[發明專利]一種星狀POSS-PEG-ACRYL大分子聚合物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810868392.1
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109134866A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 盧翠芬;李鶴玲;尤煜;陳祖興;楊桂春;聶俊琦;王飛翼
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C08G77/385
• 分類號: C08G77/385;C08G77/38
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 李強

本發明涉及一種星狀POSS?PEG?ACRYL大分子聚合物及其制備方法和應用。上述大分子聚合物結構如下式所示：本發明提供的星狀大分子聚合物POSS?PEG?ACRYL可作為交聯劑與巰基類官能團化合物發生反應，制備出可降解型、酶敏感型等水凝膠，由于多官能團POSS納米粒子的引入，可在成膠過程中增加多個交聯位點，以有效提高水凝膠的機械性能。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，尤其涉及一種星狀POSS-PEG-ACRYL大分子聚合物及其制備方法和應用。

背景技術

多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)是一種分子水平上的納米雜化材料，分子尺寸在1-3nm之間，由核心的Si-O-Si鍵組成的無機骨架和外圍的有機取代基組成有機-無機雜化結構，外圍的有機取代基賦予了POSS良好的分子可設計性。POSS作為一種有效的功能性有機-無機納米粒子，最初被廣泛運用在聚合物增韌、耐溫性能、力學性能等改性研究上。通過官能化POSS直接聚合或利用化學反應將POSS結合到聚合物中以及作為納米添加劑與其他材料共混，可制備多種多樣的聚合物/POSS納米復合材料。POSS的引入能有效降低材料的介電常數，改善材料的熱性能、機械性能、耐火性、防水防油性，加工性能、牢固度和透明度等；因此，POSS被認為是一種優良的納米構筑材料。同時，POSS無毒無味，具有良好的生物相容性，被認為是新一代生物醫用材料。但是，POSS的水溶性相對較差。通過在POSS上接枝親水基團是實現其成為水溶性材料的有效方法之一，從而能更有效的利用其功能，使之在材料方面有著更為廣泛的應用前景。

聚乙二醇(PEG)是乙二醇的聚合物，由環氧乙烷與水或乙二醇逐步加成聚合而成，其具有良好的水溶性，是一類長鏈型大分子聚合物。聚乙二醇與許多有機物組分有良好的相容性，可溶于絕大多數有機溶劑，因其具有生物相容性、對人體無毒、可降解被修飾物抗原性等優點而被廣泛應用于蛋白質、多肽類藥物及生物醫用材料的改性修飾。而聚乙二醇衍生物在聚乙二醇的基礎上得到進一步的改善修飾。

水凝膠是以水為分散介質的凝膠。是由具有網狀交聯結構的水溶性高分子中引入的一部分疏水基團和親水基團引起，親水基團與水分子結合，將水分子連接在網狀內部，而疏水部分遇水而膨脹，變成的交聯聚合物；是一種高分子網絡體系，性質柔軟，能保持一定形態，吸收大量的水。在應用方面極為廣泛。利用PEG水溶性高分子的優點，使PEG可作為制備水凝膠的常用聚合物，制備各類PEG水凝膠。然而傳統的PEG水凝膠往往在較低含水量時具有一定的機械性能，而在較高含水量時機械強度顯著下降，甚至在極低的壓強下就發生碎裂，使其實際應用受到限制，且生物活性較弱，對于進一步的對蛋白質、多肽類藥物及生物醫用材料的改性修飾，仍然存在挑戰。

發明內容

針對水凝膠存在的上述問題，現提供一種星狀POSS-PEG-ACRYL大分子聚合物及其制備方法和應用，以利用聚乙二醇鏈修飾多面體低聚倍半硅氧烷，并合成POSS-PEG-ACRYL大分子聚合物，以改善POSS的水溶性，并利用POSS的納米效應提高PEG機械性能。

具體技術方案如下：

本發明的第一個方面是提供一種星狀POSS-PEG-ACRYL大分子聚合物，具有這樣的特征，其結構如下式所示：

其中，R為

其中，n＝10-50。

本發明的第二個方面是提供一種上述星狀POSS-PEG-ACRYL大分子聚合物的制備方法，具有這樣的特征，包括如下步驟：

1)、在反應瓶中，將第二反應物、第一溶劑、光引發劑混合形成第一反應液，并將第一反應物溶于第一溶劑后滴入第一反應液中，滴加完畢后在紫外光照射下于20-30℃反應7-13h，水洗分液，水相萃取，合并有機相，水洗、干燥、過濾、濃縮后經沉淀、過濾得第一聚合物；

其中，第一反應物的結構如下式所示：