CN100338113C - 可生物降解三元脂肪聚酯弹性体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三元生物相容性良好的可降解的脂肪族聚酯弹性体。本发明可生物降解三元脂肪聚酯弹性体的制备方法，首先通过二元酸和二元醇酯化反应合成低分子量(Mn为400-1500)线性预聚体，然后将上述线性预聚体与多元醇酯化交联反应，最后生成生物可降解三元脂肪族聚酯弹性体。本发明产物无毒，生物相容性好，价格低廉；通过改变原料配比，可以生成不同物理性质的产物，以满足不同要求。相对其他材料，脂肪族聚酯弹性体成本低廉，合成容易和生物相容性良好。
Description
技术领域
本发明涉及可用于生物医用领域的高分子材料合成，更具体地说，涉及一种可生物降解三元脂肪聚酯弹性体的制备方法。
背景技术
可生物降解聚合物在生物工程的许多领域，比如组织工程，药物释放和生物感应等方面都具有广泛的应用。生物可降解弹性体可以很快地从相对较大的变形中恢复过来，有益于维持移入器官的自身功能，不会给寄主带来力学刺激，并且随着新组织的形成逐渐降解消失，无需手术取出，是优秀的生物医用材料。研究和开发生物相容性良好的可降解弹性生物医用材料是生物材料发展的一个重要方向。
在现已使用的生物医用材料中，弹性蛋白和聚羟基烷基酸酯(PHA)类聚合物的制备必须通过细菌发酵，较为复杂，使其应用受到限制；水凝胶是具有良好生物相容性的一类材料，但天然的凝胶大多强度较低，合成水凝胶的缺点不易降解。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种三元生物相容性良好的可降解的脂肪族聚酯弹性体。
本发明可生物降解三元脂肪族聚酯弹性体的制备方法，首先通过二元酸和二元醇酯化反应合成低分子量(Mn为400-1500)线性预聚体，然后将上述线性预聚体与多元醇酯化交联反应，最后生成可生物降解三元脂肪族聚酯弹性体。
所述二元酸、二元醇和多元醇分别是5-8碳直链二酸、乙二醇和3-4元醇。
所述二元酸和二元醇摩尔比为1.5～3.5∶1。
所述酯化反应后期都采用减压蒸馏的方法。
所述减压蒸馏时温度应在100℃～160℃之间。
所述酯化反应在惰性气体保护下进行。
本发明形成的产物是由酯化反应交联形成的网络聚酯弹性体，具有良好的热稳定性和亲水性，产物的交联度可由单体加入量控制；图2中为测试样品2，其配比为二酸/二醇/三元醇(mol/mol/mol)＝7∶4∶2。图2A是弹性体的XPS光电子能谱图，弹性体的XPS全谱中证明弹性体只有C和O两种元素。图2B C1s拟合谱图有三种碳化学位移，结合能为285.0eV，286.9eV和289.0eV的峰分别对应脂肪族碳链(-CH2-)中的碳，与氧相连的亚甲基碳(-CH2-O-)，酯键(
)中的碳；图2C O1s拟合谱有两种化学位移，一种是酯键中的单键氧，结合能为532.2eV；另一种是酯键中的双键氧，结合能为533.5eV；从图3可以看出随着交联度增加，产物的结晶度变小，图中样品1的配比为二酸/二醇/三元醇(mol/mol/mol)＝7∶4∶2，样品2的配比为二酸/二醇/三元醇(mol/mol/mol)＝6∶3∶2，样品3的配比为二酸/二醇/三元醇(mol/mol/mol)＝27∶12∶10，样品4的配比为二酸/二醇/三元醇(mol/mol/mol)＝13∶4∶6，样品5的配比为二酸/三元醇(mol/mol)＝3∶2；由图4可以看出弹性体具有类似硫化橡胶的良好力学性能(图中为测试样品是样品2)。
本发明的优点在于产物无毒，生物相容性好，价格低廉；通过改变原料配比，可以生成不同物理性质的产物，以满足不同要求。相对其他材料，脂肪族聚酯弹性体具有成本低廉，合成容易和生物相容性良好等优点。
附图说明
图1是弹性体的红外光谱图，
图2A是弹性体的XPS光电子能谱图，
图2B是C1s的拟合XPS光电子能谱图，
图2c是O1s的拟合XPS光电子能谱图，
图3是不同配比弹性体的X射线衍射图，
图4是弹性体的应力应变曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1：
将40g癸二酸加入三口烧瓶中，在氮气保护条件下油浴加热至160℃，待其完全熔融后，用恒压漏斗缓慢滴加4.01ml乙二醇，反应3小时，将温度降至125℃，减压蒸馏6h，即可得到预聚体。
在150℃下用恒压漏斗向预聚体缓慢滴加6.15ml甘油，反应3小时，将温度降至125℃，减压蒸馏8h，得到弹性体。用去离子水、乙醇洗涤数次，真空干燥后备用。
实施例2：
将40g己二酸加入三口烧瓶中，在氮气保护条件下油浴加热至150℃，待其完全熔融后，用恒压漏斗缓慢滴加4ml乙二醇，反应3小时，将温度降至120℃，减压蒸馏6h，即可得到预聚体。
在150℃下用恒压漏斗向预聚体缓慢滴加6.15ml甘油，反应3小时，将温度降至125℃，减压蒸馏6h，得到弹性体。用去离子水、乙醇洗涤数次，真空干燥后备用。
实施例3：
将40g癸二酸加入三口烧瓶中，在氮气保护条件下油浴加热至150℃，待其完全熔融后，用恒压漏斗缓慢滴加4.01ml乙二醇，反应3小时，将温度降至125℃，减压蒸馏12h，即可得到预聚体。
在150℃下加入8.5g季戊四醇，反应1小时，将温度降至125℃，减压蒸馏6h，结束反应，得到弹性体。用去离子水、乙醇洗涤数次，真空干燥后备用。
Claims (6)
1.一种可生物降解三元脂肪聚酯弹性体的制备方法，其特征是，首先通过五碳到八碳的直链二元酸和乙二醇酯化反应合成分子量为400～1500的线性预聚体，然后将上述线性预聚体与三元醇或者四元醇进行酯化交联反应，最后生成三元生物可降解脂肪族聚酯弹性体。
2.根据权利要求1所述的可生物降解三元脂肪聚酯弹性体的制备方法，其特征是，所述五碳到八碳的直链二元酸指己二酸、癸二酸，三元醇或者四元醇指甘油、季戊四醇。
3.根据权利要求1所述的可生物降解三元脂肪聚酯弹性体的制备方法，其特征是，所述六碳到八碳的直链二元酸和乙二醇的摩尔比为1.5～3.5∶1。
4.根据权利要求1所述的可生物降解三元脂肪聚酯弹性体的制备方法，其特征是，所述醋化反应后期都采用减压蒸馏的方法。
5.根据权利要求4所述的可生物降解三元脂肪聚酯弹性体的制备方法，其特征是，所述减压蒸馏时温度应在100℃～160℃之间。
6.根据权利要求1所述的可生物降解三元脂肪聚酯弹性体的制备方法，其特征是，所述酯化反应在惰性气体保护下进行。
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