专利名称：一种可生物降解聚氨酯及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种基于聚碳酸亚烷酯-聚丙交酯的聚氨 酯，还涉及该聚氨酯的制备方法。
背景技术：
聚碳酸亚烷酯是一类脂肪族聚碳酸酯具有良好的生物降解性能。其中，聚碳酸亚 丙酯多元醇由二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下调聚得到，是生产聚酯型聚氨酯的主要 原料之一，由它制成的聚氨酯弹性体化学性能稳定，具有优良的机械加工性能，耐磨、耐油、 耐低温、耐水解，且耐水解性高于普通聚酯，物理机械性能高于聚醚多元醇聚氨酯，已被广 泛应用于密封圈、传送带、耐磨衬垫、汽车防震缓冲块以及低速轮胎等，是当今理想的橡塑 工程材料之一。在制备脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯所用的聚碳酸亚酯二醇中，国内外研究得比较多 的有聚碳酸亚乙二醇酯二醇，聚碳酸亚丁二醇酯二醇，聚碳酸亚丙酯二醇等。比如由聚碳酸 亚乙酯二醇与二异氰酸酯合成聚碳酸亚乙酯聚氨酯弹性体(CN 1865311A)，又如以聚己二 戊二醇碳酸酯二醇为原料合成一类具有优良生物性能的聚碳酸酯型聚氨酯弹性体(谢兴 益，刘昉，钟银屏等.生物医学工程学杂志，1999，16:121-122)，或者合成出一些耐溶剂的 脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯弹性体(Harris R F，Joseph M D，Avisdson C D et al. J Appl Polym Sci，1990，41 :487_507)，或者以聚碳酸亚丙酯二醇和甲苯二异氰酸酯为原料合成出 了聚碳酸亚丙酯聚氨酯弹性体(彭汉等.聚碳酸亚丙酯聚氨酯弹性体的合成与性能，化学 世界，1995,8 426-428)。聚丙交酯(聚乳酸)是一种脂肪族聚酯，它来源于生物资源，在环境中又能被微生 物完全降解，既能缓解石油资源的过度消耗，又能解决传统塑料带来的环境问题。在化学结 构上，聚丙交酯中的聚乳酸链段在一定条件下能够结晶，因此具有较高的刚性。由于聚乳酸 无毒，具有良好的生物相容性，在人体内可降解成乳酸从而进入三羧酸循环，经正常代谢后 最终降解为二氧化碳和水排出，因此，聚乳酸被广泛应用于手术缝合线、骨固定修复材料、 体内植入材料、药物控释材料等方面，目前已成为生物降解医用材料领域中最受重视的材 料之一。综上所述，将聚碳酸亚烷酯二醇与聚丙交酯两种不同性能的材料在一定条件下共 聚并进行扩链，以开发新型的聚碳酸亚烷酯_聚丙交酯聚氨酯材料，使其在性能上能够取 长补短，从而最大限度地发挥各自的优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的含双硬段的可生物降解聚氨酯，这种聚氨酯结构 中包含可结晶的聚乳酸链段和二异氰酸酯链段这两种硬段，因此制得的弹性体将具有更高 的弹性回复力。本发明还提供了该聚氨酯的制备方法。本发明的聚氨酯由聚碳酸亚烷酯-聚乳酸嵌段共聚物二醇、二异氰酸酯、扩链剂共聚而成，分子量为10000 1000000g/mol，结构式为
权利要求
1. 一种可生物降解聚氨酯，其特征在于该聚氨酯由聚碳酸亚烷酯-聚乳酸嵌段共聚物 醇、二异氰酸酯、扩链剂共聚而成，分子量为10000 lOOOOOOg/mol，结构式为
2.一种制备可生物降解聚氨酯的方法，其特征在于该方法采用含聚碳酸亚烷酯段和聚 乳酸链段的嵌段共聚物二醇经二异氰酸酯与扩链剂反应制得，具体方法是将充分干燥的聚碳酸亚烷酯-聚乳酸嵌段共聚物二醇加入溶剂中溶解，然后加入二 异氰酸酯，加入的二异氰酸酯与聚碳酸亚烷酯_聚乳酸嵌段共聚物二醇的摩尔比为2 100 1;重复抽真空后充氮操作5 10次，最后一次通入氮气后保持压强为0.05 0. 5MPa ；在60 180°C温度下回流0. 1 24h，然后加入扩链剂，加入的扩链剂的摩尔数为 二异氰酸酯与聚碳酸亚烷酯-聚乳酸嵌段共聚物二醇的摩尔数之差；再重复抽真空后充氮 操作5 10次，最后一次通入氮气后保持压强为0. 05 0. 5MPa,继续反应0. 1 24h，产 物经沉淀处理后过滤干燥，得到目标聚氨酯。
3.如权利要求1所述的一种可生物降解聚氨酯，其特征在于所述的聚碳酸亚烷酯-聚乳酸嵌段共聚物二醇的重均分子量为2000 lOOOOOg/mol， 其中的聚碳酸亚烷酯为聚碳酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚碳酸亚丁酯中的一种或多种，聚乳 酸为L型聚乳酸、D型聚乳酸中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的一种可生物降解聚氨酯，其特征在于所述的二异氰酸酯是分子中含有两个氰酸基团的氰酸酯，为六亚甲基二异氰酸酯、甲 苯二异氰酸酯、4，4’ -亚甲基双(异氰酸苯酯)、液化MDI、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲 基二异氰酸酯、萘-1，5- 二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、 四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种。
5.如权利要求1所述的一种可生物降解聚氨酯，其特征在于所述的扩链剂为3，3’_ 二氯-4，4’_ 二苯基甲烷二胺、1，4_ 丁二醇、乙二醇、二甘醇、1， 6-己二醇、三羟甲基丙烷、氢醌-二(β-羟乙基)醚的一种。
6.如权利要求2所述一种制备可生物降解聚氨酯的方法，其特征在于所述的溶剂为 三氯甲烷、甲苯、丙酮、四氢呋喃和二甲基甲酰胺中的一种；每克聚碳酸亚烷酯-聚乳酸嵌 段共聚物二醇加入1 100ml溶剂。
7.如权利要求2所述一种制备可生物降解聚氨酯的方法，加入扩链剂后加入催化剂 加速反应；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、氯化亚锡、三亚乙基三胺、三乙醇 胺、三乙胺中的一种；加入的催化剂的质量为聚碳酸亚烷酯-聚乳酸嵌段共聚物二醇质量 的 0. 001 10%。m=0 ~ 100 n=2~ 100
全文摘要
本发明涉及一种可生物降解聚氨酯及其制备方法。本发明的聚氨酯由聚碳酸亚烷酯-聚乳酸嵌段共聚物二醇、二异氰酸酯、扩链剂共聚而成，分子量为10000～1000000g/mol。该聚氨酯的制备方法是将干燥的聚碳酸亚烷酯-聚乳酸嵌段共聚物二醇加入溶剂中溶解，加入二异氰酸酯；重复抽真空后充氮操作5～10次，最后一次通入氮气后保持压强为0.05～0.5MPa；在60～180℃温度下回流0.1～24h，然后加入扩链剂，再重复抽真空后充氮操作5～10次，最后一次通入氮气后保持压强为0.05～0.5MPa，继续反应0.1～24h，产物经沉淀处理后过滤干燥，得到目标产物。本发明方法反应平稳易控制，制备的聚氨酯具有良好的生物降解性能。
文档编号C08G18/66GK102002142SQ201010288729
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者刘吉, 史佳鑫, 周坚, 江盛鸿, 苟曲廷, 蒋志强, 顾群, 黎俊 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所