Page 41 - 《橡塑技术与装备》2021年12期（6期下半月 塑料）
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理论与研究 周成飞·超分子形状记忆聚合物的合成及应用研究进展
一种新型的含侧基 2,6- 双（1’- 甲基苯并咪唑基）吡 而 Wei 等 [17] 还通过聚（乙二醇）甲醚 - 甲基丙
啶配位体的聚（丙烯酸正丁酯 - 甲基丙烯酸甲酯）聚 烯酸酯、丙烯酰胺和丙烯酸钠在 α- 环糊精溶液中的
合物，该聚合物由金属盐三氟甲烷磺酸锌动态交联而 光引发共聚合，原位形成具有机械韧性的聚轮烷水凝
成。研究发现，由于特定的金属配位相互作用，在低 胶。研究结果表明，该水凝胶经 FeCl 3 溶液处理后具
温下作为 “ 惰性 ” 交联网络产生形状恢复，并且在高 有热 / 抗坏血酸激活的形状记忆性能。
温下解离进行自愈合，因此在热刺激或光刺激下实现 2.2 生物材料
形状恢复和自愈合。自愈合率快，自愈合率接近 90% 超分子形状记忆聚合物的另一个重要应用就是生
Fan 等 [13] 则在 环糊精 与聚乙 二醇形 成络合 物的 物材料方面。如 Wu 等 [18] 曾采用弹性聚癸二酸甘油酯
基础上，制备了一种新型的超分子网络结构。这种 （PGS）骨架和多氢键脲嘧啶酮（UPy）接枝物设计了
PEG/-CD 网络具有良好的形状记忆特性，交联的 可降解的自修复超分子生物弹性体。由于超分子间的
PEG/-CD 络合 物和 PEG 微晶 分别 为固 定相和 可逆 动态相互作用，这些超分子弹性聚合物具有高效的自
相。而 Sheng 等 [14] 还以 α-CD-PEG 络合物为固定相， 愈性、快速的形状记忆能力和高度可调的力学性能，
PEG 为可逆相，制备了一种新型超分子形状记忆材料。 在体外具有良好的生物相容性，在体内具有温和的宿
恢复率可达 97%（图 1）。 主反应。并且指出，这些超分子生物弹性体被可以被
扩展其在不同生物医学领域的应用。其中包括具有形
状记忆能力和各向异性力学性能的复杂三维支架、通
过逐层技术的可控药物传递模型、通过物理修饰的表
面抗菌复合材料以及通过结合不同的细胞载药自愈膜
的空间定向细胞共培养系统等方面。
Kashif 等 [19] 则以马来酸酐化三元乙丙橡胶
（mEPDM）和马来酸酐化聚乙烯辛烯弹性体（mPOE）
图 1 PEG 基超分子形状记忆材料的恢复机制示意
为 原 料， 在 少 量 3-氨 基-1,2,4- 三 唑（ATA） 存 在
下熔融共混制备了具有三重形状记忆效应的超分子聚
2 主要应用
烯烃弹性体共混物。在熔融共混过程中，ATA 的氨基
超分子形状记忆聚合物因其具有许多的有趣和独
与两种弹性体的顺丁烯二酸酐基反应形成超分子氢键
特的功能，从而在水凝胶、生物材料等多方面具有潜
网络。并且，这种超分子聚烯烃弹性体共混物也可应
在应用前景。
用于生物医学领域。
2.1 水凝胶
另 外，Pilate 等 [20] 还利用具有高度二聚能力的
超分子形状记忆水凝胶是超分子形状记忆聚合物
的最重要应用之一。如 **** 等 [15] 制备了一种新的具 UPy 单元成功地构建了具有形状记忆行为的新型聚己
内酯超分子网络。以六亚甲基二异氰酸酯为偶联剂，
有三重形状记忆效应的可拉伸超分子水凝胶。他们在
通过 α，ω- 二羟低聚物与羟基化 UPy 单元的扩链反
这种超分子形状记忆水凝胶中引入双网络概念，使其
应和 UPy 在聚氨酯骨架上的进一步分子间二聚反应，
具有优异的力学性能。通过动态苯基硼（PBA）- 二
醇酯键和海藻酸钠与 Ca 2+ 螯合的两种无干扰超分子相 得到了一个简单而通用的动力学网络。将纤维素纳米
晶进一步添加到聚合物网络中，可以调整网络点的范
互作用体系的设计使水凝胶具有优异的三重形状记忆
围，从而调整其形状记忆特性。这些生物基纳米填料
功能。
Lu 等 [16] 则报道了一种具有可调力学性能和多形 是通过表面羟基与聚氨酯主链上 UPy 部分的超分子相
互作用均匀分布在网络中。因此，这种纳米材料可能
状记忆效应的新型形状记忆水凝胶。利用 PBA 二醇酯
会在需要形状记忆和生物相容性相结合的领域显示出
键、AAc-Fe 3+ 和琼脂螺旋转变三种可逆作用来记忆
适用性。
水凝胶的暂时形态，赋予水凝胶优异的多形态记忆功
2.3 其他方面
能。此外，通过改变交联密度，可以调节所制备水凝
除了水凝胶、生物材料之外，超分子形状记忆
胶的力学性能）。
聚合物还可用于其他方面。如 Kashif 等 [21] 曾将少量
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