基于聚乙烯醇的高强度可修复超分子形状记忆塑料

摘要

理想的形状记忆材料不仅要具有优异的形状记忆效应,还要具有高的力学强度和对机械损伤与形状记忆疲劳的修复能力.为制备安全可靠的形状记忆聚合物材料,本工作通过向聚乙烯醇(PVA)中引入带有吡啶基团的聚倍半硅氧烷(Py-POSS),制备了一种可修复形状记忆效应疲劳和机械损伤的高强度PVA基超分子形状记忆塑料.得益于Py-POSS与PVA之间的氢键,PVA半结晶网络的稳定性得到提高,进而显著提高了超分子塑料的强度和形状记忆能力.所制备的超分子塑料的屈服强度和模量分别可达~85.7 MPa和~6.0 GPa,形状记忆固定率和回复率都可达~99%.基于氢键的动态性,超分子塑料可在水的辅助下完全修复形状记忆的疲劳,也可修复机械损伤,展现了超分子塑料形状记忆性能优异的安全性和稳定性.