一种环状嵌段共聚物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种环状嵌段共聚物及其制备方法和应用。环状嵌段共聚物具有以下表达式：CBC；其中，C嵌段由聚芳基乙烯嵌段氢化得到，且聚芳基乙烯嵌段中芳基的氢化度≥95％；B嵌段由聚共轭二烯嵌段氢化得到，且聚共轭二烯嵌段中烯基的氢化度≥95％。该聚合物具有较好的加工性能、机械性能、耐高温，且耐辐照、超洁净和透明度高，将其用于耐辐照医用材料，可以大大减少助剂的使用，可以解决辐照灭菌过程中容易发生小分子析出、颜色变黄、透明度下降、物理性能下降等技术问题。理性能下降等技术问题。理性能下降等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种环状嵌段共聚物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种高分子材料，具体涉及一种环状嵌段共聚物，还涉及其制备方法和作为耐辐照医用材料方面的应用，属于环状嵌段共聚物制备


技术介绍

[0002]药用包装材料或者医疗器械用橡塑配件常用灭菌方式有高温蒸汽杀菌、环氧乙烷蒸汽灭菌和辐照灭菌三种方式，三种方法各有优缺点，高温蒸汽杀菌往往灭菌效率不达标。环氧乙烷虽然可以杀灭各种微生物，具有穿透性强、对物品损坏小的特点，但环氧乙烷存在气体有毒、易燃易爆，灭菌循环时间较长易残留等问题。辐照灭菌具有灭菌数量多，速度快，辐照后可立即使用等特点。新冠疫情爆发后，环氧乙烷灭菌的缺陷进一步凸显，如在呼吸科和普通病房使用的雾化器、湿化瓶鼻氧管及湿化瓶等医疗耗材因产品含有液体不适合环氧乙烷灭菌，防疫物资不能及时快速灭菌导致物资紧缺。面对上述情况，环氧乙烷灭菌局限性较大。辐照灭菌是解决方案之一。
[0003]辐照灭菌是利用电离辐射产生的电磁波杀死大多数物质上的微生物的一种有效方法。采用Co
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60的γ射线辐照灭菌方式，应用越来越广，目前，是比较流行的灭菌方式。这种灭菌方式具有很多优势，比如，工艺简单，容易控制，没有环境污染，没有化学药物残留，加工过程不会引入任何杂质，可以带包装加工。聚苯乙烯(PS)、甲基丙烯酸甲酯
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丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物(MABS)及丁苯透明抗冲击树脂(SBC)等苯乙烯类聚合物具有高透明性、质氢价廉、无毒无味等优点，广泛应用于导管、雾化器、呼吸过滤器、输液管等透明医疗器械领域。然而苯乙烯类聚合物进行辐照灭菌时，容易发生小分子析出、颜色变黄、透明度下降、物理性能下降等问题。
[0004]通常，提高高分子材料制品的耐辐照灭菌能力，与材料本身分子结构、添加剂性质和物性是有关系的。已有耐辐射材料的相关专利涉及的材料配方成份较多，如中国专利(公开号CN 110776699 B)公开了一种耐辐照灭菌药用热塑性弹性体，中国专利(CN107674277B)公开了一种耐辐照抗菌塑料，但是这些专利产品中的材料中都包含了多种小分子助剂和添加剂，大大增加了辐照灭菌过程中小分子迁出、颜色变黄、透明度下降、物理性能下降等风险。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的第一个目的是在于提供一种分子链完全饱和的含环状结构嵌段的聚合物，该聚合物具有较好的加工性能、机械性能、耐高温，且耐辐照、超洁净和透明度高，满足医用材料

[0006]本专利技术的第二个目的是在于提供一种环状嵌段共聚物的制备方法，该制备方法工艺简单、原料成本低，有利于大规模生产。
[0007]本专利技术的第三个目的是在于提供一种环状嵌段共聚物的应用，该环状嵌段共聚物本身具有较好加工性能、机械性能、耐高温性能，且耐辐照、超洁净和透明度高等特点，将其
用于耐辐照医用材料，可以大大减少助剂的使用。
[0008]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种环状嵌段共聚物，其具有以下表达式：CBC；其中，C嵌段由聚芳基乙烯嵌段氢化得到，且聚芳基乙烯嵌段中芳基的氢化度≥95％；B嵌段由聚共轭二烯嵌段氢化得到，且聚共轭二烯嵌段中烯基的氢化度≥95％。本专利技术的环状嵌段共聚物具有三嵌段结构，相对CB或BC两嵌段结构，具有CBC三嵌段结构的环状嵌段共聚物具有良好的加工性能和注塑性能。
[0009]作为一个优选的方案，所述C嵌段的数均分子量为6300至135000。
[0010]作为一个优选的方案，所述B嵌段的数均分子量为3500至123000。B嵌段和C嵌段的分子量高低直接影响环状嵌段共聚物的加工性能和成型性能，如果分子量过高则流动性降低，而分子量过低则难以成型。
[0011]作为一个优选的方案，所述聚芳基乙烯嵌段由苯乙烯、α
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甲基苯乙烯、甲基苯乙烯(包括邻、间、对三种同分异构体)、乙基苯乙烯(包括邻、间、对三种同分异构体)、丙基苯乙烯(包括邻、间、对三种同分异构体)、对叔丁基苯乙烯、丁基苯乙烯(包括邻、间、对三种同分异构体)、4
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苯基苯乙烯中至少一种通过均聚或共聚得到。作为一个进一步优选的方案，所述聚芳基乙烯嵌段由苯乙烯、甲基苯乙烯(对甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯或间甲基苯乙烯)、对叔丁基苯乙烯中至少一种通过均聚或共聚得到。当选择单一的一种芳基乙烯单体时，其通过均聚得到聚芳基乙烯嵌段；当选择两种以上芳基乙烯单体时，其通过无规共聚得到聚芳基乙烯嵌段。
[0012]作为一个优选的方案，所述聚共轭二烯嵌段由1,3
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丁二烯、2
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甲基
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1,3
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丁二烯、2
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乙基
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1,3
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丁二烯、2,3
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二甲基
‑
1,3
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丁二烯、1,3
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戊二烯、2
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甲基
‑
1,3
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戊二烯、3
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丁基
‑
1,3
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辛二烯中至少一种通过均聚或共聚得到。作为一个进一步优选的方案，所述聚共轭二烯嵌段由丁二烯和/或异戊二烯通过均聚或共聚得到。当选择单一的一种共轭二烯单体时，其通过均聚得到聚共轭二烯嵌段；当选择两种以上共轭二烯单体时，其通过无规共聚得到聚共轭二烯嵌段。
[0013]作为一个优选的方案，C嵌段与B嵌段的重量比为18:82～90:10；较优选为20:80～75:25；更优选为20:80～70:30。C嵌段与B嵌段控制在合适的嵌段比能够赋予环状嵌段共聚物更好的加工性能和机械性能，如果C嵌段含量过低，则共聚物强度低，C嵌段含量过高，则造成共聚物韧性低。
[0014]作为一个优选的方案，所述聚芳基乙烯嵌段中芳基的氢化度≥98％；更优选为≥99％。氢化程度越高，饱和键含量越高老化性能越好，耐辐射性能越强。
[0015]作为一个优选的方案，所述聚共轭二烯嵌段中烯基的氢化度≥98％，更优选为≥99％。
[0016]作为一个优选的方案，所述环状嵌段共聚物包含环状嵌段共聚物的数均分子量为35000～150000克/摩尔，较优选为45000～100000克/摩尔；更优选为60000～90000克/摩尔。
[0017]以下例举几种典型的环状嵌段共聚物进行例举说明，但本专利技术的环状嵌段共聚物包括但不限于以下结构式：
[0018][0019][0020]其中，n是60至1300的整数；m
x
是64至2300的整数；R是氢化聚共轭二烯嵌段；分子量分布指数≤1.5。
[0021]本专利技术还提供了一种环状嵌段共聚物的制备方法，该方法是在阴离子聚合体系中，先加入芳基乙烯单体及引发剂，进行一段聚合；再加入共轭二烯烃单体，进行二段聚合；再加入芳基乙烯单体，进行三段聚合，得到三嵌段共聚物；将三嵌段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环状嵌段共聚物，其特征在于：具有以下表达式：CBC；其中，C嵌段由聚芳基乙烯嵌段氢化得到，且聚芳基乙烯嵌段中芳基的氢化度≥95％；B嵌段由聚共轭二烯嵌段氢化得到，且聚共轭二烯嵌段中烯基的氢化度≥95％。2.根据权利要求1所述的一种环状嵌段共聚物，其特征在于：所述C嵌段的数均分子量为6300至135000；所述B嵌段的数均分子量为3500至123000。3.根据权利要求1所述的一种环状嵌段共聚物，其特征在于：所述聚芳基乙烯嵌段由苯乙烯、α
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甲基苯乙烯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、丁基苯乙烯、4
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苯基苯乙烯中至少一种通过均聚或共聚得到；所述聚共轭二烯嵌段由1,3
‑
丁二烯、2
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甲基
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1,3
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丁二烯、2
‑
乙基
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1,3
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丁二烯、2,3
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二甲基
‑
1,3
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丁二烯、1,3
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戊二烯、2
‑
甲基
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1,3
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戊二烯、3
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丁基
‑
1,3
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辛二烯中至少一种通过均聚或共聚得到。4.根据权利要求3所述的一种环状嵌段共聚物，其特征在于：所述聚共轭二烯嵌段由丁二烯和/或异戊二烯通过均聚或共聚得到；所述聚芳基乙烯嵌段由苯乙烯、甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯中至少一种通过均聚或共聚得到。5.根据权利要求1所述的一种环状嵌段共聚物，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁红文，苏滢，杨帆，邬智勇，佘振银，张君花，
申请(专利权)人：中石化巴陵石油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：