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因具有对外部刺激做出从永久形状到临时形状的可逆转换功能,形状记忆聚合物(SMP)备受关注,并在许多领域中展示出巨大的应用价值,例如在组织工程和柔性传感器等方面。然而,由于其固有的结构与组成方面的原因,许多SMP表现出较低的断裂强度和较低的伸长率等机械性能问题,且大多数为非生物基材料,从而限制其在实际中的应用。因此,高应变和高可恢复率的生物基形状记忆聚合物是目前的研究焦点。另外,聚合物表面的润湿特性可通过构筑仿生结构来调控,进而应用于一些特殊领域,如液滴的定向传输和油水分离等。基于以上问题,本课题以柠檬酸(CA)和1,10-癸二醇(DD)合成的生物基聚(柠檬酸-癸二醇)酯(PDC)为基体,分别通过熔融共混法和分离的纳米相辅助聚合法制备了聚丁二酸丁二醇酯/聚(柠檬酸-癸二醇)酯(PBS/PDC)复合材料和聚(丁二醇-癸二醇-柠檬酸)酯(PBDC),并对其化学结构、力学性能和记忆性能等进行了考察;进而通过生物模板法和非溶剂辅助相分离法分别在PBDC聚合物表面和聚乳酸(PLA)无纺布表面构建了微/纳结构,探究了其表面形貌和润湿性的相互关系,以及其在实际中的应用。PBS/PDC复合材料和PBDC聚合物的制备与性能。首先,该工作通过熔融法制备了PBS/PDC复合材料,研究了PBS含量对复合材料性能的影响。结果表明,当PBS的含量为10 wt%时,PBS/PDC复合材料的综合性能最佳,不仅具有较好的相容性和较低的相变温度(-3.3℃),而且具有较大的应变(300%)和良好的记忆性(固定率和恢复率均达98%)。此外,该工作还通过纳米相辅助相分离法制备了PBDC聚合物,考察了不同摩尔比例的1,4-丁二醇(BD)对PBDC聚合物结构与性能的影响。结果表明,当丁二醇为7 mol%时,PBDC聚合物具有较高的凝胶含量(86%)、相变温度(4.2℃)和断裂伸长率(750%),及高形状固定率(99%)和恢复率(98%)等性能;其2D和3D形状可在20 s内完成形状的恢复,表现了快速的热响应特性。PBDC聚合物表面微/纳结构构建与润湿特性调控。该工作开展了以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为转印软模板,将竹叶背面的微/纳结构转印至PBDC聚合物表面的研究,发现PBDC聚合物表面上形成的微/纳结构阵列具有良好的形状记忆特性;另外,该研究还利用硬脂酸对含有微/纳结构的PBDC表面进行了修饰,考察了表面润湿能力的可调控性,其表面水接触角实现了从136°到48°的宽幅可逆调控,并在水的定向收集领域获得初步应用。PLA无纺滤布表面微/纳结构构建与润湿性调控。该工作以PLA无纺布为基材、PLA溶液(50 mg/ml)为涂布液,利用非溶剂(乙醇)辅助相分离法在PLA无纺布表面进行微/纳结构的构建。结果表明,PLA无纺滤布表面的静态水接触角可实现从120°到151°的调控;另外,该工作进行了 PLA无纺滤布在油/水分离方面的试验,其对不同含油废水的分离效率在循环20余次后仍高于95%,且具有较强的抗腐蚀和化学稳定性,表明其在含油废水污染治理方面具有良好的应用前景。本课题制备的生物基高形变型PBDC形状记忆聚合物和超疏水/超亲油型PLA无纺滤布,不仅可以解决材料本身的二次污染问题,而且其优异的记忆性能和独特的润湿性能可进一步扩大其应用领域。此外,纳米相辅助聚合方法的成功开发也为其它高形变材料的制备提供了一个新的思路。