新一代高性能形狀記憶型聚氨酯材料-硫代聚氨酯的開發與研究

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新一代高性能形狀記憶型聚氨酯材料-硫代聚氨酯的開發與研究聚氨酯具有較低玻璃化轉變溫度(Tg)的軟段和具有較高Tg的硬段。在凝聚態下，這兩種熱力學不相容的組分經歷微相分離，分別形成軟相區和硬相區。軟相區較低Tg使其具有可逆變形，而硬相區具有強氫鍵或結晶態，這可以提供良好的形狀固定效果。因此，與其他均聚物型彈性體相比，聚氨酯具有優異的韌性和抗撕裂性。同時，通過調節軟段和硬段的比例可以獲得所需模量和變形能力的彈性矩陣。由於具有優異的機械性能，聚氨酯逐漸受到柔性電子皮膚領域的青睞，並被用於開發基於它們的各種功能性複合材料，包括航空、航天、醫療以及民生各個領域。

目錄

2、技術原理、技術要點

本項目的研究目標通過在硫代聚氨酯硬段中引入非平面環結構，製備得到高回復率高回復應力的新一代形狀記憶聚氨酯材料。由於環狀結構的種類較多，這些環狀結構各有特點，不同的要素會疊加影響硬相區的穩定性和軟相區的力學行為。另外，用硫醚鍵取代傳統的醚鍵，由於C-S鍵長的增加，對硬段和軟段的力學行為也必定會產生影響。着重從單分子鏈的設計和分析出發，引入硫代結構與非平面環結構，觀察在單分子鏈尺度上帶來的性能變化，然後觀察宏觀結構的變化，研究兩者之間的關聯，並優化其合成與分子設計路線，從而進一步提高材料的形狀記憶性能，可用於航空、航天、醫療以及民生各個領域。

本項目取得的主要研究成果如下： 1）得到一種或者幾種形狀穩定性高，回復應力高的形狀記憶硫代聚氨酯材料； 2）理清脂環/脂雜環結構對硫代聚氨酯各方面性能的影響及機理，從而進一步提高形狀記憶性能； 3）成功將此類聚氨酯應用於人造電子皮膚中，增強了電子皮膚的形變能力和抗撕裂能力。

應用情況及效果

項目已發表SCI論文2篇，申請發明專利2項。 成果尚未應用，硫代聚氨酯可用於航空、航天、醫療以及民生各個領域，未來應用前景廣。

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知識產權、獎項、重要參考文獻 已獲得授權的專利和國家級、省部級、行業獎項等。

（1）已授權專利： 專利號：CN110041502A；專利名稱：一種熱塑性聚氨酯彈性體及其製備方法和應用； 專利號：2019109383878；專利名稱：一種自癒合疏水型聚氨酯及其製備方法與應用；專利狀況：已受理專利。