本发明具体涉及一种反应挤出制备聚乳酸基聚氨酯弹性体的方法及其应用，属于聚合物制备
技术领域：
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背景技术：
：目前，一次性输液器等医疗器械的主要材质为聚氯乙烯(pvc)。但由于医用pvc中通常含有有毒增塑剂(例如邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯，简称dehp，且重量分数高达40％-60％)、未聚合的致癌单体氯乙烯(vinylchloride)，并且吸附这些材料后，部分药物会降低治疗效果，同时这种医用pvc自身不具有生物降解能力，使用后易造成环境污染与破坏。因此，中国食品药品监督管理局要求输液器生产企业应研发环保、安全、无吸附的一次性输液器取代pvc。目前业界研发人员开发成功并商业化的取代pvc材料的有：热塑性弹性体(tpe)、具有优异的生物相容性的热塑性聚氨酯(tpu)。但所有这些材料都不具有生物降解能力，使用后易形成生物污染和长期的环境污染。另外，tpu通常是通过溶液聚合方法得到的，生产效率不高，且容易造成环境污染。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种反应挤出制备聚乳酸基聚氨酯弹性体的方法及其应用，以克服现有技术中的不足。为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：本发明实施例提供了一种反应挤出制备聚乳酸基聚氨酯弹性体的方法，其包括：将聚乳酸共聚物多元醇、异氰酸酯化合物、小分子多元醇和催化剂于双螺杆挤出机中均匀混合，并进行反应挤出，获得所述聚乳酸基聚氨酯弹性体。在一些较佳实施方案之中，所述反应挤出的条件包括：螺杆温度优选为90～200℃，螺杆转速优选为20～200转/分。在一些较佳实施方案之中，所述聚乳酸共聚物多元醇、异氰酸酯化合物和小分子多元醇的摩尔质量比优选为1：(2～6)：(0.5～5)；所述催化剂的用量为聚乳酸共聚物多元醇的0.1wt％左右。在一些较为具体的实施方案之中，所述反应挤出制备聚乳酸基聚氨酯弹性体的方法具体包括：将聚乳酸共聚物多元醇、异氰酸酯化合物、小分子多元醇和催化剂加入双螺杆挤出机中进行反应挤出，之后通过成条口模使熔体成细条状，冷却，获得聚乳酸基聚氨酯弹性体。进一步的，所述双螺杆挤出机的投料区温度优选为90～120℃，反应区温度优选为110～200℃，挤出区温度优选为110～160℃。本发明实施例还提供了前述的反应挤出制备聚乳酸基聚氨酯弹性体的方法于制备一次性医疗器械中的应用。与现有技术相比，本发明的优点包括：1.本发明提供的反应挤出制备聚乳酸基聚氨酯弹性体的方法操作简单、生产效率高，且所用原料来源广泛，适用于大规模生产；2.本发明提供的反应挤出制备聚乳酸基聚氨酯弹性体的方法可以随时调整反应挤出工艺，可适应不同的物料体系，用于生产不同类型的产品。3.本发明的方法中采用聚乳酸-聚己内酯共聚物多元醇作为原料，能够有效提高纯聚乳酸聚氨酯弹性体的耐水解性及韧性。4.采用本发明提供的方法制备的聚乳酸基聚氨酯弹性体可生物降解且具有优异的生物相容性，可用于一次性医疗器械，且不会造成环境污染。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本发明实施例的一个方面提供的一种反应挤出制备聚乳酸基聚氨酯弹性体的方法包括：将聚乳酸共聚物多元醇、异氰酸酯化合物、小分子多元醇和催化剂于双螺杆挤出机中均匀混合，进行反应挤出，获得所述聚乳酸基聚氨酯弹性体。在一些较佳实施方案之中，所述反应挤出的条件包括：螺杆温度优选为90～200℃，尤其优选为120～180℃，螺杆转速优选为20～200转/分，尤其优选为30～100转/分。在一些较佳实施方案之中，所述聚乳酸共聚物多元醇、异氰酸酯化合物和小分子多元醇的摩尔质量比优选为1：(2～6)：(0.5～5)，尤其优选为1：(2.5～4)：(1～3)。在一些较佳实施方案之中，所述聚乳酸共聚物多元醇主要由乳酸与己内酯缩聚或丙交酯与己内酯开环共聚合制备而成。优选的，所述聚乳酸共聚物多元醇为聚乳酸-聚己内酯共聚物多元醇。优选的，所述聚乳酸共聚物多元醇的数均分子量在500～4000之间。在一些较佳实施方案之中，所述异氰酸酯化合物包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述小分子多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、癸二醇、十二烷基二醇、对苯二酚二羟乙基醚、三羟甲基丙烷中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述催化剂包括辛酸亚锡、三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。其中，所述催化剂可以采用业界已知的任何合适用量，例如可以为所述聚乳酸共聚物多元醇质量的0.1wt％以下(优选为大于0而小于或等于0.1wt％)，催化剂的加入不仅可以加快反应速度，利于反应挤出，而且还可在一定程度上提升产物的性能(包括但不限于其韧性、耐水解性等)。在一些较为具体的实施方案之中，所述反应挤出制备聚乳酸基聚氨酯弹性体的方法具体包括：将聚乳酸共聚物多元醇、异氰酸酯化合物、小分子多元醇和催化剂加入双螺杆挤出机中进行反应挤出，之后通过成条口模使熔体成细条状，冷却，获得聚乳酸基聚氨酯弹性体。在一些较佳实施例中，所述双螺杆挤出机的投料区温度优选为90～120℃，尤其优选为100～110℃，反应区温度优选为110～200℃，挤出区温度优选为110～160℃。本发明实施例还提供了前述的反应挤出制备聚乳酸基聚氨酯弹性体的方法于制备一次性医疗器械中的应用。例如，所述一次性医疗输注器械包括一次性输液器、输液瓶、输液袋、输血器或采血袋等，且不限于此。进一步的，本发明实施例还提供了一种装置，其包含上述方法制备的聚乳酸基聚氨酯弹性体。特别是，所述装置的局部区域为由所述聚乳酸基聚氨酯弹性体组成的可变形区域，或者，所述装置内的至少一个元件为由所述聚乳酸基聚氨酯弹性体组成的可变形元件。其中，所述的装置包括一次性医疗输注器械，例如一次性输液器、输液瓶、输液袋、输血器、采血袋等，且不限于此。以下通过若干实施例进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。实施例1：取500g数均分子量为2000的聚乳酸-聚己内酯共聚二元醇、22.5g1,4-丁二醇、62.5g二苯基甲烷二异氰酸酯和0.01g二月桂酸二丁基锡混合，通过计量泵注入双螺杆挤出机，经过反应挤出、冷却，得到聚乳酸基聚氨酯弹性体，其中一种典型聚乳酸基聚氨酯弹性体的力学性能测试数据参见表1所示。本实施例中双螺杆挤出机的参数设定如下：实施例2：取500g数均分子量为1000的聚乳酸-聚己内酯共聚二元醇、59g己二醇、125.1g二苯基甲烷二异氰酸酯和0.01g二月桂酸二丁基锡混合，通过计量泵注入双螺杆挤出机，经过反应挤出、冷却，得到聚乳酸基聚氨酯弹性体，其力学性能测试数据参见表1所示。本实施例中双螺杆挤出机的参数设定如下：实施例3：取500g数均分子量为2000的聚乳酸-聚己内酯共聚二元醇、43.6g癸二醇、68g二苯基甲烷二异氰酸酯和0.01g辛酸亚锡混合，通过计量泵注入双螺杆挤出机，经过反应挤出、冷却，得到聚乳酸基聚氨酯弹性体，其力学性能测试数据参见表1所示。本实施例中双螺杆挤出机的参数设定如下：实施例4：取500g数均分子量为2000的聚乳酸-聚己内酯共聚二元醇、50.6g十二烷基二醇、65g二苯基甲烷二异氰酸酯和0.01g三亚乙基二胺混合，通过计量泵注入双螺杆挤出机，经过反应挤出、冷却，得到聚乳酸基聚氨酯弹性体，其力学性能测试数据参见表1所示。本实施例中双螺杆挤出机的参数设定如下：表1实施例1-4中各产物的力学性能测试数据(100mm/min)拉伸强度(mpa)断裂伸长率(％)耐水解性实施例125.1340一周实施例222.5300一周实施例315.0650一周实施例417.6560一周对比例135210四天对比例1：取500g数均分子量为2000的聚乳酸二元醇、22.5g1,4-丁二醇、62.5g二苯基甲烷二异氰酸酯和0.01g二月桂酸二丁基锡混合，通过计量泵注入双螺杆挤出机，经过反应挤出、冷却，得到聚乳酸聚氨酯弹性体，其中一种典型聚乳酸基聚氨酯弹性体的力学性能测试数据参见表1所示。本对比例中双螺杆挤出机的参数设定如下：应当理解，以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。当前第1页12