一种两亲性共聚物网络及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医用高分子材料领域，具体涉及一种新型的两亲性共聚物网络、其制 备方法、及其在医药领域的应用。 技术背景
[0002] 两亲性共聚物网络是一种应用前景广阔的高分子材料。对于其合成方法， 目前文献上报道的多数是以自由基聚合和基团转移聚合（GTP)法来合成两亲共聚 物网络，比如文献"Amphiphilic Conetworks and Gels Physically Cross-Linked via Stereocomplexation of Polylactide"（Fan, Xiaoshan ;Wang, Mian ;Yuan, Du ; He, Chaobin. Langmuir (2013) ,29 (46), 14307-14313.)采用了 自由基聚合来制备聚 D-丙 交醋/L-丙交醋/丙稀酸醋和乙二醇/甲基醚乙酸醋的交联网络；文献"Amphiphilic Co-networks withMoisture-Induced Surface Segregation for High-Performance Nonfouling Coatings"（Yapei Wang,John A. Finlay, Douglas E. Betts, Timothy J. Merkel, J. Christopher Luft, Maureen E. Callow, James A. Callow, Joseph M. DeSimone. Langmuir. 2011, 27, 10365-10369)采用了自由基聚合来制备PDMS-DA和N, N-二甲基丙烯酰 胺的两亲共聚物网络；文献"Improved Hydrophilicity from Poly(ethylene glycol)in Amphiphilic Conetworks with Poly (dimethylsiloxane)"（Gui Lin, Xiujuan Zhang, Sai R. Kumar, James E. Mark ;silicon. 2009 (1), 173-181.)采用了化学交联的方法来制备 PDMS-1-PEG两亲性共聚物网络结构。用这类聚合方法得到的产物相对分子量分布宽，分子 量的可控性差，随分子量增加合成难度加大，导致制备的网络结构的力学性能差以及网络 结构的尺寸不可控。
【发明内容】
[0003] 为克服现有技术的两亲性共聚物网络的上述缺陷，本发明通过将原子转移自由基 聚合（Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP)技术、可逆加成-断裂链转移聚合 (Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization，RAFT)技术、点 击化学（Click Chemistry)技术的优点结合起来，开发出制备两亲性共聚物网络的新工艺。 通过该工艺将聚合物的亲疏水链段与硅氢化交联剂相互交联形成连续网络，制备的两亲性 共聚物网络材料具有优异的力学性能和均匀的孔径分布，在亲水性和亲油性溶剂中都具有 一定的溶胀率，可广泛应用于医药领域。
[0004] 因此，本发明的目的之一在于提供一种两亲性共聚物网络。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种制备两亲性共聚物网络的方法。
[0006] 本发明的再一目的在于提供上述两亲性共聚物网络在医药领域中的应用。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] 一种两亲性共聚物网络，其由星型两亲性共聚物与硅氢化交联剂经交联而成， 其中星型两亲性共聚物是由星型亲水性均聚物与含悬挂炔基的疏水性嵌段共聚物经化 学反应而得的；该两亲性共聚物网络的抗拉强度为2. 5?8. 5MPa，在正己烷中溶胀度为 20?150%，在水中溶胀度为50-800%，在乙醇中溶胀度为400?1000%，氧透过率为 500_1600Barrers。
[0009]优选地，两亲性共聚物网络的溶胶含量为不高于10%，优选不高于9. 5%，更优选 不高于9%，更优选不高于8. 5%，更优选不高于8%。
[0010] 优选地，两亲性共聚物网络的断裂伸长率为65?220%。
[0011] 优选地，上述星型亲水性均聚物由选自下组的一种具有生物相容性的亲水性单体 聚合而成：丙烯酰胺类单体、甲基丙烯酰胺类单体、丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单 体。
[0012] 优选地，上述疏水性嵌段共聚物由选自下组的一种疏水性单体与含PDMS基大分 子链转移试剂共聚而成：丙烯酸丙炔酯、甲基丙烯酸丙炔酯、乙基丙烯酸丙炔酯。
[0013] 优选地，上述硅氢化交联剂是指含氢聚硅氧烷（PHMS)。
[0014] -种制备上述两亲性共聚物网络的方法，包括如下步骤：
[0015] 1)通过ATRP制备星型亲水性均聚物，并对其进行叠氮改性；
[0016] 2)通过RAFT制备含悬挂炔基的疏水性嵌段共聚物；
[0017] 3)通过点击化学使步骤1)中得到的星型亲水性共聚物与步骤2)中得到的含悬挂 炔基疏水性嵌段共聚物结合一起，形成星型两亲性共聚物；
[0018] 4)使步骤3)中得到的星型两亲性共聚物与硅氢化交联剂发生固化交联反应，得 到两亲性共聚物网络。
[0019] 更具体地讲，上述制备两亲性共聚物网络的方法包括如下步骤：
[0020] 第一步：将三乙醇胺溶解于溶剂A中，得到三乙醇胺溶液，加入缚酸剂，缓慢滴加 亲核取代试剂，在-10°C?80°C下反应3?24小时，纯化后得到三臂星型小分子引发剂；其 中三乙醇胺、缚酸剂、亲核取代试剂的重量比为100 :80-800 :300-1200;
[0021] 第二步：将配体A、第一步得到的三臂星型ATRP小分子引发剂、亲水性单体、溶剂B 和第一催化剂混合，在惰性气氛下，在5?130°C下反应1?24h，纯化，得到亲水性三臂星 型均聚物，其中配体A、三臂星型ATRP小分子引发剂、亲水性单体、溶剂B、和第一催化剂的 重量比为 100 :60-320 :2500-8000 :2000-18000 :9. 6-380;
[0022] 第三步：将正十二烷基硫醇、碱液、丙酮、催化剂A，在-15°C?15°C下混合，加入 CS 2、多卤代烷，反应l_20h，得到RAFT试剂S-1-十二烷基-S' _(a，a'-二甲基-a 〃-乙酸）三硫代碳酸酯；其中正十二烷基硫醇、碱液、丙酮、催化剂A、CS2、多卤代烷的质 量比为 100 :30-300:100-1000 :0? 1-1 :30-300 :30-300;
[0023] 第四步：将第三步得到的RAFT试剂、功能化聚甲基硅氧烷、羧酸活化剂、脱水剂、 溶剂C混合，在10-100°C下反应2-24h，得到含PDMS (聚二甲基硅氧烷）基大分子链转移 试剂；RAFT试剂、功能化聚二甲基硅氧烷、羧酸活化剂、脱水剂、溶剂C的重量比为100: 10-500 ：50-200 ：5-20 ：500-5000 ；
[0024] 第五步：将含PDMS基大分子链转移试剂、疏水单体、溶剂D和引发剂A混合，在惰 性气氛下，在60-100°C下反应0. 5-24h，得到疏水性嵌段共聚物；其中疏水单体、含PDMS大 分子链转移试剂、引发剂A、溶剂D的质量比为100 :0. 1-10 :0. 01-0. 1 :200-5000;
[0025] 第六步：将配体B、第二步得到的亲水性三臂星型均聚物、第五步得到的疏水性嵌 段共聚物、溶剂E和第二催化剂混合，在惰性气氛下，在5?130°C下反应1?24h，纯化，得 到两亲性三臂星型共聚物；其中配体B、亲水性三臂星型均聚物、疏水嵌段共聚物、溶剂E和 第二催化剂的重量比为 100 :1000-10000 :1000-8000 :2500-18000 :40-150 ;
[0026] 第七步：将第六步所得的两亲性三臂星型共聚物与硅氢化交联剂溶解在溶剂F 中，在存在第三催化剂的条件下，在60?110°C下交联反应8?36小时，得到两亲性共聚 网络。后于加热板上于40-80°C、优选45-75°C、更优选50-70°C、更优选50-65°C、更优选 55-60 °C下继续反应6-12h，直至溶剂F蒸干，成膜。
[0027] 本发明采用的工艺反应可控性好，分子设计容易，可得到复杂的结构，交联效果 好。所制得的两亲性共聚物网络具有以下优点：其力学强度、韧性远高于一般的线性网络， 同时兼具良好的溶胀性能，尺寸分布的更加均匀，在生物医用材料方面有潜在用途，包括用 于制备隐形眼镜、人工脏器、药物控制释放载体等。
【附图说明】
[0028] 图1为实施例1中所得两亲性共聚物网络（APCN)的红外光谱图（下）与未经交 联的两亲性共聚物的红外光谱图（上）的对比图。从图1中可以看出，两亲性共聚物（上） 的3581CHT 1处出现的宽峰是星形HEMA链段（亲水链段）的-OH伸缩振动峰，1731CHT1出现 的尖锐吸收峰是HEMA上C = 0的伸缩振动吸收峰，2120CHT1附近出现了疏水链段--聚丙 烯酸丙炔酯上碳碳三键的吸收峰。与之不同的是，两亲性共聚物网络（下）中未出现不饱和 碳碳三键的特征吸收峰，说明两亲性共聚物中不饱和碳碳三键与硅氢化交联剂中的氢发生 了硅氢化反应，实现了两亲性共聚物与硅氢化交