SiO2交聯形狀記憶聚合物研究獲進展

中科院蘭州化學物理研究所*潤滑與防護材料研發中心在二氧化硅交聯形狀記憶聚合物（SMP）研究方面取得新進展。

研究人員利用聚己內酯（PCL）作為軟段，合成了具有良好機械強度和形狀記憶性能的二氧化硅交聯網絡聚合物SiO2–SMP。SiO2–SMP 制備過程如下：1）利用自制的單分散二氧化硅膠體球的表面羥基引發ε-已內酯開環聚合，合成核殼結構的微球SiO2@PCL；2）利用二異氰酸酯的異氰酸根連接兩個SiO2@PCL末端羥基，形成SiO2–SMP交聯網絡聚合物。室溫下，SiO2–SMP 的彈性模量和拉伸強度均得到很大提高，分別為500MPa和90MPa。通過調節二氧化硅微球的大小和PCL的分子量可改變該形狀記憶聚合物的機械和形狀記憶性能。

作為刺激-感應智能材料，形狀記憶聚合物在生物醫藥和紡織材料領域應用廣泛。然而，其機械性能較合金材料小，在一定程度上限制了其使用。因此，發展具有高強度的形狀記憶聚合物具有重要意義。然而，現有制備高強度的SMP材料存在一定缺陷，如丙烯酸系列具有高強度但斷裂伸長率低、多種復合材料的制備方法復雜等。

該項工作得到了國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金創新研究群體科學基金和國家重點基礎研究發展計劃項目的支持。研究結果發表在近期出版的《材料化學期刊》（J. Mater. Chem.）。