光感型“智能”聚合物的基本原理与分类

doi:10.3969/j.issn.1006-396X.2022.01.008

石油化工高等学校学报 ›› 2022, Vol. 35 ›› Issue (1): 48-55.DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.01.008

光感型“智能”聚合物的基本原理与分类

梁加璐¹(), 马志民¹, 宋雨方², 郑文帅¹, 卢汇嘉¹, 王晓蓉¹()

^1.辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺 113001
^2.江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡 214122

收稿日期:2020-06-30 修回日期:2021-12-15 出版日期:2022-02-28 发布日期:2022-04-14
通讯作者: 王晓蓉
作者简介:梁加璐（1997⁃），男，硕士研究生，从事弹性体的设计、制备与表征等研究；E⁃mail：jialu_liang@163.com。
基金资助:
辽宁省教育厅优青培育项目(L2020032);辽宁石油化工大学引进人才科研启动基金项目(2016XJJ?010);四川大学高分子材料工程国家重点实验室开放课题(sklpme2019?4?24);江南大学合成与生物胶体教育部重点实验室开放研究课题(JDSJ2018?05)

Basic Principle and Classification of Light⁃Sensitive "Smart" Polymers

Jialu Liang¹(), Zhimin Ma¹, Yufang Song², Wenshuai Zheng¹, Huijia Lu¹, Xiaorong Wang¹()

^1.School of Petrochemical Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China
^2.School of Chemistry and Materials Engineering，Jiangnan University，Wuxi Jiangsu 214122，China

Received:2020-06-30 Revised:2021-12-15 Online:2022-02-28 Published:2022-04-14
Contact: Xiaorong Wang

摘要/Abstract

摘要：

形状记忆聚合物（SMP）和可自修复聚合物（SHP）作为“智能”聚合物的代表，成为了本领域最具有活力的研究方向，其中光感型SMP与SHP 受到了工业界与学术界的广泛关注。综述了光感型SMP和SHP的基本原理，并通过近年来最重要并有代表性的文献报道，对该类型聚合物按照可逆光化学反应型SMP、光热型SMP、光致二聚化反应型SHP、光致交联反应型SHP以及双功能型SMP/SHP进行分类。

关键词: 光, 形状记忆聚合物, 可自修复聚合物, 智能聚合物

Abstract:

Shape memory polymer (SMP) and self?healing polymer (SHP) as the representative of "smart" polymers have become the most dynamic research direction in this field,among which photosensitive SMP and SHP have been received wide attentions by industry and academia.This paper reviews the basic principles of photosensitive SMP and SHP, and classifies this type of polymers into reversible photochemical reaction SMP,photothermal SMP,photodimerization reaction SHP,photocrosslinking reaction SHP,and bifunctional SMP/SHP by referencing the most important and representative literature reports in recent years.

Key words: Photon, Shape?memory polymer, Self?healing polymer, Smart polymer

中图分类号:

TQ311

梁加璐, 马志民, 宋雨方, 郑文帅, 卢汇嘉, 王晓蓉. 光感型“智能”聚合物的基本原理与分类[J]. 石油化工高等学校学报, 2022, 35(1): 48-55.

Jialu Liang, Zhimin Ma, Yufang Song, Wenshuai Zheng, Huijia Lu, Xiaorong Wang. Basic Principle and Classification of Light⁃Sensitive "Smart" Polymers[J]. Journal of Petrochemical Universities, 2022, 35(1): 48-55.

图/表 7

图1 光感型SMP和SHP示意图

Fig.1 Schematic diagram of the photosensitive SMP and SHP

图2 光响应性多嵌段聚酯氨基甲酸酯的光诱导[2+2]环加成反应和形状记忆效应（a）环加成反应（b）形状记忆效应

Fig.2 Light?induced [2 + 2] cycloaddition reaction and shape memory effect of the photoresponsive multi?block polyester urethane

图3 香豆素基光交联星型PCL在365 nm下交联，在265 nm下解交联

Fig.3 The coumarin?based photocrosslinked star?type PCL is crosslinked at 365 nm and uncrosslinked at 265 nm

图4 光照射TiN?PCL复合材料5 min前后的形状变化图像

Fig.4 Image of shape change before and after 5 min of light irradiation of the TiN PCL composite

图5 折叠PU/BP薄膜的NIR光触发形状记忆行为

Fig.5 Shape memory behaviors of PU/BP films triggered by NIR light

图6 在穿过水柱的655 nm光下的形状记忆过程

Fig.6 A shape memory process at 655 nm light passing through a water column

图 7 在317 nm和254 nm紫外光照射下聚碳酸酯中香豆素可逆光二聚化和裂解反应示意图

Fig.7 Schematic diagram of the reversible photodimerization and cleavage reactions of coumarin in polycarbonate under 317 nm and 254 nm UV light irradiation

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光感型“智能”聚合物的基本原理与分类

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