一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种生物基荧光形状记忆聚合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、形状记忆聚合物，是一类可以感知外界刺激(如温度、电、磁、光、溶剂等)，并对这些外部刺激做出响应，使得自身状态参数(如形状、应力、应变等)发生变化，由临时形状回复到起初设定状态的一种智能高分子材料，因其独特的分子结构和形态，在生物医疗、电子信息、航空航天、智能纺织等领域具有广阔的应用前景。但是，形状记忆聚合物由于缺乏“可视性”的缺陷，进而不能进一步满足对智能结构复杂性的需求，大大限制了在许多新兴领域的应用。荧光可视化技术因其多彩的荧光特性，并具有实时、无损、可远程控制、能够实现可视化监测等优点正迅速发展。研究如何将荧光性能有效复合到形状记忆聚合物材料中，使得聚合物同时拥有形状记忆特性和荧光特性，不仅能够丰富荧光聚合物的多功能性，同时也拓展了形状记忆聚合物的应用领域，因此构建荧光可视化形状记忆聚合物具有重要意义。

2、荧光形状记忆聚合物研究相对较少，且主要集中在其在将罗丹明及其衍生物类、香豆素类及其衍生物类或恶二唑及其衍生物类等荧光分子引入到分子结构中，而这些荧光分子由于结构中存在共轭平面结构且分子之间具有较强的分子间作用力，其所产生的分子内部电子跃迁偶极矩现象导致当其处于聚集状态时会出现荧光猝灭现象。由此可见，基于荧光形状记忆聚合物的研究取得了一定的成绩，但是仍然有很大的发展空间。

3、腰果酚作为由低值农林剩余物腰果壳衍生的天然酚类化合物，是最常用的可再生资源之一，具有价格低廉、资源丰富等优势。我国是腰果酚需求大国，年消费超过30万吨，但其应用基本停留在初级产品阶段，高附加值深加工产品少。因此开发高附加值腰果酚基功能材料，拓展腰果酚资源的应用领域，对发挥林产资源优势、缓解石油危机、改善生态环境，促进林业生物质资源的高值化利用具有重要的意义，并且符合我国可持续发展战略和绿色循环经济的要求。

技术实现思路

1、解决的技术问题：本发明提供一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物及其制备方法和应用，本发明提供的腰果酚基聚合物由于硼酸酯动态结构存在呈现良好形状记忆特性，可以实现临时形状和初始形状间的多次往复切换，同时，由于硼氧单元的引入改变了分子的电子结构，使得形状记忆聚合物表现出发光的特质。

2、技术方案：一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物的制备方法，步骤为：将腰果酚与巯基醇在光催化剂存在的条件下，于紫外光照射下反应12～36h，制得腰果酚基多元醇，其中腰果酚与巯基醇的摩尔比为1:(1～10)；将所制得腰果酚基多元醇与缚酸剂、阻聚剂以及丙烯酸酯含氯化合物于0～80℃反应6～12h，制得腰果酚基丙烯酸酯，其中腰果酚基多元醇与丙烯酸酯含氯化合物摩尔比为1:(1～1.2)，腰果酚基多元醇与缚酸剂摩尔比为1:(1～1.5)；将腰果酚基丙烯酸酯与硼酸或其衍生物于0～100℃反应12～36h，制得腰果酚基含b预聚物；将腰果酚基含b预聚物与光敏预聚体于365nm，100～150mw/cm2光强共光聚合10～30min，得到腰果酚基荧光形状记忆聚合物。

3、优选的，上述巯基醇为2-巯基乙醇、巯基甘油、1,4-二巯基-2,3-丁二醇、3-巯基-1-己醇、1-巯基-2-丙醇、二硫苏糖醇中的至少一种；所述巯基醇与腰果酚摩尔比为6:1。

4、优选的，上述丙烯酸酯含氯化合物为2-氯丙烯酸酯、2-氯乙基甲基丙烯酸酯、氯乙酸乙烯酯或3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯。

5、优选的，上述缚酸剂为三乙胺。

6、优选的，上述阻聚剂为对苯二酚。

7、优选的，上述硼酸及其衍生物为硼酸、对苯二硼酸、氨基硼酸、4-乙烯基苯硼酸、苯硼酸、乙基硼酸、含硼低聚物中的至少一种；所述腰果酚基丙烯酸酯中羟基与硼酸或其衍生物的摩尔比为4:1。

8、优选的，上述光敏预聚体为丙烯酸化环氧树脂、聚氨酯丙烯酸树脂或不饱和聚酯丙烯酸酯。

9、上述制备方法制得的腰果酚基荧光形状记忆聚合物。

10、上数据腰果酚基荧光形状记忆聚合物在制备荧光形状记忆材料中的应用。

11、有益效果：由于硼酸酯动态结构存在使得聚合物呈现良好形状记忆特性，同时，由于硼氧单元的引入改变了分子的电子结构，使得形状记忆聚合物表现出发光的特性，本发明为林业生物质资源腰果酚高值化利用以及进一步设计和制备腰果酚基多功能高分子材料提供理论依据与技术基础。

技术特征：

1.一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物的制备方法，其特征在于，步骤为：将腰果酚与巯基醇在光催化剂存在的条件下，于紫外光照射下反应12~36h，制得腰果酚基多元醇，其中腰果酚与巯基醇的摩尔比为1:（1~10）；将所制得腰果酚基多元醇与缚酸剂、阻聚剂以及丙烯酸酯含氯化合物于0～80℃反应6～12h，制得腰果酚基丙烯酸酯，其中腰果酚基多元醇与丙烯酸酯含氯化合物摩尔比为1:（1~1.2），腰果酚基多元醇与缚酸剂摩尔比为1:（1~1.5）；将腰果酚基丙烯酸酯与硼酸或其衍生物于0~100℃反应12~36h，制得腰果酚基含b预聚物；将腰果酚基含b预聚物与光敏预聚体于365 nm，100~150 mw/cm2光强共光聚合10~30min，得到腰果酚基荧光形状记忆聚合物。

2.根据权利要求1所述一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物的制备方法，其特征在于，所述巯基醇为2-巯基乙醇、巯基甘油、1,4-二巯基-2,3-丁二醇、3-巯基-1-己醇、1-巯基-2-丙醇、二硫苏糖醇中的至少一种；所述巯基醇与腰果酚摩尔比为6:1。

3.根据权利要求1所述一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯含氯化合物为2-氯丙烯酸酯、2-氯乙基甲基丙烯酸酯、氯乙酸乙烯酯或3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯。

4.根据权利要求1所述一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物的制备方法，其特征在于，所述缚酸剂为三乙胺。

5.根据权利要求1所述一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物的制备方法，其特征在于，所述阻聚剂为对苯二酚。

6.根据权利要求1所述一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物的制备方法，其特征在于，所述硼酸及其衍生物为硼酸、对苯二硼酸、氨基硼酸、4-乙烯基苯硼酸、苯硼酸、乙基硼酸、含硼低聚物中的至少一种；所述腰果酚基丙烯酸酯中羟基与硼酸或其衍生物的摩尔比为4:1。

7.根据权利要求1所述一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物的制备方法，其特征在于，所述光敏预聚体为丙烯酸化环氧树脂、聚氨酯丙烯酸树脂或不饱和聚酯丙烯酸酯。

8.权利要求1-7任一所述制备方法制得的腰果酚基荧光形状记忆聚合物。

9.权利要求8所述腰果酚基荧光形状记忆聚合物在制备荧光形状记忆材料中的应用。

技术总结一种腰果酚基荧光形状记忆聚合物及其制备方法和应用，包括以下步骤：（1）合成腰果酚基含B预聚物；（2）将步骤（1）所得腰果酚基含B预聚物与光敏预聚体共光聚合，得到腰果酚基荧光形状记忆聚合物。本发明提供的腰果酚基荧光形状记忆聚合物，可以借助硼酸酯动态结构使得聚合物呈现良好形状记忆特性，同时，由于硼氧单元的引入改变了分子的电子结构，使得形状记忆聚合物表现出发光的特性。技术研发人员：薄采颖,周永红,胡立红,张猛,宋飞,杨晓慧受保护的技术使用者：中国林业科学研究院林产化学工业研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18