[发明专利]一种天然大分子改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，具体说是涉及一种天然大分子改性热塑性聚氨酯（TPU）的制备方法。

背景技术

聚氨酯（PU）弹性体是一类具有综合性能的高分子材料，耐磨性好、硬度范围宽、强度和伸长率高、负载支撑容量大、减震效果好、耐油性能优异、生物相容性、生物可降解性和成型加工性能好、性能可控，无毒，无“三致”作用，故聚氨酯弹性体居目前合成材料之首，除大量用在耐磨、耐油、吸震和高负载容量上之外，还大量用作人工心脏及人工心脏辅助装置、人造血管、人造肾脏、人造皮肤、介入诊疗导管、人工关节、人工软骨、生物粘接剂、神经导管和控制释放载体等医用材料上。

在医学领域所选用的高分子材料要比工业上的要求高得多，尤其对植入人体的材料要求更高，具体要求是：化学性能稳定；组织相容性好；无致癌性；耐生物老化；能经受各种消毒过程而不变性；成型加工性能好。目前，聚氨酯弹性体的生物活性不够，在医学领域的应用有很大的局限性，所以需要制备一种生物活性高的聚氨酯弹性体材料，来满足医学领域对高分子的需求。

天然大分子包括壳聚糖、透明质酸、纤维素等，具有良好的生物相容性，在人体内可生物降解，无毒副作用，来源广泛，生物活性高，因此较常用于生物医药、保健食品方面。但是天然大分子的机械性能、耐生物老化能力和成型加工性能明显不足。所以急需一种方法，利用天然大分子制备新型的聚氨酯材料，使材料除了符合生物医用材料的基本要求之外，具有天然大分子良好的生物活性和多种优异的生物功能的特征，同时具有聚氨酯弹性体耐生物老化、力学性能好、易加工等的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种天然大分子改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：天然大分子改性的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其步骤为：

1）将聚己内酯二醇与聚乙二醇按质量比1:10~10:1加入反应器中，升温至50~120℃，搅拌至聚己内酯二醇和聚乙二醇完全熔融，抽真空至反应器内压力为-0.01～-0.1MPa，继续搅拌3±0.5h后，向反应器中充入氮气，保持容器内压力为10~40Pa，滴加入钛酸酯或有机锡类催化剂，再加入二异氰酸酯，保持反应器温度为90±2℃反应1~3h，得聚氨酯预聚体；

所述钛酸酯或有机锡类催化剂占聚己内酯二醇和聚乙二醇两者总质量的0.01%~0.5%，二异氰酸酯与聚己内酯二醇、聚乙二醇两者总质量的质量比为0.9~1.1:1；

2）向步骤1）所得聚氨酯预聚体中加入天然大分子物质，搅拌溶解，天然大分子物质与聚氨酯预聚体的质量比为0.9~1.2:1；

3）氮气保护下将步骤2）的液体升温至60~120℃，滴加二异氰酸酯所用质量1Wt.%~10Wt.%的二元醇扩链剂，保持温度60~120℃反应0.5~3.5h；

4）将步骤3）所得物质降温至60±2℃，停止搅拌、停止氮气保护，取出反应器中物质，将其置于90~130℃的真空烘箱中，干燥2~24h，得天然大分子改性的热塑性聚氨酯弹性体。

所述的聚乙二醇，数均分子量为200~4600，所述的聚己内酯二醇，数均分子量为500~6000。

所述钛酸酯类催化剂选自下述物质中的一种或几种：钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯；所述有机锡类催化剂为二辛酸锡或二月桂酸二丁基锡。

所述的二异氰酸酯混合物选自下述物质中的一种：甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯。

所述的二元醇扩链剂选自下述物质中的一种或几种：1，4-丁二醇、2-甲基丁二醇、4-乙基庚二醇、3-甲基己二醇。

所述的天然大分子物质为壳聚糖、透明质酸和纤维素。

所述的天然大分子物质的数均分子量为2×10⁵~5×10⁵。

本发明的有益效果：用可完全生物降解聚合物作为聚氨酯的多元醇组分，与二异氰酸酯一起反应来合成无毒、安全、可生物吸收和生物降解的聚氨酯弹性体，同时与生物大分子进行共混，具有较好的生物相容性。通过改变配比可对材料硬度和弹性进行调整，以适应不同用途的需求。

本产品采用预聚体法合成，合成过程简单，反应条件温和，容易控制。此类聚氨酯特别适合应用于医学领域。

具体实施方式

下面详细描述本发明的具体实施方案。

实施例1