科创中国

本发明提供一种形状记忆复合材料及其制备方法和应用，所述形状记忆复合材料包括聚合物基体以及设置于所述聚合物基体中的支架结构；所述支架结构具有桁架点阵结构，其材料为第一聚合物；所述聚合物基体的材料为第二聚合物；所述第一聚合物的玻璃化转变温度＞第二聚合物的玻璃化转变温度，且二者的差值≥40℃。本发明将具有桁架点阵结构的支架结构作为增强相嵌入基体中，通过支架结构的设计及两种聚合物的设计与复配，使基体与增强相之间的界面结合力良好，显著提升了所述形状记忆复合材料的模量，并使其具有优异的形状记忆功能，能够承受大程度的变形，从而极大地拓展了基于形状记忆材料的4D打印技术在工程中的广泛应用。

权利要求 1.一种形状记忆复合材料，其特征在于，所述形状记忆复合材料包括聚合物基体以及设置于所述聚合物基体中的支架结构； 所述支架结构具有桁架点阵结构，其材料为第一聚合物； 所述聚合物基体的材料为第二聚合物； 所述第一聚合物的玻璃化转变温度＞第二聚合物的玻璃化转变温度，且二者的差值≥40℃。 2.根据权利要求1所述的形状记忆复合材料，其特征在于，所述桁架点阵结构为octet-truss桁架点阵结构； 优选地，所述octet-truss桁架点阵结构的单胞杆件直径为0.2-2mm，进一步优选0.6-1.8mm。 3.根据权利要求1或2所述的形状记忆复合材料，其特征在于，所述形状记忆复合材料中支架结构的体积百分含量为3-30％，优选5-28％。 4.根据权利要求1-3任一项所述的形状记忆复合材料，其特征在于，所述第一聚合物与第二聚合物的玻璃化转变温度的差值为40-130℃，优选50-100℃。

4D打印是指通过3D打印的材料/结构在外界环境的刺激下，自身的形状随时间而发生改变的特性，因增加了一个维度(时间)，4D打印部件的形状不再是静态的，而是以可控的动态形式呈现，在环境激励下其形状可按预期的方式转变成一个新的形状，适应新的需求。换言之，4D打印以3D打印为基础，并将智能性植入了部件中，应用前景十分广泛。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的形状记忆复合材料中，将具有桁架点阵结构的支架结构作为增强相嵌入基体中，通过支架结构的设计及两种聚合物的设计与复配，使基体与增强相之间的界面结合力良好，显著提升了所述形状记忆复合材料的模量，并使其具有优异的形状记忆功能，能够承受大程度的变形，从而极大地拓展了基于形状记忆材料的4D打印技术在工程中的广泛应用。

(2)本发明通过桁架点阵结构的尺寸设计和优化，能够调整形状记忆复合材料中支架结构的体积百分数，获得具有不同力学性能、变形大小和模量的形状记忆复合材料，使所述形状记忆复合材料的弹性模量在22.4-54.1MPa的范围内实现设计和定制，满足差异化的力学性能要求。

技术合作

本发明通过上述实施例来说明本发明的形状记忆复合材料及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。