具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料及制备方法、制件制备和形状恢复方法，本发明专利技术涉及形状记忆聚合物复合材料及其制备方法、具有多步形状记忆效应的制件的制备和形状恢复方法。本发明专利技术是要解决现有的具有多步形状记忆功能的可降解形状记忆聚合物化学结构复杂及合成工艺复杂的技术问题，本发明专利技术的材料由基本可生物降解聚合物、附加可生物降解聚合物和增强纳米粒子组成；该材料由模压或溶液浇注法制备；将具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料加热至其中各聚合物材料的玻璃化转变温度以上进行变形，再冷却得到制件；制件形状恢复：将制件加热至各个玻璃化转变温度以上，则制件的形状得到恢复。本发明专利技术的材料可用于生物医学领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及形状记忆聚合物复合材料及其制备方法、具有多步形状记忆效应的制件的制备和形状恢复方法。
技术介绍
生物可降解形状记忆聚合物兼具有生物可降解性与形状记忆效应，在生物医学领域有广阔的应用前景，但是形状记忆功能单一严重制约其在一些特殊医学领域的应用。针对形状记忆功能单一这一问题，Andreas Lendlein 等在 proceedings of the nationalacademy ofsciences, USA, vol. 103(48) ；2006. p. 18043-7 (国家科学研究院学报第 103 卷第18043 18047页)中公开的文章Polymeric triple shape materials (三种形状的高分子聚合物)中公开了一种可降解形状记忆聚合物，该可降解形状记忆聚合物用两种相对 独立结构的聚合物体系来实现三种形状的变化，从而使该可降解形状记忆聚合物具有两步形状记忆功能，但是该类聚合物化学结构及合成工艺复杂，依据此种方法，如果实现多步形状记忆则必然要同时存在多个相对独立的聚合物网络结构，那么材料的设计和制备将非常困难。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的具有多步形状记忆功能的可降解形状记忆聚合物化学结构复杂及合成工艺复杂的技术问题，而提供。本专利技术的具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料按质量份数由60 90份的基本可生物降解聚合物、10 40份的附加可生物降解聚合物和O 5份的增强纳米粒子组成，其中增强纳米粒子为无机纳米粒子或碳纳米管，基本可生物降解聚合物为聚L-乳酸(PLLA)和聚混旋乳酸(PDLLA)中的一种或两种按任意比的组合，附加可生物降解聚合物为聚(乙-丙交酯)(PLGA)和聚(L-丙交酯-ε -己内酯)(PLCL)中一种或两种按任意比的组合。其中聚L-乳酸(PLLA)、聚混旋乳酸(PDLLA)、聚(乙-丙交酯)(PLGA)和聚(L-丙交酯-ε -己内酯)(PLCL的)相对分子量为10 30万。无机纳米粒子为轻基磷灰石(HA)纳米粒子、MgO纳米粒子、SiO2纳米粒子、TiO2纳米粒子、Fe3O4纳米粒子或碳纳米管。以上无机纳米粒子生物相容性好，可用于人体。聚(乙-丙交酯)(PLGA)是由L-丙交酯(L-LA)单体与乙交酯(GA)单体按摩尔比为85 15的无规共聚物。聚(L-丙交酯-ε -己内酯)(PLCL)是由L-丙交酯(L-LA)单体与ε-己内酯(ε -CL)单体按摩尔比为70 30的无规共聚物。本专利技术的具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料的形状记忆性能是通过改变外界温度实现的，其恢复温度是由可生物降解聚合物的玻璃化转变温度决定的。本专利技术的具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料的制备方法按以下步骤进行一、按质量份数称取60 90份的基本可生物降解聚合物、10 40份的附加可生物降解聚合物和O 5份的增强纳米粒子，得到原料；其中增强纳米粒子为无机纳米粒子或碳纳米管，基本可生物降解聚合物为聚L-乳酸(PLLA)和聚混旋乳酸(PDLLA)中的一种或两种按任意比的组合，附加可生物降解聚合物为聚(乙-丙交酯)(PLGA)和聚(L-丙交酯-ε -己内酯)(PLCL)中一种或两种按任意比的组合；二、将步骤一称取的原料混合均匀后，加入到温度为190 210°C的模具中，在10 15MPa的压力下模压3 5min，得到具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料。 本专利技术的具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料的制备方法还可以按以下步骤进行一、按质量份数称取60 90份的基本可生物降解聚合物、10 40份的附加可生物降解聚合物和O 5份的增强纳米粒子，得到原料；其中增强纳米粒子为无机纳米粒子或碳纳米管，基本可生物降解聚合物为聚L-乳酸(PLLA)和聚混旋乳酸(PDLLA)中的一种或两种按任意比的组合，附加可生物降解聚合物为聚(乙-丙交酯)(PLGA)和聚(L-丙交酯-ε -己内酯)(PLCL)中一种或两种按任意比的组合；二、将步骤一称取的原料加入三氯甲烷中混合均匀，得到混合液，再将混合液用溶液浇注法成型得到薄膜，即为具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料。利用具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料制备具有多步形状记忆效应的制件的方法是将具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料中的各组分的玻璃化转变温度按从高到低排列，从最高的玻璃化转变温度起依次将具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料加热至各个玻璃化转变温度以上10 15°C进行变形，然后再分别冷却其玻璃化转变温度以下20 25°C固定形变，得到具有多步形状记忆效应的制件。其中变形为扩径、拉伸、压缩、弯曲和扭转中的一种或几种的组合。具有多步形状记忆效应的制件的形状恢复的方法是具有多步形状记忆效应的制件的制备材料中的各组分的玻璃化转变温度按从低到高排列，从最低的玻璃化转变温度起依次将具有多步形状记忆效应的制件加热至各个玻璃化转变温度以上10 15°C，具有多步形状记忆效应的制件的形状依次得到恢复。本专利技术的具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料的形状记忆性能是通过改变外界温度实现的，其恢复温度是由可生物降解聚合物的玻璃化转变温度决定的。本专利技术的材料能够在不同的温度下恢复预先设定的不同形状，与现有技术相比具有以下特点(I)具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料可提供更为复杂的操作，完成复杂动作；(2)具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料是由具有不同玻璃化转变温度的生物可降解聚合物通过物理共混制成，简化了形状记忆聚合物复合材料的分子结构及合成工艺；(3)纳米粒子的加入，起到颗粒增强的作用，使得多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料具有更高的恢复力、力学性能及特定的功能性，有利于拓展材料的应用领域。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式的具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料按质量份数由60 90份的基本可生物降解聚合物、10 40份的附加可生物降解聚合物和O 5份的增强纳米粒子组成，其中增强纳米粒子为无机纳米粒子或碳纳米管，基本可生物降解聚合物为聚L-乳酸(PLLA)和聚混旋乳酸(PDLLA)中的一种或两种按任意比的组合，附加可生物降解聚合物为聚(乙-丙交酯)(PLGA)和聚(L-丙交酯-ε -己内酯)中一种或两种按任意比的组合。本实施方式的材料能够在不同的温度下恢复预先设定的不同形状，与现有技术相比具有以下特点(I)具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料可提供更为复杂的操作，完成复杂动作；(2)具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料是由具有不同玻璃化转变温度的生物可降解聚合物通过物理共混制成，简化了形状记忆聚合物 复合材料的分子结构及合成工艺；(3)纳米粒子的加入，起到颗粒增强的作用，使得多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料具有更高的恢复力、力学性能及特定的功能性，有利于拓展材料的应用领域。具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一不同的是聚L-乳酸(PLLA)、聚混旋乳酸(PDLLA)、聚(乙-丙交酯)(PLGA)和聚(L-丙交酯-ε -己内酯)(PLCL的)相对分子量为10 30万。其它本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料，其特征在于具有多步形状记忆效应的可生物降解聚合物复合材料按质量份数由60～90份的基本可生物降解聚合物、10～40份的附加可生物降解聚合物和0～5份的增强纳米粒子组成；其中增强纳米粒子为无机纳米粒子或碳纳米管，基本可生物降解聚合物为聚L？乳酸和聚混旋乳酸中的一种或两种按任意比的组合，附加可生物降解聚合物为聚(乙？丙交酯)和聚(L？丙交酯？ε？己内酯)中一种或两种按任意比的组合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁玺丽，王建永，孙志洁，姜雪，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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