一種生物降解速率可調(diào)的高分子聚酯復合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于可生物降解高分子材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種生物降解速率可調(diào)的高分 子聚醋復合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著醫(yī)學材料的不斷發(fā)展，生物可降解高分子材料得到了廣泛的關(guān)注。根據(jù)來源 的不同生物可降解高分子材料主要可分為W下=類:天然合成的高分子材料，如淀粉、甲殼 素、蛋白質(zhì)、纖維素等;微生物合成的高分子材料，如聚徑基下酸醋、聚徑基戊酸醋等;化學 合成的高分子材料，如聚乳酸，聚下二酸下二醋，聚己內(nèi)醋等。其中，化學合成的生物可降解 高分子材料于因具有可塑性強、易于加工及生產(chǎn)成本低等優(yōu)點而日益受到了重視。圍繞運 一類材料的研究與開發(fā)的不斷深入推動著其在生物醫(yī)學工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。聚乳酸由于具 有良好的生物相容性和組織可吸收性，已成功應(yīng)用于醫(yī)用手術(shù)縫合線、骨支撐材料和藥物 緩釋載體等生物醫(yī)學領(lǐng)域。然而，其在性能上也存在一些缺陷，如抗沖擊性能差、熱變形溫 度低、降解速率較快等。
[0003] CN10258521A中提供了一種聚富馬酸二元醇醋及其共聚醋的制備方法，該方法可 W有效地提高脂肪族聚醋或脂肪、芳香族共聚醋材料的結(jié)晶溫度，降低結(jié)晶時間，減小球晶 尺寸，有利于提高材料的透明度和其他相關(guān)性能，縮短產(chǎn)品的成型周期。
[0004] CN10313533A中提供了一種聚乳酸共聚物及其制備方法、改性聚乳酸，該方法制備 的聚乳酸共聚物與現(xiàn)有W小分子改性聚乳酸相比更為穩(wěn)定，但是在降解的過程中會產(chǎn)生對 苯二甲酸等含芳環(huán)的簇酸，對生物體具有一定的刺激作用。
[0005] 作為一類非常重要的脂肪族聚醋，二元酸二元醇醋及其共聚醋由于玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度低于室溫，常溫下呈橡膠態(tài)，易于被自然界的多種微生物或動植物體內(nèi)的酶分解、代謝， 最終分解為二氧化碳和水，因此具有良好的生物相容性和生物可吸收性。同時其主鏈中大 量的亞甲基結(jié)構(gòu)又使其具有與通用聚乙締、聚丙締材料相近的機械物理性能，因此被廣泛 用于包裝、化妝品瓶、一次性醫(yī)療用品、農(nóng)薄膜、生物用分子材料等諸多領(lǐng)域。但是其降解速 率較慢，強度較差。
[0006] 因此，發(fā)明一種高分子聚醋的制備方法，通過調(diào)整其組分中聚乳酸和二元酸二元 醇醋及其共聚醋的種類和比例，W期獲得一種強度和初性良好的生物降解速率可調(diào)的高分 子復合材料。
[0007] 參考文獻：
[1 ]郭寶華，葉海木，王瑞冬，徐軍.一種聚富馬酸二元醇醋及其共聚醋、聚醋成核劑及 其應(yīng)用[P].北京：CN102558521A,2012-07-11。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目的是提供一種生物降解速率可調(diào)的高分子聚醋復合材料的制備方法， 通過合成二元酸二元醇聚醋預(yù)聚體并將其與聚乳酸反應(yīng)得到聚乳酸嵌段聚合物，通過調(diào)整 其組分中聚乳酸和二元酸二元醇醋聚醋預(yù)聚體的種類和比例，制備出一種生物降解速率可 調(diào)的高分子聚醋復合材料。此外，制備的聚醋復合材料由于鏈段中含有不飽和雙鍵，使其具 有優(yōu)異的可修飾特性和易功能化的優(yōu)點。
[0009] 為了解決W上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為： 本發(fā)明提出的一種生物降解速率可調(diào)的高分子聚醋復合材料的制備方法，具體步驟如 下： (1) 聚富馬酸二元醇聚醋預(yù)聚體的合成 將富馬酸或富馬酸與二元酸的混合物和二元醇加入到=口燒瓶中，通入氮氣30分鐘W 除去體系中的空氣，接上氮氣氣囊，待氣囊膨脹后停止通氣，將體系在150~25(TC下攬拌反 應(yīng)0.5~6小時;然后在氮氣氣氛下加入醋交換催化劑，快速攬拌使醋交換催化劑分散均勻； 之后抽真空至50~100化，在180~250 °C下反應(yīng)0.5~6小時，得到聚富馬酸二元醇聚醋預(yù)聚體； 富馬酸或富馬酸與二元酸的混合物與二元醇的摩爾比為1:1-1:1.1，每Ig富馬酸或富馬酸 與二元酸的混合物中中加入0.0005~0.0 lg醋交換催化劑； (2) 丙交醋單體的制備 將乳酸與催化劑加入到250 mL圓底燒瓶中，邊加熱邊減壓，當升溫到80~150°C和減 壓至2.0X103化~5.0X103時，保溫脫水1~4小時，再升溫到160-200°C，減壓至 6.66X 102~ 1.33X IO3Pa,乳酸縮聚反應(yīng)脫水，然后更換蒸饋裝置，快速升溫至180~240 °C收集粗產(chǎn)品 丙交醋產(chǎn)物;所述粗產(chǎn)品用乙酸乙醋作為溶劑重結(jié)晶3~5次，無水乙酸洗涂，抽濾，得到白色 晶體，常溫下真空干燥至恒重，得到丙交醋單體； (3) 復合聚乳酸嵌段共聚物的制備 將步驟(2)中制備的丙交醋單體、步驟(1)中制備的聚富馬酸二元醇聚醋預(yù)聚體W及催 化劑加入到IOOmL圓底燒瓶中，通入氮氣30分鐘W除去反應(yīng)體系中的空氣，接上氮氣氣囊， 待氣囊膨脹后停止通氣，150~220°C下反應(yīng)5~20小時，得到混合物； (4) 將步驟(3)得到的混合物冷卻并溶解在氯仿中，溶解后的溶液緩慢滴入正己燒中， 并不斷攬拌，得到白色沉淀，本步驟重復2~5次； 巧)將得到的沉淀物在50~60°C的真空烘箱中干燥過夜，得到復合聚乳酸嵌段共聚物； (6) 高分子聚醋復合材料的改性制備 將步驟巧)制備的聚乳酸嵌段共聚物10~20 g溶于200mL二氯甲燒中，在SOOmL圓底燒瓶 中，通入氮氣30分鐘W排除體系中的氧氣和水蒸氣，接上氮氣氣囊，待氣囊膨脹后停止通 氣，冰浴中冷卻至〇°C待用；將3.0~8. OgS乙胺和3.0~6. Og丙締酷氯溶于20mL二氯甲燒中， 將所得的溶液逐滴滴加到圓底燒瓶中，(TC下反應(yīng)1~10小時，然后調(diào)整反應(yīng)溫度為室溫，反 應(yīng)30~50小時;將反應(yīng)混合物過濾除去=乙胺鹽酸鹽，將濾液分別用稀鹽酸和碳酸氨鋼除去 剩余的=乙胺和氯化氨； (7) 將步驟(6)得到的處理后的濾液用無水硫酸儀干燥后，再將溶液緩慢滴入乙酸中并 不斷攬拌，得到白色沉淀，本步驟重復2-5次，得到沉淀物； (8) 將步驟(7)得到的沉淀物在50~60°C的真空烘箱中干燥過夜，得到改性的高分子聚 醋復合材料。
[0010] 本發(fā)明中，步驟（1)中所述的二元酸為乙二酸、丙二酸、下二酸、戊二酸或己二酸中 任一種，但不限于運些二元酸;所述二元醇為亞甲基數(shù)量為2~6的脂肪族直鏈二醇。
[0011] 本發(fā)明中，步驟（I)中所述富馬酸與二元酸的混合物中，富馬酸與二元酸的摩爾比 為9:1-2:8。
[0012] 本發(fā)明中，步驟(1)中所得的聚富馬酸二元醇聚醋的分子量為IO3~106。
[OOU]本發(fā)明中，步驟(1)中所述的醋交換催化劑為鐵酸醋類催化劑，如鐵酸下醋等。
[0014] 本發(fā)明中，步驟(2)中所述的催化劑為氧化鋒、辛酸亞錫或氯化錫的一種或幾種， 催化劑用量為乳酸質(zhì)量的0.5%~1%。
[0015] 本發(fā)明中，步驟(3)中所述的催化劑為有機錫類催化劑或鋒類催化劑，催化劑的用 量為步驟(2)中制備的丙交醋單體和步驟（1)中制備的聚富馬酸二元醇聚醋預(yù)聚體總質(zhì)量 的 0.5% ~1〇/〇。
[0016] 本發(fā)明中，步驟(8)中制備得到的改性的高分子聚醋復合材料為丙締酷基封端的 復合聚乳酸嵌段聚合物。
[0017] 本發(fā)明的有益效果： 1.本發(fā)明提供的方法制備的高分子聚醋復合材料具有良好的生物降解性能，且生物降 解速率可調(diào)。
[0018] 2.本發(fā)明提供的方法制備的高分子聚醋復合材料鏈段中含有碳碳雙鍵不飽和鍵， 易于修飾改性及功能化，可用來固定精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)和其他活性膚，從而進 一步提高作為組織材料的生物相容性。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實施例來對本發(fā)明作進一步說明。
[0020] 分子量和分子量分布:使用日本島津公司的GPC-20A型凝膠色譜儀測定聚氨醋的 分子量和分子量分布，溶劑為四氨巧喃，標樣為單分散聚苯乙締。
[0021] 降解性能:將所制備的聚氨醋材料溶于N，N-二甲基甲酯胺中制成固含量為15%的 溶液，將溶液置于真空度為0.1 MPa的條件下脫泡4小時，將得到的無氣泡聚氨醋溶液誘鑄于 不誘鋼模具上，常溫下干燥24小時，再置于20-30°C真空干燥箱中干燥24小時，得到聚氨醋 薄膜。將上述膜材料浸泡在37°C生理鹽水中，W天為周期進行測量，拉伸強度為零時，認為 降解完成。
[0022] 實施例1 (1) 聚富馬酸二元醇聚醋預(yù)聚體的合成 將富馬酸和1,4-丙二醇(摩爾比為1:1.05)加入S口燒瓶中，通入氮氣30分鐘W除去體 系中的空氣，接上氮氣氣囊，待氣囊膨脹后停止通氣，將體系在18(TC下攬拌反應(yīng)1小時;然 后在氮氣氣氛下加入醋交換催化劑，0.0005/lg聚合物，快速攬拌使催化劑分散均勻；之后 抽真空至50 Pa,在220°C下反應(yīng)3小時，得到聚富馬酸下二醇聚醋預(yù)聚體； (2) 丙交醋單體的制備 將50 g乳酸與0.3g催化劑加入250 mL圓底燒瓶中，邊加熱邊減壓，當升溫到80°C和 減壓至3.0 X 1〇3化時，保溫脫水2小時，再升溫至Ij 180°C，減壓至1.0 X IO3Pa，乳酸縮聚反應(yīng) 脫水，然后更換蒸饋裝置，快速升溫至210°C收集整出的丙交醋產(chǎn)物。粗產(chǎn)品用乙酸乙醋作 溶劑重結(jié)晶5次，無水乙酸洗涂，抽濾，得到白色晶體，常溫下真空干燥至恒重。
[0023] (3)復合聚乳酸嵌段共聚物的制備 將21.6