CN104559206B - 一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，采用以下步骤：1）干燥反应器内加入羧基封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚、溶剂、缩合剂和聚肽均聚物，反应2～4天，得聚肽‑聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物；2）干燥反应器内加入异氰酸根封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚、溶剂、催化剂和聚丙烯酰胺，反应50～60分钟，得聚丙烯酰胺‑聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物；3）干燥反应器内加入聚肽‑聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物、聚丙烯酰胺‑聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物和溶剂，混合40～50分钟后，用流延法成膜并干燥，得到本发明目标物。本发明制备工艺简单，所得改性膜的亲水性与柔顺性有了很大提高。

Description

一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔 顺性的方法

技术领域

本发明涉及一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，属于聚合物薄膜制备技术领域。

背景技术

聚肽是一种具有良好的生物相容性和生物可降解性的生物材料，聚肽膜可用作人造皮肤等，但聚肽膜比较僵硬、缺乏亲水性，从而一定程度上限制了其应用。聚三亚甲基碳酸酯具有较好的生物相容性和生物可降解性，比较柔软。聚丙烯酰胺具有较好的生物相容性和生物可降解性，而且具有较好的亲水性。先将聚三亚甲基碳酸酯链段分别引入聚肽链段和聚丙烯酰胺链段形成聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物和聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物，然后再将两种共聚物混合形成具有较好相容性的共混物，制得改性聚肽膜，从而极大地提高了聚肽膜的亲水性及柔顺性。目前用聚三亚甲基碳酸酯和聚丙烯酰胺对聚肽膜亲水性及柔顺性进行改进的研究尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单及效果较好的对聚肽膜亲水性及柔顺性进行改进的方法。其技术方案为：

一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：改性膜中聚肽链段的分子量为80000～90000，聚三亚甲基碳酸酯链段的分子量为3000～4000，聚丙烯酰胺链段的分子量为5000～5500；其改性方法采用以下步骤：

1）聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物的合成：在干燥反应器内加入羧基封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚、溶剂、缩合剂和聚肽均聚物，惰性气氛下，于25～30℃搅拌反应2～4天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物，其中，聚肽均聚物采用聚（r-苯甲基-L-谷氨酸酯）、聚（r-乙基-L-谷氨酸酯）或聚（r-甲基-L-谷氨酸酯）；

2）聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物的合成：在干燥反应器内加入异氰酸根封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚、溶剂、催化剂和聚丙烯酰胺，惰性气氛下，于60～65℃搅拌反应50～60分钟，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；

3）聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改性的聚肽膜的制备：在干燥反应器内加入聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物、聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物和溶剂，惰性气氛下，于40～50℃搅拌混合40～50分钟后，用流延法成膜并干燥，得到目标物。

所述的一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，步骤1）中，缩合剂采用N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺或3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺，溶剂采用二甲基甲酰胺，反应物溶液浓度为5～15 g:100 ml。

所述的一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，步骤1）中，聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚与聚肽均聚物的摩尔比为7～15:1；缩合剂与聚肽均聚物的摩尔比为1.08～1.8:1。

所述的一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，步骤2）中，溶剂采用二甲基甲酰胺，催化剂采用二月桂酸二丁基锡，催化剂加入量为聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚与聚丙烯酰胺总重量的3～5‰。

所述的一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，步骤2）中，聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚与聚丙烯酰胺的摩尔比为3～7:1，反应物溶液浓度为5～15 g:100 ml。

所述的一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，步骤3）中，聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物在改性膜中的质量百分比为2～4%，溶剂采用二甲基甲酰胺，混合物溶液浓度为25～35 g:100 ml。

本发明与现有技术相比，其优点为：

1．所述的聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，采用酰胺化反应、加成反应和共混三种手段，操作简单、易于掌握；

2．所述的聚肽改性膜亲水性与柔顺性有了很大的提高。

具体实施方式

实施例1

1）聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物的合成

在干燥反应器内加入16.1克聚（r-苯甲基-L-谷氨酸酯）（分子量为80000）和7克羧基封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚（分子量为3000），加入300 ml 二甲基甲酰胺，再加入0.048克N,N’-二环己基碳二亚胺，惰性气氛下，于25℃搅拌反应2天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；

2）聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物的合成

在干燥反应器内加入3.5克聚丙烯酰胺（分子量为5000）和9克异氰酸根封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚（分子量为3000）和160 ml 二甲基甲酰胺，再加入上述反应物总重量3‰的二月桂酸二丁基锡，惰性气氛下，于60℃搅拌反应50分钟，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；

3）聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改性的聚肽膜的制备

在干燥反应器内加入12.5克聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物和45.8 ml 二甲基甲酰胺溶剂，另加入占改性膜总重量2%的聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物，惰性气氛下，于40℃搅拌混合40分钟，用流延法成膜，在50℃真空干燥箱中干燥，得到目标物。

经测试：本发明目标物的亲水率及断裂伸长率分别比改性前提高了12.2%和12.8%。

实施例2

1）聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物的合成

在干燥反应器内加入16.3克聚（r-乙基-L-谷氨酸酯）（分子量为85000）和7克羧基封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚（分子量为3500），加入305 ml 二甲基甲酰胺，再加入0.031克N,N’-二异丙基碳二亚胺，惰性气氛下，于27℃搅拌反应3天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；

2）聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物的合成

在干燥反应器内加入3.5克聚丙烯酰胺（分子量为5300）和9克异氰酸根封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚（分子量为3500）和160 ml 二甲基甲酰胺，再加入上述反应物总重量4‰的二月桂酸二丁基锡，惰性气氛下，于62℃搅拌反应55分钟，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；

3）聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改性的聚肽膜的制备

在干燥反应器内加入12.6克聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物和45.5 ml 二甲基甲酰胺溶剂，另加入占改性膜总重量3%的聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物，惰性气氛下，于45℃搅拌混合45分钟，用流延法成膜，在50℃真空干燥箱中干燥，得到目标物。

经测试：本发明目标物的亲水率及断裂伸长率分别比改性前提高了12.8%和13.6%。

实施例3

1）聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物的合成

在干燥反应器内加入16.5克聚（r-甲基-L-谷氨酸酯）（分子量为90000）和7克羧基封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚（分子量为4000），加入310 ml 二甲基甲酰胺，再加入0.046克3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺，惰性气氛下，于30℃搅拌反应4天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；

2）聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物的合成

在干燥反应器内加入3.5克聚丙烯酰胺（分子量为5500）和9克异氰酸根封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚（分子量为4000）和160 ml 二甲基甲酰胺，再加入上述反应物总重量5‰的二月桂酸二丁基锡，惰性气氛下，于65℃搅拌反应60分钟，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；

3）聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改性的聚肽膜的制备

在干燥反应器内加入12.8克聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物和45.4 ml 二甲基甲酰胺溶剂，另加入占改性膜总重量4%的聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物，惰性气氛下，于50℃搅拌混合50分钟，用流延法成膜，在50℃真空干燥箱中干燥，得到目标物。

经测试：本发明目标物的亲水率及断裂伸长率分别比改性前提高了13.7%和15.2%。

Claims (6)

1.一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：改性膜中聚肽链段的分子量为80000～90000，聚三亚甲基碳酸酯链段的分子量为3000～4000，聚丙烯酰胺链段的分子量为5000～5500；其改性方法采用以下步骤：

1）聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物的合成：在干燥反应器内加入羧基封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚、溶剂、缩合剂和聚肽均聚物，惰性气氛下，于25～30℃搅拌反应2～4天，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物，其中，聚肽均聚物采用聚（γ-苯甲基-L-谷氨酸酯）、聚（γ-乙基-L-谷氨酸酯）或聚（γ-甲基-L-谷氨酸酯）；

2）聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物的合成：在干燥反应器内加入异氰酸根封端的聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚、溶剂、催化剂和聚丙烯酰胺，惰性气氛下，于60～65℃搅拌反应50～60分钟，终止反应，通过过滤、透析、干燥，得到目标物；

3）聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改性的聚肽膜的制备：在干燥反应器内加入聚肽-聚三亚甲基碳酸酯嵌段共聚物、聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物和溶剂，惰性气氛下，于40～50℃搅拌混合40～50分钟后，用流延法成膜并干燥，得到目标物。

2.根据权利要求1所述的一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：步骤1）中，缩合剂采用N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺或3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亚胺，溶剂采用二甲基甲酰胺，反应物溶液浓度为5～15 g:100 ml。

3.根据权利要求1所述的一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：步骤1）中，聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚与聚肽均聚物的摩尔比为7～15:1；缩合剂与聚肽均聚物的摩尔比为1.08～1.8:1。

4.根据权利要求1所述的一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：步骤2）中，溶剂采用二甲基甲酰胺，催化剂采用二月桂酸二丁基锡，催化剂加入量为聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚与聚丙烯酰胺总重量的3～5‰。

5.根据权利要求1所述的一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：步骤2）中，聚三亚甲基碳酸酯单十三烷基醚与聚丙烯酰胺的摩尔比为3～7:1，反应物溶液浓度为5～15 g:100 ml。

6.根据权利要求1所述的一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法，其特征在于：步骤3）中，聚丙烯酰胺-聚三亚甲基碳酸酯接枝共聚物在改性膜中的质量百分比为2～4%，溶剂采用二甲基甲酰胺，混合物溶液浓度为25～35 g:100 ml。