD)、適用可能であれば、前記第三ドメイン(ED)を構成している前記セグメントは、同じポリマー鎖に位置している、請求項1から7のいずれかに記載の物品。
- 前記bSMPは、配合物又は相互に浸透したポリマーネットワークであり、前記第一ドメイン(AD)、前記第二ドメイン(SD)、適用可能であれば、前記第三ドメインを構成しているセグメントは、種々のポリマー鎖に位置している、請求項1から7のいずれかに記載の物品。
- 前記bSMPと、そこに組み込まれた粒状素材で構成された複合素材からなる又はそれを含み、前記粒状素材は、磁性粒子、電気伝導性粒子、赤外線感受性粒子及びマイクロ波感知粒子から選択される、請求項1から9のいずれかに記載の物品。
- - 第一相分離ドメイン(AD)と、第二相分離ドメイン(SD)と、共有結合又は物理的結合とを含むポリマーを提供するステップであって、
前記第一相分離ドメイン(AD)は、前記第一ドメインADの結晶化転移又はガラス転移に対応する第一転移温度(Tt,AD)を有し、
前記第二相分離ドメイン(SD)は、前記第二ドメイン(SD)の結晶化転移又はガラス転移に対応する第二転移温度(Tt,SD)を有し、前記第二転移温度(Tt,SK)は、前記第一転移温度(TT,AD)よりも高く、前記共有結合又は物理的結合は、前記bSMPの前記ポリマー鎖を架橋させることによって前記第一及び第二ドメイン(AD、SD)を相互接続する、ポリマーを提供するステップと、
- 前記ポリマーがゴム様弾性状態になる、前記第二ドメイン(SD)の転移温度(Tt,SD)よりも高い温度(Treset)で、外部応力を加えることによって前記ポリマーを変形させるステップと、
- 前記外部応力維持下で、前記第二ドメイン(SD)の前記転移温度Tt,SD未満、又は、前記第一ドメイン(AD)の前記転移温度(Tt,AD)未満の温度に前記ポリマーを冷却することによって、前記第二ドメイン(SD)を形成する前記bSMPのポリマー鎖セグメントが前記第一ドメイン(AD)に少なくとも部分的に組み込まれている骨格を形成し、且つ、前記第一ドメイン(AD)を形成している前記bSMPのポリマー鎖セグメントが共通方向に実質的に配向し、その結果、前記bSMPは、外部応力を加えることなく、Tlow < Tt,AD < Thigh < Tt,SD < Tresetにて、第一温度と第二温度(Thigh、Tlow)との間の変化に応じて前記第一温度(Thigh)の第一形状(A)と前記第二温度(Tlow)の第二形状(B)との間で、前記第一相分離ドメイン(AD)の結晶化及び溶融又はガラス化及び溶融によって駆動する可逆的形状-シフトが可能になるステップを含む、請求項1から10のいずれかに記載の物品を調製する方法。 - 前記外部応力を解放して、前記第一形状(A)になる前記第一温度(Thigh)に前記ポリマーを加熱するステップを更に有する、請求項11に記載の物品を調製する方法。
- 前記変形は、ポリマーの伸長、圧縮、屈曲又は任意のそれらの組み合わせを含む、請求項11又は12に記載の物品を調製する方法。
- 前記変形は、前記ポリマーの表面テクスチャリング又は前記ポリマーのテクスチャー化された表面構造の平滑化を含む、請求項11から13のいずれかに記載の物品を調製する方法。
- Tlow < Tt,AD < Thigh < Tt,SDにて、第一温度(Thigh)の第一形状Aと第二温度(Tlow)の第二形状Bとの間を、前記第一相分離ドメインADの結晶化及び溶融又はガラス化及び溶融によって駆動する前記bSMPの可逆的形状シフトを誘導するように、前記第一温度(Thigh)と前記第二温度(Tlow)との間で温度を変化させるステップと、を有する、請求項1から10いずれかに記載の物品を使用する方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12198927 | 2012-12-21 | ||
EP12198927.1 | 2012-12-21 | ||
PCT/EP2013/077831 WO2014096416A2 (en) | 2012-12-21 | 2013-12-20 | Bidirectional shape-memory polymer, method of its production and its use |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016182226A Division JP2017052949A (ja) | 2012-12-21 | 2016-09-16 | 双方向性形状−記憶ポリマー、その製造方法及びその使用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016500408A true JP2016500408A (ja) | 2016-01-12 |
JP6453763B2 JP6453763B2 (ja) | 2019-01-16 |
Family
ID=49883108
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015548658A Expired - Fee Related JP6453763B2 (ja) | 2012-12-21 | 2013-12-20 | 双方向性形状−記憶ポリマー、その製造方法及びその使用 |
JP2016182226A Pending JP2017052949A (ja) | 2012-12-21 | 2016-09-16 | 双方向性形状−記憶ポリマー、その製造方法及びその使用 |
JP2018218894A Pending JP2019049005A (ja) | 2012-12-21 | 2018-11-22 | 双方向性形状−記憶ポリマー、その製造方法及びその使用 |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016182226A Pending JP2017052949A (ja) | 2012-12-21 | 2016-09-16 | 双方向性形状−記憶ポリマー、その製造方法及びその使用 |
JP2018218894A Pending JP2019049005A (ja) | 2012-12-21 | 2018-11-22 | 双方向性形状−記憶ポリマー、その製造方法及びその使用 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10040880B2 (ja) |
EP (1) | EP2935413B1 (ja) |
JP (3) | JP6453763B2 (ja) |
CN (1) | CN104884509B (ja) |
HK (1) | HK1210486A1 (ja) |
WO (1) | WO2014096416A2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106638220A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-05-10 | 南京林业大学 | 赋予路面嵌缝料形状记忆功能的单阶段双轴预形变方法 |
KR101906472B1 (ko) * | 2017-04-04 | 2018-10-10 | 연세대학교 산학협력단 | 광가교가 가능한 형상기억고분자 및 이의 제조방법 |
GB2581827B (en) * | 2019-02-28 | 2023-05-31 | Ip2Ipo Innovations Ltd | A method and preform for forming a device comprising of a shape memory polymer |
CN113417145B (zh) * | 2021-05-17 | 2022-03-15 | 东华大学 | 一种双向形状记忆聚酰亚胺纤维布及其制备方法 |
CN113980299B (zh) * | 2021-08-12 | 2022-09-30 | 清华大学 | 用于制备类玻璃高分子材料制品的方法 |
CN116239753B (zh) * | 2023-02-03 | 2024-05-28 | 上海交通大学 | 一种双向形状记忆聚氨酯及其制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002504585A (ja) * | 1998-02-23 | 2002-02-12 | ニーモサイエンス ゲーエムベーハー | 形状記憶ポリマー |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100382568B1 (ko) * | 1998-02-23 | 2003-05-09 | 메사츄세츠 인스티튜트 어브 테크놀로지 | 생물분해성 형상기억 중합체 |
EP1790694A1 (en) * | 2005-11-28 | 2007-05-30 | Mnemoscience GmbH | Blends of shape memory polymers with thermoplastic polymers |
DE102007061342A1 (de) | 2007-12-17 | 2009-06-18 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Artikel aus einem Formgedächtnis-Kompositmaterial, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verfahren zum Abrufen gespeicherter Formen |
CN101983215B (zh) * | 2008-01-30 | 2013-06-19 | Gkss-盖斯特哈赫特研究中心有限责任公司 | 在规定开关温度下通过选择编程温度对形状记忆聚合物编程的方法 |
DE102008055870A1 (de) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Multiphasen Polymernetzwerk mit Triple-Shape-Eigenschaften und Formgedächtniseffekt |
-
2013
- 2013-12-20 JP JP2015548658A patent/JP6453763B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-12-20 US US14/653,941 patent/US10040880B2/en active Active
- 2013-12-20 CN CN201380067418.8A patent/CN104884509B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-12-20 WO PCT/EP2013/077831 patent/WO2014096416A2/en active Application Filing
- 2013-12-20 EP EP13814153.6A patent/EP2935413B1/en active Active
-
2015
- 2015-11-12 HK HK15111178.4A patent/HK1210486A1/xx not_active IP Right Cessation
-
2016
- 2016-09-16 JP JP2016182226A patent/JP2017052949A/ja active Pending
-
2018
- 2018-11-22 JP JP2018218894A patent/JP2019049005A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002504585A (ja) * | 1998-02-23 | 2002-02-12 | ニーモサイエンス ゲーエムベーハー | 形状記憶ポリマー |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JUNJUN LI: "Semi-crystalline two-way shape memory elastomer", POLYMER, vol. vol.52, JPN6015046906, 2011, pages 5320 - 5325, XP028319849, DOI: doi:10.1016/j.polymer.2011.09.030 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6453763B2 (ja) | 2019-01-16 |
CN104884509A (zh) | 2015-09-02 |
EP2935413A2 (en) | 2015-10-28 |
WO2014096416A2 (en) | 2014-06-26 |
CN104884509B (zh) | 2018-01-23 |
JP2017052949A (ja) | 2017-03-16 |
US10040880B2 (en) | 2018-08-07 |
EP2935413B1 (en) | 2016-08-03 |
US20150344600A1 (en) | 2015-12-03 |
JP2019049005A (ja) | 2019-03-28 |
WO2014096416A3 (en) | 2014-11-20 |
HK1210486A1 (en) | 2016-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017052949A (ja) | 双方向性形状−記憶ポリマー、その製造方法及びその使用 | |
JP6058809B2 (ja) | 双方向性形状記憶アクチュエーターを作成する方法及びその使用方法 | |
Choong et al. | 4D printing of high performance shape memory polymer using stereolithography | |
Behl et al. | Actively moving polymers | |
Berg et al. | New directions in the chemistry of shape memory polymers | |
Gu et al. | Entanglement-based shape memory polyurethanes: synthesis and characterization | |
Chen et al. | 3D printing of tunable shape memory polymer blends | |
Pandini et al. | Two-way reversible shape memory behaviour of crosslinked poly (ε-caprolactone) | |
US11780154B2 (en) | Extrusion printing of liquid crystal elastomers | |
Meng et al. | Various shape memory effects of stimuli-responsive shape memory polymers | |
Ma et al. | Effects of carbon black nanoparticles on two-way reversible shape memory in crosslinked polyethylene | |
Wang et al. | Structure evolution in segmented poly (ester urethane) in shape-memory process | |
Fan et al. | A facile approach toward scalable fabrication of reversible shape‐memory polymers with bonded elastomer microphases as internal stress provider | |
Yang et al. | Crystallization kinetics and crystalline structure of biodegradable poly (ethylene adipate) | |
Yan et al. | Dual-functional polymer blends with rapid thermo-responsive shape memory and repeatable self-healing properties | |
Murcia et al. | Two-way shape memory polymers: evolution of stress vs evolution of elongation | |
Wang et al. | A bidirectionally reversible light-responsive actuator based on shape memory polyurethane bilayer | |
Wang et al. | Photoresponsive triple shape memory polymers with a self-healing function based on poly (lactic acid)/polycaprolactone blends | |
Petisco-Ferrero et al. | The relevance of molecular weight in the design of amorphous biodegradable polymers with optimized shape memory effect | |
Javed et al. | Programmable shape change in semicrystalline liquid crystal elastomers | |
Feng et al. | Synthesis and characterization of hydrophilic polyester‐PEO networks with shape‐memory properties | |
Xu et al. | Configurational Entropy Regulation in Polyolefin Elastomer/Paraffin Wax Vitrimers by Thermally Responsive Liquid–Solid Transition for Force Storage | |
Xu et al. | Tunable reversible deformation of semicrystalline polymer networks based on temperature memory effect | |
Li et al. | High transparency, degradable and UV-protective poly (lactic acid) composites based on elongational rheology and chain extender assisted melt blending | |
Tekay et al. | 4D Printing of novel poly (ethylene-vinyl acetate)/poly (butyl methacrylate-co-isobutyl methacrylate) shape memory polymer blends |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150814 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150821 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20150821 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20151116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151124 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20160224 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160517 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161014 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20171221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180403 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181024 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181213 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6453763 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |