一种自愈合的生物可降解材料制造技术

本发明专利技术公开了一种自愈合的生物可降解材料，所述材料是由苹果酸与1，8‑辛二醇在负压反应釜中进行聚合反应得到。反应过程绿色无污染，反应工艺简单易行，反应无副产物排放，最终产物生物可降解，绿色无毒，健康环保。制备的生物可降解材料可运用于生微胶囊、液芯纤维、仿人体毛细血管丛，其中在仿生材料，药物释放或人体组织代替材料方面，具有重大应用前景。

A self healing biodegradable material

The invention discloses a self - Healing biodegradable material, which is obtained by polymerization of malic acid with 1, 8, dioxin in a negative pressure reactor. The reaction process is green and pollution-free, the reaction process is simple and feasible, no by-products are emitted from the reaction, and the final product is biodegradable, green, non-toxic, healthy and environmental protection. Biodegradable materials prepared can be used in microcapsules, liquid core fibers, and human capillaries, which have great potential in biomimetic materials, drug release or human tissue instead of materials.

【技术实现步骤摘要】
一种自愈合的生物可降解材料
本专利技术涉及高分子合成领域，具体涉及一种自愈合的生物可降解材料。
技术介绍
自愈合聚合物(self-healpolymer)，是一类能进行自我修复的新材料，该材料有助于提高塑料部分的寿命和安全性。自愈合聚合物材料是受自我修复生物体系的触发而发展的，这是一个新兴迷人的研究领域，可以明显拓宽聚合物材料的工作寿命和广泛应用的安全性。自愈合聚合物复合材料应用比较多的是在微胶囊、液芯纤维、仿人体毛细血管丛方面，其中仿生材料，药物释放或是人体组织代替材料，自愈合材料具有重要意义。2011年，以瑞士弗里堡大学的材料科学家ChristophWeder为首的一个研究小组开发出一种暴露在紫外光下可“自愈合”的橡塑材料。最终这种材料有望被用于清漆、涂料或手机外壳中。Weder和他的开发小组在塑料上做出一道深刮痕后，只需用集中紫外光对着照射即可修复。紫外光仅加热刮痕周围的区域，只需短短一分钟就能消除刮痕。之所以能实现自我愈合，其秘诀在于聚合物的特殊结构。传统型聚合物是由被强大的共价键附着的长链状分子所组成的。而Weder开发出的塑料则是穿插锌或镧离子的较短的分子结构。在固态下，其分子构成有粘性的“金属坐标”联结物，其长链结构可有效地与金属离子相连。当在塑料上照射紫外光时，紫外光被金属离子吸收后转化为热量-这股热量足以融化局部区域并修复断裂。在测试中，Weder的研究小组在他们开发的一块400微米厚的塑料上划出了一道200多微米深的刮痕。在紫外光下照射两次，每次30秒后，刮痕就被修复了。2013年，西班牙圣塞瓦斯蒂安电化学技术中心的研究人员成功研制出首个自愈合聚合物，它被誉为是第一款无须外来干预就能进行自我修复的聚合物。研究人员称，聚合物被切割成两半后，它们会重新聚拢到一起，一个样本在2个小时内能够完成97％的自我修复。科学家称，用这种材料制成的单个组件，即使用手使劲拉伸，也不会断掉。他们表示：“这种材料在室温环境下能进行有效的自我修复，不用加热或光照等任何额外的外来干预。”他们表示，从电子元件到住宅，该材料有助于提高塑料部分的寿命和安全性。类似聚合物已经被应用到很多商品中，这种新型聚合物“具有很大的商业潜力，便于真正的商业应用。”然而，现有的自愈合材料常常存在毒副作用大，生产过程繁琐、不环保、废水废气等问题，并且自愈合效果也不好。
技术实现思路
鉴于上述和/或现有自愈合的生物可降解材料中存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术的目的是解决现有技术的不足，提供一种无毒副作用，自愈合效果较好的自愈合的生物可降解材料。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术提供一种自愈合的生物可降解材料，所述材料是由苹果酸与1，8-辛二醇在负压反应釜中进行聚合反应得到。所述聚合反应过程中需控制投料顺序和反应时间。作为本专利技术所述一种自愈合的生物可降解材料的一种优选方案，其中：所述投料顺序和反应时间为先投入苹果酸反应45h，反应完成后提纯，再投入1，8-辛二醇反应9h。需要强调的是反应投料顺序及时间的是本专利技术的关键技术方案之一，投料顺序颠倒是无法得到最终产品的。所述聚合反应过程中需控制反应温度和反应真空度。作为本专利技术所述一种自愈合的生物可降解材料的一种优选方案，其中：所述温度为：105-110℃，所述真空度为：10Pa～2000Pa。优选温度110℃。需要强调的是反应温度对产物的性能及反应时间有着直接影响，温度低于105-110℃，得不到产物，高于105-110℃副反应增加，而在105℃反应，虽然也可以得到最终产品，但反应时间较长，因此最终实验选择110℃反应9h为最佳条件。所述聚合反应过程中需控制苹果酸与1，8-辛二醇的投料质量比。作为本专利技术所述一种自愈合的生物可降解材料的一种优选方案，其中：所述苹果酸和1，8-辛二醇的投料质量比为：1.6:1～2。需要强调的是苹果酸和1,8-辛二醇的投料质量对产物最终的自愈合能力有着直接影响，实验证实比例为1.6:1～2之间都可以实现自愈合，可根据实际生产需要来选择投料比。本专利技术所述的自愈合的生物可降解材料在生物医用材料领域的应用。具体可运用于生物组织之间的连接，人体肌肉或组织的替代材料，生微胶囊、液芯纤维、仿人体毛细血管丛等等。本专利技术所具有的有益效果：1、苹果酸和1,8-辛二醇都是绿色无污染，并且生物相容性好的原材料。2、反应过程绿色无污染，反应工艺简单易行，反应无副产物排放，最终产物生物可降解，绿色无毒，健康环保。3、当苹果酸和1,8-辛二醇的质量比为1.6:1～2时，得到的材料具有自愈合的性能。如投入的苹果酸和1,8-辛二醇的质量比例大于1.6:1，则材料会失去自愈合的能力；而投入的苹果酸和1,8-辛二醇的质量比例小于1.6:2，则材料不成型。4、所得到的一种自愈合的生物可降解材料，其愈合时间极短，断口几乎可达到瞬间愈合。5、通过苹果酸和1,8-辛二醇聚合反应之后，得到的一种自愈合的生物可降解材料可运用于生微胶囊、液芯纤维、仿人体毛细血管丛，其中在仿生材料，药物释放或人体组织代替材料方面，具有重大应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为采用实施例1～6方法制得的自愈合的生物可降解材料的自愈合能力展示照片。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。实施例1将质量比为1.6:1的苹果酸和1,8-辛二醇备好待用，先将苹果酸投入反应釜中，压力为负压：500Pa，温度为110℃，反应时间为45h，反应完成后提纯，再投入备好定量的1,8-辛二醇，反应压力为500Pa，温度为110℃，反应时间为9h。可得到一种自愈合的生物可降解材料。实施例2至3：采用与实施例1相同的步骤，仅改变苹果酸和1,8-辛二醇的投料质量比(见下表)。苹果酸和1,8-辛二醇的投料质量比实施例11.6:1实施例21.6:1.5实施例31.6:2实施例4至6采用与实施例1相同的步骤，仅改变真空度(见下表)真空度实施例410Pa实施例51000Pa实施例62000Pa对比例1将质量比为1.6:0.5的苹果酸和1,8-辛二醇备好待用，先将苹果酸投入反应釜中，压力为负压：500Pa，温度为110℃，反应时间为45h，反应完成后提纯，再投入备好定量的1,8-辛二醇，反应压力为500Pa，温度为110℃，反应时间为9h。对比例2将质量比为1.6:3的苹果酸和1,8-辛二醇备好待用，先将苹果酸投入反应釜中，压力为负压：500Pa，温度为110℃，反应时间为45h，反应完成后提纯，再投入备好定量的1,8-辛二醇，反应压力为500Pa，温度为110℃，反应时间为9h。对比分析：本申请涉及的一种自愈合的生物可降解材料，可运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自愈合的生物可降解材料，其特征在于：所述材料其有效成分是由苹果酸与1，8‑辛二醇在负压反应釜中进行聚合反应得到。

【技术特征摘要】
1.一种自愈合的生物可降解材料，其特征在于：所述材料其有效成分是由苹果酸与1，8-辛二醇在负压反应釜中进行聚合反应得到。2.根据权利要求1所述的自愈合的生物可降解材料，其特征在于：所述聚合反应过程中需控制投料顺序和反应时间。3.根据权利要求2所述的自愈合的生物可降解材料，其特征在于：所述投料顺序和反应时间为先投入苹果酸反应45h，反应完成后提纯，再投入1，8-辛二醇反应9h。4.根据权利要求1所述的自愈合的生物可降解材料，其特征在于：所述聚合反应过程中需控制反应温度和反应真空度。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴德峰，仇亚昕，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32