机械互锁式“滑轮环”拓扑结构的形状记忆高分子的设计及研究

本项目首次提出以机械互锁式"滑轮环"拓扑结构的思想来设计、合成形状记忆高分子材料，拟选择不同类型的拓扑网络结构，通过调整网络的不同组分及相容性、网络软硬区域分布，使其具有适当的微相分离和不同的相转变温度；利用相转变行为差异以及分子链间相互作用（氢键、静电力等）赋予拓扑结构高分子材料形状记忆性能。并因机械互锁式"滑轮环"拓扑结构的滑轮效应，有望获得高机械性能和优异形状记忆性能的形状记忆高分子材料。同时对该机械互锁式"滑轮环"拓扑结构材料进行表征和形状记忆性能研究，揭示其组成、结构和性能之间的关系，为它潜在的应用提供理论和数据基础。

本项目基于机械互锁特性的“滑轮环”拓扑结构，分别设计合成了具有滑轮环拓扑结构的丙烯酸酯基形状记忆高分子网络（MC-SMP）和聚乳酸基形状记忆高分子网络（SRPLA-SMP）；研究了这两种具有特征结构的高分子网络的组成结构、动态力学性能、机械性能和形状记忆性能；利用“滑轮环”在高分子链上的自由滑动，来调节分子链间的相互作用力，获得了一种具有优异机械性能和在大形变下具有优异形状记忆性能的高分子材料；与传统交联网络和非交联网络结构形状记忆体系进行了对比研究，探究了滑轮环拓扑网络结构对材料的动态机械性能、机械性能和形状记忆性能的影响，并提出了滑轮环拓扑网络结构的增韧机理；考察了一系列赋形条件和回复条件对滑轮环拓扑网络结构材料形状记忆性能的影响，并初步探索了滑轮环拓扑结构形状记忆高分子的分子机制。.本项目已发表论文8篇，其中SCI收录5篇，影响因子大于3的论文3篇；发表国内会议论文3篇；申请专利一项；培养博士生4名。本项目所取得的研究成果不仅在高性能形状记忆聚合物研究方面具有重要价值，而且为高机械性能和特殊功能材料的设计提供一种新的思路和方法，对具有高可回复应变形状记忆智能体系发展具有重要指导意义，将进一步丰富和拓展该领域的理论研究和实际应用。