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)

超分子聚合物是指利用氢键、金属配位、π-π堆积及离子效应等合成的聚合物。非共价键结合的超分子聚合物由于其特殊的结构及性能引起了广泛的关注[1～3]。而形状记忆聚合物就是能够在界刺激下从一种或多种临时形状转变为预定形状，有4种基本类型:热致、电致、光致和化学感应型，在医疗、包装、建筑、玩具、汽车、报警器材等领域的应用[4～6]。超分子聚合物和形状记忆聚合物的有效结合，就形成了超分子形状记忆聚合物这一新的研究方向。本文主要就超分子形状记忆聚合物的合成及应用研究进展作一介绍。

1 合成方法

超分子形状记忆聚合物一般可包括氢键超分子聚合物、配合物型超分子聚合物、π-π堆积超分子聚合物及离子效应超分子聚合物。

1.1 氢键作用

利用氢键相互作用来制备超分子聚合物是超分子形状记忆聚合物的最重要方法。Chen等[7,8]曾以BINA、HDI和BDO为原料合成了一系列含吡啶的超分子聚氨酯（PUPys）。结果表明，在吡啶基元和氨基甲酸酯基团区域都存在不同的分子间氢键，并且，这种超分子聚氨酯具有良好的形状记忆效果，即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）二聚体合成了强四重氢键交联的聚乙烯醇（PVA）超分子网络。研究发现，该材料表现出良好的热致和水致形状记忆性能，形状恢复率接近99%。并且，在水和碱性溶液（pH 12）中或在低于120 ℃的温度下具有良好的稳定性。……