[發(fā)明專利]超強(qiáng)韌聚乳酸基聚氨酯脲及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110212527.0 | 申請日： | 2021-02-25 |
| 公開（公告）號： | CN112979912B | 公開（公告）日： | 2022-07-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 郭明雨;張浩 | 申請（專利權(quán)）人： | 蘇州大學(xué) |
| 主分類號： | C08G18/66 | 分類號： | C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32;C08L75/06;C08J5/18 |
| 代理公司： | 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257 | 代理人： | 蘇張林 |
| 地址： | 215000 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 強(qiáng)韌 乳酸 聚氨酯 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種超強(qiáng)韌聚乳酸基聚氨酯脲及其制備方法，聚乳酸基聚氨酯脲包括聚乳酸二元醇、至少兩種二異氰酸酯、小分子多元醇擴(kuò)鏈劑和水的聚合單元；其中，二異氰酸酯選自分子中含有4?18個碳原子的脂肪基、脂環(huán)基或芳香基的二異氰酸酯中的至少兩種，小分子多元醇擴(kuò)鏈劑為分子中含有2?12個碳原子的二元醇和/或三元醇。可通過調(diào)節(jié)反應(yīng)原料的種類和比例，進(jìn)而調(diào)控超強(qiáng)韌聚氨酯脲材料的力學(xué)強(qiáng)度。本發(fā)明的PLA基聚氨酯脲具有超強(qiáng)韌(斷裂伸長率為15?55％，斷裂拉伸強(qiáng)度為80?104MPa)、低成型溫度(130℃即可熱壓成型)、機(jī)械性能可調(diào)、生物相容性好、可降解的特點(diǎn)，可應(yīng)用于生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及高分子合成領(lǐng)域，尤其涉及一種超強(qiáng)韌聚乳酸基聚氨酯脲及其制備方法。
背景技術(shù)
聚氨酯(PU)和聚氨酯脲(PUU)是一類由端羥基的低聚物二醇、小分子二醇或二胺和二異氰酸酯縮聚而成的多嵌段共聚物。其分子鏈由軟段和硬段交替組成，軟段由低分子量的聚醚或聚酯構(gòu)成，硬段由小分子擴(kuò)鏈劑和二異氰酸酯反應(yīng)構(gòu)成。
聚氨酯材料通常有著較高的韌性和斷裂伸長率，較好的生物相容性和可降解性。由于具備良好的性能，聚氨酯類材料已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域，如藥物緩釋載體、縫合線、人造皮膚、血管支架等，但其缺陷也極為突出，例如其模量和屈服強(qiáng)度較低，難以滿足硬組織材料，尤其是骨組織材料的要求。
聚乳酸(PLA)有著良好的機(jī)械強(qiáng)度、可降解性和生物相容性，但其固有的脆性大大限制了其應(yīng)用。基于傳統(tǒng)合成方法的PLA基聚氨酯/聚氨酯脲仍較脆，罕見文獻(xiàn)報道。因此目前在以PLA為軟段合成聚氨酯時，通常需要加入其他柔性的聚醚或聚酯二醇進(jìn)行共聚，以改善所得到的PU或PUU的韌性，但其拉伸強(qiáng)度仍然偏低(＜40MPa)，無法滿足諸多實(shí)際應(yīng)用需求。目前基于純PLA的超強(qiáng)韌PU或PUU類材料尚未見文獻(xiàn)報道。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種超強(qiáng)韌聚乳酸基聚氨酯脲及其制備方法，本發(fā)明的聚乳酸基聚氨酯脲的機(jī)械強(qiáng)度較好，成型加工溫度較低，可降解，生物相容性較好。
本發(fā)明一方面要求保護(hù)一種聚乳酸基聚氨酯脲，其包括聚乳酸二元醇、至少兩種二異氰酸酯、小分子多元醇擴(kuò)鏈劑和水的聚合單元；其中，所述聚乳酸二元醇的分子量為500～10000g/mol，所述二異氰酸酯選自分子中含有4-18個碳原子的脂肪基、脂環(huán)基或芳香基的二異氰酸酯中的至少兩種，所述小分子多元醇擴(kuò)鏈劑為分子中含有2-12個碳原子的二元醇和/或三元醇。
進(jìn)一步地，聚乳酸二元醇為右旋聚乳酸二元醇(PDLAdiol)，左旋聚乳酸二元醇(PLLAdiol)，外消旋聚乳酸二元醇(PDLLAdiol)，非旋光性聚乳酸二元醇(Meso-PLAdiol)中的一種或幾種。
優(yōu)選地，聚乳酸二元醇為左旋聚乳酸二元醇。
進(jìn)一步地，小分子多元醇擴(kuò)鏈劑為二元醇，所述二元醇的結(jié)構(gòu)式選自如下結(jié)構(gòu)式中的一種或幾種：
優(yōu)選地，二元醇擴(kuò)鏈劑為1,4-丁二醇(BDO)。
當(dāng)小分子多元醇擴(kuò)鏈劑僅為二元醇時，聚乳酸基聚氨酯脲為線性分子，其機(jī)械性能好，軟化溫度低，易加工成型，且同時具有可降解性和良好的生物相容性。
進(jìn)一步地，小分子多元醇擴(kuò)鏈劑除了二元醇之外還包括三元醇，所述三元醇的結(jié)構(gòu)式選自如下結(jié)構(gòu)式中的一種或幾種：
優(yōu)選地，三元醇為
當(dāng)小分子多元醇擴(kuò)鏈劑包括三元醇時，聚乳酸基聚氨酯脲為部分交聯(lián)但仍可溶解、具有熱塑性的更高強(qiáng)度的聚氨酯脲。優(yōu)選地，小分子多元醇擴(kuò)鏈劑為二元醇和三元醇的混合物。
進(jìn)一步地，其中一種二異氰酸酯A的結(jié)構(gòu)式選自如下結(jié)構(gòu)式中的一種或幾種：
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