Page 40 - 《橡塑技术与装备》2021年12期（6期下半月 塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

超分子形状记忆聚合物的合成及

应用研究进展

周成飞
( 北京市射线应用研究中心，辐射新材料北京市重点实验室，北京 100015)

摘要 ： 超分子形状记忆聚合物是一种新型的形状记忆聚合物，深受材料科学界人士的重视。本文介绍了超分子形状记忆聚合
物的合成方法，并综述了超分子形状记忆聚合物在水凝胶、生物材料等方面的应用研究进展。
关键词 ： 超分子 ；形状记忆 ；聚合物 ；水凝胶 ；生物材料
中图分类号 ： TQ0631 文章编号 ： 1009-797X(2021)12-0018-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2021.12.004

超分子聚合物是指利用氢键、金属配位、π-π 堆 网络。研究发现，该材料表现出良好的热致和水致形
积及离子效应等合成的聚合物。非共价键结合的超分 状记忆性能，形状恢复率接近 99%。并且，在水和碱
子聚合物由于其特殊的结构及性能引起了广泛的关注 性溶液（pH 12）中或在低于 120 ℃的温度下具有良
[1~3] 。而形状记忆聚合物就是能够在界刺激下从一种或 好的稳定性。
多种临时形状转变为预定形状，有 4 种基本类型 : 热致、 另外，Kashif 等 [10] 还在 3-氨基-1,2,4- 三唑存
电致、光致和化学感应型，在医疗、包装、建筑、玩具、 在下，通过熔融共混两种半结晶马来酸酐化弹性体（马
汽车、报警器材等领域的应用 [4~6] 。超分子聚合物和 来酸酐化乙烯丙烯二烯橡胶和马来酸酐化聚乙烯辛烯
形状记忆聚合物的有效结合，就形成了超分子形状记 弹性体）制备了形状记忆聚合物复合材料，在这两种
忆聚合物这一新的研究方向。本文主要就超分子形状 弹性体之间形成超分子氢键相互作用。结果表明，该
记忆聚合物的合成及应用研究进展作一介绍。 共混物具有良好的形状记忆性能。
1.2 其他方法
1 合成方法 除 了最 常 见 的氢 键 相互 作 用 之外， 还 可 以利 用
超分子形状记忆聚合物一般可包括氢键超分子聚 金属配位作用等来制备超分子形状记忆聚合物。如
合物、配合物型超分子聚合物、π-π 堆积超分子聚合 Kumpfer 等 [11] 曾用 4-氧基-2,6- 双（N- 甲基苯并
物及离子效应超分子聚合物。 咪唑基）吡啶（-OMebip）配位体来封端低分子量聚
1.1 氢键作用 丁二烯，这样，加入金属盐后就就能自发形成高分子
利用氢键相互作用来制备超分子聚合物是超分 量金属超分子聚合物。加入四官能硫醇和光引发剂，
子形状记忆聚合物的最重要方法。Chen 等 [7,8] 曾以 通过溶液浇铸就可得到机械稳定的薄膜。这些薄膜由
BINA、HDI 和 BDO 为原料合成了一系列含吡啶的 柔软的聚丁二烯和硬性金属配位体组成。通过硫醇 -
超分子聚氨酯（PUPys）。结果表明，在吡啶基元和 烯反应使聚（丁二烯）软相实现光交联。结果表明，
氨基甲酸酯基团区域都存在不同的分子间氢键，并 通过光、热或化学物质的刺激，都可以用来创建临时
且，这种超分子聚氨酯具有良好的形状记忆效果，即 形状并诱导其恢复到永久形状。Wang 等 [12] 还设计了
有较高的形状固定度（>97%）和较高的形状恢复率
（>91.7%）。Chen 等 [9] 还用脲基嘧啶酮（UPy）二聚 作者简介 ：周成飞（1958-），男，研究员，主要从事高分
子功能材料及其射线改性技术研究。
体合成了强四重氢键交联的聚乙烯醇（PVA）超分子
收稿日期 ：2021-03-08
·18· 第 47 卷 第 12 期