[发明专利]一种表面接枝聚硅氧烷纳米膜的聚氨酯、制备方法及应用

说明书

本公开属于高分子技术领域，具体涉及一种表面接枝聚硅氧烷纳米膜的聚氨酯、制备方法及应用。本公开提供的制备方法包括：(1)聚氨酯膜材料A先经过处理，在无水甲苯中、催化剂的作用下与小分子二异氰酸酯反应，得表面接枝‑NCO基团的膜材料B；(2)将膜B放入溶有硅烷偶联剂的无水甲苯中，反应后去取，在室温下自然干燥2～5天，使硅氧烷基发生交联反应形成纳米膜，得到表面接枝聚硅氧烷薄膜的聚氨酯膜材料C。相比接枝前的膜材料，接枝后的材料具有更好的力学性能、更慢的降解速率和更好的表面生物相容性。该方法适用于常见的聚氨酯材料以及不同的聚氨酯型材。

技术领域

本公开属于聚氨酯高分子材料技术领域，具体涉及一种表面接枝聚硅氧烷纳米薄膜的聚氨酯材料、其制备方法及应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

聚氨酯(Polyurethane，简称PU)是含有氨基甲酸酯基团的高分子聚合物，其微相表面结构与生物膜极为相似，同时具有良好的可生物降解性能以及优良的机械性能，分子可设计自由度较大，通过调节软硬段种类以及软硬段的比例可实现对其物理化学性能的调控，因而在工业及生物医用材料领域均有着广泛的应用。

在建材方面，外建筑的保温盒防水都是以聚氨酯为主的，同时聚氨酯胶粘剂是替代脲醛胶生产无醛板材的材料。在家电方面，各种家用电器的保温普遍采用聚氨酯硬泡保温层。在交通方面，各种交通工具的座椅、车体隔热层、仪表盘、内饰件、油漆以及一些配件都有所涉及。在制鞋方面，聚氨酯鞋底材料轻质、耐磨、耐油、美观且舒适……

在生物医用材料领域，如用于制造人造器官、导血管、医用血袋、手术缝合线、药物载体、制造人造皮肤、人工组织、人造脏器、手术缝合线和药物载体等。近年来,随着科技的进步和研究水平的提高,新的医用聚氨酯材料不断涌现,制品的性能也不断完善。

但在医用材料领域仍存在着一些问题需要解决，当PU作为长期植入性材料或血液接触材料用于人体时，会引起多种蛋白质的非特异性吸附，进而诱发血小板激活、凝血、血栓和补体激活等多种不良生物学反应，仍不能满足临床操作的需要，限制了其在医疗领域的更广阔的应用。尤其是与血液直接接触的医疗制品，不可避免的产生不同程度的凝血、细菌感染或因插入或植入器械带来的集体损伤等，这些问题都关系到治疗效果，限制了其在医疗领域的更广阔的应用。因此PU的改性研究成为其在生物医学中进一步发展的关键。为此，研究人员通过物理或化学的方法在医用PU表面或者本体引入亲水性以及其他对提高PU生物相容性有益的化合物来减少或避免这些不良的生物反应。

有机硅分子链结构独特，表面张力低、表现化学惰性，硅氧烷结构键角大、键长长、键能大，无毒、无污染、无腐蚀、耐老化、使用寿命长。然而纯有机硅机械性能较差，附着力较弱，因此把有机硅引入聚氨酯中改性从而使共聚物具有低表面性能、优良的力学性能以及表面附着力。聚硅氧烷聚氨酯这类材料兼具聚硅氧烷和聚氨酯的优异性能，有良好的耐水性、低温柔顺性和优良的生物相容性。

专利CN201710879156.5公开了“一种含Si基聚氨酯医用胶黏剂的制备方法与应用”，该方法使用以硅氧(Si-O)为主链、端基含活性氢官能团的化合物与含异氰酸酯(NCO)官能团的化合物反应，获得端基为异氰酸酯的前驱物，然后将其与含活性氢官能团的交联剂反应，通过改变交联密度实现Si基聚氨酯医用胶黏剂的模量调节。该聚氨酯生物相容性好，对人体组织具有较好的化学粘附力。但其反应得到的产物中存在脲键，脲键极性较高，能够与体系中的氢形成很强的氢键，导致此类粘合剂黏度过高，不利于使用。

专利CN109575233A公开了一种高力学性能的聚硅氧烷聚醚型聚氨酯弹性体及其制备方法，以二苯基甲烷二异氰酸酯和羟丙基封端的聚硅氧烷、二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四亚甲基二醇为原料分别合成两种预聚物，再混合扩链共聚制备，具有优异的力学性能、拉伸强度和断裂伸长率，但是制备过程较为复杂，不便于推广。