[发明专利]一种两亲性可生物降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种两亲性可生物降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，所述两亲性可生物降解热塑性聚氨酯弹性体包括可生物降解热塑性聚氨酯和聚苯乙烯接枝的淀粉纳米晶。本发明创造性地将聚苯乙烯接枝的淀粉纳米晶添加入热塑性聚氨酯，其中聚苯乙烯接枝的淀粉纳米晶是一种可生物降解无毒害的高分子，与可生物降解热塑性聚氨酯搭配，使得最终产品具有非常好的生物可降解性，而且机械性能很有优势。

技术领域

本发明属于生物可降解材料技术领域，具体涉及一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，尤其涉及一种两亲性可生物降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，具有优异的耐磨、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀等特性，广泛应用于各个领域。但是，对于如何使聚氨酯材料具有更好的生物可降解性能一直是一个重点难点，其也限制了聚氨酯材料广泛地应用于生物医药领域。

CN106084748A公开了一种可生物降解的TPU薄膜，按重量份数包括以下成分：聚醚型TPU颗粒100份、耐水解稳定剂5-20份、抗氧剂0.1-5份、光分解剂0.1-5份、五氧化二磷0.1-5份，其中，耐水解稳定剂为N,N’-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺与单2-噁唑啉以1:(0.3-2)的摩尔比的混合物。本发明提供的TPU薄膜在可降解的情况下依然保持较好的力学性能和耐水解性能。

CN105482058A公开了一种可生物降解的聚氨酯弹性体及其制备方法。包括以下原料：双羟基封端的生物降解聚酯、异氰酸酯、扩链剂和助剂。双羟基封端的生物降解聚酯为双羟基封端的聚丁二酸丁二醇酯、双羟基封端的聚丁二酸丁二醇酯、双羟基封端的聚己二酸丁二醇酯、双羟基封端的聚己二酸丁二醇酯、双羟基封端的聚己二酸丁二醇酯、双羟基封端的聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或多种。该聚氨酯弹性体力学性能良好，加工性能优异，具有生物相容性和生物降解性能，可应用于地膜、购物袋等领域。

淀粉是一种可再生的、可生物降解无毒害的天然高分子，这些优势使得淀粉在合成材料的领域中占据越来越重要的地位，而且，淀粉来源广泛，价格低廉，具有很广阔的市场应用前景。但现有技术中关于如何将淀粉材料应用于聚氨酯材料的报道还鲜少，因此，开发出一种将淀粉与聚氨酯弹性体结合的产品是非常有意义的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，尤其提供一种两亲性可生物降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种两亲性可生物降解热塑性聚氨酯弹性体，所述两亲性可生物降解热塑性聚氨酯弹性体包括可生物降解热塑性聚氨酯和聚苯乙烯接枝的淀粉纳米晶。

本发明创造性地将聚苯乙烯接枝的淀粉纳米晶添加入热塑性聚氨酯，其中聚苯乙烯接枝的淀粉纳米晶是一种可生物降解无毒害的高分子，与可生物降解热塑性聚氨酯搭配，使得最终产品具有非常好的生物可降解性，而且机械性能很有优势。机械性能取决于多种因素，其中最重要的是分散水平和界面强度，由于天然淀粉粒子存在大量的亲水性羟基、高的极性和大的粒子尺寸，因此与热塑性聚氨酯的相容性较差，很难分散均匀，因此本发明将淀粉进行改造，制备一种双亲性的淀粉衍生物即聚苯乙烯接枝的淀粉纳米晶，由于纳米淀粉大分子中接枝共聚亲油性高分子链，在保证材料的亲水性的同时提高了材料的疏水性，疏水性的高分子链是伸展的，保证了和聚氨酯界面的相容性。

优选地，所述可生物降解热塑性聚氨酯与聚苯乙烯接枝的淀粉纳米晶的质量比为(3-8):1，例如3:1、4:1、5:1、6:1、7:1或8:1等，优选(6-8):1。

所述可生物降解热塑性聚氨酯与聚苯乙烯接枝的淀粉纳米晶的质量比特定选择为(3-8):1，才能保证产品同时具有较好的生物可降解性和机械性，其中(6-8):1是效果更佳的范围。