本发明涉及聚氨酯材料技术领域，提供了一 种具有动态B‑O键的形状记忆聚氨酯材料及其制 备方法。本发明以硼酸为扩链剂，将硼酸引入形 状记忆聚氨酯基体，利用动态B‑O键的高键能及 硼酸赋予聚氨酯的交联结构，实现对其力学性能的增强，使聚氨酯材料具备超高拉伸强度与韧性，可承受更大的载荷，从而更好的应对恶劣环境；聚氨酯的交联网络结构与氢键网络结构使 其具备优秀能力的形状记忆性能。本发明提供的制备 方法操作简单便捷，无需与其他材料复合，且使用的扩链剂价格实惠公道，成本低。

  聚氨酯具有结构容易设计、软硬可调、耐磨性好等特点，是一种发展迅速的高分子 材料。形状记忆是指材料的初始形状经形变固定后，通过其他刺激手段的处理又能恢复到 初始形状的现象。

  形状记忆聚氨酯是一种新型的高分子材料，它是由玻璃化温度较低的软段和玻璃 化温度比较高的硬段聚合而成的共聚物，通过调节原料的配比和组成，能够得到不同的临界 记忆温度。

  但是，目前的形状记忆聚氨酯材料力学性能不足，使其在恶劣环境中的应用中受 到限制。在以往研究的报道中，对形状记忆聚氨酯力学性能的增强方法往往需要用特殊 的扩链剂，例如含有脲基结构、UPy结构或滑动环结构的扩链剂等，结构特殊，合成步骤繁 琐，且难以从市场上购买到；或者通过将形状记忆聚氨酯与其他材料(如氧化石墨烯)复合 来提高力学性能。但是，这一些方法相对复杂，甚至有可能需要昂贵的试剂，最重要的是这些方 法可能对增强形状记忆聚氨酯力学性能的效果并不突出。

  称取10g聚碳酸酯二醇于三颈烧瓶中，置于80℃油浴锅中搅拌加热，并通入氩气保 护，均匀搅拌后加入2.503g二苯基甲烷‑4 ,4 ‑二异氰酸酯，反应30min，得到预聚体。

  在预聚体中加入30mLN ,N‑二甲基甲酰胺并均匀搅拌，称取0 .206g硼酸并溶解在 10mLN ,N‑二甲基甲酰胺中，然后将其加入三颈烧瓶中并滴加2滴二月桂酸二丁基锡催化剂， 在80℃下反应60min，待反应完全后用真空烘箱除去气泡，将除泡后的料液浇注在聚四氟乙 烯模具内，放置80℃下固化8h，然后在80℃线h，冷却至室温脱模得到形 状记忆聚氨酯弹性体(PU‑BA1 )。

  称取10g聚碳酸酯二醇于三颈烧瓶中，置于80℃油浴锅中搅拌加热，并通入氩气保 护，均匀搅拌后加入3.754g二苯基甲烷‑4 ,4 ‑二异氰酸酯，反应30min，得到预聚体。

  在预聚体中加入30mLN ,N‑二甲基甲酰胺并均匀搅拌，称取0 .412g硼酸并溶解在 10mLN ,N‑二甲基甲酰胺中，然后将其加入三颈烧瓶中并滴加2滴二月桂酸二丁基锡催化剂， 在80℃下反应60min，待反应完全后用真空烘箱除去气泡，浇注在聚四氟乙烯模具内，放置 80℃下固化8h，然后在80℃线h，冷却至室温脱模，得到形状记忆聚氨酯 弹性体(PU‑BA2 )。

  称取10g聚碳酸酯二醇于三颈烧瓶中，置于80℃油浴锅中搅拌加热，并通入氩气保 护，均匀搅拌后加入5.005g二苯基甲烷‑4 ,4 ‑二异氰酸酯，反应30min，得到预聚体。

  在预聚体中加入30mLN ,N‑二甲基甲酰胺并均匀搅拌，称取0 .618g硼酸并溶解在 10mLN ,N‑二甲基甲酰胺中，然后将其加入三颈烧瓶中并滴加2滴二月桂酸二丁基锡催化剂， 在80℃下反应60min，待反应完全后用真空烘箱除去气泡，浇注在聚四氟乙烯模具内，放置 80℃下固化8h，然后在80℃线h，冷却至室温脱模，得到形状记忆聚氨酯 弹性体(PU‑BA3 )。

  称取10g聚碳酸酯二醇于三颈烧瓶中，置于80℃油浴锅中搅拌加热，并通入氩气保 护，均匀搅拌后加入2.503g二苯基甲烷‑4 ,4 ‑二异氰酸酯，反应30min，得到预聚体。

  在预聚体中加入30mLN ,N‑二甲基甲酰胺并均匀搅拌，称取0 .307g丙三醇并溶解在 10mL N ,N‑二甲基甲酰胺中，然后将其加入三颈烧瓶中不加催化剂，在80℃下反应60min，待 反应完全后用真空烘箱除去气泡，浇注在聚四氟乙烯模具内，放置80℃下固化8h，然后在80 ℃线h，冷却至室温脱模得到形状记忆聚氨酯弹性体(PU‑GL)。

  力学性能测试：使用ShimadzuAG‑X(5000N)电子万能试验机对形状记忆聚氨酯材 料在室温下进行力学性能测试，拉伸速度为10mm/min，样品形状根据国际标准ISO‑527‑2/ 5B裁成哑铃状，测试五个样条取平均值。

  形状记忆性能测试：使用Netzsch 242C动态机械分析仪，在拉伸模式下对其形状 记忆性能来测试，控制载荷为0 .7～3 .5N，形状固定温度为‑50～‑30℃，形状固定时间为 5min，形状回复温度为20～40℃，形状回复时间为20min，测试4次循环，以第2次循环的形状 固定率与形状回复率评价其形状记忆性能；另外，由于对比例1形状回复较慢，在2倍形状回 复时间(40min)的条件下，再次测试对比例1的形状回复率。

  图1为实施例1～3以及对比例1所得形状以及聚氨酯材料的应力‑应变曲线所得形状以及聚氨酯材料的形状记忆循环曲线图，其中(a)～ (d)分别为实施例1～3以及对比例1在形状回复时间为20min的条件下的形状记忆回复曲 线min的条件下的形状记忆回复曲线所得形状以及聚氨酯材料的力学性能和形状记忆 性能的详细数据。

  根据图1～图2，以及表1中的数据能够准确的看出，本发明制备的形状记忆聚氨酯材料具 有良好力学性能和形状记忆性能，且硼酸在一定含量内起正相关作用，随着硼酸用量的增 加，聚氨酯材料的力学性能也增加；对比例1中采用丙三醇为扩链剂，所得聚氨酯材料的拉 伸强度和韧性明显低于实施例1～3，且在相同的回复时间下，形状回复率低于实施例1～3， 需要2倍的形状回复时间才能达到与实施例1～3相当的形状回复率；说明采用硼酸为扩链 剂能够有效提高形状记忆聚氨酯材料的力学性能，同时保证材料具备良好的形状记忆性能。

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