聚乙二醇双丙烯酸酯 甲基丙烯酸甲酯互穿网络的合成 及形状

聚乙二醇双丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯互穿网络的合成

及形状记忆行为研究

李宗慧1,2 丁小斌1 刘国勤1,2 郑朝晖1成煦1 彭宇行1*

1.中科院成都有机化学所成都610041 Email:xbding@

2.中国科学院研究生院北京100039

关键词：形状记忆高分子聚合物网络转变温度

智能材料在材料科学领域扮演了杰出的角色，形状记忆高分子材料单就形状记忆

效能而言甚至已经超过了广为人知的金属形状记忆合金，近年来受到了日益广泛

的关注。已经发现采用非共价键复合的方法在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)网络内引

入聚乙二醇（PEG）结晶相可以得到具有两个转变温度（分别基于Tm 和 Tg）的

半互穿形状记忆网络(PMMA-PEG semi-IPN)。本文在上述工作的基础上，首先设

计合成聚乙二醇双丙烯酸酯大分子交联剂，通过于MMA自由基共聚合获得了聚乙

二醇双丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯互穿网络(PMMA-PEGDA IPN)，并对该新型形状

记忆材料的记忆性能和机理进行了初步研究。

结果与讨论

本工作首先合成了PEGDA大分子单体，通过与MMA自由基共聚合获得了PMMA-PEGDA IPN，网络组成Table1。并对网络的动态力学性能、热性能、溶胀性

能、形状记忆性能等进行了研究。

Table1. Notation and compositions of PMMA-PEGDA IPN

6

7

5

4

2

3

No 1

Sample 4--15 4--251--254--356-3510-35 4--45

MwPEGDA 4000 400010004000600010000 4000

w.t%PEGDA 15 25 25 35 35 35 45

93

91

90

91

G* 96

97

95

注：G=m dry/m iso，即充分溶胀洗涤干燥后质量与初始质量比）

DSC和DMA数据都显示，所有的互穿网络均给出了一个主要的玻璃化转变，且随着PEGDA含量的增加，玻璃化转变移向低温，说明PMMA与PEGDA在网络中绝大部分以相容的无定形态存在，而且我们发现，在PEGDA含量大于35%时，即使分子量高达10000时，材料表观仍然至少是半透明的，偏光显微镜结果没有发现

我们试图考察两个转变温度存在的普遍性，形状记忆性能显示（fig.3、4）无论是semi-IPN还是IPN，都有优良的形状记忆性能。然而，即使存在微弱的结晶相（相对于PMMA-PEG semi-IPN而言)，除了主要的玻璃化转变作为形状记忆的转变温度之外尚未发现其它明显的特征，初步验证了同时具有两个程度接近的热

力学转变可能是两个转变温度存在的基础。

本工作得到了国家自然科学基金项目（No.50373045）资助。

Interpenetrating Polymer Networks Based on Oligo(ethylene glycol) diacrylate Showing Shape-memory Properties Zonghui Li1, 2 Xiaobin Ding1* Guoqin liu1, 2 Zhaohui Zheng1 Xu Cheng 1 Yuxing Peng1* 1. Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Chengdu, 610041,

P. R. China

2. Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100039, P. R. China ABSTRACT: As an important kind of intelligent materials, shape-memory materials have been received increasing attention on account of their interesting properties and potential applications in recent years. Since it has been reported a novel kind of polymer consisted of PMMA-PEG semi-IPN, based on non-covalent interaction, which exhibiting independently two shape memory effects based on T m and T g, respectively. In this paper, we try to combine the interesting phenomenon and covalent interaction, which has always been proved an effectively method to introducing switching segments. PMMA-PEGDA IPN was synthesized and characterized instead of semi-IPN for a further research.

KEYWORDS: shape-memory polymer polymer networks transition temperatures