本发明专利技术提供一种弹性聚合物，其包含(1)按重量计占所述弹性聚合物10％到60％的量的硬链段，其中所述硬链段包括氨甲酸酯、尿素或氨甲酸酯脲；以及(2)按重量计占所述弹性聚合物40％到90％的量的软链段，其中所述软链段包括聚异丁烯大分子二醇和/或二胺。还揭示一种形成基于聚异丁烯的热塑性氨甲酸酯的方法，所述方法包含以下步骤：(a)使聚异丁烯大分子二醇和/或二胺与二异氰酸酯反应以形成第一反应混合物；(b)将金属催化剂和增链剂与所述第一反应混合物组合以产生第二反应混合物，所述金属催化剂与所述二异氰酸酯的摩尔比大于0.0:1并且小于或等于0.4:1；以及(c)使所述第二反应混合物反应一段足以形成所述基于聚异丁烯的热塑性氨甲酸酯的时间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种弹性聚合物，其包含(1)按重量计占所述弹性聚合物10％到60％的量的硬链段，其中所述硬链段包括氨甲酸酯、尿素或氨甲酸酯脲；以及(2)按重量计占所述弹性聚合物40％到90％的量的软链段，其中所述软链段包括聚异丁烯大分子二醇和/或二胺。还揭示一种形成基于聚异丁烯的热塑性氨甲酸酯的方法，所述方法包含以下步骤：(a)使聚异丁烯大分子二醇和/或二胺与二异氰酸酯反应以形成第一反应混合物；(b)将金属催化剂和增链剂与所述第一反应混合物组合以产生第二反应混合物，所述金属催化剂与所述二异氰酸酯的摩尔比大于0.0:1并且小于或等于0.4:1；以及(c)使所述第二反应混合物反应一段足以形成所述基于聚异丁烯的热塑性氨甲酸酯的时间。【专利说明】高强度聚氨异丁烯聚氨甲酸酯 相关申请 本申请案依据35U.S.C. §119或365主张2012年11月21日提交的美国临时申 请案编号61/729, 124以及2013年5月3日提交的美国临时申请案61/819, 285的优先权。 以上申请案的全部教导内容都以引用的方式并入本文中。
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技术介绍
热塑性聚氨甲酸酯、聚脲以及聚氨甲酸酯脲代表一系列重要的链段化嵌段共聚物 热塑性弹性体。其可以被挤出成型，射出成型或压缩成型，或进行溶液纺丝。它们提供了多 种物理特性和特征，包括较高的拉伸强度和撕裂强度、耐化学性和抗磨损性、良好的可加工 性以及防护屏障特性。聚氨甲酸酯是如起搏器、除颤器、血管成形术球囊、外科引流管、透析 装置等与血液接触的生物医学装置的生产中最常用的材料。 取决于组成，即，取决于弹性软链段的体积分率，这些聚合物可以是柔软并且呈橡 胶状的材料，或是坚硬并且具有刚性的材料。聚氨甲酸酯或聚脲的硬链段是由二异氰酸酯 和小分子二醇或二胺增链剂构成的。这些硬链段除包含二异氰酸酯外，还可以分别包含例 如二胺以及二醇与二胺的组合。这些软链段主要是低分子量聚合二醇，其可以包括聚酯二 醇、聚醚二醇以及聚二烯二醇。 将聚醚二醇并入软链段中的聚氨甲酸酯一般会因聚醚软链段的氧化（尤其是在 与催化氧化降解的金属接触时）而经历长期的体内生物不稳定性。这一不足限制了聚氨甲 酸酯用于长期应用。 基于聚异丁稀（Polyisobutylene，PIB)的热塑性聚氨甲酸醋（thermoplastic polyurethane，TPU)提供较高的热稳定性、氧化稳定性和水解稳定性，但在不添加聚醚或聚 酯二醇情况下呈现不足的机械特性。仍需要一种呈现足够的机械特性和生物稳定性的基于 PIB 的 TPU。
技术实现思路
现已发现，基于PIB的TPU的机械特性主要受合成期间存在的催化剂浓度影响。具 体来说，利用特定范围的催化剂浓度将得到具有实质上改进的机械强度的基于PIB的TPU。 在一个示例实施例中，本专利技术是一种包含硬链段和软链段的弹性聚合物。所述硬 链段的存在量按重量计为所述弹性聚合物的10%到60%，其中所述硬链段包括氨甲酸酯、 尿素或氨甲酸酯脲。所述软链段的存在量按重量计为所述弹性聚合物的40 %到90 %，其中 所述软链段包括聚异丁烯大分子二醇和/或二胺，并且不包括聚醚大分子二醇。所述弹性 聚合物的数量平均分子量大于或等于40千道尔顿，并且所述硬链段的多分散指数在1. 58 与2. 17之间，包括1. 58和2. 17在内。 在另一个实施例中，本专利技术是一种形成基于聚异丁烯的热塑性氨甲酸酯的方法， 所述方法包含以下步骤：使聚异丁烯大分子二醇和/或二胺与二异氰酸酯反应以形成第一 反应混合物；将金属催化剂和增链剂与所述第一反应混合物组合以产生第二反应混合物， 所述金属催化剂与所述二异氰酸酯的摩尔比大于0. 0:1并且小于或等于0. 4:1 ;以及使所 述第二反应混合物反应一段足以形成所述基于聚异丁烯的热塑性氨甲酸酯的时间。 在另一个实施例中，基于聚异丁烯的热塑性氨甲酸酯是通过包含以下步骤的方 法形成的：使聚异丁烯二醇与二异氰酸酯反应以形成反应混合物；将烷基二醇的金属催 化剂与所述反应混合物组合，所述金属催化剂的元素金属与二异氰酸酯的摩尔比x在 0. 0: l〈x〈0. 4:1范围内；以及使所述反应混合物与烧基二醇的所述金属催化剂反应一段足 以形成所述基于聚异丁烯的热塑性氨甲酸酯的时间。 本专利技术的基于聚异丁烯的热塑性聚氨甲酸酯可以用于制造适用于生产生物医学 装置、外科引流器、透析装置等的弹性材料。本专利技术的基于聚异丁烯的热塑性材料呈现优于 先前所揭示的材料的多个优点。具体来说，这些基于聚异丁烯的热塑性材料不依赖于聚醚 或聚酯大分子二醇来实现足够的机械特性。在聚合物结构中不存在聚醚或聚酯二醇结构的 情况下，本专利技术的基于聚异丁烯的热塑性材料对于影响先前所揭示的基于聚异丁烯的热塑 性塑料的水解和氧化降解不具有相同的生物不稳定性。 本专利技术的基于聚异丁烯的热塑性塑料呈现了超出先前已知的不含聚醚或聚酯二 醇的热塑性塑料的改进的拉伸强度和伸长率百分比。通过控制催化剂浓度，可以合成机 械特性与含有聚醚或聚酯大分子二醇的基于聚异丁烯的热塑性材料类似的基于聚异丁烯 的热塑性材料。这些改进的机械特性是由硬链段较窄的分子量分布（molecular weight distribution，MWD)所引起。 【专利附图】【附图说明】 以上内容将从以下本专利技术的示例实施例的更具体说明中显而易见，如附图中所 示，其中相同的参考符号在不同视图中始终指代相同的部分。图式不必按比例绘制，而是强 调图示本专利技术的实施例。 图1是热流（mW)随温度（°C )变化的曲线。 图2A是损耗模量（E〃）随温度（°C )变化的曲线。 图2B是tan S随温度（°C )变化的曲线。 图3A是I (cnT1)随qCinT1)变化的曲线。 图 3B 是 q2I (q) (1014cnT3)随 qOinT1)变化的曲线。 图4A是I (cnT1)随qCinT1)变化的曲线。 图 4B 是 q2I (q) (1014cnT3)随 qOinT1)变化的曲线。 图5是表示基于PIB的TPU可以基于催化剂浓度形成的实例结构构形的说明。 图6是拉伸应力（MPa)随伸长率（％ )变化的曲线。 图7是基于PIB(0H)d^ TPU在尝试氧化之前和之后的洗脱时间（min)的曲线。 图8是PIB(烯丙基-0H)2的洗脱时间（min)覆盖在裂解的基于PIB(烯丙基-0H) 2 的TPU的洗脱时间上的曲线。 图9是裂解的基于PIB(烯丙基_011)2的TPU的硬链段的洗脱时间（min)的曲线。 【具体实施方式】 术语表 如本文所用，术语"分子量分布"（MWD)是指在给定聚合物样品中聚合物分子间的 分子量分布。MWD是以曲线表示，其中 x轴度量聚合物样品的分子量，并且y轴度量具有相 应分子量的聚合物分子的数量。较窄的曲线对应于给定聚合物样品中聚合物分子间均一的 分子量分布。 如本文所用，术语"多分散指数"（polydispersity index，roi)也是指给定聚合 物样品中聚合物分子间的分子量分布。PDI计算值是重量平均分子量除以数量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种弹性聚合物，包含：(1)按重量计占所述弹性聚合物10％到60％的量的硬链段，其中所述硬链段包括氨甲酸酯、尿素或氨甲酸酯脲；以及(2)按重量计占所述弹性聚合物40％到90％的量的软链段，其中所述软链段包括聚异丁烯大分子二醇和/或二胺；其中所述弹性聚合物的数量平均分子量大于或等于约40千道尔顿；其中所述硬链段的多分散指数在1.58与2.17之间，包括1.58和2.17在内；并且其中所述软链段不包括聚醚大分子二醇。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道夫·弗斯特，韦欣瑜，
申请(专利权)人：马萨诸塞州大学，
类型：发明
国别省市：美国;US
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