美国阿克伦大学基于不同的α 氨基酸和线性二元醇开发了一系列具有热响应性的三重-形状记忆聚酯脲

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α-氨基酸基聚酯脲（PEUs）是近来开发的一种生物医用材料，具有优异生物可降解性和抗菌性，降解产物无毒，并且在降解过程中不会引发生物体内炎症。该类材料具有较宽的机械性能调节范围，可在血管、骨骼等各种软硬器官组织中广泛应用，是目前该领域的研究热点。近日，美国阿克伦大学（The University of Akron）Matthew L. Becker教授研究团队基于不同的α 氨基酸和线性二元醇开发了一系列具有热响应性的三重-形状记忆聚酯脲。

α-氨基酸基PEUs合成示意图及其相应命名

该类PEUs材料通过界面聚合反应制备，步骤简便，适用于大规模生产。此外，研究团队未采用传统化学交联的方式来增加体系的机械性能和稳定性，而是基于聚合物结构中的氢键形成物理交联点来赋予材料优异的机械性能和形状记忆性。

研究团队采用动态热机械分析仪（DMA）等测试手段对聚合物的热性能进行了系统的表征。研究表明该类PEUs具有较宽的玻璃态转变温度（Tg = 21-73 ℃）和模量（0.5-2.5 GPa）调节范围，Tg和模量随着二元醇链长的降低而呈增加趋势。通过调节聚合物链结构，可以制备一系列具有生理温度刺激响应性的SMPs。同时，动态力学分析（DMA）测试表明该类PEUs具有优异的热可逆形状记忆行为。

23 ℃和37 ℃下PEUs的存储模量和Tg测试

基于该类PEUs具有较宽的Tg范围，聚合物链的运动能力能够进行高效调节，DMA测试显示该类聚合物具有优异的双重形状记忆行为。同时，该类PEUs的宽Tg范围（> 20 ℃），使得该类聚合物具有多重形状记忆功能。研究团队进一步通过热机械性能测试，深入探究了链结构对聚合物三重记忆行为的影响。研究表明二元醇链长和氨基酸种类对材料的双重、三重形状记忆行为的产生无明显影响，具有优异的体系稳定性。研究团队进一步采用不同方案对该类PEUs的形状记忆行为进行了应用测试。PEUs材料在复杂形状设计条件下，展现出优异的可恢复性和响应速度，形状恢复所需时间少于3 s，具有较强的普适性。

PEUs材料的形状记忆应用测试

Becker教授研究团队通过基于不同氨基酸与二元醇反应制备了一系列具有优异形状记忆行为的聚酯脲材料。该类材料具有较宽的玻璃化转变温度和存储模量变化范围，使其在双重和多重记忆响应方面性能优异。此外，材料其机械和形状记忆性能是基于聚合物链结构中的多重氢键作用，避免了化学交联点的引入，增加了材料的可加工性，拓展了其应用范围。

论文链接：

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.7b00680

来源：X-MOL

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