[发明专利]以聚硅氧烷基聚氨酯为交联剂的高分子水凝胶及其胶束聚合制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子水凝胶，特别是涉及一种以聚硅氧烷基聚氨酯为交联剂的高分子水凝胶及其胶束聚合制备方法。

背景技术

高分子水凝胶敷料能够吸收大量渗液，促进创面自体清创，维持伤口表面适中的湿度环境，加快伤口愈合。但是，传统水凝胶的透氧性普遍比较差，长时间覆盖伤口时可能会使创面有闷热感和烧灼感，增加患者的不舒性，不利于伤口愈合。

有机硅材料是一种优异的生物医用材料，其分子链比较柔顺性，且含有体积较大的-Si(CH₃)₂O-基团，具有优异的氧气透过性。因此，可利用有机硅材料来改善高分子水凝胶的透氧性能。目前，将有机硅分子链引入到高分子水凝胶的主要方法是在有机硅分子链中键接可反应性基团(例如，环氧基、巯基、碳碳双键等)，再使其与亲水单体通过聚合反应形成交联网络结构。基于有机硅分子链中可反应性基团的结构与官能度，有机硅分子链能以侧链或者交联点的方式引入到高分子水凝胶分子链中。然而，有机硅是一种非极性材料，在水中的溶解性极差，因而目前所报道的关于含有机硅分子链的高分子水凝胶的制备过程基本在有机溶剂中进行，再通过溶剂置换而得到含有机硅分子链的高分子水凝胶。这类制备方法不得不使用有机溶剂，故操作较为复杂，制备过程不环保。在名称为“Hemocompatibility and cytocompatibility of styrenesulfonate‐grafted PDMS‐polyurethane‐HEMA hydrogel(Chien‐Hong Lin,Win‐Chun Jao,Yi‐Hsing Yeh,Wen‐Ching Lin,Ming‐Chien Yang,Colloids and Surfaces B:Biointerfaces,2009,70,132.)”的研究论文中，作者先设计和制备了末端带有碳碳双键的聚硅氧烷基聚氨酯大分子单体，再将其与甲基丙烯酸羟乙酯共聚制得含有机硅分子链的高分子水凝胶。该体系虽然能有效将有机硅分子链引入到高分子水凝胶中，但共聚体系以四氢呋喃为溶剂，在聚合完成后需用大量的水置换四氢呋喃，制备所耗时间较长，会产生大量含有机物的废水，且所得的高分子水凝胶的断裂伸长率最高只有100％左右。

发明内容

本发明的目的在于采用胶束聚合法制备一种不使用有机溶剂，具有良好透氧性能和物理机械性能的以聚硅氧烷基聚氨酯为交联剂的高分子水凝胶及其胶束聚合制备方法。

本发明提出的一种以聚硅氧烷基聚氨酯为交联剂的高分子水凝胶的制备方法，先合成丙烯酸酯类单体封端的聚硅氧烷基聚氨酯大分子单体，并用表面活性剂配制胶束水溶液；然后，将大分子单体加入到胶束水溶液中并搅拌，使大分子单体进入到胶束中，再加入丙烯酰胺类单体和光引发剂，并用超声使其完全溶解，得到含丙烯酰胺类单体、丙烯酸酯类单体封端的聚硅氧烷基聚氨酯大分子单体的胶束和光引发剂的水溶液体系；用光引发这一体系所含单体的均聚以及丙烯酰胺类单体与胶束中的大分子单体间的自由基共聚合反应，制得含聚硅氧烷分子链的、以聚硅氧烷基聚氨酯为交联剂的高分子水凝胶。本发明的胶束聚合法制备以聚硅氧烷基聚氨酯为交联剂的高分子水凝胶不使用有机溶剂，工艺简单、易行、可调控，原料易得，材料的组成与结构的可根据性能要求进行调控，所制备的高分子水凝胶能够具有良好的透氧性能和物理机械性能。

本发明目的通过如下技术方案实现：

以聚硅氧烷基聚氨酯为交联剂高分子水凝胶的胶束聚合制备方法，包括如下步骤：

1)丙烯酸酯类单体封端的聚硅氧烷基聚氨酯大分子单体的合成：将聚硅氧烷在100～120℃下真空脱水2～3小时，放置降温到60℃以下；然后，在搅拌下加入多异氰酸酯，再升温至70～90℃，反应3～5小时；逐滴加入丙烯酸酯类单体和催化剂，反应10～24小时，制得丙烯酸酯类单体封端的聚硅氧烷基聚氨酯大分子单体，真空脱泡后密封冷藏待用；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡和二甲基环己胺中的一种或两种；