CN100446843C - 一种具有抗凝血性能的丙烯酸酯类共聚物膜的制备方法 - Google Patents

一种具有抗凝血性能的丙烯酸酯类共聚物膜的制备方法 Download PDF

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一种具有抗凝血性的丙烯酸酯类共聚物膜的制备方法，属于生物医用材料制备技术领域。本发明是利用自由基聚合一步得到丙烯酸酯类共聚物，再通过溶剂蒸发的方法制得丙烯酸酯类共聚物膜，本发明方法制备的丙烯酸酯类共聚物膜的分子量、玻璃化转变温度、机械强度等均可控，且具有抗凝血性能，可应用于血液透析等医疗仪器中。本发明为制备具有抗凝血性的共聚物膜提供了一种简单、高效的方法。

Description

一种具有抗凝血性能的丙烯酸酯类共聚物膜的制备方法
技术领域
一种具有抗凝血性能的丙烯酸酯类共聚物膜的制备方法，属于生物医用材料制备技术领域。
背景技术
制备合成聚合物膜的关键是合成具有生理相容性、有一定力学强度、耐老化等性能的聚合物物质。例如聚丙烯腈膜对中等分子量物质的去除能力强，超滤速率较大，有优良的耐菌、耐有机溶剂性能，但膜脆、机械强度差、不耐高温消毒，需要进一步改进。而本发明是采用一种具有生理相容性的单体为功能单体，与主单体共聚后制得共聚物，再通过溶剂蒸发的方法制得共聚物膜。
发明内容
本发明的目的是采用自由基聚合一步得到共聚物，再通过溶剂蒸发的方法制得共聚物膜，该类共聚物膜的分子量、玻璃化转变温度、机械强度等均可控，且具有抗凝血性能，可应用于血液透析等医疗仪器中，为制备具有抗凝血性的共聚物膜提供了一种简单、高效的方法。
本发明的技术方案：先以自由基聚合制备得到丙烯酸酯类共聚物，再通过溶剂蒸发的方法制得丙烯酸酯类共聚物膜，共聚物通式为：
Figure C20071001995800051
式中m+n＝1，x为自然数，R1为H，CH3，R2为H，CH3，R3为CH3，
Figure C20071001995800052
制备工艺条件为：
1.共聚物的制备：
以(甲基)丙烯酸甲酯为聚合主单体，以丙烯酰氧乙基甲基酯类或2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱为功能单体，偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰为引发剂，氯仿为主溶剂，N，N-二甲基甲酰胺或乙醇为助溶剂，主单体：功能单体：引发剂的物质的量比为1∶0.10～0.50∶0.005～0.02，总溶剂的用量为总单体质量的8～10倍，助溶剂的用量为总溶剂质量的20％～50％。在聚合反应器内按配比加入引发剂，主溶剂、助溶剂，功能单体和主单体，持续通入高纯氮气10～40min除去氧气，密闭，然后将聚合反应器加热到50～70℃，搅拌或振荡(频率100～300rpm)反应至预定时间(12～24小时)。反应完毕后用乙醚沉淀，过滤，真空干燥得丙烯酸酯类共聚物。
通过红外光谱、元素分析仪、核磁共振等方法表征，共聚物具有预期的结构。
2.共聚物膜的制备：
将所得到的丙烯酸酯类共聚物溶解于以氯仿为主溶剂，N，N-二甲基甲酰胺或乙醇为助溶剂的混合溶液中，在一定的温度下蒸发溶剂一段时间，即得共聚物膜。共聚物的浓度为0.15～0.35g/mL，成膜温度为20～40℃，成膜时间为12～48小时。
其中R1为H，R2为H，R3为CH3，x＝1时，所述共聚物为
Figure C20071001995800061
表示成P(MA-co-EO)。
其中R1为CH3，R2为H，R3为CH3，x＝9时，所述共聚物为表示成P(MMA-co-(EO)9)。
其中R1为H，R2为CH3，R3为CH3，x＝2时，所述共聚物为表示成P(MA-co-M(EO)2)。
其中R1为CH3，R2为CH3，R3为CH3，x＝4时，所述共聚物为
Figure C20071001995800064
表示成P(MMA-co-M(EO)4)。
其中R1为H，R2为CH3，R3为CH3，x＝9时，所述共聚物为表示成P(MA-co-M(EO)9)。
其中R1为CH3，R2为CH3，R3为CH3，x＝23时，所述共聚物为
Figure C20071001995800072
表示成P(MMA-co-M(EO)23)。
其中R1为CH3，R2为CH3，R3为x＝1时，所述共聚物为
Figure C20071001995800074
表示成P(MMA-co-MEOPC)。其核磁图如图1所示。
在第一步共聚物的制备中，调节单体与功能单体、引发剂的物质的量配比可制得不同分子量及玻璃化转变温度的共聚物，在第二步共聚物膜的制备中调节单体与功能单体的配比，成膜时共聚物的浓度及成膜温度可制得不同机械强度及不同抗凝血性的共聚物膜。
所用的丙烯酰氧乙基甲酯类化合物为丙烯酰氧乙基甲基酯、丙烯酰九氧乙基甲基酯、2-甲基丙烯酰二氧乙基甲基酯、2-甲基丙烯酰四氧乙基甲基酯、2-甲基丙烯酰九氧乙基甲基酯或2-甲基丙烯酰二十三氧乙基甲基酯，以它们为功能单体可制得聚丙烯酸甲酯-co-聚丙烯酰氧乙基甲基酯、聚甲基丙烯酸甲酯-co-聚丙烯酰九氧乙基甲基酯、聚丙烯酸甲酯-co-聚2-甲基丙烯酰二氧乙基甲基酯、聚甲基丙烯酸甲酯-co-聚2-甲基丙烯酰四氧乙基甲基酯、聚丙烯酸甲酯-co-聚2-甲基丙烯酰九氧乙基甲基酯或聚甲基丙烯酸甲酯-co-聚2-甲基丙烯酰二十三氧乙基甲基酯，它们被用作生物材料，均具有一定的机械强度及抗凝血性，应用于包封料、固定化酶的载体。
所用的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱，以它为功能单体，可制得聚甲基丙烯酸甲酯-co-聚2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱，被用作生物医用材料，具有一定机械强度及抗凝血性，应用于人造器官、血液透析膜。
本发明采用的功能单体丙烯酰氧乙基甲基酯类化合物除了丙烯酰氧乙基甲基酯来自Sigma-Aldrich公司，其它的化合物来自日本新中村化学工业株式会社【Shin-Nakamura Chemical Co.Ltd.(Japan)】；2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱来自日本油脂株式会社【Nippon Oil&Fats Co.Ltd.(Tokyo，Japan)】。
本发明的有益效果：本发明方法制备的丙烯酸酯类共聚物膜的分子量，玻璃化转变温度，机械强度等均可控，且具有抗凝血性能，可应用于血液透析等医疗仪器中。本发明为制备具有抗凝血性的共聚物膜提供了一种简单、高效的方法。
附图说明
图1P(MMA-co-MEOPC)的核磁图。
具体实施方式
实施例1
室温下在容器中依次加入偶氮二异丁腈、氯仿和N，N-二甲基甲酰胺，搅拌使之充分混合，将其转入聚合反应器内，再加入丙烯酰氧乙基甲基酯和丙烯酸甲酯，使得丙烯酸甲酯∶丙烯酰氧乙基甲基酯∶偶氮二异丁腈的物质的量比为1∶0.50∶0.02，总溶剂的用量为总单体质量的8倍，N，N-二甲基甲酰胺的用量为总溶剂质量的50％。持续通入高纯氮气10～40min除去氧气，密闭，然后将聚合反应器置于50℃恒温水浴中，振荡(振荡频率100～300rpm)反应24小时。反应完毕后用乙醚沉淀出共聚物，过滤，真空干燥。
称取一定质量的共聚物于容器中，以氯仿和N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，调节共聚物的浓度为0.15g/mL，搅拌均匀，倒入成膜器中，在20℃条件下蒸发溶剂48小时，取出膜即为P(MA-co-EO)。
实施例2
室温下在容器中依次加入过氧化二苯甲酰、氯仿和N，N-二甲基甲酰胺，搅拌使之充分混合，将其转入聚合反应器内，再加入丙烯酰九氧乙基甲基酯和甲基丙烯酸甲酯，使得甲基丙烯酸甲酯∶丙烯酰九氧乙基甲基酯∶过氧化二苯甲酰的物质的量比为1∶0.40∶0.015，总溶剂的用量为总单体质量的9倍，N，N-二甲基甲酰胺的用量为总溶剂质量的40％。持续通入高纯氮气10～40min除去氧气，密闭，然后将聚合反应器加热到60℃，搅拌(搅拌频率100～300rpm)反应18小时。反应完毕后用乙醚沉淀出共聚物，过滤，真空干燥。
称取一定质量的共聚物于容器中，以氯仿和N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，调节共聚物的浓度为0.20g/mL，搅拌均匀，倒入成膜器中，在30℃条件下蒸发溶剂24小时，取出膜即为P(MMA-co-(EO)9)。
实施例3
室温下在容器中依次加入偶氮二异丁腈、氯仿和乙醇，搅拌使之充分混合，将其转入聚合反应器内，再加入2-甲基丙烯酰二氧乙基甲基酯和丙烯酸甲酯，使得丙烯酸甲酯∶2-甲基丙烯酰二氧乙基甲基酯∶偶氮二异丁腈的物质的量比为1∶0.30∶0.01，总溶剂的用量为总单体质量的10倍，乙醇的用量为总溶剂质量的30％。持续通入高纯氮气10～40min除去氧气，密闭，然后将聚合反应器置于70℃恒温水浴中，振荡(振荡频率100～300rpm)反应12小时。反应完毕后用乙醚沉淀出共聚物，过滤，真空干燥。
称取一定质量的共聚物于容器中，以氯仿和乙醇为溶剂，调节共聚物的浓度为0.25g/mL，搅拌均匀，倒入成膜器中，在30℃条件下蒸发溶剂24小时，取出膜即为P(MA-co-M(EO)2)。
实施例4
室温下在容器中依次加入过氧化二苯甲酰、氯仿和乙醇，搅拌使之充分混合，将其转入聚合反应器内，再加入2-甲基丙烯酰四氧乙基甲基酯和甲基丙烯酸甲酯，使得甲基丙烯酸甲酯∶2-甲基丙烯酰四氧乙基甲基酯∶过氧化二苯甲酰的物质的量比为1∶0.20∶0.01，总溶剂的用量为总单体质量的8倍，乙醇的用量为总溶剂质量的20％。持续通入高纯氮气10～40min除去氧气，密闭，然后将聚合反应器加热到60℃，搅拌(搅拌频率100～300rpm)反应18小时。反应完毕后用乙醚沉淀出共聚物，过滤，真空干燥。
称取一定质量的共聚物于容器中，以氯仿和乙醇为溶剂，调节共聚物的浓度为0.30g/mL，搅拌均匀，倒入成膜器中，在40℃条件下蒸发溶剂12小时，取出膜即为P(MMA-co-M(EO)4)。
实施例5
室温下在容器中依次加入偶氮二异丁腈、氯仿和N，N-二甲基甲酰胺，搅拌使之充分混合，将其转入聚合反应器内，再加入2-甲基丙烯酰九氧乙基甲基酯和丙烯酸甲酯，使得丙烯酸甲酯∶2-甲基丙烯酰九氧乙基甲基酯∶偶氮二异丁腈的物质的量比为1∶0.30∶0.015，总溶剂的用量为总单体质量的10倍，N，N-二甲基甲酰胺的用量为总溶剂质量的30％。持续通入高纯氮气10～40min除去氧气，密闭，然后将聚合反应器置于70℃恒温水浴中，振荡(振荡频率100～300rpm)反应12小时。反应完毕后用乙醚沉淀出共聚物，过滤，真空干燥。
称取一定质量的共聚物于容器中，以氯仿和N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，调节共聚物的浓度为0.35g/mL，搅拌均匀，倒入成膜器中，在20℃条件下蒸发溶剂48小时，取出膜即为P(MA-co-M(EO)9)。
实施例6
室温下在容器中依次加入过氧化二苯甲酰、氯仿和乙醇，搅拌使之充分混合，将其转入聚合反应器内，再加入2-甲基丙烯酰二十三氧乙基甲基酯和甲基丙烯酸甲酯，使得甲基丙烯酸甲酯∶2-甲基丙烯酰二十三氧乙基甲基酯∶过氧化二苯甲酰的物质的量比为1∶0.20∶0.02，总溶剂的用量为总单体质量的8倍，乙醇的用量为总溶剂质量的20％。持续通入高纯氮气10～40min除去氧气，密闭，然后将聚合反应器加热到50℃，搅拌(搅拌频率100～300rpm)反应24小时。反应完毕后用乙醚沉淀出共聚物，过滤，真空干燥。
称取一定质量的共聚物于容器中，以氯仿和乙醇为溶剂，调节共聚物的浓度为0.25g/mL，搅拌均匀，倒入成膜器中，在20℃条件下蒸发溶剂48小时，取出膜即为P(MMA-co-M(EO)23)。
实施例7
室温下在容器中依次加入偶氮二异丁腈、氯仿和N，N-二甲基甲酰胺，搅拌使之充分混合，将其转入聚合反应器内，再加入2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和甲基丙烯酸甲酯，使得甲基丙烯酸甲酯∶2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱∶偶氮二异丁腈的物质的量比为1∶0.10∶0.005，总溶剂的用量为总单体质量的10倍，N，N-二甲基甲酰胺的用量为总溶剂质量的10％。持续通入高纯氮气10～40min除去氧气，密闭，然后将聚合反应器置于50℃恒温水浴中，振荡(振荡频率100～300rpm)反应24小时。反应完毕后用乙醚沉淀出共聚物，过滤，真空干燥。
称取一定质量的共聚物于容器中，以氯仿和N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，调节共聚物的浓度为0.20g/mL，搅拌均匀，倒入成膜器中，在30℃条件下蒸发溶剂24小时，取出膜即为P(MMA-co-MEOPC)。

Claims (10)

1、一种具有抗凝血性的丙烯酸酯类共聚物膜的制备方法，其特征是以自由基聚合制备得到丙烯酸酯类共聚物，再通过溶剂蒸发的方法制得丙烯酸酯类共聚物膜，共聚物通式为：
Figure C2007100199580002C1
式中m+n＝1，x为自然数，R1为H，CH3，R2为H，CH3，R3为CH3，
Figure C2007100199580002C2
制备工艺条件为：
(1)共聚物的制备：以(甲基)丙烯酸甲酯为聚合主单体，以丙烯酰氧乙基甲基酯类或2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱为功能单体，偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰为引发剂，氯仿为主溶剂，N，N-二甲基甲酰胺或乙醇为助溶剂，主单体：功能单体：引发剂的物质的量比为1∶0.10～0.50∶0.005～0.02，总溶剂的用量为总单体质量的8～10倍，助溶剂的用量为总溶剂质量的20％～50％，在聚合反应器内按配比加入引发剂，主溶剂、助溶剂，功能单体和主单体，持续通入高纯氮气10～40min除去氧气，密闭，然后将聚合反应器加热到50～70℃，搅拌或振荡反应12～24小时，频率为100～300rpm，反应完毕后用乙醚沉淀，过滤，真空干燥得丙烯酸酯类共聚物；
(2)共聚物膜的制备：将所得到的丙烯酸酯类共聚物溶解于以氯仿为主溶剂，N，N-二甲基甲酰胺或乙醇为助溶剂的混合溶液中，共聚物的浓度为0.15～0.35g/mL，成膜温度为20～40℃，成膜时间为12～48小时，蒸发溶剂即得丙烯酸酯类共聚物膜。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其中R1为H，R2为H，R3为CH3，x＝1时，所述共聚物为表示成P(MA-co-EO)。
3、根据权利要求1所述的制备方法，其中R1为CH3，R2为H，R3为CH3，x＝9时，所述共聚物为
Figure C2007100199580003C1
表示成P(MMA-co-(EO)9)。
4、根据权利要求1所述的制备方法，其中R1为H，R2为CH3，R3为CH3，x＝2时，所述共聚物为
Figure C2007100199580003C2
表示成P(MA-co-M(EO)2)。
5、根据权利要求1所述的制备方法，其中R1为CH3，R2为CH3，R3为CH3，x＝4时，所述共聚物为表示成P(MMA-co-M(EO)4)。
6、根据权利要求1所述的制备方法，其中R1为H，R2为CH3，R3为CH3，x＝9时，所述共聚物为
Figure C2007100199580003C4
表示成P(MA-co-M(EO)9)。
7、根据权利要求1所述的制备方法，其中R1为CH3，R2为CH3，R3为CH3，x＝23时，所述共聚物为表示成P(MMA-co-M(EO)23)。
8、根据权利要求1所述的制备方法，其中R1为CH3，R2为CH3，R3为
Figure C2007100199580004C1
x＝1时，所述共聚物为表示成P(MMA-co-MEOPC)。
9、根据权利要求1所述的制备方法制得的聚丙烯酸甲酯-co-聚丙烯酰氧乙基甲基酯、聚甲基丙烯酸甲酯-co-聚丙烯酰九氧乙基甲基酯、聚丙烯酸甲酯-co-聚2-甲基丙烯酰二氧乙基甲基酯、聚甲基丙烯酸甲酯-co-聚2-甲基丙烯酰四氧乙基甲基酯、聚丙烯酸甲酯-co-聚2-甲基丙烯酰九氧乙基甲基酯或聚甲基丙烯酸甲酯-co-聚2-甲基丙烯酰二十三氧乙基甲基酯的用途，其特征是用作生物材料，具有一定的机械强度及抗凝血性，应用于包封料、固定化酶的载体。
10、根据权利要求1所述的制备方法制得的聚甲基丙烯酸甲酯-co-聚2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱的用途，其特征是用作生物医用材料，具有一定的机械强度及抗凝血性，应用于人造器官、血液透析膜。
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Application publication date: 20071017

Assignee: JIANGYIN SUNRISE PACKAGING MATERIAL Co.,Ltd.

Assignor: Jiangnan University

Contract record no.: 2010320000082

Denomination of invention: Method for preparing acrylic acid esters co-polymer membrane with anticoagulation function

Granted publication date: 20081231

License type: Exclusive License

Record date: 20100222

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
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Granted publication date: 20081231

Termination date: 20220201