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一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法与流程

时间:2022-02-17 阅读: 作者:专利查询

一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法与流程

1.本发明属于智能高分子材料领域,特别涉及一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法。


背景技术:

2.形状记忆聚合物能够固定其临时形状,在外界刺激如热、光、电和磁场的作用下能够自发地回复到它的原始形状,因此有着在智能材料领域如生物医药、可调控智能设备、仿生粘合剂和智能伸展航空航天材料上应用的前景。为了赋予聚合物形状记忆的性能,一般需要在聚合物中引入动态化学交联或物理交联。传统的热固性聚合物是一种化学交联的聚合物,它具有优异的机械性能、热稳定性、耐溶解性和形状稳定性,因此被广泛地应用于各种领域。但是热固性聚合物一旦交联就无法进行修复和重塑,不可避免地造成了资源的浪费,不利于能源的可持续发展。在热固性聚合物中引入动态共价交联能够有效地解决上述问题,使热固性聚合物具有热塑性,同时还可能使热固性聚合物具有形状记忆的性能,因此将各种动态化学键引入到热固性聚合物中已成为近些年来智能高分子材料研究领域的前沿研究热点。
3.vitrimer 聚合物是一种动态化学交联的聚合物,它在动态化学键交换温度以上具有流动性和重塑性的同时又能很好地维持其网络结构的完整性,因此vitrimer聚合物既有热固性聚合物优异的机械性能又有热塑性聚合物的再加工性能,进而成了近些年来形状记忆领域的研究热点。但是单一化学交联的vitrimer材料通常只具有双重形状记忆性能,即聚合物只能固定一重临时形状,但是面对更加复杂的智能应用前景,记忆两重或更多重临时形状的vitrimer聚合物才能满足未来智能领域的应用需求。因此需要开发具有三重形状记忆性能的vitrimer聚合物。在三重形状记忆vitrimer聚合物方向,现有研究多通过在vitrimer体系中引入两种动态键或引入转变温度相差较大且不相互干扰的热转变,这种制备方法比较复杂,选择的范围较窄,限制了其广泛应用。
4.因此,亟需开发一种简单高效且可广泛应用的方法来制备具有三重形状记忆性能的vitrimer聚合物。


技术实现要素:

5.针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法。
6.为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物的制备方法,过程如下:(1)将含-oh的丙烯酸类单体、二异氰酸酯、催化剂和有机溶剂a混合均匀,在保护气氛下,于35℃-65℃反应8-36h,制得含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂;含-oh的丙烯
酸类单体和二异氰酸酯的摩尔比为2.1-2.2:1,催化剂与二异氰酸酯中异氰酸根的摩尔比为0.5-1.0:100;有机溶剂a为二氯甲烷、二氯乙烷和三氯甲烷中的一种或两种以上任意比例的混合物;(2)将乙烯基类硬单体、丙烯酸类软单体、甲基丙烯酸盐、含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂溶于有机溶剂b中,加入引发剂和催化剂,在保护气氛下,于65-75℃搅拌反应5-30min,再置于65-75℃预热过的模具,先65-75℃聚合12-24h,再95-120℃聚合1-6h;之后将获得的vitrimer离聚物于75-90℃下真空除溶剂12-96h,即得所述的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物;乙烯基类硬单体、丙烯酸类软单体、丙烯酸盐和含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂的摩尔比为(65-85):(15-35):(3-7):(0.5-3),引发剂和催化剂分别占乙烯基类硬单体、丙烯酸类软单体、甲基丙烯酸盐和含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂四者的重量百分比为1.5-2.5%和1.0-2.0%,所述的有机溶剂b为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和二甲亚砜中的一种或两种以上任意比例的混合物。
7.进一步地,所述的含-oh的丙烯酸类单体为甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸-2-羟基乙酯。
8.进一步地,所述的二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷和二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种以上任意比例的混合物。
9.进一步地,所述步骤(1)的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或马来酸二丁基锡,步骤(2)的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
10.进一步地,所述的乙烯基类硬单体包括丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或两者任意比例的混合物。
11.进一步地,所述的丙烯酸类软单体包括丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸正丙酯和丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上任意比例的混合物。
12.进一步地,所述的甲基丙烯酸盐具体为甲基丙烯酸锌。
13.进一步地,所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰。
14.上述方法制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物。
15.一种基于转氨甲酰交换反应的vitrimer离聚物的形状记忆回复方法,包括步骤:

前述基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物的原始形状;

将步骤

所述的vitrimer离聚物加热至酯交换温度以上并保持,施加外力对vitrimer离聚物进行变形,降温至玻璃化转变温度以上得到第一重临时形状;

施加外力对所述的第一重临时形状进行变形,降至室温得到第二重临时形状;

将步骤

所述的第二重临时形状加热至玻璃化转变温度以上,vitrimer离聚物回复至第一重临时形状;

将步骤

所述的第一重临时形状加热至酯交换温度以上,vitrimer离聚物回复至原始形状;所述酯交换温度以上是指170-190℃,所述玻璃化转变温度以上是指玻璃化转变温度以上15-30℃(一般为85~95℃)。
16.与现有技术相比,本发明具有如下优点:(1)本发明通过丙烯酸酯单体和二异氰酸酯反应制备得到含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂,制备方法简单;
(2)本发明通过自由基共聚合的方法一步反应制备得到同时含有化学交联和物理交联的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物,制备方法简单易行,可选择的范围广,有工业推广应用的可能性。
17.(3)本发明制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物是一种新型的智能高分子材料,转氨甲酰交换反应、离子交联和玻璃化转变的结合赋予所述的vitrimer离聚物良好的三重形状记忆性能。
附图说明
18.图1为实施例1制备的含转氨甲酰交换基团的化学交联剂的核磁共振氢谱;图2为实施例1制备的含转氨甲酰交换基团的化学交联剂的核磁共振碳谱;图3为实施例1制备的含转氨甲酰交换基团的化学交联剂的傅里叶变换高分辨质谱;图4为实施例2制备的基于转氨甲酰交换反应的vitrimer离聚物的三重形状记忆照片;图5为实施例2制备的基于转氨甲酰交换反应的vitrimer离聚物的三重形状记忆dma测试曲线;图6为实施例2制备的基于转氨甲酰交换反应的vitrimer离聚物的弹性形状记忆dma测试曲线;图7为实施例1-5制备的基于转氨甲酰交换反应的vitrimer离聚物在180℃的应力松弛测试曲线。
具体实施方式
19.以下实施例对基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备做进一步说明,所举实例方式仅用来解释本发明,并非用于限定本发明的保护范围。
20.实施例1:一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法,包括如下步骤:将甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯按照2.20:1的摩尔比溶解在二氯甲烷中,其中反应试剂(包括甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯)的质量与二氯甲烷的体积比为1g:4ml,随后加入二月桂酸二丁基锡,其中二月桂酸二丁基锡与六亚甲基二异氰酸酯中异氰酸根的摩尔比为0.50:100,将反应体系抽真空氮气保护,在35℃反应36h,然后将反应液用石油醚进行沉淀,过滤得到含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂,它的核磁共振氢谱、碳谱和傅里叶变换高分辨质谱参见图1、图2和图3。
21.如附图1所示,测试中溶剂为氘代氯仿,其化学位移在7.26ppm。化学位移在5.57ppm和6.12ppm处的特征峰为含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂中双键上两个氢的化学位移。化学位移在1.94ppm处的特征峰为与双键相连的甲基上的氢的化学位移。谱图中在4.31ppm处有一个特征峰,该峰对应于甲基丙烯酸羟乙酯中两个亚甲基上的氢。在4.76ppm处有一个小的特征峰,该峰归属于含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂中酰胺键上与氮原子相连的氢的特征峰。六亚甲基二异氰酸酯上的三个亚甲基上氢的化学位移分别
在3.15ppm、1.49ppm和1.34ppm处。如图2所示,氘代氯仿的化学位移在76ppm。含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂中双键上的两个碳原子的化学位移分别在136.0ppm和125.9ppm处。双键上甲基碳原子的化学位移在18.4ppm处。化学位移在167.2ppm处的特征峰为含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂中羧基的化学位移。化学位移在62.6ppm处有一个特征峰,该峰归属于甲基丙烯酸羟乙酯中的两个亚甲基的化学位移。六亚甲基二异氰酸酯上的三个亚甲基上的碳的化学位移分别在40.8ppm、29.9ppm和26.3ppm处。如图1和图2所示,本实施例1制备的含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂的氢原子和碳原子的化学位移和1h nmr和
13
c nmr能够进行良好的归属。本实施例1制备的含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂的精确分子量为428.21g/mol,图3中傅里叶变换高分辨质谱测得样品的分子量为451.2055g/mol,去除钠离子的分子量后与精确分子量有很好的吻合,误差小于0.006g/mol。
22.将甲基丙烯酸锌、丙烯腈、丙烯酸正丁酯、含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂按照3:76:18:1.5的摩尔比溶解在n,n-二甲基甲酰胺中,其中所有单体(包括甲基丙烯酸锌、丙烯腈、丙烯酸正丁酯和含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂)的质量和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1g:3ml,加入引发剂偶氮二异丁腈和催化剂二月桂酸二丁基锡,其中引发剂和催化剂占所有单体重量百分比为1.5%和1.0%。将反应体系抽真空后充氮气保护,于65℃反应25min。随后将反应液倒入65℃预热过的模具中,于65℃聚合20h,随后升温至95℃聚合6h。最后将制得的vitrimer离聚物于80℃的真空烘箱中除溶剂72h。
23.将所述制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物于170℃温度下施加外力进行变形,降温至85℃得到第一重临时形状,将其于85℃温度下施加外力进行变形,降至室温得到第二重临时形状,将其升温至85℃,样品回复至第一重临时形状,再将其升温至170℃,样品回复至原始形状。
24.实施例2:一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法,包括如下步骤:将甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯按照2.20:1的摩尔比溶解在三氯甲烷中,其中反应试剂(包括甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯)的质量与三氯甲烷的体积比为1g:4ml,随后加入二月桂酸二丁基锡,其中二月桂酸二丁基锡与六亚甲基二异氰酸酯中异氰酸根的摩尔比为0.55:100,将反应体系抽真空氮气保护,在35℃反应36h,然后将反应液用石油醚进行沉淀,过滤得到含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂。
25.将甲基丙烯酸锌、丙烯腈、丙烯酸正丁酯、含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂按照5:74:18:1.5的摩尔比溶解在n,n-二甲基甲酰胺中,其中所有单体(包括甲基丙烯酸锌、丙烯腈、丙烯酸正丁酯和含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂)的质量和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1g:3ml,加入引发剂偶氮二异丁腈和催化剂二月桂酸二丁基锡,其中引发剂和催化剂占所有单体重量百分比为2.0%和1.0%。将反应体系抽真空后充氮气保护,于70℃反应20min。随后将反应液倒入70℃预热过的模具中,于70℃聚合18h,随后升温至100℃聚合4h。最后将制得的vitrimer离聚物于85℃的真空烘箱中除溶剂60h。
26.将所述制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物于180℃温度下施加外力进行变形,降温至90℃得到第一重临时形状,将其于90℃温度下施加外力进行变形,降至室温得到第二重临时形状,将其升温至90℃,样品回复至第一重临时形状,再
将其升温至180℃,样品回复至原始形状,本实施例制备得到的vitrimer离聚物的三重形状记忆照片参见图4。将所述制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物于180℃温度下施加外力进行变形,降温至90℃得到第一重临时形状,将其于90℃温度下施加外力进行变形,降至0℃得到第二重临时形状,将其升温至90℃,样品回复至第一重临时形状,再将其升温至180℃,样品回复至原始形状,实施例制备得到的vitrimer离聚物的三重形状记忆dma测试曲线参见图5,dma测试结果分析参见下表1。将所述制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物于90℃的温度下施加外力进行变形,降温至0℃得到临时形状,随后将其升温至90℃,样品回复至原始形状;复上述形状记忆过程四次,dma测试曲线和dma测试结果分析参见图6和表2。
27.如图4所示,所述实施例中vitrimer离聚物样品的原始形状为数字1,在180℃的温度下施加外力变形得到第一重临时形状,样品形状为数字9。在90℃的温度下施加外力得到第二重临时形状,样品形状为数字8。之后将其升温至90℃,样品回复至第一重临时形状,样品形状由数字8回复至数字9,再将其升温至180℃,样品回复至原始形状,样品形状由数字9回复至数字1。如图5和下表1所示,所述的vitrimer离聚物具有良好的三重形状记忆性能,第一重临时形状的形状固定和回复效率均为85%,第二重临时形状的形状固定和回复效率为99%和93%。如图6和表2所示,所述的vitrimer离聚物在该测试过程中具有很好的弹性形状记忆性能,四次重复的形状记忆测试过程中,形状固定效率和形状回复效率分别高于98%和95%。
28.表1表2实施例3:一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法,包括如下步骤:将甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯按照2.15:1的摩尔比溶解在三氯甲烷中,其中反应试剂(包括甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯)的质量与三氯甲烷的体积比为1g:4ml,随后加入二月桂酸二丁基锡,其中二月桂酸二丁基锡与六亚甲基二异氰酸酯中异氰酸根的摩尔比为0.60:100,将反应体系抽真空氮气保护,在40℃反应28h,然后将反应液用石油醚进行沉淀,过滤得到含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂。
29.将甲基丙烯酸锌、丙烯腈、丙烯酸正丁酯、含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂按
照7:72:18:1.5的摩尔比溶解在n,n-二甲基甲酰胺中,其中所有单体(包括甲基丙烯酸锌、丙烯腈、丙烯酸正丁酯和含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂)的质量和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1g:3ml,加入引发剂偶氮二异丁腈和催化剂二月桂酸二丁基锡,其中引发剂和催化剂占所有单体重量百分比为2.5%和2.0%。将反应体系抽真空后充氮气保护,于75℃反应15min。随后将反应液倒入75℃预热过的模具中,于75℃聚合16h,随后升温至110℃聚合2h。最后将制得的vitrimer离聚物于90℃的真空烘箱中除溶剂48h。
30.将所述制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物于190℃温度下施加外力进行变形,降温至95℃得到第一重临时形状,将其于95℃温度下施加外力进行变形,降至室温得到第二重临时形状,将其升温至95℃,样品回复至第一重临时形状,再将其升温至190℃,样品回复至原始形状。
31.实施例4:一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法,包括如下步骤:将甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯按照2.15:1的摩尔比溶解在三氯甲烷中,其中反应试剂(包括甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯)的质量与三氯甲烷的体积比为1g:4ml,随后加入二月桂酸二丁基锡,其中二月桂酸二丁基锡与六亚甲基二异氰酸酯中异氰酸根的摩尔比为0.65:100,将反应体系抽真空氮气保护,在45℃反应24h,然后将反应液用石油醚进行沉淀,过滤得到含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂。
32.将甲基丙烯酸锌、丙烯腈、丙烯酸正丁酯、含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂按照5:76:18:0.5的摩尔比溶解在n,n-二甲基乙酰胺中,其中所有单体(包括甲基丙烯酸锌、丙烯腈、丙烯酸正丁酯和含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂)的质量和n,n-二甲基乙酰胺的体积比为1g:3ml,加入引发剂偶氮二异丁腈和催化剂二月桂酸二丁基锡,其中引发剂和催化剂占所有单体重量百分比为2.0%和1.0%。将反应体系抽真空后充氮气保护,于75℃反应15min。随后将反应液倒入75℃预热过的模具中,于75℃聚合16h,随后升温至110℃聚合2h。最后将制得的vitrimer离聚物于90℃的真空烘箱中除溶剂48h。
33.将所述制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物于180℃温度下施加外力进行变形,降温至90℃得到第一重临时形状,将其于90℃温度下施加外力进行变形,降至室温得到第二重临时形状,将其升温至180℃,样品回复至第一重临时形状,再将其升温至180℃,样品回复至原始形状。
34.实施例1-4制备得到的vitrimer离聚物的玻璃化转变温度参见表3。从中可知,实施例1-4制备得到的vitrimer离聚物的玻璃化转变温度范围在61-72℃。
35.表3实施例5:一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法,包括如下步骤:将甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯按照2.20:1的摩尔比溶解在三氯甲
烷中,其中反应试剂(包括甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯)的质量与三氯甲烷的体积比为1g:4ml,随后加入二月桂酸二丁基锡,其中二月桂酸二丁基锡与六亚甲基二异氰酸酯中异氰酸根的摩尔比为0.70:100,将反应体系抽真空氮气保护,在50℃反应18h,然后将反应液用石油醚进行沉淀,过滤得到含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂。
36.将甲基丙烯酸锌、丙烯腈、丙烯酸正丁酯、含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂按照5:72:18:2.5的摩尔比溶解在n,n-二甲基乙酰胺中,其中所有单体(包括甲基丙烯酸锌、丙烯腈、丙烯酸正丁酯和含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂)的质量和n,n-二甲基乙酰胺的体积比为1g:3ml,加入引发剂偶氮二异丁腈和催化剂二月桂酸二丁基锡,其中引发剂和催化剂占所有单体重量百分比为2.0%和1.0%。将反应体系抽真空后充氮气保护,于75℃反应15min。随后将反应液倒入75℃预热过的模具中,于75℃聚合16h,随后升温至110℃聚合2h。最后将制得的vitrimer离聚物于90℃的真空烘箱中除溶剂48h。
37.实施例5中制备得到的vitrimer离聚物化学交联密度和离子交联密度较高,链段运动受阻,在dsc曲线中的玻璃化转变温度范围较宽,温度范围为40-108℃。宽玻璃化转变可以看成是由多个连续的尖锐的玻璃化转变组成,故宽玻璃化转变温度区间内的每一个独立的玻璃化转变温度都可以作为形状记忆的玻璃化转变温度。实施例1-5制备得到的vitrimer离聚物在180℃的应力松弛曲线和应力松弛时间参见图7和表4。从中可知,实施例1-5制备得到的vitrimer离聚物在180℃都能够通过转氨甲酰交换反应进行快速的应力松弛,应力松弛时间在892s以内,证明所述vitrimer离聚物网络结构在该温度下可进行重组。
38.表4将所述制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物于180℃温度下施加外力进行变形,降温至90℃得到第一重临时形状,将其于90℃温度下施加外力进行变形,降至室温得到第二重临时形状,将其升温至90℃,样品回复至第一重临时形状,再将其升温至180℃,样品回复至原始形状。
39.实施例6:一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法,包括如下步骤:将甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯按照2.20:1的摩尔比溶解在三氯甲烷中,其中反应试剂(包括甲基丙烯酸羟乙酯和六亚甲基二异氰酸酯)的质量与三氯甲烷的体积比为1g:4ml,随后加入二月桂酸二丁基锡,其中二月桂酸二丁基锡与六亚甲基二异氰酸酯中异氰酸根的摩尔比为0.75:100,将反应体系抽真空氮气保护,在55℃反应16h,然后将反应液用石油醚进行沉淀,过滤得到含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂。
40.将甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂按照3:70:24:1.5的摩尔比溶解在二甲亚砜中,其中所有单体(包括甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂)的质量和二甲亚砜的体积比为1g:3ml,加入引发剂过氧化二苯甲酰和催化剂二月桂酸二丁基锡,其中引发剂和
催化剂占所有单体重量百分比为1.5%和1.0%。将反应体系抽真空后充氮气保护,于75℃反应15min。随后将反应液倒入75℃预热过的模具中,于75℃聚合16h,随后升温至120℃聚合1h。最后将制得的vitrimer离聚物于80℃的真空烘箱中除溶剂72h。
41.将所述制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物于180℃温度下施加外力进行变形,降温至90℃得到第一重临时形状,将其于90℃温度下施加外力进行变形,降至室温得到第二重临时形状,将其升温至90℃,样品回复至第一重临时形状,再将其升温至180℃,样品回复至原始形状。
42.实施例7:一种基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物及其制备方法,包括如下步骤:将丙烯酸-2-羟基乙酯和4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷按照2.20:1的摩尔比溶解在二氯乙烷中,其中反应试剂(包括丙烯酸-2-羟基乙酯和4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷)的质量与二氯乙烷的体积比为1g:4ml,随后加入辛酸亚锡,其中辛酸亚锡与4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷中异氰酸根的摩尔比为0.60:100,将反应体系抽真空氮气保护,在60℃反应12h,然后将反应液用石油醚进行沉淀,过滤得到含有转胺甲酰交换基团的化学交联剂。
43.将甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯、含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂按照3:70:26:1.5的摩尔比溶解在二甲亚砜中,其中所有单体(包括甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯和含有转氨甲酰交换基团的化学交联剂)的质量和二甲亚砜的体积比为1g:3ml,加入引发剂过氧化二苯甲酰和催化剂二月桂酸二丁基锡,其中引发剂和催化剂占所有单体重量百分比为2.0%和1.5%。将反应体系抽真空后充氮气保护,于75℃反应15min。随后将反应液倒入75℃预热过的模具中,于75℃聚合16h,随后升温至120℃聚合1h。最后将制得的vitrimer离聚物于80℃的真空烘箱中除溶剂72h。
44.将所述制备的基于转氨甲酰交换反应的三重形状记忆vitrimer离聚物于180℃温度下施加外力进行变形,降温至90℃得到第一重临时形状,将其于90℃温度下施加外力进行变形,降至室温得到第二重临时形状,将其升温至90℃,样品回复至第一重临时形状,再将其升温至180℃,样品回复至原始形状。