專利名稱：一種聚酯類彈性體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酯類彈性體，進(jìn)一步來說，涉及一種木糖醇基彈性體及其制備 方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
化學(xué)工業(yè)的發(fā)展高度依賴于石油化工資源，現(xiàn)在約95%的化學(xué)品都是通過石油化 工途徑生產(chǎn)的。近年來，石油資源的緊缺和石油消耗量的持續(xù)攀升對(duì)化工行業(yè)造成了很大 的沖擊，因此，發(fā)展非石油基的綠色化工原料是化工行業(yè)持續(xù)發(fā)展的一條途徑。而且，由生 物質(zhì)單體合成制備的新型有機(jī)高分子大多能在自然界中降解成二氧化碳和水，可以緩解目 前由塑料引起的“白色污染”問題。與金屬、陶瓷相比，生物醫(yī)用高分子材料與人體組織更加匹配，且容易改性和加工 成型。由于人體的大多數(shù)組織和器官本身具有彈性，所以，具有高彈性的生物彈性體或生物 橡膠更適合于醫(yī)用領(lǐng)域，如藥物緩釋載體、止血?jiǎng)⒐窍灐⒔M織工程支架和外科手術(shù)防粘連 膜等方面。生物彈性體是一類具有一定生物相容性，且模量在0. lMPa-20MPa之間的用于診 斷、治療、修復(fù)或替換機(jī)體中的組織、器官或增進(jìn)其功能的高分子材料。在目前報(bào)道的生物 彈性體中，研究和應(yīng)用最多的是硅橡膠和聚氨酯，隨著臨床醫(yī)學(xué)和組織工程的發(fā)展，對(duì)生物 醫(yī)用材料的性能要求越來越高，傳統(tǒng)的生物彈性體在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用存在一定限 制。因此開發(fā)具有優(yōu)良生物相容性、力學(xué)性能等新型生物彈性體已成為趨勢(shì)。聚酯類彈性體兼具良好的生物相容性、生物降解性和熱加工性能，并以其自身具 有的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、優(yōu)良的柔韌性及與相應(yīng)組織的匹配性等優(yōu)于其他高分子材 料的性能而得到人們的關(guān)注。最近，“Advanced Materials, 2004,16 (6) 511-516 =Novel citric acid-based biodegradable elastomers for tissue engineering"——文中 艮道了 以檸檬酸和辛二醇為原料，合成了網(wǎng)絡(luò)型聚檸檬酸辛二醇酯生物彈性體，該彈性體具有良 好的生物相容性、力學(xué)性能和生物降解性能。木糖醇屬于生物單體，是人體的中間代謝產(chǎn)物，其聚合物具有較好的生物相容性、 生物降解性和低毒性；而且，木糖醇屬于多羥基單體，與其他單體共聚時(shí)，可以通過改變共 聚單體的種類和組成來調(diào)節(jié)聚合物的交聯(lián)密度，從而實(shí)現(xiàn)性能可控，因此，它的共聚物適用 范圍廣。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聚酯類彈性體，其具有良好的生物相容性、生物降解性 和物理機(jī)械性能。本發(fā)明的另一目的是提供所述彈性體的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案一種聚酯類彈性體，該類彈性體是由單體1-木糖醇和單體 2-二元酸共聚而成的聚酯類彈性體，單體1 單體2摩爾比為1 1 3;
所述單體2- 二元酸選用衣康酸，琥珀酸，十二碳二酸，十六碳二酸，十八碳二酸， 或十八碳烯二酸。
以木糖醇和衣康酸為單體時(shí)，所得共聚物為 OR
R:H 或者-CO (CH2) 6C00-。 以木糖醇和琥珀酸為單體時(shí)，所得共聚物為
R:H 或者-CO (CH2) 6C00-。
以木糖醇和十二碳二酸為單體時(shí)，所得共聚物為
R:H 或者-CO (CH2)6C00-。
以木糖醇和十六碳二酸為單體時(shí)，所得共聚物為
R:H 或者-CO (CH2)6C00-。
以木糖醇和十八碳二酸為單體時(shí)，所得共聚物為
R:H 或者-CO (CH2)6C00-。
以木糖醇和十八碳烯二酸為單體時(shí)，所得共聚物為 R :H 或者-CO (CH2) 6C00_。所述的聚酯類彈性體的制備方法，采用一步法或者兩步熔融縮聚法制備聚酯類彈 性體；一步法按配比稱取單體1、單體2置于反應(yīng)器中，升溫至130 160°C，待反應(yīng)物 完全熔融，抽真空并攪拌反應(yīng)12-36h，即得到聚酯類彈性體；兩步法按配比稱取單體1、單體2置于反應(yīng)器中，升溫至130 160°C，待反應(yīng)物 完全熔融，攪拌反應(yīng)3-9h得到預(yù)聚體；將預(yù)聚體倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真 空烘箱中140 160°C下交聯(lián)8-24h，交聯(lián)完成后，即得到聚酯類彈性體。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明方法制備的木糖醇基聚酯類彈性體的玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度都在室溫以下，因此該類彈性體在室溫或人體內(nèi)都呈現(xiàn)類似于橡膠的性質(zhì)，能和人體 組織、器官相匹配；本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，無催化劑，后處理簡(jiǎn)單，得到的木糖醇基聚酯類彈 性體有很好的生物相容性；通過單體摩爾配比和反應(yīng)條件的控制，材料的力學(xué)性能、親水性 能和吸水率可調(diào)；該材料以期用作藥物緩釋載體、止血?jiǎng)⒐窍?、組織工程支架和外科手術(shù) 防粘連膜等方面。
圖1聚十二碳二酸木糖醇酯彈性體的紅外譜圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1分別按木糖醇與衣康酸摩爾配比1 1，稱取一定量的單體(木糖醇4.50g，衣康 酸3. 85g)，加入50mL三口燒瓶中，通氮?dú)?，油浴加熱控制溫度?40°C，使反應(yīng)物料完全熔 融后，開始磁力攪拌，恒溫反應(yīng)4h，得到預(yù)聚體。將預(yù)聚體倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘箱中，150°C下交聯(lián)14h，即得到聚酯類彈性體?；瘜W(xué)反應(yīng)式為
R :H 或者-CO (CH2) 6C00_。實(shí)施例2分別按木糖醇與琥珀酸摩爾配比1 1，稱取一定量的單體(木糖醇4.50g，琥珀 酸3. 54g)，加入50mL三口燒瓶中，通氮?dú)?，油浴加熱控制溫度?40°C，使反應(yīng)物料完全熔 融后，開始磁力攪拌，恒溫反應(yīng)9h，得到預(yù)聚體。將預(yù)聚體倒入聚四氟乙烯模具中自然流平， 放入真空烘箱中，150°C下交聯(lián)24h，即得到聚酯類彈性體?；瘜W(xué)反應(yīng)式為 實(shí)施例3分別按木糖醇與十二碳二酸摩爾配比1 1，稱取一定量的單體(木糖醇3. 32g， 十二碳二酸5. 02g)，加入50mL三口燒瓶中，油浴加熱控制溫度在160°C，使反應(yīng)物料完全熔 融后，開始磁力攪拌并抽真空，恒溫反應(yīng)20h，即得到聚酯類彈性體。所得彈性體再經(jīng)平板硫 化機(jī)進(jìn)行熱壓和冷壓，得到彈性體樣品，進(jìn)行裁剪制備標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能測(cè)試。 其結(jié)果見表1。化學(xué)反應(yīng)式為 R =H 或者-CO (CH2) 6C00_。實(shí)施例4除了所述的木糖醇與十二碳二酸摩爾配比1 2以外，其余條件均與實(shí)施例3相 同。所得彈性體再經(jīng)平板硫化機(jī)進(jìn)行熱壓和冷壓，得到聚酯類彈性體樣品，進(jìn)行裁剪制備標(biāo) 準(zhǔn)樣條，進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能測(cè)試。其結(jié)果見表1。實(shí)施例5除了所述的木糖醇與十二碳二酸摩爾配比2 5以外，其余條件均與實(shí)施例3相 同。所得彈性體再經(jīng)平板硫化機(jī)進(jìn)行熱壓和冷壓，得到聚酯類彈性體樣品，進(jìn)行裁剪制備標(biāo) 準(zhǔn)樣條，進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能測(cè)試。其結(jié)果見表1。實(shí)施例6除了所述的木糖醇與十二碳二酸摩爾配比1 3以外，其余條件均與實(shí)施例3相 同。所得彈性體再經(jīng)平板硫化機(jī)進(jìn)行熱壓和冷壓，得到聚酯類彈性體樣品，進(jìn)行裁剪制備標(biāo) 準(zhǔn)樣條，進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能測(cè)試。其結(jié)果見表1。實(shí)施例7分別按木糖醇與十八碳二酸摩爾配比1 1，稱取一定量的單體(木糖醇2. 73g， 十八碳二酸5. 61g)，加入50mL三口燒瓶中，油浴加熱控制溫度在160°C，使反應(yīng)物料完全熔 融后，開始磁力攪拌并抽真空，恒溫反應(yīng)36h，即得到聚酯類彈性體?；瘜W(xué)反應(yīng)式為 R :H 或者-CO (CH2) 6C00R。實(shí)施例8分別按木糖醇與十八碳烯二酸摩爾配比1 2稱取一定量的單體，稱取一定量的 單體(木糖醇2. 72g，十八碳烯二酸5. 62g)，加入50mL三口燒瓶中，油浴加熱控制溫度在 160°C，使反應(yīng)物料完全熔融后，開始磁力攪拌并抽真空，恒溫反應(yīng)16h，即得到聚酯類彈性
體?；瘜W(xué)反應(yīng)式為 R ;H 或者-CO (CH2) 6C00R。表1聚十二碳二酸木糖醇酯彈性體和力學(xué)性能數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
一種聚酯類彈性體，其特征在于該類彈性體是由單體1 木糖醇和單體2 二元酸共聚而成的聚酯類彈性體，單體1∶單體2摩爾比為1∶1～3；所述單體2 二元酸選用衣康酸，琥珀酸，十二碳二酸，十六碳二酸，十八碳二酸，或十八碳烯二酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯類彈性體，其特征在于以木糖醇和衣康酸為單體時(shí)，所 得共聚物為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯類彈性體，其特征在于以木糖醇和琥珀酸為單體時(shí)，所 得共聚物為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯類彈性體，其特征在于以木糖醇和十二碳二酸為單體 時(shí)，所得共聚物為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯類彈性體，其特征在于以木糖醇和十六碳二酸為單體 時(shí)，所得共聚物為
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯類彈性體，其特征在于以木糖醇和十八碳二酸為單體 時(shí)，所得共聚物為
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯類彈性體，其特征在于以木糖醇和十八碳烯二酸為單體 時(shí)，所得共聚物為
8.權(quán)利要求1所述的聚酯類彈性體的制備方法，其特征在于采用一步法或者兩步熔融 縮聚法制備聚酯類彈性體；一步法按配比稱取單體1、單體2置于反應(yīng)器中，升溫至130 160°C，待反應(yīng)物完全 熔融，抽真空并攪拌反應(yīng)12-36h，即得到聚酯類彈性體；兩步法按配比稱取單體1、單體2置于反應(yīng)器中，升溫至130 160°C，待反應(yīng)物完全 熔融，攪拌反應(yīng)3-9h得到預(yù)聚體；將預(yù)聚體倒入聚四氟乙烯模具中自然流平，放入真空烘 箱中140 160°C下交聯(lián)8-24h，交聯(lián)完成后，即得到聚酯類彈性體。
全文摘要
一種聚酯類彈性體及其制備方法。本發(fā)明以木糖醇為主單體，衣康酸，琥珀酸，十二碳二酸，十六碳二酸，十八碳二酸，十八碳烯二酸為共聚單體，采用熔融縮聚的方法得到木糖醇基聚酯彈性體。彈性體具有較好的生物相容性、生物降解性和低毒性；而且，木糖醇屬于多羥基單體，與其他單體共聚時(shí)，可以通過改變共聚單體的種類和組成來調(diào)節(jié)聚合物的交聯(lián)密度，從而實(shí)現(xiàn)性能可控，因此，聚合物適用范圍廣。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，無催化劑，后處理簡(jiǎn)單，得到的聚酯類彈性體有很好的生物相容性；通過單體摩爾配比和反應(yīng)條件的控制，材料的力學(xué)性能、親水性能和吸水率可調(diào)；該材料以期用作藥物緩釋載體、止血?jiǎng)⒐窍?、組織工程支架和外科手術(shù)防粘連膜等方面。
文檔編號(hào)C08J3/24GK101906207SQ201010244729
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者東為富, 倪忠斌, 吳畏, 楊海鵬, 陳明清 申請(qǐng)人:江南大學(xué)