[发明专利]一种淀粉-异氰酸酯-聚己内酯三元接枝共聚物及其制备方法和应用

说明书

一种淀粉‑异氰酸酯‑聚己内酯三元接枝共聚物及其制备方法和应用。制备方法包括：淀粉内葡萄糖单元里的部分羟基与异氰酸酯接枝，得到淀粉‑异氰酸酯共聚物；淀粉‑异氰酸酯共聚物中葡萄糖单元里剩余的羟基引发己内酯的开环聚合反应，得到淀粉‑异氰酸酯‑聚己内酯三元接枝共聚物；淀粉‑异氰酸酯‑聚己内酯三元接枝共聚物中残留的游离异氰酸基进行自聚反应，得到不含有游离异氰酸基的淀粉‑异氰酸酯‑聚己内酯三元接枝共聚物。制备方法充分保证了产物有很好的相容性、成膜性、润湿性、黏稠性和分散性等；以其为主要原料生产的避孕套，具有优异的使用性能，还有良好的生物相容性，是一种完全可生物降解的避孕套。

技术领域

本发明涉及有机高分子材料技术领域，特别是一种淀粉-异氰酸酯-聚己内酯三元接枝共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

避孕套是以非药物形式去阻止受孕的工具之一，亦能有效地屏蔽性病、艾滋病等疾病的病源体传播。因此，避孕套具有双重保护功能，不仅能够有效避孕，而且可以预防以性行为作为传播途径的疾病，防止传染，带给人们愉快自由的性体验。所以，避孕套又称安全套、保险套、如意套等，作为简单、有效的物理隔离避孕方法，被世界各国政府推广使用。随着中国经济发展，老百姓的生活水平也随之提高，避孕套的使用量每年呈十位数的百分比增长，据相关研究机构统计，目前中国避孕套销售额达到百亿元以上。

目前能用于避孕套的材料很少，这与成熟的橡胶产业、高速发展的高分子材料以及日益增长的生活需求形成了鲜明的对比。现已报道用于避孕套的主要材料有天然乳胶、聚亚氨酯、合成橡胶、植物纤维、动物肠皮和其它复合材料等。天然乳胶是从橡胶树中提取的乳白色液体，天然乳胶主要成分为聚异戊二烯,含量在90％以上,它的结构式:(CH₂＝C-CH＝CH₂)_n，分子量在10～180万。天然乳胶具有良好的成膜性能,湿凝胶强度高,力学性能良好，经过加工后有非常优异的综合性能。天然乳胶是目前使用最广泛的避孕套材料，但是天然乳胶避孕套本身有不足之处：热导率低、容易氧化、耐油性和耐溶剂性差；材料里含有过敏性水溶蛋白质等成分，容易使一些消费者产生红斑、瘙痒等过敏反应，引起强烈的不适反应；在硫化过程中还会产生亚硝胺这种强致癌物质。

聚亚氨酯避孕套具有无毒、强度高、无过敏反应等优点，因此用聚亚氨酯材料制备避孕套受到大量关注和得到广泛使用。例如中国发明专利201510211717.5、201510212375.9报道了用壳聚糖、聚羟基丁酸酯共混改性天然乳胶具有良好的生物相容性，中国发明专利201710147978.4、201710147988.8报道了采用有机硅改性丙烯酸酯制备多层夹芯型聚氨酯避孕套具有高阻隔性、高强度特点，中国发明专利201610776510.7报道了用水性聚氨酯胶来开发一种女性用避孕套，中国发明专利201610776510.7报道了一种聚烯烃材料制备的聚氨酯乳胶避孕套，中国发明专利201610959993.4、201611205662.8报道了水性聚氨酯树脂以及生产工艺等。但是目前报道的众多避孕套都不完全是生物可降解材料，按避孕套每年的使用量来看，这势必造成另一种庞大的“白色垃圾”，给我们生活的环境带来污染，对人类的健康也有很大影响。

淀粉是植物经光合作用而形成的碳水化合物，是一种非常有用的可再生资源，其来源广泛、价格低廉、降解后仍以二氧化碳和水的形式回到大自然，被认为是完全没有污染的天然可再生的有机高分子材料，在各种新型聚合物材料及制品方面都得到了广泛的研究和开发。聚己内酯又称聚ε-己内酯，具有良好的生物相容性、良好的有机高聚物相容性，以及良好的生物降解性，可用作细胞生长支持材料，可与多种常规塑料互相兼容，自然环境下6-12个月即可完全降解。

发明内容

本发明公开了一种淀粉-异氰酸酯-聚己内酯三元接枝共聚物的制备方法，包括

a、接枝反应