[发明专利]一种可降解生物基聚酯型聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚(γ‑丁内酯)为软段的聚酯型聚氨酯及其制备方法，包括如下步骤：(1)将多元醇引发剂、催化剂a和脲溶于有机溶剂中，加入γ‑丁内酯后在低温下反应一段时间，加入酸性物质终止反应，将反应混合物加入甲醇中沉淀得到聚(γ‑丁内酯)多元醇。(2)将步骤(1)中所述得到的聚(γ‑丁内酯)多元醇、催化剂b与异氰酸酯溶于有机溶剂中，在一定温度下反应一段时间后，将反应混合物加入乙醚中沉淀得到聚氨酯。本发明制备得到的聚氨酯材料相比现有聚酯型聚氨酯成本更低，具有更好的组织相容性。

技术领域

本发明涉及高分子材料及化学化工领域，具体地，本发明涉及一种可降解生物基聚酯型聚氨酯及其制备方法。

背景技术

聚氨酯材料以其优异的力学强度、高弹性、耐磨性、润滑性、耐疲劳性、生物相容性、可加工性等而被广泛用于长期植入的医用装置及人工器官,比如心脏起搏器绝缘线、人工血管、介入导管等。

其中，生物可降解型聚氨酯材料由于其具有良好的生物相容性和生物可降解性，特别适合于在生物医用领域使用。合成生物可降解聚氨酯主要是在软段中引入可降解成分，如聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乙醇酸-乳酸共聚物、聚碳酸乙烯酯等。这些链段在体内酶的作用下容易降解，最后代谢成二氧化碳和水等小分子排出体外。

聚(γ-丁内酯)是一类重要的脂肪族聚酯，其在体内具有合适的降解速率，介于聚乙醇酸和聚乳酸之间，并且与现有的生物材料相比，聚(γ-丁内酯)在降解时不会造成酸性物质在组织中的积累，不易引发炎症。此外，γ-丁内酯是一种来源广泛、价格低廉的生物基单体，可以从生物质原料，如玉米、小麦等作物得到，是一种可再生原材料。与己内酯和丙交酯相比，γ-丁内酯价格更低，具有成本优势。因此，利用聚(γ-丁内酯)为软段构建新型生物基可降解聚氨酯材料，与现有聚酯型聚氨酯材料相比，具有更低的价格，更好的组织相容性。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚(γ-丁内酯)为软段的聚酯型聚氨酯及其制备方法。

所述的聚(γ-丁内酯)为软段的聚酯型聚氨酯具有式(Ⅰ)所示的重复单元结构，

式中，R₁为烷基或芳基，具体可为亚乙基、亚丙基、亚丁基、1,4-环己基、1,4-苯基二亚甲基，R₂为烷基或芳基，具体可为亚己基、2,4-甲基苯基，2,6-甲基苯基，4,4’-亚甲基二苯基，4,4’-亚甲基二环己基，亚甲基-3，5，5-三甲基环己基，1,5-萘基。

式中，m为大于等于5的自然数，n为大于等于5的自然数。

本发明还提供了上述聚(γ-丁内酯)为软段的聚酯型聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：

(1)将多元醇引发剂、催化剂a和脲溶于有机溶剂中，加入γ-丁内酯后在低温下反应一段时间，加入酸性物质终止反应，将反应混合物加入甲醇中沉淀得到聚(γ-丁内酯)多元醇。

(2)将步骤(1)中所述得到的聚(γ-丁内酯)多元醇、催化剂b与异氰酸酯溶于有机溶剂中，在一定温度下反应一段时间后，将反应混合物加入乙醚中沉淀得到聚氨酯。

上述制备方法中，步骤(1)中所述脲为式(Ⅱ)所示化合物，R₃和R₄分别独立选自烷基或芳基，具体可分别为甲基、乙基、丙基、异丙基、环己基、苯基、4-氯苯基、4-甲氧基苯基、4-三氟甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4-二甲氧基苯基、2,4,6-三甲氧基苯基。

根据本发明的实施例，所述脲具有下列之一的结构：