[发明专利]弹性体、其制备方法及其用途

说明书

公开了分段式热塑性弹性体，其可以是聚氨酯、聚脲或聚氨酯‑脲，其包含软段和硬段，其中，软段由聚烯烃二醇或聚烯烃二胺制成，所述聚烯烃二醇或聚烯烃二胺的主链中可以具有0至1000个碳原子，其中，主链中的每个碳原子可以具有0至2个侧链，并且每个侧链可以具有0至30个碳原子，硬段由二异氰酸酯和增链剂制成，硬段占弹性体的10‑60％，而软段占剩余部分，弹性体的数均分子量是5×10³‑1000×10³克/摩尔；弹性体的极限伸长率是100‑1000％；杨氏模量是1‑3,000MPa；并且极限拉伸强度是10‑100MPa。还公开了用于制备所述分段式热塑性弹性体的方法及所述分段式热塑性弹性体的用途。

技术领域

本发明属于大分子材料领域，涉及包含聚烯烃软段的聚氨酯。更具体地，本发明涉及聚氨酯、其制备方法及其用途。

背景技术

聚烯烃是一类聚合材料，其链具有软段和硬段。由于这一特殊的结构，聚氨酯材料具有许多优异的性质，例如抗低温、耐磨损、在生物环境中的稳定性高，因此其广泛用于航空产品、医疗装置、涂料、纺织品和皮革。目前，用于医疗装置的聚氨酯材料常具有以下结构：软段和硬段，所述软段由低聚多元醇形成，所述低聚多元醇例如聚四氢呋喃(PTMO)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或脂族聚碳酸酯，而所述硬段由二异氰酸酯[例如4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或氢化MDI(HMDI)]和增链剂[例如1,4-丁二醇(BDO)]形成。然而，在长期的使用期间，聚醚型或聚碳酸酯型聚氨酯可通过氧化、水解或酶促反应而化学降解，这可导致材料失效，或者在某些条件下甚至使装置失效。例如，当聚醚型聚氨酯材料用于长期植入物时，其可氧化。在与组织接触的装置表面处常发生由炎性反应造成的氧化。这被称为环境应力开裂。在与某些金属表面(例如钴及其合金)接触的装置表面处所发生的氧化反应被称为金属离子诱导的氧化。

一般来说，醚键易氧化降解。不幸的是，在患者的生物体内存在氧化性化学物质。因此，解决这一问题的关键在于开发出由抗氧化反应比聚醚更强的软段所组成的聚氨酯材料。过去已经开发出了具有新型软段的多种聚氨酯，例如聚碳酸酯型聚氨酯[路博润公司(Lubrizol)的Carbothane^TM、DSM公司的Bionate^TM等)、PDMS聚氨酯(Biomerics公司的ElastEon^TM、DSM公司的Pursil^TM等)等。这些新材料已经证明了具有改进的抗氧化降解性。然而，它们具有水解降解的问题。

最近，由聚异丁烯软段制成的聚氨酯材料显示出优异的抗氧化和水解降解性。然而，合成这种材料需要复杂的过程。以相当的成本生产商业规模的材料仍然是一个问题。在过去建议使用聚乙烯二醇[参考文献1：M.D.Benz,K.Bonnema,E.Didomenico,C.Hobot,D.Miller，“Medical devices constaining segmented polyurethane biomaterials”(含有分段式聚氨酯生物材料的医疗装置)，US 6,915,168]。假设由聚乙烯段制成的聚氨酯会具有良好的抗氧化和水解反应。与聚异丁烯聚氨酯类似，聚乙烯聚氨酯的合成工艺仍存在技术挑战，这继续推迟了材料的商业化。

因此，仍需要开发用于生产聚烯烃二醇以制造聚氨酯材料的有效方法。

发明内容

本发明为一种有效的制备聚烯烃聚氨酯的方法。所述方法由两部分组成。第一部分是通过对二烯进行聚合随后氢化来制造聚烯烃二醇。第二部分是通过使用微波加热来制造聚氨酯材料。以这种方式制造的聚烯烃聚氨酯预计具有优异的性质以用于长期生物医学植入应用。

技术方案

本发明的目的可通过以下内容来实现：

{1}聚氨酯、聚脲或聚氨酯-脲弹性组合物可以定义为以下物质的反应产物：