[发明专利]中孔弹性体

说明书

本公开内容涉及弹性体溶致液晶(E‑LLC)以及中孔弹性体，其中，中孔弹性体具有共价化学交联与物理链纠缠交联的组合。还提供了此类中孔弹性体的生产和用途。

技术领域

本发明涉及多功能且机械韧性弹性体材料，其具有改进的操作性以及具有两亲、有序和中孔结构，本发明还涉及其生产。

背景技术

弹性体(例如，天然橡胶或硅酮)是具有高弹性、挠性和回弹性的一类重要材料。这使得它们在诸如耐用汽车部件、橡胶密封剂、挠性电子件等宽范围的应用领域是具有价值的。此外，得益于它们令人印象深刻的机械性质，弹性体在健康护理中已经变得极为重要，特别是对于诸如关节植入物、面部修复、胸部植入物、导液管和皮肤移植之类的挠性和韧性生物医疗装置而言。

弹性体包括通过物理和化学交联的组合以疏松方式保持在一些的聚合物链，这使得它们以弹性方式变形(通常最高至500-1000％伸长)，并且在动态负荷下立即复原。在过去十年间，已经开发了具有一定刚性范围、最大伸长和韧性的一类合成弹性体，具体来说是由聚合物分子类型以及分子网络特性所决定的。主要例子是具有可逆连接、双网络、牺牲键合以及纳米颗粒强化的弹性体。

如今生产的合成弹性体是分子水平的无规交联聚合物网络，这使得它们在中尺度上是均质、非结构化且各向同性的。在仿生材料领域的研究已经显示，中等尺度建筑特征(中等结构)(例如具有单分散性中孔和中等尺度各向异性的有序纳米结构)对于包括生物材料的许多应用的功能性质是重要的。例如，因此希望设计具有良好限定的中等结构特征的韧性和弹性弹性体。

纳米-微米(中等)结构化3D块体弹性体的设计的最大挑战在于寻找在宏观3D材料中获得所需的中等结构与同时(1)维持与现有合成弹性体相关的机械和生物相容性和(2)有效的加工方法将它们转变为三维块体材料之间的良好平衡。在合成水凝胶领域已经具有诱人的发展，其中，已经形成了具有有序纳米孔隙度的高度有序纳米-微米结构的软材料。但是，水凝胶约60-80％是水，这使得它们快速分解且是机械上柔弱的，导致差的操作性，这无论如何都与合成弹性体在诸如拉伸和压缩强度以及弹性方面的性质而言是不可比的。

弹性体的另一个重要方面是可注射性。能够(例如在医疗装置中)进行局部注射的弹性体对于诸如关节填料之类的应用或者诸如肌肉移植之类的软组织应用会是有利的。这提供了最小化的侵入性手术和有效康复的可能性。如今，可注射的医疗级别材料通常是如下形式：(a)水凝胶，其是机械柔软且可降解的；和(b)基于聚(甲基丙烯酸甲酯)的聚合物，其通常是硬且脆性的，并且不展现出弹性或挠性行为。因此，受控中等结构、高韧性和弹性、生物相容性以及室温下的可高效加工性的组合性质会实现新的弹性体在包括生物医疗领域的各种领域中的应用。

US 7090788B2(TDA研究有限公司)涉及由溶致液晶(LLC)和在LLC的疏水性区域中的疏水性聚合物形成的纳米多孔复合物。通过两亲单体的聚合和交联形成LLC，以及在形成LLC之后，可以添加任选交联的疏水性聚合物以形成复合物。

因此，需要在分子和纳米结构水平是单一材料(singular material)的机械韧性和弹性弹性体，其具有改善的操作性并且能够被高效地加工成宏观物体。

发明内容

因此，本发明优选寻求以单独或者任意组合的方式缓解、减轻或消除上文所述缺陷中的一种或多种，并且通过提供具有有序和周期性纳米多孔结构的中等弹性体至少解决了上文所提到的问题。中孔弹性体是固体干燥材料，其展现出高度弹性变形且具有改善的操作特性。

根据另一个方面，提供了此类中孔弹性体的前体，即弹性体溶致液晶。

还提供了中孔弹性体和弹性体溶致液晶的生产方法。

还提供了抗微生物中孔弹性体。

在从属权利要求中限定了本发明优选的其他优选特征。此外，在本文所公开的实施方式中详细描述了本发明的有益特征。

附图说明