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形状记忆聚合物(SMPs)是一类智能材料,其能在外界刺激下发生形状的固定与回复。其中形状记忆聚氨酯(SMPU)以及形状记忆水凝胶(SMHs)具有很好的应用前景。然而,形状记忆聚氨酯的力学性能差和形状回复速率慢限制了它的应用。增强材料一般不能很好地在聚氨酯基底中分散,因此提高增强材料的分散性显得至关重要。传统水凝胶不具备形状记忆效应(SME),而且机械性能较弱,因此需要引入形状记忆分子开关使其具有SME并且同时增强其机械性能。多响应性SMHs则需要加入两个以上不相互干扰的分子开关。本文通过表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP),制备出具有不同接枝率的蒙脱土-聚甲基丙烯酸甲酯(MMT-PMMA),可以使MMT在聚氨酯基底中均匀分散。用简单的溶液共混法制备出SMPU/MMT-PMMA复合材料。MMT-PMMA的加入使复合材料的拉伸应力和断裂伸长率比纯PU分别高出35%和44%。SMPU/MMT-PMMA具有高的SME,在第一次循环中形状记忆固定率(Rf)和形状记忆回复率(Rr)分别为100%和99%。SMPU还具有高的形状回复速率,在60℃回复时可以达到21.1度每秒。使用马来酸酐(MAH)对β-环糊精(β-CD)改性增大其在水溶液中的溶解性。MAH-β-CD可以和水性聚氨酯(WPU)形成准聚轮烷结构,以及和氧化石墨(GO)形成氢键。因此,两种物理交联作用使其提高了水凝胶的力学性能,拉伸断裂伸长率增大了334%。经十次循环压缩之后,压缩强度几乎不变,说明水凝胶有极好的弹性。同时使水凝胶具有水响应性形状记忆效应。天然高分子瓜尔胶(GG)可以与硼酸根离子形成交联结构。该交联作用对pH有响应性,随pH的增加而逐渐减弱。在水凝胶中加入GG,使水凝胶具有硼酸根响应性形状记忆性能。WPU和甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)是热响应性物质可使水凝胶具有热响应性形状记忆性能。另外,WPU、GG和丙烯酸羟乙酯(HEA)三者之间通过氢键作用形成物理交联网络,可以有效地增强水凝胶的机械性能。