一种含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及有机硅材料技术领域，为解决目前脂肪族聚酯材料在耐热性上存在的问题，本发明专利技术提出了一种含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材料及其制备方法，一种含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材料由羟基封端梯形聚倍半硅氧烷在催化剂作用下，与脂肪族环酯单体进行聚合反应制备而成。该方法是通过催化脂肪族环脂单体开环聚合，制备了一种可生物降解的嵌段共聚物，保证了材料的可生物降解性能，改善了脂肪族聚酯的耐热性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及有机硅材料
，为解决目前脂肪族聚酯材料在耐热性上存在的问题，本专利技术提出了，一种含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材料由羟基封端梯形聚倍半硅氧烷在催化剂作用下，与脂肪族环酯单体进行聚合反应制备而成。该方法是通过催化脂肪族环脂单体开环聚合，制备了一种可生物降解的嵌段共聚物，保证了材料的可生物降解性能，改善了脂肪族聚酯的耐热性。【专利说明】
本专利技术涉及有机硅材料
，具体地说涉及一种含梯形聚倍半硅氧烷的可生 物降解材料及其制备方法。
技术介绍
脂肪族聚酯(聚己内酯、聚丙交酯、聚碳酸酯等）因其制备条件温和、具有生物相容 性和生物可降解性等优点，被广泛应用于药物缓释、织物整理、靶向药物和环境友好材料等 领域。然而，它们的耐热性和机械性能往往不尽如人意，限制了其应用。近年来，梯形聚倍 半硅氧烷由于具有良好的溶解性、耐温性、低介电常数、机械性能和化学稳定性，引起了人 们的关注。 虽然含聚倍半硅氧烷的有机无机杂化材料报到很多，但还未有可生物降解材料方 面的应用。申请号为201310096492. 4的中国专利，公开了一种可酸降解的温度响应P0SS 杂化水凝胶的制备方法，该水凝胶以N-异丙基丙烯酰胺和乙烯基吡咯烷酮为共聚单体，以 八乙烯基笼状倍半硅氧烷和3, 9-二乙烯基-2, 4, 8, 10-四氧杂螺 i^一烷为共交联 齐U，通过氮气保护下60° C自由基溶液聚合得到。该专利技术将八乙烯基P0SS作为交联剂，与 N-异丙基丙烯酰胺和乙烯基吡咯烷酮等自由基共聚合制备了水凝胶。该产物不含有梯形聚 倍半硅氧烷结构，结构不规整，且不是生物可降解的。
技术实现思路
为解决目前脂肪族聚酯材料在耐热性上存在的问题，本专利技术提出了 一种含梯形聚 倍半硅氧烷的可生物降解材料及其制备方法，将羟基封端梯形聚倍半硅氧烷在催化剂作用 下，改善了脂肪族聚酯的耐热性。 本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材 料由羟基封端梯形聚倍半硅氧烷在催化剂作用下，与脂肪族环酯单体进行聚合反应制备而 成。该方法是通过催化脂肪族环脂单体开环聚合，制备了一种可生物降解的嵌段共聚物。 所述的制备方法为以下步骤： (1)在惰性气体保护下，将羟基封端梯形聚倍半硅氧烷与催化剂在溶剂中于40?140 °C下反应5?90 min，然后加入脂肪族环酯单体，聚合反应0.5?24 h; 所述的羟基封端梯形聚倍半硅氧烷选自苯基梯形聚倍半硅氧烷、甲基梯形聚倍半硅氧 烷，乙烯基梯形聚倍半硅氧烷中一种。作为优选，羟基封端梯形聚倍半硅氧烷的分子量为 5000 ?200000。 所述的催化剂选自辛酸亚锡、异辛酸亚锡、烷氧基稀土化合物、芳氧基稀土化合 物、正丁基锂中的一种或几种。其中，烷氧基稀土化合物选自异丙氧基钕、异丙氧基镧、异 丙氧基钐、异丙氧基镝、异丙氧基钪、异丙氧基钇中的一种；芳氧基稀土化合物为苯氧基钕、 苯氧基綱、苯氧基纪、苯氧基坑，2, 6_二叔丁基_4酌·氧基钦、2, 6_二叔丁基_4酌·氧基綱、 2, 6-二叔丁基-4酚氧基钇、2, 6-二叔丁基-4酚氧基钪中的一种。作为优选，催化剂用量 与羟基封端初级梯形聚倍半硅氧烷的摩尔比为4?8 :1。 所述的溶剂选自甲苯、二甲苯、四氢呋喃中的一种，作为优选，溶剂的用量与羟基封端 初级梯形聚倍半硅氧烷的质量比为〇. 5?6 :1，更优选为0. 5?4 :1。 所述的脂肪族环酯单体选自己内酯、丙交酯、环碳酸酯中的一种或几种，作为优 选，脂肪族环酯单体用量与催化剂的摩尔比为40?1000 :1。 作为优选，聚合反应的温度为40?140 °C。 作为优选，惰性气体选自氮气、氩气中一种。 (2)然后向反应体系中加入含盐酸的甲醇终止反应，用甲醇洗涤3?4次，干燥后 即得到一种含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材料。添加盐酸的甲醇是将聚合物沉淀出 来，沉淀出来后就可终止反应。作为优选，含盐酸的甲醇为含5 wt%盐酸的甲醇。 本专利技术的可生物降解材料在酶催化下降解，7?12天即可基本降解完毕。此外，可 生物降解材料在氮气保护下，热分解5 wt%的本专利技术生物降解材料的温度需要约260 °C， 表明该材料具有优良的耐热性能。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术中制备了含梯形聚倍半硅氧烷的 有机硅共聚物，保证了材料的可生物降解性能，改善了材料的耐热性能。 【专利附图】【附图说明】 图1为实施例2产物经降解时间为0天的酶降解显微照片； 图2为实施例2产物经降解时间为1天的酶降解显微照片； 图3为实施例2产物经降解时间为2天的酶降解显微照片； 图4为实施例2产物经降解时间为4天的酶降解显微照片； 图5为实施例2产物经降解时间为6天的酶降解显微照片； 图6为实施例2产物经降解时间为8天的酶降解显微照片。 【具体实施方式】 本专利技术通过以下的实施例作进一步详细说明，但实施例不是对本专利技术保护范围的 限制。 实施例1 向洁净、氮气保护下的100 ml三口瓶中，加入20 g (4 mmol)分子量5000的甲基梯形 聚倍半娃氧烧，并加入10 g甲苯，6. 4812 g (16 mmol)辛酸亚锡，在80 °C下反应30 min 后，加入73. 05 g (640 mmol)己内酯，在80 °C下聚合4 h，用含5 wt%盐酸的甲醇50 g终 止反应，并用150 g甲醇分三次洗涤产物，并真空干燥24 h，获得82. 1 g含梯形聚倍半硅氧 烷的可生物降解材料1。 含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材料1在氮气保护下热分解5 wt%的温度为 262。。。 实施例2 向洁净、氮气保护下的1000 ml三口瓶中，加入20 g (0. 4 mmol)分子量50000的苯基 梯形聚倍半娃氧烧，并加入80 g二甲苯,0.64812 g (1.6 mmol)异辛酸亚锡，在140 °C下 反应90 min后，加入73.05 g (640 mmol)己内酯，在140 °C下聚合0.5 h，用含5 wt%盐 酸的甲醇50 g终止反应，并用150 g甲醇分三次洗涤产物，并真空干燥24 h，获得66. 35 g 含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材料2。 含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材料2在氮气保护下热分解5 wt%的温度为 268。。。 聚合物的降解：以猪胰岛素在37 °C、pH为7的缓冲溶液中降解本实施例中所得产 物，其结果如下： 光学显微镜放大倍数均为500倍。图1?图6分别降解时间为0 d，l d，2 d，4 d，6 d， 8 d〇 从图中可知，未用酶降解的聚合物表面均匀，仅有少量褶皱。用酶降解所得嵌段共 聚物降解1 d以后，聚合物表面开始出现少量点状变薄的现象，说明降解已经开始了。而降 解2?6 d的过程中，空洞逐渐变大变多，降解加速。到降解8 d时，聚合物已经出现较大 的空洞，聚合物的结构无法维持原形。 实施例3 向洁净、氩气保护下的1000 ml三口瓶中，加入20 g (2 mmol)分子量10000的苯基梯 形聚倍半娃氧烧，并加入60 g甲苯，160 ml (16 mmol,浓度为0.1 mol/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材料，其特征在于，所述的一种含梯形聚倍半硅氧烷的可生物降解材料由羟基封端梯形聚倍半硅氧烷在催化剂作用下，与脂肪族环酯单体进行聚合反应制备而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄发，曹诚，陈忠红，刘佳，蒋剑雄，吴连斌，华西林，来国桥，陈利民，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33