本发明涉及一种新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料，属于记忆材料领域。
背景技术：
形状记忆高分子(smp)是一类新型的功能高分子材料，是高分子材料研究、开发、应用的一个新的分支点，它同时兼具有塑料和橡胶的特性。随着对高分子结构和特性认识的深化，以及高分子合成技术的发展，使高分子材料通过分子设计得到预期结构和性能成为现实。形状记忆高分子就是运用现代高分子物理学理论和高分子合成及改性技术，对通用高分子材料进行分子组合和改性获得的一类高分子材料，如聚乙烯、聚异戊二烯、聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨酯等高分子材料进行分子设计及分子结构的调整，使它们在一定条件下，被赋予一定的形状(起始态)，当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状并将其固定(变形态)。如果外部环境以特定的方式和规律再次发生变化，它们便可逆的恢复至起始态。至此，完成"记忆起始态-固定变形态-恢复起始态"的循环。
由于形状记忆聚氨酯材料的形状记忆性能刺激方式多样，应用领域也多，因此吸引了众多研究者的注意。但是现有的形状记忆聚氨酯材料在应用中会出现低回复率的现象，而使记忆效果不能满足理想的需求，因此在广泛应用上受阻。
技术实现要素：
本发明设计开发了一种新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料，通过控制交联剂的加入量，使形状记忆聚氨酯材料具有良好的记忆性能和较高的回复率。
本发明的另一发明目的，通过脉冲红外刺激器在形状记忆聚氨酯材料的交联过程中进行红外刺激，控制红外刺激时间，促进交联反应进行，进一步提高形状记忆聚氨酯的回复率。
本发明提供的技术方案为：
一种新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料，包括：
所述新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料由以下重量份数的组分组成：
聚四亚甲基醚二醇35～50份；
二异氰酸酯15～25份；
扩链剂10～15份；
催化剂0.05～0.12份；
有机溶剂120～250份；
交联剂；
其中，交联剂的加入量满足：
上式中，m1为聚四亚甲基醚二醇的质量份数，m2为二异氰酸酯的质量份数，m3为扩链剂的质量份数，m4为催化剂的质量份数，m5为有机溶剂的质量份数，
优选的是，所述二异氰酸酯为4,4二苯甲烷二异氰酸酯。
优选的是，所述扩链剂为1,4丁二醇。
优选的是，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
优选的是，所述交联剂为三羟甲基丙烷。
优选的是，所述新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料的制备方法包括如下步骤：
步骤1、在反应器中加入称取的聚四亚甲基醚二醇，在真空氮气保护氛围下，分多次加入称取的4,4二苯甲烷二异氰酸酯，搅拌30～60min后，加入称取的二月桂酸二丁基锡，进行预聚反应，反应温度为70～90℃，反应时间为1～2h,得到预聚体；
步骤2、将称取的1,4丁二醇加入到预聚体中，进行扩链反应，反应温度为75～85℃，搅拌时间为2～3h，加入交联剂，在脉冲红外激光刺激下进行交联，得到反应产物；
步骤3、将反应物冷却后，倒在玻璃板上，进行干燥熟化，干燥温度为120～130摄氏度，干燥时间为2～4天。
优选的是，所述步骤2中，脉冲红外激光刺激时间t为
其中，t0为基础脉冲红外激光刺激时间，pw为脉冲红外激光刺激器的稳态功率，pe为脉冲红外激光刺激器的额定功率，ω为脉宽，ω0为基础脉宽。
优选的是，所述聚四亚甲基醚二醇的分子量为2000～3500。
本发明所述的有益效果：本发明的新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料采用控制交联剂的加入量，使形状记忆聚氨酯材料具有良好的记忆性能和较高的回复率。同时，由于在交联过程中进行红外刺激，控制红外刺激时间，促进交联反应进行，进一步提高形状记忆聚氨酯的回复率，使形状记忆聚氨酯材料具有优异的性能和使用价值。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料，在预聚反应和扩链反应完成后，通过加入交联剂进行交联反应，并调节交联剂的加入量，提高形状记忆聚氨酯的回复率，同时，在在交联过程中进行红外刺激，促进交联反应进行，进一步提高形状记忆聚氨酯的回复率，使形状记忆聚氨酯材料具有优异的性能和使用价值。
新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料由一下质量份数的组分组成：
聚四亚甲基醚二醇35～50份；
二异氰酸酯15～25份；
扩链剂10～15份；
催化剂0.05～0.12份；
有机溶剂120～250份；
交联剂；
其中，交联剂的加入量满足：
上式中，m1为聚四亚甲基醚二醇的质量份数，m2为二异氰酸酯的质量份数，m3为扩链剂的质量份数，m4为催化剂的质量份数，m5为有机溶剂的质量份数，
在本发明中，作为一种优选，二异氰酸酯选用4,4二苯甲烷二异氰酸酯。
在本发明中，作为一种优选，扩链剂选用1，4丁二醇。
在本发明中，作为一种优选，催化剂选用二月桂酸二丁基锡。
在本发明中，作为一种优选，交联剂选用三羟甲基丙烷。
新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料的制备方法包括如下步骤：
步骤1、对聚四亚甲基醚二醇进行除水干燥，除水干燥后进行称量，将聚四亚甲基醚二醇35～50份和有机溶剂120～250份加入到反应器中，在真空氮气保护氛围下，分多次加入4,4二苯甲烷二异氰酸酯15～25份，搅拌30～60min后，加入二月桂酸二丁基锡0.05～0.12份，进行预聚反应，反应温度为70～90℃，反应时间为1～2h，得到预聚体；
步骤2、将1,4丁二醇10～15份加入到预聚体中，进行扩链反应，反应温度为75～85℃，搅拌时间为2～3h，加入交联剂，
交联剂的加入量满足：
上式中，m1为聚四亚甲基醚二醇的质量份数，m2为二异氰酸酯的质量份数，m3为扩链剂的质量份数，m4为催化剂的质量份数，m5为有机溶剂的质量份数，
使用脉冲红外激光刺激器进行红外刺激，在脉冲红外激光刺激下进行交联，得到反应产物；
其中，刺激速率为20hz，脉宽为120μs，波长为1.68μm，脉冲红外激光刺激器的额定功率为200mw/pulse，脉冲红外激光刺激时间t为
其中，t0为基础脉冲红外激光刺激时间，为1h，pw为脉冲红外激光刺激器的稳态功率，pe为脉冲红外激光刺激器的额定功率，ω为脉宽，ω0为基础脉宽，为100μs。
步骤3、将反应物冷却后，倒在玻璃板上，进行干燥熟化，干燥温度为120～130摄氏度，干燥时间为2～4天。
实施例1
对步骤1、对聚四亚甲基醚二醇进行除水干燥，除水干燥后进行称量，将聚四亚甲基醚二醇35份和有机溶剂120份加入到反应器中，在真空氮气保护氛围下，分多次加入4,4二苯甲烷二异氰酸酯15份，搅拌30min后，加入二月桂酸二丁基锡0.05份，进行预聚反应，反应温度为70℃，反应时间为1，得到预聚体；
步骤2、将1,4丁二醇10份加入到预聚体中，进行扩链反应，反应温度为75℃，搅拌时间为2h，加入交联剂，
交联剂的加入量满足：
上式中，m1为聚四亚甲基醚二醇的质量份数，m2为二异氰酸酯的质量份数，m3为扩链剂的质量份数，m4为催化剂的质量份数，m5为有机溶剂的质量份数，
使用脉冲红外激光刺激器进行红外刺激，在脉冲红外激光刺激下进行交联，得到反应产物；
其中，刺激速率为20hz，脉宽为120μs，波长为1.68μm，脉冲红外激光刺激器的额定功率为200mw/pulse，脉冲红外激光刺激时间t为
其中，t0为基础脉冲红外激光刺激时间，为1h，pw为脉冲红外激光刺激器的稳态功率，pe为脉冲红外激光刺激器的额定功率，ω为脉宽，ω0为基础脉宽，为100μs。
步骤3、将反应物冷却后，倒在玻璃板上，进行干燥熟化，干燥温度为120摄氏度，干燥时间为2天。
实施例2
对步骤1、对聚四亚甲基醚二醇进行除水干燥，除水干燥后进行称量，将聚四亚甲基醚二醇45份和有机溶剂180份加入到反应器中，在真空氮气保护氛围下，分多次加入4,4二苯甲烷二异氰酸酯20份，搅拌45min后，加入二月桂酸二丁基锡0.08份，进行预聚反应，反应温度为80℃，反应时间为1.5，得到预聚体；
步骤2、将1,4丁二醇12.5份加入到预聚体中，进行扩链反应，反应温度为80℃，搅拌时间为2.5h，加入交联剂，
交联剂的加入量满足：
上式中，m1为聚四亚甲基醚二醇的质量份数，m2为二异氰酸酯的质量份数，m3为扩链剂的质量份数，m4为催化剂的质量份数，m5为有机溶剂的质量份数，
使用脉冲红外激光刺激器进行红外刺激，在脉冲红外激光刺激下进行交联，得到反应产物；
其中，刺激速率为20hz，脉宽为120μs，波长为1.68μm，脉冲红外激光刺激器的额定功率为200mw/pulse，脉冲红外激光刺激时间t为
上式中，t0为基础脉冲红外激光刺激时间，为1h，pw为脉冲红外激光刺激器的稳态功率，pe为脉冲红外激光刺激器的额定功率，ω为脉宽，ω0为基础脉宽，为100μs。
步骤3、将反应物冷却后，倒在玻璃板上，进行干燥熟化，干燥温度为125℃，干燥时间为3天。
实施例3
对步骤1、对聚四亚甲基醚二醇进行除水干燥，除水干燥后进行称量，将聚四亚甲基醚二醇50份和有机溶剂250份加入到反应器中，在真空氮气保护氛围下，分多次加入4,4二苯甲烷二异氰酸酯25份，搅拌60min后，加入二月桂酸二丁基锡0.12份，进行预聚反应，反应温度为90℃，反应时间为2，得到预聚体；
步骤2、将1,4丁二醇15份加入到预聚体中，进行扩链反应，反应温度为85℃，搅拌时间为3h，加入交联剂，
交联剂的加入量满足：
上式中，m1为聚四亚甲基醚二醇的质量份数，m2为二异氰酸酯的质量份数，m3为扩链剂的质量份数，m4为催化剂的质量份数，m5为有机溶剂的质量份数，
使用脉冲红外激光刺激器进行红外刺激，在脉冲红外激光刺激下进行交联，得到反应产物；
其中，刺激速率为20hz，脉宽为120μs，波长为1.68μm，脉冲红外激光刺激器的额定功率为200mw/pulse，脉冲红外激光刺激时间t为
上式中，t0为基础脉冲红外激光刺激时间，为1h，pw为脉冲红外激光刺激器的稳态功率，pe为脉冲红外激光刺激器的额定功率，ω为脉宽，ω0为基础脉宽，为100μs。
步骤3、将反应物冷却后，倒在玻璃板上，进行干燥熟化，干燥温度为130，干燥时间为4天。
对比例1
步骤1、对聚四亚甲基醚二醇进行除水干燥，除水干燥后进行称量，将聚四亚甲基醚二醇45份和有机溶剂180份加入到反应器中，在真空氮气保护氛围下，分多次加入4,4二苯甲烷二异氰酸酯20份，搅拌45min后，加入二月桂酸二丁基锡0.08份，进行预聚反应，反应温度为80℃，反应时间为1.5，得到预聚体；
步骤2、将1,4丁二醇12.5份加入到预聚体中，进行扩链反应，反应温度为80℃，搅拌时间为2.5h，加入交联剂进行交联，得到反应产物；
交联剂的加入量满足：
上式中，m1为聚四亚甲基醚二醇的质量份数，m2为二异氰酸酯的质量份数，m3为扩链剂的质量份数，m4为催化剂的质量份数，m5为有机溶剂的质量份数，
步骤3、将反应物冷却后，倒在玻璃板上，进行干燥熟化，干燥温度为125℃，干燥时间为3天。
对比例2
对步骤1、对聚四亚甲基醚二醇进行除水干燥，除水干燥后进行称量，将聚四亚甲基醚二醇45份和有机溶剂180份加入到反应器中，在真空氮气保护氛围下，分多次加入4,4二苯甲烷二异氰酸酯20份，搅拌45min后，加入二月桂酸二丁基锡0.08份，进行预聚反应，反应温度为80℃，反应时间为1.5，得到预聚体；
步骤2、将1,4丁二醇12.5份加入到预聚体中，进行扩链反应，反应温度为80℃，搅拌时间为2.5h，加入交联剂10份，使用脉冲红外激光刺激器进行红外刺激，在脉冲红外激光刺激下进行交联，得到反应产物；
其中，刺激速率为20hz，脉宽为120μs，波长为1.68μm，脉冲红外激光刺激器的额定功率为200mw/pulse，脉冲红外激光刺激时间t为
式中，t0为基础脉冲红外激光刺激时间，为1h，pw为脉冲红外激光刺激器的稳态功率，pe为脉冲红外激光刺激器的额定功率，ω为脉宽，ω0为基础脉宽，为100μs。
步骤3、将反应物冷却后，倒在玻璃板上，进行干燥熟化，干燥温度为125℃，干燥时间为3天。
对比例3
对步骤1、对聚四亚甲基醚二醇进行除水干燥，除水干燥后进行称量，将聚四亚甲基醚二醇45份和有机溶剂180份加入到反应器中，在真空氮气保护氛围下，分多次加入4,4二苯甲烷二异氰酸酯20份，搅拌45min后，加入二月桂酸二丁基锡0.08份，进行预聚反应，反应温度为80℃，反应时间为1.5，得到预聚体；
步骤2、将1,4丁二醇12.5份加入到预聚体中，进行扩链反应，反应温度为80℃，搅拌时间为2.5h，加入交联剂10份进行交联，得到反应产物；
步骤3、将反应物冷却后，倒在玻璃板上，进行干燥熟化，干燥温度为125℃，干燥时间为3天。
对实施例1-3和对比例1-3中制得的形状记忆聚氨酯材料进行测试，施加不同的作用力，观察实施例1-3和对比例1-3中制得的形状记忆聚氨酯材料的回复率，结果如表1
表1
由上表可知，实施例1-3的形状记忆聚氨酯材料的回复率明显高于对比例1-3的形状记忆聚氨酯材料，在实施例1-3中，通过控制交联剂的加入量，在提高交联反应效率的前提系提高新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料的回复率，同时，形状记忆聚氨酯的合成过程中，通过脉冲红外激光刺激器在交联反应中进行红外刺激，并控制红外刺激时间，使交联反应进行更迅速彻底，提高交联反应效率，并进一步增强新型红外刺激下形状记忆聚氨酯材料的回复率。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。