[发明专利]一种仿生聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种仿生聚氨酯及其制备方法，属于高分子生物材料技术领域。所述仿生聚氨酯的组分包括：聚醚二元醇、异氰酸酯及含有邻苯二酚基团的扩链剂。本发明仿生聚氨酯及其制备方法直接以扩链手段在聚氨酯分子上引入邻苯二酚基团，避免采用后接枝等繁琐的合成手段，可通过控制扩链剂的用量调控邻苯二酚的含量。

技术领域

本发明涉及高分子生物材料技术领域，特别涉及一种仿生聚氨酯及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是由多元醇和多异氰酸酯反应制得的一类主链上带有重复-NHCOO-基团的聚合物的总称。由于多元醇及异氰酸酯结构的多样性，可通过改变反应原料的分子结构制备不同性能及不同功能用途的聚氨酯材料，如：泡沫、涂料、皮革、粘合剂等。聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空等。

上世纪七十年代末，国外的科学工作者开始注意到贻贝类生物良好的水下黏附性能，并对其起主要黏附作用的成分进行了分离和结构分析，以期能够通过化学合成的手段来模拟贻贝神奇的黏附性能。研究发现,在贻贝丝足黏附相关蛋白中存在大量的3,4-二羟基苯丙氨酸(DOPA)。DOPA中邻苯二酚基团具有很强配位能力,能与金属形成可逆的有机金属络合物，而且邻苯二酚被氧化成醌后能与很多基团反应形成共价键，DOPA这种强共价及非共价相互作用是贻贝黏附蛋白具有强力粘附力的主要原因。

随着对贻贝蛋白结构研究的深入，对贻贝蛋白的仿制工作也随即开展起来，研究人员基于贻贝黏附蛋白开发了一系列仿生材料。众多仿生材料中，可有效结合聚氨酯优异性能及邻苯二酚功能特性的仿生聚氨酯近年来受到研究人员的青睐，利用聚氨酯结构及性能的可调性，通过分子结构的设计可制备具有不同用途的仿生聚氨酯材料。为将邻苯二酚基团引入到聚氨酯分子中，当前采用的手段大多为后接枝方法。

但是现有技术中的后接枝手段虽然能有效的在分子链上引入邻苯二酚功能基团，但制备路线仍较繁琐，接枝率也有待提高。

发明内容

本发明提供一种仿生聚氨酯及其制备方法，解决了或部分解决了现有技术中将邻苯二酚基团引入到聚氨酯分子中，采用后接枝手段，但制备路线仍较繁琐，接枝率也有待提高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种仿生聚氨酯，所述仿生聚氨酯的组分包括：聚醚二元醇、异氰酸酯及含有邻苯二酚基团的扩链剂。

进一步地，所述聚醚二元醇为聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃二醇。

进一步地，所述聚乙二醇分子量为1000-10000，所述聚丙二醇的分子量为1000-10000，所述聚四氢呋喃二醇的分子量为1000-3000。

进一步地，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、奈二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种混合物。

进一步地，所述含有邻苯二酚基团的扩链剂的结构为：

m＝0-5；n＝0-5；x＝1-5；y＝1-5；z＝1-5

(CH₂)_a a＝1-5或1，2，3-三唑基。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种仿生聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中加入聚醚二元醇，经脱水后加入一定量的异氰酸酯，在50-80℃的条件下反应4-6小时，得到第一混合溶液；在所述第一混合溶液内加入含有邻苯二酚基团的扩链剂，在50-80℃的条件下反应2-4小时，降至室温，即得仿生聚氨酯。

进一步地，所述第一混合溶液中的异氰酸酯基团与羟基的摩尔比为1∶1。