[發(fā)明專利]一種基于聚羥基脂肪酸的材料及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210570631.8 | 申請日: | 2012-12-25 |
| 公開(公告)號: | CN103030957A | 公開(公告)日: | 2013-04-10 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 陳少軍;陳仕國;戈早川;袁紅明 | 申請(專利權(quán))人: | 深圳大學(xué) |
| 主分類號: | C08L67/04 | 分類號: | C08L67/04;C08L75/04;C08G18/42 |
| 代理公司: | 深圳市恒申知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312 | 代理人: | 陳健 |
| 地址: | 518060 廣東*** | 國省代碼: | 廣東;44 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 基于 羥基 脂肪酸 材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于智能材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種基于聚羥基脂肪酸的材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
形狀記憶效應(yīng)是指具有初始形狀的材料,通過外界條件,能夠變形并且固定得到臨時(shí)形變;而在感應(yīng)外界環(huán)境的變化后,又能改變形狀回到初始形狀。目前,具有形狀記憶效應(yīng)的材料包括形狀記憶合金,形狀記憶陶瓷,形狀記憶聚合物。與其他材料相比,聚合物形狀記憶材料具有質(zhì)量輕,變形容易,加工方便,溫度可調(diào)范圍寬等特點(diǎn)。因此,形狀記憶聚合物被廣泛應(yīng)用于紡織,醫(yī)療,航空航天,工程等領(lǐng)域。
形狀記憶聚合物的設(shè)計(jì)原理都是通過設(shè)計(jì)一個(gè)固定相和可逆相,固定相轉(zhuǎn)變溫度(Tf)較高,而可逆相的轉(zhuǎn)變溫度(Tr)通常低于固定相溫度20℃以上。當(dāng)溫度升溫到T(Tr<T<Tf),通過外力可以對形狀記憶聚合物變形,降低溫度時(shí)可以得到固定的臨時(shí)形狀。而當(dāng)再次升溫到T時(shí),臨時(shí)形狀就可以回復(fù)到初始形狀,從而實(shí)現(xiàn)形狀記憶功能。根據(jù)這一原理,目前開發(fā)了的形狀憶聚合物種類很多,包括聚氨酯,反式聚異戊二烯,聚苯乙烯共聚物,聚丙烯酸共聚物,聚已內(nèi)酯,聚乳酸等。
作為重要的生物醫(yī)用材料,首先要求形狀記憶聚合物安全無毒,具有良好生物相容性。近年來開發(fā)了一些生物形狀記憶材料,研究較多的是可生物降解性形狀記憶材料,如聚L-乳酸(PLA,ZL200410013749.6),聚乙交酯(PGA),聚已內(nèi)酯(PCL)及其共聚物(ZL200610017025.8),聚氨酯類(ZL200410010734.4,ZL200610043121.X,ZL200810040106.9)。這些研究大大促進(jìn)了形狀記憶聚合物在生物醫(yī)療方面的應(yīng)用。但是前期研究主要是生物可降解性與形狀記憶性能,而生物相容性的研究十分有限,很多形狀記憶聚合物長期植入人體也會(huì)引發(fā)炎癥,導(dǎo)致血栓等。因此,生物相容性形狀記憶聚合物的研究成為了近年來研究的熱點(diǎn)。
目前已經(jīng)開發(fā)的生物降解性聚酯中,除了聚乳酸,聚已內(nèi)酯外,聚羥基脂肪酸酯的研究越來越廣泛。聚羥基脂肪酸酯以可再生的天然材料為原料,具有優(yōu)異的生物降解性和生物相容性,無毒,且人體內(nèi)部不含有利用他們的細(xì)菌和真菌,在人體的降解過程主要是水解,在藥物載體,外科縫合,外科移植,骨科手術(shù)固定等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是,作為生物醫(yī)用形狀記憶材料應(yīng)用醫(yī)療方面,除了結(jié)構(gòu)要求外,其形狀記憶溫度(或形狀回復(fù)溫度)應(yīng)高于室溫條件或應(yīng)用條件。美國專利US6720402B2曾指出聚羥基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates)可以做為軟段或硬段組分來制備形狀記憶聚合物。陳智飛也研究了聚羥基脂肪酸酯無規(guī)嵌段聚氨酯的合成。另外,還有聚乙二醇-聚羥基脂肪酸酯-聚乙二醇的三嵌段共聚物,聚乙二醇-羥基丁酸和羥基己酸共聚物的研究報(bào)道。但是,目前還沒有基于聚羥基脂肪酸酯生物相容性形狀記憶聚合物的研究。
作為重要的聚羥基脂肪酸酯,聚(β-羥基丁酸酯)是一種全同立構(gòu)結(jié)晶性聚酯,結(jié)晶度高達(dá)80%,而斷裂伸長率為5%,常溫及玻璃化溫度下表現(xiàn)極在脆性。一方面通過共聚方法改善了其機(jī)械性能及加工性能,如聚(3-羥基丁酸酯-4-羥基丁酸酯)共聚物。但是,共聚物的玻璃轉(zhuǎn)變溫度較低,也不能做為形狀記憶材料應(yīng)用。另一方面,采用物理改性如共混方法,通過選擇合適的共混組分,調(diào)節(jié)兩組分之間的配比,改善了組分間的相容性,可獲得各類要求的新型材料。因此,目前有大量關(guān)于聚羥基丁酸酯(PHB)的改性研究,如PHB/聚醋酸乙烯酯,PHB/聚甲基丙烯酸甲酯,PHB/聚環(huán)氧丙烷,PHB/聚偏氟乙烯,PHB/PCL,PHB/PLA等。這些共混研究主要是改善機(jī)械性能,可降解性能,加工性能,都沒有提到形狀記憶性能的設(shè)計(jì)。
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