[发明专利]一种环境多响应性水性有机硅材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环境多响应性水性有机硅材料及其制备方法。环境多响应性水性有机硅材料，其结构式如下:本发明还涉及该环境多响应性水性有机硅材料的制备方法。本发明首次制备了以Si‑O‑Si为主链的多响应性聚硅氧烷功能材料，其在低于临界温度时是完全水溶性的；并且响应范围宽，响应灵敏度高，相转变过程通常发生在0.2～0.5℃范围内。

技术领域

本发明涉及一种环境多响应性水性有机硅材料及其制备方法，具体涉及一种通过水解缩合制备的新型多响应性聚硅氧烷功能材料，属于功能聚硅氧烷、功能高分子技术领域。

背景技术

聚硅氧烷有机硅材料具有链柔性高、表面能低、透气性好、无毒、生理惰性及生物相容性等特点，已成为一种必不可少的新型功能材料，该材料已在生物材料及医药治疗等领域得到了广泛应用。然而，由于其疏水性及环境惰性的特点，传统的聚硅氧烷在药物可控释放及精细临床应用方面已经无法满足需求。

当受到外界环境条件变化的影响时，刺激响应性高分子的某些性质会发生相应的变化，如亲疏水性、溶解性等。在达到其低临界溶解温度时会便随着显著和可逆的相分离的发生，因此，环境响应性高分子在药物控释和临床医疗方面具有一般材料无法比拟的优势。

将聚硅氧烷材料赋予刺激响应性特性，必将得到新型功能材料。目前，该刺激响应性复合材料的制备通常采用嵌段共聚或改性方式，其所得的刺激响应性材料是由无响应性特性的聚硅氧烷与其它响应性高分子两部分杂化而成。正因为环境惰性及疏水性聚硅氧烷链段的存在，这种所谓的刺激响应性聚硅氧烷通常具有两亲性，且难以完全溶于水溶液。

水解缩合是小分子硅烷变成聚硅氧烷工序中一个特别重要的步骤。在小分子硅烷功能化过程中，传统的化学改性方法受到极大的限制，因为小分子硅烷中的烷氧基不稳定，易于与改性过程中产生的小分子反应等。而有机硅改性过程中常用的硅氢加成反应既需要使用易失活的贵金属催化剂，又需要对特定活性基团进行保护及脱保护。

发明内容

本发明的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种聚硅氧烷Si-O-Si为主链的功能材料及其制备方法，该功能材料的合成单体是通过胺烯反应制得，该功能材料是通过功能单体的水解缩合制得。反应在室温下进行，所用原料成本低，制备工艺简单、方法可靠、环境友好、转化率高、反应能耗低，工业化应用前景好。

本发明的技术任务之二是提供该聚硅氧烷功能材料独特的性能，该功能材料具有环境多刺激响应性，包括温度响应性、pH响应性和无机盐响应性，刺激响应性灵敏度高，具有重要的应用前景。

本发明的技术方案如下：

一种环境多响应性水性有机硅材料，其结构式如下:

式中，i,j,k在环境多响应性水性有机硅材料的链结中所占比例分别为i:0～80％,j:0～20％,k:20～100％，链结总数为20～2000，R选自-NHCH₂CH₂CONHCH(CH₃)₂-NHCH₂CH₂CON(CH₃)₂-NHCH₂CH₂COOCH₂CH₂N(CH₃)₂或-NHCH₂CH₂COOCH₂CH₂N(C₂H₅)₂基团之一。

根据本发明优选的，多响应性聚硅氧烷功能材料的分子量为1000～100000。

根据本发明优选的，所述R为-NHCH₂CH₂CONHCH(CH₃)₂。