[發明專利]二苯甲酮衍生物及其在耐輻照聚碳酸酯材料制備中的應用

有效

• 申請號: 201410527123.0
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN104311874B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 李學;尹立剛;殷敬華;傅音波;王霽
• 申請（專利權）人: 濟南大學;威海威高血液凈化制品有限公司;中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08K5/07
• 分類號: C08K5/07;C08L69/00;C07C45/46;C07C49/784;C07C49/84
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所37218
• 代理人: 賈波

技術領域

本發明涉及一種二苯甲酮衍生物，該化合物能夠作為聚碳酸酯材料的自由基穩定劑，防止其在γ-射線或高能電子束輻照過程中黃變、霧化，本發明還涉及包含了該二苯甲酮衍生物的聚碳酸酯材料，其具有很好的耐輻射、防黃變的性能。

背景技術

聚碳酸酯（PC）作為熱塑性塑料，由于其優異的性能，例如，透明性、高韌性、耐沖擊性強、耐熱性以及加工尺寸穩定性等，近年來在工程塑料領域越來越多的得到了人們的青睞。聚碳酸酯產品不僅有注塑或者模壓成型部件，還有薄膜、片材等。由于具有優良的光學性能，聚碳酸酯在醫療器械及耗材等領域具有各式各樣的用途，例如，注射器、手術器械、靜脈輸液、麻醉罐、靜脈連接器及配件、血液離心碗、血液充氧器、血液凈化器、外科器械以及手術室設施等。聚碳酸酯具有優異的機械強度和韌性、耐高溫性、以及血液相容性，在現階段的高科技醫療設備和包裝市場中，聚碳酸酯是一種非常適合，并被人們接受的高分子材料。

聚碳酸酯用于醫療器械時，需要進行滅菌。目前采用的環氧乙烷滅菌，由于環氧乙烷本身有毒，存在殘留問題和造成環境污染；而高壓蒸汽消毒則會導致聚碳酸酯在高溫高濕條件下的老化。輻照滅菌是利用電磁輻射產生的電磁波殺死大多數物質上的微生物的一種有效的方法，這種輻射大多采用γ-射線輻射或高能電子束。當聚碳酸酯暴露在足夠劑量的輻照中時，樹脂會黃變以及霧化。黃變會改變聚碳酸酯材料的顏色和力學性能，因而會降低產品在實際應用中的效果。霧化會影響聚碳酸酯的透明度，影響視覺。所以需要尋找一種可以在聚碳酸酯輻照滅菌過程中抑制黃變和霧化的添加劑。

改善聚碳酸酯材料的耐輻照性能一般做法是加入少量的穩定劑。例如，美國專利4624972公開了一種通過芳族多羧酸和烷基取代多元醇反應制備的酯類來改善聚碳酸酯材料的耐γ-輻射的性能，此外，美國專利4873271公開了一種聚環氧烷烴的酯類作為穩定劑同樣達到了該目的。國外還有一些專利，例如美國專利5187211、4804692、4963598、4874802、5214078都是通過加入穩定劑來提高聚碳酸酯材料的耐輻照性能。

申請人曾于2012年申請了一種耐輻照聚碳酸酯材料及其制備方法和應用，該專利中耐輻照聚碳酸酯材料由聚碳酸酯、自由基穩定劑、環氧稀釋劑、增塑劑等組成，其中自由基穩定劑為2,5-二叔丁基對苯二酚、對苯二酚二芐基醚、二芐基甲酮。該專利除了能改善聚碳酸酯的變黃問題外，還通過其他外加劑改變了其力學性能、化學性能和生物性能。

發明內容

本發明針對聚碳酸酯材料在γ-射線輻射或高能電子束下黃變、霧化問題，提供了一種新的化合物——二苯甲酮衍生物，該化合物能作為聚碳酸酯的自由基穩定劑，能夠防止聚碳酸酯在γ-射線或高能電子束輻照射過程中黃變、霧化。

本發明還提供了該二苯甲酮衍生物作為聚碳酸酯自由基穩定劑的應用，以及包含二苯甲酮衍生物的一種耐輻照聚碳酸酯。本發明還提供了該耐輻照聚碳酸酯的簡易制備方法。

本發明具體技術方案如下：

一種二苯甲酮衍生物，其特征是：其結構式如下，式中G為C1-C10的烷基或甲氧基；

上述二苯甲酮衍生物中，所述G為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、甲氧基，優選為甲基、乙基、丙基、丁基、甲氧基，最優選為甲基。

本發明二苯甲酮衍生物采用傅-克反應（Friedel-Crafts）制備，反應方程式如下：

制備方法為：在裝有溫度計和回流冷凝管的三口燒瓶中，以二硫化碳（300ml）為溶劑，將1.0-1.5摩爾取代的苯加入1.0摩爾取代的苯甲酰氯和1.0-2.0摩爾無水三氯化鋁（催化劑）形成的混合物中，加熱至40-50℃，保持沸騰、回流反應2-4h。冷卻，加入400ml冰水混合物和約120ml濃鹽酸水解殘留物。分出有機相，洗滌、干燥、除去有機溶劑等，最后得到白色結晶狀產物。

本發明二苯甲酮衍生物可以作為自由基穩定劑，尤其是可以作為聚碳酸酯材料的自由基穩定劑。本發明二苯甲酮衍生物中含有6個取代基，其作為自由基穩定劑加入聚碳酸酯中可以防止聚碳酸酯黃變、霧化，機理為：在輻照過程中二苯甲酮衍生物形成穩定的自由基，可有效捕獲聚碳酸酯分子鏈斷裂形成的自由基或過氧自由基，從而切斷聚碳酸酯分子鏈的光氧降解過程，達到耐輻照的目的。