耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体及其制法与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体及其制法与应用。所述制法包括：在保护性气氛下，使包含聚乳酸二元醇、聚己内酯二元醇、聚四氢呋喃二醇、二异氰酸酯类化合物、小分子二元醇扩链剂和催化剂的混合反应体系发生固化反应，制得耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体。本发明专利技术通过调节软硬段种类、比例可以直接控制材料的各项性能，使制备的耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体拉伸强度在40～50MPa，断裂伸长率在250～800％，玻璃化转变温度Tg在30～40℃，同时工艺简单、操作简便，适于大规模生产。适于大规模生产。适于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体及其制法与应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体及其制法与应用。

技术介绍

[0002]温敏型高分子材料是一种新型功能高分子材料，即具有形状记忆功能的一种材料，是近年来高分子材料研究、开发和应用的一个新的分支点。它们在电子电气、航空航天、包装、医疗、工程技术及日常生活领域具有广阔的应用前景。其中温敏性聚合物在生物医学领域有着广泛的应用，特别是药物释放系统、组织工程支架、生物分离、基因转化染剂等。聚合物良好的生物相容性和耐压性是衡量其能否成为生物医学应用，尤其是体内应用的重要指标之一。
[0003]温敏型聚氨酯是一种新型的热致形状记忆高分子材料，其是一种典型的多嵌段聚合物，其原料选择范围广，同时具有十分灵活且多变的结构可设计性，可通过调节二异氰酸酯、扩链剂以及低聚物二元醇的种类、比例和分布，使聚氨酯材料获得适宜的力学强度、硬度、耐磨性、回弹性、稳定性、亲疏水性和可降解性等，且可以制成泡沫塑料、薄膜、纤维、弹性体和水乳液等多种类型的产品，在许多领域有着广泛的应用。由于聚氨酯的软硬段之间热力学不相容，分子链中的氨基甲酸酯、醚、酯、脲基甲酸酯、脲、缩二脲等基团形成的多层次氢键相互作用，导致聚氨酯具有独特的微相分离结构，同样赋予了聚氨酯材料独特的结构和性能特征。聚氨酯材料除了优异的力学性能、回弹性和良好的加工性能外，还具有优良的血液相容性和组织相容性。这些优异的性能使聚氨酯被广泛应用于生物医学领域，如血管、外置心室辅助装置、植入式人工心脏等，具有很高的潜在应用价值，研究综合性能优异的温敏聚氨酯弹性体势在必行。
[0004]聚醚型具有较好的透湿性、亲水性、断裂伸长率、柔顺性和耐低温性能，但耐热和耐光性较差，拉伸强度不高。聚酯型具有良好的力学性能和成膜性能，耐热、耐光，但酯基易于水解，其制品耐水性不好。因此对这两种类型聚氨酯进行复合，可实现优缺互补。聚乳酸和聚己内酯是最广泛使用的生物基聚酯之一，它们具有来源广泛、价格低廉、绿色可再生等特点，有效缓解能源。聚四氢呋喃醚二醇聚醚型聚氨酯弹性体中比较常用的低聚物多元醇之一，PTMG型聚氨酯具有优良的耐水、耐油、耐磨、耐低温等性能。将聚酯多元醇和聚醚多元醇共聚可以有效改善聚乳酸的脆性和聚己内酯的低熔点、聚四氢呋喃不耐温等问题，使得综合性能更加优越。但是基于此的研究报道仍然有限，且机械性能相对较差、工艺繁复以及可控性差，无法满足实际使用需求。因此设计一种耐压温敏型热塑性聚酯聚醚型聚氨酯弹性体材料以满足本领域新的需求是十分必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体及其制法与应用，以克服现有技术的不足。
[0006]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0007]本专利技术实施例提供了一种耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体的制备方法，其包括：在保护性气氛下，使包含聚乳酸二元醇、聚己内酯二元醇、聚四氢呋喃二醇、二异氰酸酯类化合物、小分子二元醇扩链剂和催化剂的混合反应体系发生固化反应，制得耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体。
[0008]本专利技术实施例还提供了前述的制备方法制得的耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体，所述耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体包括软段结构和硬段结构；所述软段结构由聚乳酸二元醇、聚己内酯二元醇和聚四氢呋喃二醇组成，所述硬段结构由二异氰酸酯类化合物和小分子二元醇扩链剂组成。
[0009]本专利技术实施例还提供了前述的耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体在生物医学领域中的用途。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0011](1)本专利技术制备的耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体，原料组成简单、来源广泛，无溶剂，可操控性强，制备步骤简便，通过一步法直接合成制备，本专利技术工艺简单、操作简便，适于大规模生产；
[0012](2)本专利技术制备的耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体中软段采用聚乳酸二元醇、聚己内酯二元醇、聚四氢呋喃二醇，可以有效改善聚乳酸的脆性、聚己内酯的低熔点、应力诱导下易结晶和聚四氢呋喃不耐热等问题，使得综合性能更加优越；
[0013](3)本专利技术通过调节软硬段种类、比例可以直接控制材料的各项性能，制备了一系列耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体，其拉伸强度在40～50MPa，断裂伸长率在250～800％，玻璃化转变温度Tg在30～40℃；
[0014](4)本专利技术提供的耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体可作为一种温敏材料，可应用于生物医学领域。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术实施例1
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3中制备的耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体的红外谱图；
[0017]图2是本专利技术实施例1
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3中制备的耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体的应力
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应变曲线图；
[0018]图3是本专利技术实施例1
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3中制备的耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体的DMA曲线图。
具体实施方式
[0019]鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是使用聚乳酸二元醇、聚己内酯二元醇，聚四氢呋喃二醇和二异氰酸酯，并
用小分子二元醇扩链，通过调节软硬段种类、比例等因素可控地制备得到耐压温敏型聚酯
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聚醚型聚氨酯弹性体材料。所得产物通过FTIR测试证明成功合成了聚酯
‑
聚醚型聚氨酯弹性体；通过拉伸测试证明合成的聚氨酯弹性体机械性能优异；通过DMA测试证明其具有良好的温敏性能，以上综合证明得到了机械性能与温敏性能具佳的聚酯
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聚醚型聚氨酯弹性体材料。
[0020]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]具体的，作为本专利技术技术方案的一个方面，其所涉及的一种耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体的制备方法包括：在保护性气氛下，使包含聚乳酸二元醇、聚己内酯二元醇、聚四氢呋喃二醇、二异氰酸酯类化合物、小分子二元醇扩链剂和催化剂的混合反应体系发生固化反应，制得耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体。
[0022]在一些优选实施方案中，所述混合反应体系包括按质量百分数计的如下组分：聚乳酸二元醇5～30wt％、聚己内酯二元醇25～50wt％、聚四氢呋喃二醇5～25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于包括：在保护性气氛下，使包含聚乳酸二元醇、聚己内酯二元醇、聚四氢呋喃二醇、二异氰酸酯类化合物、小分子二元醇扩链剂和催化剂的混合反应体系发生固化反应，制得耐压温敏型热塑性聚乳酸基聚氨酯弹性体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合反应体系包括按质量百分数计的如下组分：聚乳酸二元醇5～30wt％、聚己内酯二元醇25～50wt％、聚四氢呋喃二醇5～25wt％、二异氰酸酯类化合物30～38wt％、小分子二元醇扩链剂7～13wt％及催化剂0.01～0.05wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述聚乳酸二元醇的数均分子量为500～3000；和/或，所述聚己内酯二元醇的数均分子量为500～4000；和/或，所述聚四氢呋喃二醇的数均分子量为500～4000。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述二异氰酸酯类化合物包括异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述小分子二元醇扩链剂包括1，4
‑
丁二醇、乙二醇、1，3
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丙二醇、2
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甲基
‑
1，3
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丙二醇、2，3
‑
丁二醇、1，5
‑
戊二醇、3
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甲基
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1，5
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戊二醇、1，4
‑
环己烷二甲醇中的任意一种或两种以上的组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：余海斌，孙俪文，侯茜，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：