一種兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種新型的兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)、其制 備方法、及其在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。 技術(shù)背景
[0002] 兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)是一種應(yīng)用前景廣闊的高分子材料。對于其合成方法， 目前文獻上報道的多數(shù)是以自由基聚合和基團轉(zhuǎn)移聚合（GTP)法來合成兩親共聚 物網(wǎng)絡(luò)，比如文獻"Amphiphilic Conetworks and Gels Physically Cross-Linked via Stereocomplexation of Polylactide"（Fan, Xiaoshan ;Wang, Mian ;Yuan, Du ; He, Chaobin. Langmuir (2013) ,29 (46), 14307-14313.)采用了 自由基聚合來制備聚 D-丙 交醋/L-丙交醋/丙稀酸醋和乙二醇/甲基醚乙酸醋的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；文獻"Amphiphilic Co-networks withMoisture-Induced Surface Segregation for High-Performance Nonfouling Coatings"（Yapei Wang,John A. Finlay, Douglas E. Betts, Timothy J. Merkel, J. Christopher Luft, Maureen E. Callow, James A. Callow, Joseph M. DeSimone. Langmuir. 2011, 27, 10365-10369)采用了自由基聚合來制備PDMS-DA和N, N-二甲基丙烯酰 胺的兩親共聚物網(wǎng)絡(luò)；文獻"Improved Hydrophilicity from Poly(ethylene glycol)in Amphiphilic Conetworks with Poly (dimethylsiloxane)"（Gui Lin, Xiujuan Zhang, Sai R. Kumar, James E. Mark ;silicon. 2009 (1), 173-181.)采用了化學(xué)交聯(lián)的方法來制備 PDMS-1-PEG兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。用這類聚合方法得到的產(chǎn)物相對分子量分布寬，分子 量的可控性差，隨分子量增加合成難度加大，導(dǎo)致制備的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能差以及網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)的尺寸不可控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的上述缺陷，本發(fā)明通過將原子轉(zhuǎn)移自由基 聚合（Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP)技術(shù)、可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合 (Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization，RAFT)技術(shù)、點 擊化學(xué)（Click Chemistry)技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合起來，開發(fā)出制備兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的新工藝。 通過該工藝將聚合物的親疏水鏈段與硅氫化交聯(lián)劑相互交聯(lián)形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，制備的兩親性 共聚物網(wǎng)絡(luò)材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和均勻的孔徑分布，在親水性和親油性溶劑中都具有 一定的溶脹率，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。
[0004] 因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的方法。
[0006] 本發(fā)明的再一目的在于提供上述兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] 一種兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)，其由星型兩親性共聚物與硅氫化交聯(lián)劑經(jīng)交聯(lián)而成， 其中星型兩親性共聚物是由星型親水性均聚物與含懸掛炔基的疏水性嵌段共聚物經(jīng)化 學(xué)反應(yīng)而得的；該兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強度為2. 5?8. 5MPa，在正己烷中溶脹度為 20?150%，在水中溶脹度為50-800%，在乙醇中溶脹度為400?1000%，氧透過率為 500_1600Barrers。
[0009]優(yōu)選地，兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的溶膠含量為不高于10%，優(yōu)選不高于9. 5%，更優(yōu)選 不高于9%，更優(yōu)選不高于8. 5%，更優(yōu)選不高于8%。
[0010] 優(yōu)選地，兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的斷裂伸長率為65?220%。
[0011] 優(yōu)選地，上述星型親水性均聚物由選自下組的一種具有生物相容性的親水性單體 聚合而成：丙烯酰胺類單體、甲基丙烯酰胺類單體、丙烯酸酯類單體或甲基丙烯酸酯類單 體。
[0012] 優(yōu)選地，上述疏水性嵌段共聚物由選自下組的一種疏水性單體與含PDMS基大分 子鏈轉(zhuǎn)移試劑共聚而成：丙烯酸丙炔酯、甲基丙烯酸丙炔酯、乙基丙烯酸丙炔酯。
[0013] 優(yōu)選地，上述硅氫化交聯(lián)劑是指含氫聚硅氧烷（PHMS)。
[0014] -種制備上述兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的方法，包括如下步驟：
[0015] 1)通過ATRP制備星型親水性均聚物，并對其進行疊氮改性；
[0016] 2)通過RAFT制備含懸掛炔基的疏水性嵌段共聚物；
[0017] 3)通過點擊化學(xué)使步驟1)中得到的星型親水性共聚物與步驟2)中得到的含懸掛 炔基疏水性嵌段共聚物結(jié)合一起，形成星型兩親性共聚物；
[0018] 4)使步驟3)中得到的星型兩親性共聚物與硅氫化交聯(lián)劑發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)，得 到兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
[0019] 更具體地講，上述制備兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的方法包括如下步驟：
[0020] 第一步：將三乙醇胺溶解于溶劑A中，得到三乙醇胺溶液，加入縛酸劑，緩慢滴加 親核取代試劑，在-10°C?80°C下反應(yīng)3?24小時，純化后得到三臂星型小分子引發(fā)劑；其 中三乙醇胺、縛酸劑、親核取代試劑的重量比為100 :80-800 :300-1200;
[0021] 第二步：將配體A、第一步得到的三臂星型ATRP小分子引發(fā)劑、親水性單體、溶劑B 和第一催化劑混合，在惰性氣氛下，在5?130°C下反應(yīng)1?24h，純化，得到親水性三臂星 型均聚物，其中配體A、三臂星型ATRP小分子引發(fā)劑、親水性單體、溶劑B、和第一催化劑的 重量比為 100 :60-320 :2500-8000 :2000-18000 :9. 6-380;
[0022] 第三步：將正十二烷基硫醇、堿液、丙酮、催化劑A，在-15°C?15°C下混合，加入 CS 2、多鹵代烷，反應(yīng)l_20h，得到RAFT試劑S-1-十二烷基-S' _(a，a'-二甲基-a 〃-乙酸）三硫代碳酸酯；其中正十二烷基硫醇、堿液、丙酮、催化劑A、CS2、多鹵代烷的質(zhì) 量比為 100 :30-300:100-1000 :0? 1-1 :30-300 :30-300;
[0023] 第四步：將第三步得到的RAFT試劑、功能化聚甲基硅氧烷、羧酸活化劑、脫水劑、 溶劑C混合，在10-100°C下反應(yīng)2-24h，得到含PDMS (聚二甲基硅氧烷）基大分子鏈轉(zhuǎn)移 試劑；RAFT試劑、功能化聚二甲基硅氧烷、羧酸活化劑、脫水劑、溶劑C的重量比為100: 10-500 ：50-200 ：5-20 ：500-5000 ；
[0024] 第五步：將含PDMS基大分子鏈轉(zhuǎn)移試劑、疏水單體、溶劑D和引發(fā)劑A混合，在惰 性氣氛下，在60-100°C下反應(yīng)0. 5-24h，得到疏水性嵌段共聚物；其中疏水單體、含PDMS大 分子鏈轉(zhuǎn)移試劑、引發(fā)劑A、溶劑D的質(zhì)量比為100 :0. 1-10 :0. 01-0. 1 :200-5000;
[0025] 第六步：將配體B、第二步得到的親水性三臂星型均聚物、第五步得到的疏水性嵌 段共聚物、溶劑E和第二催化劑混合，在惰性氣氛下，在5?130°C下反應(yīng)1?24h，純化，得 到兩親性三臂星型共聚物；其中配體B、親水性三臂星型均聚物、疏水嵌段共聚物、溶劑E和 第二催化劑的重量比為 100 :1000-10000 :1000-8000 :2500-18000 :40-150 ;
[0026] 第七步：將第六步所得的兩親性三臂星型共聚物與硅氫化交聯(lián)劑溶解在溶劑F 中，在存在第三催化劑的條件下，在60?110°C下交聯(lián)反應(yīng)8?36小時，得到兩親性共聚 網(wǎng)絡(luò)。后于加熱板上于40-80°C、優(yōu)選45-75°C、更優(yōu)選50-70°C、更優(yōu)選50-65°C、更優(yōu)選 55-60 °C下繼續(xù)反應(yīng)6-12h，直至溶劑F蒸干，成膜。
[0027] 本發(fā)明采用的工藝反應(yīng)可控性好，分子設(shè)計容易，可得到復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，交聯(lián)效果 好。所制得的兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)具有以下優(yōu)點：其力學(xué)強度、韌性遠(yuǎn)高于一般的線性網(wǎng)絡(luò)， 同時兼具良好的溶脹性能，尺寸分布的更加均勻，在生物醫(yī)用材料方面有潛在用途，包括用 于制備隱形眼鏡、人工臟器、藥物控制釋放載體等。
【附圖說明】
[0028] 圖1為實施例1中所得兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)（APCN)的紅外光譜圖（下）與未經(jīng)交 聯(lián)的兩親性共聚物的紅外光譜圖（上）的對比圖。從圖1中可以看出，兩親性共聚物（上） 的3581CHT 1處出現(xiàn)的寬峰是星形HEMA鏈段（親水鏈段）的-OH伸縮振動峰，1731CHT1出現(xiàn) 的尖銳吸收峰是HEMA上C = 0的伸縮振動吸收峰，2120CHT1附近出現(xiàn)了疏水鏈段--聚丙 烯酸丙炔酯上碳碳三鍵的吸收峰。與之不同的是，兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)（下）中未出現(xiàn)不飽和 碳碳三鍵的特征吸收峰，說明兩親性共聚物中不飽和碳碳三鍵與硅氫化交聯(lián)劑中的氫發(fā)生 了硅氫化反應(yīng)，實現(xiàn)了兩親性共聚物與硅氫化交