[发明专利]甲基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的合成方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及医用高分子材料技术领域，尤其涉及一种甲基丙烯酸甲酯、 N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的合成方法。

【背景技术】

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是由甲基丙烯酸甲酯(MMA)经自由基 聚合而成的聚合物，为通常所指的骨水泥的主要材料，其生物相容性好， 在临床上已得到广泛运用。

聚维酮(PVP)是由N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)经自由基聚合而成的 亲水材料，具有极低的毒性和生理惰性，常用做药物缓释剂，在用于接触 镜中时可增强其亲水性和润滑性。

甲基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯烷酮通过自由基共聚可以得到两种单 体的共聚物。自20世纪90年代以来，甲基丙烯酸甲酯和N-乙烯基吡咯烷 酮共聚物材料已被广泛用做接触镜。

目前甲基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的聚合方法一般为溶 液聚合或乳液聚合。溶液聚合、乳液聚合具有反应体系散热性好，反应体 系较为平稳的优点，是工业上广泛应用的方法。但其产物中往往含有较高 的溶剂、乳化剂及其它助剂残留，且去除较为困难，这些残留物对材料的 生物安全性也有较为不利的影响。

本体聚合是合成甲基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的另一种 方法，但本体聚合反应体系通常散热困难，局部受热严重，甚至有可能发 生“爆聚”现象，严重损害产品性能及生产安全性。

【发明内容】

本发明旨在克服现有技术的以上缺陷，提供一种改进的方法，以能够 安全、有效地获得甲基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯烷酮共聚物。

本发明提供一种甲基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯烷酮共聚物的合成方 法，包括步骤热聚合：使甲基丙基酸甲酯、N-乙烯基吡咯烷酮单体在引发 剂存在下，发生热本体聚合反应，以获得预聚体；以及光固化：使所述预 聚体在紫外光条件下发生固化反应，获得甲基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯 烷酮无规共聚物，其中N-乙烯基吡咯烷酮结构单元质量分数为10-60％。

一些实施例中，所述方法还可以包括：纯化：将共聚物分散于极性有 机溶剂中，随后与水混合，沉淀、过滤、干燥，获得经纯化的甲基丙烯酸 甲酯、N-乙烯基吡咯烷酮无规共聚物。

一些实施例中，在所述热聚合步骤中，甲基丙烯酸甲酯与N乙烯基吡 咯烷酮单体的质量比可以为1：9至9：1。

一些实施例中，在所述热聚合步骤中，引发剂可以为偶氮类或过氧类 引发剂中的一种或更多种。

一些实施例中，引发剂可以选自AIBN、ACVA、BPO、AIBME、ABVN、 LPO，或它们的任意组合。

一些实施例中，引发剂的用量可以为甲基丙烯酸甲酯与N乙烯基吡咯 烷酮单体总重量的5％以下。

一些实施例中，所述热聚合反应的温度可以为40-90℃。

一些实施例中，所述热聚合反应至体系粘度可以为500-1500mPa.s。

一些实施例中，所述光固化反应可以在280-450nm波长的紫外光辐射 下进行。

一些实施例中，所述无规共聚物的数均分子量可以为20000-1000000。

一些实施例中，极性有机溶剂可以选自丙酮、乙醇、四氢呋喃、二甲 基甲酰胺、乙酸、甲酸，或它们的任意组合。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过采用热聚合与光聚合 相结合的分段聚合工艺，反应条件温和，能够有效抑制本体聚合反应中的 “爆聚”现象，产物纯化容易，工艺生产安全，适于工业化生产。

【具体实施方式】

现有技术中在使用本体聚合法制备甲基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯烷 酮共聚物时，常常因散热困难，局部受热严重，甚至发生“爆聚”现象， 严重损害产品性能及生产安全性。

鉴于此，本发明人创造性地采用了热聚合与光固化相结合的分段聚合 工艺。在热聚合反应阶段，得到适当粘度的预聚体，适当的粘度为随后的 光固化提供了较为稳定的反应体系，且减少了单体挥发。光聚合能够在常 温进行，从而有效地控制了反应体系中的反应热，不会发生“爆聚”现象， 工艺安全，适用于工业化生产。