聚乙二醇基形状记忆高分子材料研究进展

Ｆｉｇ．４ Ｔｒｉｐｌｅ－ｓｈａｐｅ ｍｅｍｏｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ＰＥＧ－３０％ －Ｍ ＤＩ· ＤＭ ＰＡ ［１ｖ］
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Ｆｉｇ．５ ｐＨ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｍｅｍｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＰＥＧ－３０％ ．Ｍ ＤＩ．ＤＭ ＰＡ［
３０％的 聚氨 酯 具 有 热 致 三 重 形 状 记 忆 效 应 （如 Ｆｉｇ．４ 所示 ）及 ｐＨ 响 应 型 双 重 形 状 记 忆 效 应 （如 Ｆｉｇ．５所 示），其结构中的 ＰＥＧ分子链 的玻璃化转变温度、羧基 二聚体的结合及分解作为 ２种开关来控制 ３种形状记
（１．西安工程大学 纺织科学与工程学 院，陕西 西安 ７１００４８；２．西安交通 大学 材料科学与工程学院 ，陕西 西安 ７１００４９； ３．西北工业大学空间应用物理与化学教育部重点实验室 陕西省高分子科学与技术重点实验室 ，陕西 西安 ７１０１２９）
摘要 ：聚 乙二醇（ＰＥＧ）是一种结 晶完善且具 有 良好 水溶性的热塑型聚醚高分子 ，其分子链结构在 无定形 态及结 晶态间相 互转 变的特性符合 形状记 忆材料 对可逆形 变结构 的要 求，因此广 泛应用于形状记 忆 高分 子材料 的研 究。文 中综述 了近 年来聚 乙二 醇在形状记 忆聚合物、形状记 忆水凝胶、形状记 忆复合材 料等 高分子材料 中的应用研 究进展 ，阐述 了聚 乙二 醇链 结构与材料形 状记 忆特 性及 不 同刺激响应性之 间的关 系，并特 别强调 了聚 乙二 醇与 水的氢键作 用对水诱导响应 型 形状记 忆特性 的重要性 ，对低毒且 生物相 容性好的聚 乙二醇基形状记忆高分子材料在 生物 医学领域的应 用进行 了展望 。
２ 聚 乙二醇 基形 状记 忆水 凝胶 由于可在 适 当的外 界刺 激下 从变形 态发 生形变 回
复 ，形状 记忆 水凝胶 作 为智 能 生 物 材料 的研究 得 到 了 人 们 的广 泛关 注 。
Ｃｕｉ等 ｌ１８ｊ研 究 发 现 ，线 性 多嵌 段 聚 乙二 醇基 水 响 应 型形状 记忆 超分 子水 凝胶 的形 变 回复速率很 大程 度 上 取决 于样 品 的尺 寸 及 形 状 ，凝 胶 越 小 、越 薄 ，其 形 变 恢复速率越快。另外 由于亲水性 的 ＰＥＧ因其结晶结 构 在 浸 水一烘 干 或 升 温 ．降 温 过 程 中均 可 发 生 可逆 转 变 ，所 以可 以将湿 致 和 热致 相 结 合 来 获得 更快 的形 变 回复速率 。
ｈａｒ０ ｓｅｇｍ ｅｎｔ
ＳＯｒｔ ｓｅｇｍ ｅｎｔ
●
：ＰＥＧ
：ＣＯ ｌｉｔ：ＨＤｌ ｏ：ＢＤｏ
Ｈｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［。］
而 Ｆａｎ等 ９ 制备了一种仅采用 ＰＥＧ与 ７一环糊精 包合物形成 的超分子 网络结构 ，其 中 ＰＥＧ／７一环糊精包 合络合物的互锁交联和 ＰＥＧ微 晶分别作为超分子结 构 中的 固定 相 和可逆 相 从而呈 现 出较好 的形状 记忆性 能 。
第 ３４卷第 ４期 ２０１８年 ４月
高分 子材料科学 与工程
ＰＯＬＹＭ 旺Ｒ ￣ ＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｌ Ｏ１．３４．Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２０１８
聚 乙二 醇 基 形 状 记忆 高分 子材 料 研 究 进 展
师文 钊 １，２，邢 建 伟 一，刘 瑾 姝 一，陆少 锋
聚乙二醇 （ＰＥＧ）是一种结 晶完善 ，具 有 良好水溶 性 的热 塑型 聚醚高 分 子 化 合 物 ，可 通 过 无 定 形 态 到结 晶态 的转变实现相转变 ，这一特性满足形状记忆效应 对结构可逆形变的要求 ，因此广泛应用于形状记忆高 分子材料的研究。文中对近年来 国内外有关聚乙二醇 基形状记忆高分子材料 的研究进展进行 了阐述并探讨 了聚乙二醇对材料形状记忆效应 的影响。
１ 聚 乙二醇 基 形状记 忆聚 合 物 １．１ 热致型 形状 记忆 聚合 物
作 为可随 温度 发 生 相 转 变 的 可逆 相 ，聚 乙二 醇 的 含量 及 相转 变点等 对热 致 型形状 记 忆 聚合 物 的形 状 记 忆 特性 有显著 影 响 。
Ｍｏｎｄａｌ等 ］对 ＰＥＧ含量不 同的热塑性形状记忆 聚氨酯进行研究 ，发现聚氨酯 的形变 固定率及形变回 复性能等依赖于聚合物 的组成 ，变形后样 品的回复性 能极大地依赖于聚合物分子链间的结晶结构或相互作
用 ，当结晶结构含量增加或聚乙二醇含量降低时 ，样 品 的形变回复性更好。Ｂｏｎｆｉｌ等 ８研究发现弯曲试验 中 经高冷却速率处理的聚氨酯薄膜（结构如 Ｆｉｇ．１所示） 具有更高的形状记忆性能，软段 ＰＥＧ含量较高的聚氨 酯有更好的形状记忆性 能，具有作为形状记忆可降解 聚合 物 的潜 力 。
ｄｏｉ：１０．１６８６５／］．ｃ出 ．１０００—７５５５．２０１８．０４．０２６ 收稿 日期 ：２０１７．０４．０７ 基金项 目：国家 自然科学基金青年科学基金 资助项 目（５１４０３１６９）；２０１８年陕西省教育厅科研计 划项 目重点项 目（７５）；西安工程大学 博士科
研启动基金 （ＢＳ１７２１）；西安工程大学学科建设经 费 通讯联系人 ：邢建伟 ，主要从事纺织材料功 能理论 、结 构、性 能的研究 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｊｗ１１２３＠ｓｉｎａ．ｅｏｍ
关键词 ：聚乙二 醇 ；形状记忆材 料 ；水凝胶 ；复合材料 中图分类 号：ＴＢ３８１ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０００—７５５５（２０１８）０４—０１５２—０７
形状 记忆 高分 子材 料是 一类 经 加工 发 生形 变并 能 将形 变 固定 ，对 外界环 境刺 激 （如热…１、光 ２、电 ３、 磁 】、溶剂 ５等）进行 响应并 回复到原始形 态 的智 能 材料 ，其形状记忆特性与结构 中的固定相和可逆相两 相结 构 密切相 关 ６。
高 分 子 材 料 科 学 与 工程
忆行 为 ，羧 基二 聚体 受 ｐＨ 值影 响在 酸性溶 液 （ｐＨ＝２） 时结 合并 在 碱 性 溶 液 （ｐＨ＝９）分 解从 而 诱 导 ｐＨ 响应 型形 状记 忆行 为 。
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