本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種天然大分子改性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其步驟為：1）聚己內(nèi)酯二醇與聚乙二醇按比例加熱反應(yīng)，氮?dú)猸h(huán)境下，滴加入鈦酸酯或有機(jī)錫類催化劑，再加入二異氰酸酯，加熱反應(yīng)得聚氨酯預(yù)聚體；2）加入天然大分子物質(zhì)，攪拌溶解；3）氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫，滴加二元醇擴(kuò)鏈劑，保溫一段時間；4）調(diào)整溫度后取出反應(yīng)器中物質(zhì)，真空烘箱中干燥，得天然大分子改性的熱塑性聚氨酯彈性體。本發(fā)明專利技術(shù)用可完全生物降解聚合物作為聚氨酯的多元醇組分，與二異氰酸酯反應(yīng)來合成無毒、安全、可生物吸收和生物降解的聚氨酯彈性體，與生物大分子進(jìn)行共混，具有較好的生物相容性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，具體說是涉及一種天然大分子改性熱塑性聚氨酯(TPU)的制備方法。
技術(shù)介紹
聚氨酯(PU)彈性體是一類具有綜合性能的高分子材料，耐磨性好、硬度范圍寬、強(qiáng) 度和伸長率高、負(fù)載支撐容量大、減震效果好、耐油性能優(yōu)異、生物相容性、生物可降解性和成型加工性能好、性能可控，無毒，無“三致”作用，故聚氨酯彈性體居目前合成材料之首，除大量用在耐磨、耐油、吸震和高負(fù)載容量上之外，還大量用作人工心臟及人工心臟輔助裝置、人造血管、人造腎臟、人造皮膚、介入診療導(dǎo)管、人工關(guān)節(jié)、人工軟骨、生物粘接劑、神經(jīng)導(dǎo)管和控制釋放載體等醫(yī)用材料上。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域所選用的高分子材料要比工業(yè)上的要求高得多，尤其對植入人體的材料要求更高，具體要求是化學(xué)性能穩(wěn)定；組織相容性好；無致癌性；耐生物老化；能經(jīng)受各種消毒過程而不變性；成型加工性能好。目前，聚氨酯彈性體的生物活性不夠，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用有很大的局限性，所以需要制備一種生物活性高的聚氨酯彈性體材料，來滿足醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)Ω叻肿拥男枨蟆Ｌ烊淮蠓肿影ぞ厶恰⑼该髻|(zhì)酸、纖維素等，具有良好的生物相容性，在人體內(nèi)可生物降解，無毒副作用，來源廣泛，生物活性高，因此較常用于生物醫(yī)藥、保健食品方面。但是天然大分子的機(jī)械性能、耐生物老化能力和成型加工性能明顯不足。所以急需一種方法，利用天然大分子制備新型的聚氨酯材料，使材料除了符合生物醫(yī)用材料的基本要求之夕卜，具有天然大分子良好的生物活性和多種優(yōu)異的生物功能的特征，同時具有聚氨酯彈性體耐生物老化、力學(xué)性能好、易加工等的優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案為天然大分子改性的熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其步驟為I)將聚己內(nèi)酯二醇與聚乙二醇按質(zhì)量比1:1(Γ10:1加入反應(yīng)器中，升溫至5(T12(TC，攪拌至聚己內(nèi)酯二醇和聚乙二醇完全熔融，抽真空至反應(yīng)器內(nèi)壓力為-O. 01 -O. IMPa，繼續(xù)攪拌3±0. 5h后，向反應(yīng)器中充入氮?dú)猓３秩萜鲀?nèi)壓力為l(T40Pa，滴加入鈦酸酯或有機(jī)錫類催化劑，再加入二異氰酸酯，保持反應(yīng)器溫度為90±2°C反應(yīng)llh，得聚氨酯預(yù)聚體；所述鈦酸酯或有機(jī)錫類催化劑占聚己內(nèi)酯二醇和聚乙二醇兩者總質(zhì)量的O.019Γ0. 5%，二異氰酸酯與聚己內(nèi)酯二醇、聚乙二醇兩者總質(zhì)量的質(zhì)量比為O. 9^1. 1:1 ；2)向步驟I)所得聚氨酯預(yù)聚體中加入天然大分子物質(zhì)，攪拌溶解，天然大分子物質(zhì)與聚氨酯預(yù)聚體的質(zhì)量比為O. 9^1.2:1 ；3)氮?dú)獗Ｗo(hù)下將步驟2)的液體升溫至6(T12(TC，滴加二異氰酸酯所用質(zhì)量lfft. % 10Wt. %的二元醇擴(kuò)鏈劑，保持溫度6(Tl20°C反應(yīng)O. 5 3. 5h ；4)將步驟3)所得物質(zhì)降溫至60±2°C，停止攪拌、停止氮?dú)獗Ｗo(hù)，取出反應(yīng)器中物質(zhì)，將其置于9(T130°C的真空烘箱中，干燥24h，得天然大分子改性的熱塑性聚氨酯彈性體。所述的聚乙二醇，數(shù)均 分子量為20(Γ4600，所述的聚己內(nèi)酯二醇，數(shù)均分子量為500 6000。所述鈦酸酯類催化劑選自下述物質(zhì)中的一種或幾種鈦酸甲酯、鈦酸乙酯、鈦酸丙酯、鈦酸丁酯；所述有機(jī)錫類催化劑為二辛酸錫或二月桂酸二丁基錫。所述的二異氰酸酯混合物選自下述物質(zhì)中的一種甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、對苯基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、4，4_ 二苯基甲烷二異氰酸酯。所述的二元醇擴(kuò)鏈劑選自下述物質(zhì)中的一種或幾種1，4_ 丁二醇、2-甲基丁二醇、4-乙基庚二醇、3-甲基己二醇。所述的天然大分子物質(zhì)為殼聚糖、透明質(zhì)酸和纖維素。所述的天然大分子物質(zhì)的數(shù)均分子量為2 X IO5飛X 105。本專利技術(shù)的有益效果用可完全生物降解聚合物作為聚氨酯的多元醇組分，與二異氰酸酯一起反應(yīng)來合成無毒、安全、可生物吸收和生物降解的聚氨酯彈性體，同時與生物大分子進(jìn)行共混，具有較好的生物相容性。通過改變配比可對材料硬度和彈性進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同用途的需求。本產(chǎn)品采用預(yù)聚體法合成，合成過程簡單，反應(yīng)條件溫和，容易控制。此類聚氨酯特別適合應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本專利技術(shù)的具體實(shí)施方案。實(shí)施例I在2L三口瓶中加入質(zhì)量比為1:1的聚己內(nèi)酯二醇與聚乙二醇混合物500g，一瓶口裝冷凝管及溫度計，另一瓶口裝機(jī)械攪拌，攪拌棒與玻璃攪拌套管間用真空橡膠管連接，并涂覆真空硅脂潤滑密封，然后置于5(T12(TC的電加熱套中，攪拌至反應(yīng)物完全熔融狀態(tài)，作為多元醇組分，抽真空至三口瓶內(nèi)壓力為O. OfO. lMPa，3h后充入氮?dú)猓３謮毫閘(T40Pa，滴加I. 5g 二辛酸錫，加入甲苯二異氰酸556g，在90°C下反應(yīng)2h，得到聚氨酯預(yù)聚體。然后向聚氨酯預(yù)聚體中加入1173g殼聚糖，攪拌使之溶解，得到聚氨酯預(yù)聚物和殼聚糖的混合溶液。氮?dú)獗Ｗo(hù)下將上述溶液升溫至6(Tl2(TC，滴加5. 56gl，4_ 丁二醇，用于聚合物封端，保持溫度在80°C下攪拌反應(yīng)O. 5 3. 5h ；降溫至60 ± 2°C，然后停止攪拌，停止氮?dú)獗Ｗo(hù)，將反應(yīng)瓶提離加熱套，將產(chǎn)物平鋪于聚四氟乙烯布上2±0. 1mm，后將其置于100±2°C的真空烘箱中，干燥6h后取出，得到天然大分子改性的熱塑性聚氨酯彈性體。實(shí)施例2在2L三口瓶中加入質(zhì)量比為O. 9:1的聚己內(nèi)酯二醇與聚乙二醇混合物500g，一瓶口裝冷凝管及溫度計，另一瓶口裝機(jī)械攪拌，攪拌棒與玻璃攪拌套管間用真空橡膠管連接，并涂覆真空硅脂潤滑密封，然后置于5(T12(TC的電加熱套中，攪拌至反應(yīng)物完全熔融狀態(tài)，作為多元醇組分，抽真空至三口瓶內(nèi)壓力為O. 0Γ0. IMPa, 3h后充入氮?dú)猓３謮毫閘(T40Pa，滴加鈦酸甲酯2g，加入異佛爾酮二異氰酸酯500g，在90°C下反應(yīng)2h，得到聚氨酯預(yù)聚體。后向聚氨酯預(yù)聚體中加入Illlg的透明質(zhì)酸，攪拌使之溶解，得到聚氨酯預(yù)聚體與透明質(zhì)酸的混合溶液。氮?dú)獗Ｗo(hù)下將上述溶液升溫到6(Tl2(TC，滴加10g2-甲基丁二醇，用于聚合物封端，于此溫度下反應(yīng)O. 5^3. 5h ； 降溫至約60 ± 2°C，然后停止攪拌，停止氮?dú)獗Ｗo(hù)，將反應(yīng)瓶提離加熱套，將產(chǎn)物平鋪于聚四氟乙烯布上2±0. 1mm，后將其置于100±2°C的真空烘箱中，干燥6h后取出，得到天然大分子改性的熱塑性聚氨酯彈性體。實(shí)施例3在2L三口瓶中加入質(zhì)量比為I. 1:1的聚己內(nèi)酯二醇與聚乙二醇混合物500g，一瓶口裝冷凝管及溫度計，另一瓶口裝機(jī)械攪拌，攪拌棒與玻璃攪拌套管間用真空橡膠管連接，并涂覆真空硅脂潤滑密封，然后置于5(T12(TC的電加熱套中，攪拌至反應(yīng)物完全熔融狀態(tài)，作為多元醇組分，抽真空O. 0Γ0. lMPa，3h后從其中一瓶口充入保持l(T40Pa氮?dú)獗Ｗo(hù)，滴加O. 954g的鈦酸乙酯，加入六亞甲基二異氰酸酯454g，在90°C下反應(yīng)2h，得到聚氨酯預(yù)聚體。后在預(yù)聚體中加入纖維素1060g，攪拌使之溶解，得到聚氨酯彈性體與纖維素的混合溶液。氮?dú)獗Ｗo(hù)下將上述產(chǎn)物升溫到6(Tl2(TC，滴加22. 7g4_乙基庚二醇，用于聚合物封端，于此溫度下反應(yīng)O. 5^3. 5h ；降溫至約60 ± 2°C，然后停止攪拌，停止氮?dú)獗Ｗo(hù)，將反應(yīng)瓶提離加本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種天然大分子改性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其步驟為：1）將聚己內(nèi)酯二醇與聚乙二醇按質(zhì)量比1:10~10:1加入反應(yīng)器中，升溫至50~120℃，攪拌至聚己內(nèi)酯二醇和聚乙二醇完全熔融，抽真空至反應(yīng)器內(nèi)壓力為？0.01～？0.1MPa，繼續(xù)攪拌3±0.5h后，向反應(yīng)器中充入氮?dú)猓３秩萜鲀?nèi)壓力為10~40Pa，滴加入鈦酸酯或有機(jī)錫類催化劑，再加入二異氰酸酯，保持反應(yīng)器溫度為90±2℃反應(yīng)1~3h，得聚氨酯預(yù)聚體；所述鈦酸酯或有機(jī)錫類催化劑占聚己內(nèi)酯二醇和聚乙二醇兩者總質(zhì)量的0.01%~0.5%，二異氰酸酯與聚己內(nèi)酯二醇、聚乙二醇兩者總質(zhì)量的質(zhì)量比為0.9~1.1:1；2）向步驟1）所得聚氨酯預(yù)聚體中加入天然大分子物質(zhì)，攪拌溶解，天然大分子物質(zhì)與聚氨酯預(yù)聚體的質(zhì)量比為0.9~1.2:1；3）氮?dú)獗Ｗo(hù)下將步驟2）的液體升溫至60~120℃，滴加二異氰酸酯所用質(zhì)量1Wt.%~10Wt.%的二元醇擴(kuò)鏈劑，保持溫度60~120℃反應(yīng)0.5~3.5h；4）將步驟3）所得物質(zhì)調(diào)整溫度至60±2℃，停止攪拌、停止氮?dú)獗Ｗo(hù)，取出反應(yīng)器中物質(zhì)，將其置于90~130℃的真空烘箱中，干燥2~24h，得天然大分子改性的熱塑性聚氨酯彈性體。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李敏超，承黎明，趙艷瓊，孫亞飛，楊廷廷，艾玲，李長順，
申請(專利權(quán))人：奧斯汀新材料張家港有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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