一种生物可降解型聚氨酯基材料及其制备方法技术

本申请涉及聚氨酯的领域，具体公开了一种生物可降解型聚氨酯基材料及其制备方法。一种生物可降解型聚氨酯基材料包括以下重量份物质：聚丙交酯多元醇30～50份、功能助剂3～7份、水0.3～0.5份、异氰酸酯40～60份、补强材料3～12份；所述补强材料包括果胶基气凝胶颗粒。其制备方法包括取聚丙交酯多元醇、功能助剂、水和补强材料搅拌混合，制备得组分A；取异氰酸酯为组分B；将组分A和组分B混合搅拌，置于模具中，保温处理后，静置，即可制备得所述生物可降解型聚氨酯基材料。本申请采用果胶基气凝胶颗粒作为生物可降解型聚氨酯基材料内部的支撑骨架结构，有效吸附和锚固生物可降解型聚氨酯基材料基体，改善其力学性能。改善其力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种生物可降解型聚氨酯基材料及其制备方法


[0001]本申请涉及聚氨酯的领域，尤其是涉及一种生物可降解型聚氨酯基材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯是主链中含有氨基甲酸酯基重复单元的一类高分子化合物的统称，通常情况下由异氰酸酯和多元醇发生加聚反应生成，为典型的嵌段型共聚物。其中，聚合物中
‑
NCO与
‑
OH比例的不同使聚氨酯有热固性和热塑性之别；而按多元醇种类的不同可把聚氨酯分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯。
[0003]随着聚氨酯的应用愈发增多，面对后续的废弃物处理，聚氨酯的生物降解性变得愈发重要，可生化性已成为聚氨酯的关键要求。使用天然高分子材料生产可降解的聚氨酯基体，可以减轻聚氨酯工业对石化工业的依赖，也可以缓解环境危机。
[0004]针对上述相关技术，专利技术人认为现有天然材料生成的聚氨酯材料其力学性能不佳，无法满足现有的医学、生活等方面对高强度和高韧性的生物可降解型聚氨酯材料的需求。

技术实现思路

[0005]为了改善现有生物可降解型聚氨酯材料强度和韧性性能不佳缺陷，本申请提供一种生物可降解型聚氨酯基材料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种生物可降解型聚氨酯基材料，采用如下的技术方案：
[0007]一种生物可降解型聚氨酯基材料，聚丙交酯多元醇30～50份；
[0008]功能助剂3～7份；
[0009]水0.3～0.5份；
[0010]异氰酸酯40～60份；
[0011]补强材料3～12份；
[0012]所述补强材料包括果胶基气凝胶颗粒。
[0013]通过采用上述技术方案，本申请采用果胶基气凝胶颗粒作为生物可降解型聚氨酯基材料内部的支撑骨架结构，由于果胶基气凝胶颗粒中的果胶材料交联紧密，形成的孔径结构致密，有效改善了其力学性能和韧性强度，从而使其添加至聚氨酯材料中，通过其自身存在的多孔隙结构，有效吸附和锚固生物可降解型聚氨酯基材料基体，改善其力学性能。
[0014]在此基础上，本申请采用的果胶无毒且成膜性好，能与聚丙交酯多元醇制备的聚氨酯材料具有良好的相容性能。同时本申请采用的聚丙交酯多元醇本身也为生物可降解型材料，所以本申请最终制备的生物可降解型聚氨酯基材料不仅具有良好的生物可降解性能，同时还具有良好的韧性强度和力学性能。
[0015]优选的，所述果胶基气凝胶颗粒采用以下方案制成：
[0016]取果胶溶液并均质处理，收集均质液；
[0017]对均质液中添加叔丁醇和氯化锌溶液，搅拌混合收集得混合液；
[0018]取混合液并置于无水乙醇中，过滤去除滤液后，再在高压装置中经液态二氧化碳处理后，干燥并研磨分散，收集得所述果胶基气凝胶颗粒。
[0019]通过采用上述技术方案，本申请进一步优化了果胶气凝胶材料的制备方案，由于本申请采用的果胶是一种亲水的生物基聚合物，通过锌离子和乙醇的添加，能有效促使高分子链发生交联反应，使果胶在水中稳定存在，有利于后续至的果胶气凝胶材料具有良好的结构强度和支撑强度。
[0020]优选的，所述补强材料还包括角蛋白纳米水凝胶。
[0021]优选的，所述角蛋白纳米水凝胶中蛋白质分子量为6000～8000Da。
[0022]通过采用上述技术方案，本申请进一步优化了补强材料的组成，通过选用角蛋白纳米水凝胶进行改性，由于角蛋白是纯天然高分子化合物且将其制备成纳米水凝胶材料后，具有良好的力学性能和结构强度，能有效改善生物可降解型聚氨酯基材料的强度和力学性能。
[0023]优选的，所述补强材料还包括纤维素纳米水凝胶。
[0024]通过采用上述技术方案，本申请优选了纤维素纳米水凝胶材料，由于纳米纤维素具有良好的长径比和半结晶结构，能形成缠结网络的倾向，有利于形成机械性能更稳定的水凝胶。从而使本申请制备的纤维素纳米水凝胶材料具有良好的膨胀性能、多孔结构和机械强度。能有效负载和填充至生物可降解型聚氨酯基材料内部，改善其结构性能，从而提高了其力学强度。
[0025]优选的，所述果胶基气凝胶颗粒、角蛋白纳米水凝胶和纤维素纳米水凝胶质量比为3：(1～3)：(1～5)。
[0026]优选的，所述补强材料采用以下方案制成：
[0027]取纤维素纳米水凝胶与角蛋白纳米水凝胶搅拌混合，收集得混合水凝胶；
[0028]取果胶基气凝胶颗粒与混合水凝胶搅拌混合，均质处理并收集得补强材料。
[0029]通过采用上述技术方案，本申请通过选用果胶基气凝胶颗粒为主要的固化和填充材料，以纤维素纳米水凝胶与角蛋白纳米水凝胶协同改性，一方面，果胶基气凝胶颗粒具有良好的结构性能和吸附性能，有效吸附和缠结水凝胶结构，改善了生物可降解型聚氨酯材料的结构性能；在此基础上，本申请采用的纳米纤维素水凝胶具有良好的强度、角蛋白纳米水凝胶则进一步改善了其韧性强度，从而使制备的生物可降解型聚氨酯材料的强度和韧性进一步提高。
[0030]第二方面，本申请提供一种生物可降解型聚氨酯基材料的制备方法，包括以下制备步骤：
[0031]取聚丙交酯多元醇、功能助剂、水和补强材料搅拌混合，制备得组份A；
[0032]取异氰酸酯为组分B；
[0033]将组分A和组分B混合搅拌，置于模具中，保温处理后，静置，即可制备得所述生物可降解型聚氨酯基材料。
[0034]通过采用上述技术方案，本申请优化了制备的步骤，通过该制备方案制备的生物可降解型聚氨酯材料结构均一且稳定，具有良好的韧性强度和力学性能。
[0035]综上所述，本申请具有以下有益效果：
[0036]第一、本申请采用果胶基气凝胶颗粒作为生物可降解型聚氨酯基材料内部的支撑骨架结构，由于果胶基气凝胶颗粒中的果胶材料交联紧密，形成的孔径结构致密，有效改善了其力学性能和韧性强度，从而使其添加至聚氨酯材料中，通过其自身存在的多孔隙结构，有效吸附和锚固生物可降解型聚氨酯基材料基体，改善其力学性能。
[0037]在此基础上，本申请采用的果胶无毒且成膜性好，能与聚丙交酯多元醇制备的聚氨酯材料具有良好的相容性能。同时本申请采用的聚丙交酯多元醇本身也为生物可降解型材料，所以本申请最终制备的生物可降解型聚氨酯基材料不仅具有良好的生物可降解性能，同时还具有良好的韧性强度和力学性能。
[0038]第二、本申请通过选用果胶基气凝胶颗粒为主要的固化和填充材料，以纤维素纳米水凝胶与角蛋白纳米水凝胶协同改性，一方面，果胶基气凝胶颗粒具有良好的结构性能和吸附性能，有效吸附和缠结水凝胶结构，改善了生物可降解型聚氨酯材料的结构性能；在此基础上，本申请采用的纳米纤维素水凝胶具有良好的强度、角蛋白纳米水凝胶则进一步改善了其韧性强度，从而使制备的生物可降解型聚氨酯材料的强度和韧性进一步提高。
[0039]第三、本申请优化了制备的步骤，通过该制备方案制备的生物可降解型聚氨酯材料结构均一且稳定，具有良好的韧性强度和力学性能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物可降解型聚氨酯基材料，其特征在于，包括以下重量份物质：聚丙交酯多元醇30～50份；功能助剂3～7份；水0.3～0.5份；异氰酸酯40～60份；补强材料3～12份；所述补强材料包括果胶基气凝胶颗粒。2.根据权利要求1所述的一种生物可降解型聚氨酯基材料，其特征在于，所述果胶基气凝胶颗粒采用以下方案制成：取果胶溶液并均质处理，收集均质液；对均质液中添加叔丁醇和氯化锌溶液，搅拌混合收集得混合液；取混合液并置于无水乙醇中，过滤去除滤液后，再在高压装置中经液态二氧化碳处理后，干燥并研磨分散，收集得所述果胶基气凝胶颗粒。3.根据权利要求1所述的一种生物可降解型聚氨酯基材料，其特征在于，所述补强材料还包括角蛋白纳米水凝胶。4.根据权利要求3所述的一种生物可降解型聚氨酯基材料，其特征在于，所述角蛋白纳米水凝胶中蛋白质分子量为6000～8000Da。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健明，
申请(专利权)人：张健明，
类型：发明
国别省市：