一種兩性離子型形狀記憶聚氨酯及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種兩性離子型形狀記憶聚氨酯及其制備方法，所述兩性離子型形狀記憶聚氨酯，是通過選用N-烷基二烷基醇胺為原料，先通過逐步聚合方法制備聚氨酯，再選用磺酸內(nèi)酯單體在叔N基團上開環(huán)反應，在聚氨酯鏈上引入磺酸基，使基于N-烷基二烷基醇胺的聚氨酯同時具有季銨陽離子和磺酸陰離子。由于其分子鏈上同時含有大量季胺陽離子和磺酸陰離子基團，使得所述兩性離子型形狀記憶聚氨酯具有抗菌性能和生物相容性能。
【專利說明】一種兩性離子型形狀記憶聚氨酯及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領域，尤其涉及一種兩性離子型形狀記憶聚氨酯及其制備 方法。

【背景技術】
[0002] 形狀記憶效應是指能夠感知環(huán)境變化（如溫度、力、電磁、溶劑等的刺激），能夠變 形并且固定得到臨時形狀；而在感應外界環(huán)境的變化后，又能改變形狀回到初始形狀。按照 刺激條件的不同，形狀記憶材料可分為熱致敏感型、光致敏感型、電致敏感型及化學感應型 等形狀記憶材料。目前，聚合物形狀記憶材料被廣泛應用于紡織，醫(yī)療，航空航天，工程等領 域。國內(nèi)外研究者已采用化學和物理的方法開發(fā)和應用了多種熱致形狀記憶聚合物。但普 遍綜合性能都不夠理想，熱致形狀記憶聚合物若要滿足生物醫(yī)學臨床上的應用，需具備與 人體體溫接近或生物環(huán)境相適應的溫和刺激條件，以及適度的生物相容性和適宜強度等綜 合性能。因此，開發(fā)出成本較低、加工簡單、具有多種性能、生物相容性好的熱致形狀記憶聚 合物是目前理論和應用研究的發(fā)展方向。
[0003] 兩性離子聚合物作為高分子材料中的一種，其性質(zhì)獨特，近年來引起了世界范圍 內(nèi)的廣泛關注。當高分子鏈同時含有陰離子和陽離子基團時，就稱兩性離子聚合物，這是一 種比較獨特的聚電解質(zhì)。兩性離子聚合物因其化學性能好，水化能力強，且不易受溶液值影 響，被人們廣泛用于生物醫(yī)用材料，使生命科學得到了迅速的發(fā)展。甜菜堿型兩性離子型聚 合物，是指結(jié)構(gòu)類似天然產(chǎn)物甜菜堿結(jié)構(gòu)，在同一單體結(jié)構(gòu)具有陽離子和陰離子的一類聚 合物。甜菜堿型兩性離子聚合物因其化學性和熱穩(wěn)定性好、水化能力強且含有不易受溶液 PH值影響的等數(shù)目的季銨鹽陽離子和磺酸鹽陰離子而倍受關注。形狀記憶聚合物在生物醫(yī) 療方面的應用一直是其研究的重點，但是，目前對兩性離子聚合物的智能化研究重視不夠， 具有形狀記憶功能的兩性離子聚合物研究較少。經(jīng)臨床發(fā)現(xiàn)，即使聚氨酯形狀記憶聚合物 長期植入人體內(nèi)，也會引起機體的炎癥反應。
[0004] 因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明中提一種兩性離子型形狀記憶聚氨酯及其制備 方法，基于N-烷基二烷基醇胺的兩性離子型形狀記憶聚氨酯，具有形狀記憶性能和良好生 物相容性，旨在解決現(xiàn)有形狀記憶聚合物生物相容性不好的問題。
[0006] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0007] -種兩性離子型形狀記憶聚氨酯的制備方法，其中，包括以下步驟：
[0008] 步驟一：由單體A和B通過聚合方法，或者，由單體A、B和C通過逐步聚合方法，合 成基于N-烷基二烷基醇胺的聚氨酯；
[0009] 步驟二：由單體D在所述基于N-烷基二烷基醇胺的聚氨酯的N基團上開環(huán)反應， 合成所述兩性離子型形狀記憶聚氨酯；
[0010] 其中，單體A為N-烷基二烷基醇胺，其化學結(jié)構(gòu)式如下式所示：
[0011]

【權利要求】
1. 一種兩性離子型形狀記憶聚氨酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一：由單體A和B通過聚合方法，或者，由單體A、B和C通過逐步聚合方法，合成基 于N-烷基二烷基醇胺的聚氨酯； 步驟二：由單體D在所述基于N-烷基二烷基醇胺的聚氨酯的N基團上開環(huán)反應，合成 所述兩性離子型形狀記憶聚氨酯； 其中，單體A為N-烷基二烷基醇胺，其化學結(jié)構(gòu)式如下式所示：
R是-CA，n= 1 ?18,m彡 2n+l;R，是CxH2x，x= 1 ?5 ; 單體B為多異氰酸酯；單體C為多元醇；單體D為烷基磺酸內(nèi)酯。
2. 根據(jù)權利要求1所述的兩性離子型形狀記憶聚氨酯的制備方法，其特征在于，單體A 與單體C的用量滿足下列關系：單體A的摩爾數(shù)[A]與單體C的摩爾數(shù)[C]的摩爾比例q =[CV([C] + [A])為 0 ?0.5 ; 單體A，單體B與單體C的用量滿足下列關系：單體A，或者單體A和C中羥基摩爾數(shù) [OH]與單體B異氰酸酯基摩爾數(shù)[NCO]的摩爾比例r= [NCO] / [OH]，為0? 95?1. 05 ; 單體D的用量滿足下列關系：單體A的摩爾數(shù)[A]與單體D的摩爾數(shù)[D]的摩爾比例P= [D]/[A]為 0? 2 ?1. 2。
3. 根據(jù)權利要求1所述的兩性離子型形狀記憶聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟 一的具體過程如下： 在氮氣保護下，加入單體A、B，有機溶劑以及催化劑二月桂酸二丁基錫，機械攪拌下，在 70?90°C反應2?5小時；加入單體C，進一步反應2?5小時，得到聚氨酯預聚體溶液； 用有機溶劑調(diào)節(jié)聚氨酯預聚體溶液質(zhì)量濃度，控制在l〇wt%?30wt%。
4. 根據(jù)權利要求1所述的兩性離子型形狀記憶聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟 二的具體過程如下： 在氮氣保護下，所制備的聚氨酯預聚體溶液和計量好的單體D，再加有機溶劑，調(diào)節(jié)混 合溶液質(zhì)量濃度為5-20wt%;密封，在30?50°C反應8?24小時，得到兩性離子型形狀記 憶聚氨酯溶液。
5. 根據(jù)權利要求4所述的兩性離子型形狀記憶聚氨酯的制備方法，其特征在于，步驟 二還包括以下步驟： 將兩性離子型形狀記憶聚氨酯溶液在80?100°C揮發(fā)有機溶劑。
6. 根據(jù)權利要求5所述的兩性離子型形狀記憶聚氨酯的制備方法，其特征在于，將兩 性離子型形狀記憶聚氨酯溶液依次經(jīng)過80?100°C的鼓風烘箱和真空干燥箱處理，揮發(fā)有 機溶劑。
7. 根據(jù)權利要求3或4所述的兩性離子型形狀記憶聚氨酯的制備方法，其特征在于，所 述有機溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或四氫呋喃； 單體B為脂肪族多異氰酸酯或芳香族多異氰酸酯；單體C為二元醇，三元醇或四元醇。
8. 根據(jù)權利要求1?7任一所述的兩性離子型形狀記憶聚氨酯的制備方法，其特征在 于，所述N-烷基二烷基醇胺為N-甲基二乙醇胺、N-十八烷基二乙醇胺或N-甲基二甲醇胺； 單體B為六亞甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯；單體C為1， 4_ 丁二醇、1，4-乙二醇；單體D為1，3-丙基磺酸內(nèi)酯或1，4-丁基磺酸內(nèi)酯。
9. 一種兩性離子型形狀記憶聚氨酯，其特征在于，所述兩性離子型形狀記憶聚氨酯采 用如權利要求1?8任一所述的兩性離子型形狀記憶聚氨酯的制備方法制備得到。
【文檔編號】C08G18/83GK104403086SQ201410720521
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權日:2014年12月2日
【發(fā)明者】陳少軍, 楊艷, 莫富年, 任換換, 戈早川 申請人:深圳大學