CN106146811A - 一种高纯医用高分子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有磷酸化合物的高纯医用高分子及其制备方法,该高纯医用高分子中含有重均分子量为5万~30万的乳酸/羟基乙酸共聚物及和100~10000ppm的磷酸化合物。该方法分别以乳酸、羟基乙酸为原料,加入磷酸单一催化剂后进行熔融缩聚,分别得到聚乳酸、聚羟基乙酸预聚物;随后进一步将前述所得熔融缩聚产物聚乳酸预聚物、聚羟基乙酸预聚物及乳酸/羟基乙酸共聚物进行熔融混合后,进一步固相聚合,得到高分子量聚乳酸。本方法所得的高纯医用高分子的热稳定性得到了根本性的改善。所得的产物除具有高分子量外,其耐水解性能得到根本性的改善,从而可以安全地用于食品包装和医用材料。
Description
技术领域
本发明属于高纯医用高分子材料领域,具体涉及一种含有磷酸化合物的乳酸/羟基乙酸共聚物组合物及利用磷酸作为催化剂制备高度生物安全性聚乳酸的方法。
背景技术
进入21世纪,随着医药及生物医学科学的迅猛发展国内外对具有优良生物相容性和生物安全性的医用生物降解材料的需求在急剧增长。聚乳酸(PLA)是目前研究应用相对较多的可再生资源由来的一种降解材料,它是以淀粉发酵(或化学合成)得到的乳酸为基本原料制备得到的一种对人体无毒无刺激的环境友好材料,它不仅具有良好的物理性能,还具有良好的生物相容性和降解性能。生物降解聚乳酸已在药物科学及生物医学工程方面取得许多重要的应用例如,用作控释和靶向药物的载体组织修复材料、生物组织工程中的生物活性支架材料等。这些应用与人体长期接触要求聚合物应不含有任何毒性金属及其他有毒成分。
目前商业化聚乳酸的生产主要采用1.辛酸亚锡催化丙交酯开环聚合法合成;2.氯化亚锡催化乳酸直接缩聚法合成。这两种方法虽然可以合成所需要分子量的聚合物但聚合反应后所用锡盐催化剂不能彻底从聚合物中去除。国内外众多学者的研究工作已经证明辛酸亚锡及氯化亚锡具有细胞毒性因此用辛酸亚锡或氯化亚锡催化合成聚乳酸应用于可植入医疗器械的安全性问题已引起世界各国科学家的广泛质疑。采用高效、无毒催化剂合成医用聚乳酸已成为当今各国生物医用材料科学家呼吁的急待解决的问题。
目前国际上利用无金属催化剂经开环聚合合成生物降解性聚乳酸主要有两种方法:一种方法是美国高分子学者J.L.Hedrick等人研发的双组份催化法其原理是采用一种膦胺类强亲核试剂(如三苯基磷4-二甲胺基吡啶等)作为催化剂,利用醇(芘基丁醇、甲醇、苄醇等)作为引发剂经丙交酯开环聚合法制备聚乳酸类生物降解聚合物。另一种采用无毒无金属有机胍催化法受控合成聚乳酸的方法是我国学者李弘(现为南京大学环境学院特聘教授)首创的其特色是利用无毒、无金属、生物质或仿生型有机胍化合物(肌酐、肌酸、胍基乙酸、六烷基乙酸胍等)为单组分催化剂引发丙交酯活性及受控开环聚合反应合成聚乳酸的方法。但是,上述方法都不能解决现有缩聚法合成聚乳酸使用的氯化亚锡催化剂不能彻底从聚合物中去除,存在安全隐患而无法应用于医疗器械领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种用无毒、无金属催化剂经直接缩聚法合成高度生物安全性医用生物降解性聚乳酸的工艺方法,同时改善聚乳酸的耐热性和耐水解性能,得到可以工业化生产的高纯医用高分子材料。
本发明提供一种高纯医用高分子组合物,该组合物中含有重均分子量为5万~30万的乳酸/羟基乙酸共聚物和质量含量为100ppm~10000ppm的磷酸化合物。
本发明对乳酸/羟基乙酸共聚物的分子量没有特别的限制。考虑到组合物的力学性能和加工性能等等,乳酸/羟基乙酸共聚物的重均分子量以5万~50万为宜;进一步优选为5万~30万。
本组合物中的磷酸化合物的含量对组合物的性能有较大的影响。含量过低,影响乳酸/羟基乙酸共聚物的耐热性能和耐水解性能。含量过高,则影响乳酸/羟基乙酸共聚物的热性能和力学性能。一般质量含量以不大于100000ppm为好;优选50000ppm以下;进一步优选为30000ppm以下;最好为100ppm~10000ppm。
本发明对于磷酸化合物没有特别限定,可以选自于磷酸、磷酸盐或磷酸酯中的一种或多种。特别优选为磷酸。本组合物中磷酸化合物可以从乳酸制备聚乳酸过程中添加而来,也可以是在聚合过程中由磷酸和其他化合物反应而来,也可以直接向聚乳酸添加而来。
本发明对于磷酸的类型没有特别的限制,可以为芳香族的磷酸,也可以是脂肪族的磷酸;可以是一元磷酸,也可以是二元磷酸或多元磷酸。对它们分子式中的碳原子数没有什么特别限制,但考虑到相容性,则它们的分子式中碳原子的个数以1-50为好,更好的是1-30,最好的是1-15。芳香族的磷酸可以是苯磷酸、取代苯磷酸、苯二磷酸、苯多磷酸、取代的苯二磷酸或取代的苯多磷酸;也可以是萘二磷酸、萘多磷酸、取代的萘二磷酸或取代的萘多磷酸。
所述乳酸/羟基乙酸共聚物中乳酸和羟基乙酸的摩尔比介于5/95~95/5。
本发明的含乳酸/羟基乙酸共聚物的组合物具有良好的耐水解性能:在60℃,相对湿度90%的条件下处理2天时,组合物的重均分子量的下降幅度不超过50%。更好的不超过30%,最好的不超过10%。
本组合物同时也具有较高的热稳定性。在温度为200℃的条件下,其热失重速率(即热降解速率)小于0.1wt%/min,更好的小于0.05wt%/min,最好时小于0.005wt%。本发明中热稳定性通过热失重分析仪(TGA)测定组合物在温度为200℃的条件下的等温热失重速率来评价。测定一般在恒速惰性气流下进行,惰性气体可以是氮气、氩气或氦气等,但优选氮气。惰性气流的流速一般以20-200ml/min为佳,优选60-120ml/min,最好的是100ml/min。
本组合物可以仅仅由上述乳酸/羟基乙酸共聚物、和磷酸化合物组成;也可以加入含氮有机化合物或金属化合物的一种或多种。还可以在不损害本发明的目的的范围内还含有其他一种或多种稳定剂,可以使用通常热塑性树脂的稳定剂,其加入量以达到目的的一般加入量为准。具体可以举出,抗氧化剂、光稳定剂、甲醛补足剂、甲酸补足剂等,但是可以优选使用抗氧化剂和光稳定剂。
在本发明的组合物中,在不损害本发明的目的的范围内还可以含有成核剂、耐候剂、润滑剂、脱模剂、阻燃剂、染料、防静电剂、发泡剂等等。
在本发明的组合物中,在不损害本发明的目的的范围内还可以含有其他热塑性树脂,如:聚酰胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂、聚氯乙烯树脂、乙烯基脂类树脂、醋酸纤维素树脂、聚乙烯醇树脂等等;或热固性树脂,如:酚醛树脂、嘧胺树脂、环氧树脂、硅氧烷树脂等等。
在本发明中,所得的组合物可以通过公知的注射成型、挤出成型、吹塑成型等方法进行成型,作为任意形状的成型品广泛使用。成型品是指薄膜、薄片、纤维、织物、无纺布、注射成型品、挤出成型品、压模成型品、吹塑成型品、或与其他材料的复合体等等。可以用于汽车内饰部件、汽车外装部件、电视部件、空调部件、除尘器部件、冰箱部件、电话部件、传真机部件、相机部件、钟表部件、电脑部件、打印机部件、复印机部件、卫浴制品部件、土建材料及其部件、农用材料及其部件、园艺材料及部件、渔业用材料及部件、日常用品材料及其部件、及其他应用领域。另外成型品也可经进一步加工(如涂布、镀敷等)后,再使用。
本发明还提供一种上述高纯医用高分子组合物的制备方法:包括以下步骤:
A)熔融聚合:在惰性气流下或压力为0.1~50KPa的减压情况下,以乳酸或羟基乙酸为原料,加入催化剂磷酸化合物,于120~220℃下熔融缩聚2~30h;分别得到聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物;
B)熔融混合:将步骤A得到的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物在惰性气流下,熔融混合,得到混合物;
C)固相聚合:将步骤B得到的混合物在惰性气流下或压力为0.05~2KPa的减压情况下,在温度为90~170℃的条件下进行8~100小时固相聚合。
所述的磷酸化合物选自于磷酸、磷酸盐或磷酸酯中的一种或多种。特别优选为磷酸。
所述的乳酸和羟基乙酸的摩尔比介于5/95~95/5。
所述磷酸化合物的加入量为乳酸和/或羟基乙酸单体质量的100ppm-10000ppm。
本发明的制备乳酸/羟基乙酸共聚物组合物的方法中乳酸单体和羟基乙酸单体在聚合前可以不作任何处理;也可以在聚合前对原料进行脱水预处理。
本发明中,熔融聚合温度由聚合单体、齐聚物和所得产物决定,对于聚乳酸聚合温度一般以80-220℃为佳。熔融聚合温度过低,则可能聚合速度低;熔融聚合温度过高,则可能副反应加剧、着色加剧。聚合时间主要视目标分子量而定,但时间太长则产物易着色,一般以2-40小时为佳,优选2~30小时。对催化剂的加入时期没有特别要求,一般在以聚合开始后2小时内加入为佳。通过熔融聚合,得到的聚乳酸的分子量由聚合条件决定,一般介于几千到几万。聚乳酸的缩合是一个具有小的平衡常数的可逆反应,熔融缩合的后期由于脱水困难,分子量的增长速度很慢或不增长,甚至由于副反应的存在而导致分子量下降。所以从熔融缩合一般很难得到重均分子量高于5万的产物。
熔融聚合后将聚乳酸预聚物和羟基乙酸预聚物经过熔融混合,然后采用固相聚合来进一步提高乳酸/羟基乙酸共聚物的分子量。将熔融聚合产物聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物的粉末或粒子经结晶处理后在压力为0.1~0.5KPa的减压情况下(或者惰性气流下),固相聚合2~120小时,其中压力在30~1小时内逐步从常压降至0.1~0.5KPa。
本发明对熔融聚合产物的结晶处理没有特别的限制。可以是将熔体的温度降到某一结晶温度下等温结晶,也可是在一系列结晶温度下各结晶若干时间;可以是在空气氛下、氮气氛下结晶,也可以是真空下结晶,还可以是在水中或其他液体介质中结晶。本发明对于结晶度也没有特别的限制。从端基的富集程度、抑制粒子或粉末粘结等角度考虑,则结晶度越高越好。但结晶度过高会降低端基的活性而降低聚合速度。
固相聚合的温度由乳酸/羟基乙酸共聚物的玻璃化转变温度和熔点决定,亦即固相聚合的温度(Ts)应介于玻璃化转变温度(Tg)与熔点(Tm)之间:
Tg<Ts<Tm (1)
低于玻璃化转变温度,反应不可能进行。高于熔点则不再是固相聚合。由于温度低,聚合速度也低。一般情况下是在保证粒子或粉末不融解的情况下,应该尽量提高聚合温度。在大于玻璃化转变温度的前提下,较好的固相聚合的温度范围为熔点以下60℃到熔点之间:
Tm-50<Ts<Tm (2)
更好的固相聚合的温度范围为熔点以下20℃到熔点之间:
Tm-20<Ts<Tm (3)
最好的固相聚合的温度范围为熔点以下10℃到熔点之间:
Tm-10<Ts<Tm (4)。
由于聚合体系在聚合过程中分子量不断增长,一般结晶度也会不断提高,所以体系的熔点也会在聚合过程中不断变化。一般情况下熔点会不断提高,而且经常是初期提高较快,而中后期提高较慢甚至几乎不变。所以在聚合过程中,聚合的温度Ts可以保持恒定;也可以随着聚合进程而不断变化;也可以在初期将Ts保持在较低的温度,中期保持在中等温度而后期保持在较高温度;也可以在初期根据聚合进程将Ts不断调整而后期则恒定于某一固定温度等等。
由于高分子的多分散性,高分子的熔融有一定的温度范围。所以有必要对上述熔点(或熔融温度)Tm作一说明。另一方面,还要注意到高分子熔点与测定时的升温速度有一定关系。本发明中的Tm是指中等升温速度(10~20℃/min)下所测定的熔融起始温度。
本制备方法中作为单一催化剂的磷酸化合物的加入量要考虑到聚合活性和所得产物的物性。加入量过低,则聚合活性低,一定聚合时间内所得聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物的分子量低。加入量过多,则由于磷酸有较强的氧化性而使产物的颜色变黑。一般以乳酸质量的10ppm-50000ppm为好,进一步优选则为100ppm-30000ppm;最好为100ppm-10000ppm。磷酸化合物选自磷酸、磷酸盐或磷酸酯中的一种或多种,优选为磷酸。
本发明公开了含有磷酸化合物的乳酸和羟基乙酸经熔融聚合、熔融混合和固相聚合、在短时间内制备得到高分子量聚乳酸/羟基乙酸共聚物组合物的方法。与公知的使用Sn或Sn/磷酸复合催化剂的方法相比,本方法所得的聚乳酸/羟基乙酸共聚物组合物的热稳定性得到了根本性的改善。与使用磷酸作催化剂的方法相比,本方法的优点是所得的产物除具有高分子量外,其耐水解性能得到了根本性的改善。与以磷酸为催化剂的乳酸/羟基乙酸的熔融聚合或溶液聚合制备聚乳酸/羟基乙酸的方法相比,本方法所得聚乳酸/羟基乙酸共聚物组合物的优点是:一是不变黑,二是具有高得多的分子量。另外,通过本方法也可以得到不含金属的聚乳酸,从而可以安全地用于食品包装和医用材料。可聚合过程中或聚合后通过添加其他助剂,可进一步得到改善组合物的热稳定性能和耐水解性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但这并不说明本发明仅限于这些实施例。
各种物质的来源的说明。
乳酸:武藏野;
羟基乙酸:林格贝科技;
催化剂:国药。
对于实施例中涉及的测试的说明如下:
重均分子量(Mw),日本岛津公司LCsolutionGPC,30℃,色谱级氯仿淋洗液,PS标准样。
熔点(Tm),美国TA公司DSCQ-100。样品在200℃熔融2分钟后,在20℃/min的速率下降温至0℃,再从0℃以20℃/min的速率下升温到200℃。Tm由这个升温曲线确定,其值是熔融峰的温度峰值。
水解,广州爱斯佩克环境仪器有限公司GL-04KA型恒温恒湿箱,60℃,90%相对湿度下处理2天,用GPC测定水解前后聚乳酸的重均分子量,由前后的分子量计算重均分子量的降幅。
热降解速率(热失重速率),美国TA公司TGA-Q100。在100ml/min氮气流下,200℃下等温测得。
实施例1
在四口烧瓶中加入90wt%的L-乳酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸39.13μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合12小时后倒出,冷却得到聚乳酸预聚物。
向四口烧瓶里注入90wt%的羟基乙酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴中。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸39.13μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合12小时后倒出,冷却得到聚羟基乙酸预聚物。
将前面得到的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物在真空烘箱中于100℃下结晶2小时后取出并粉碎,混合均匀。取粒径为100-250um的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物混合物粉末100g放入旋转蒸发仪的1L梨形瓶中后用氮气置换2次,在1小时内将压力降到0.2KPa以下。将梨形瓶浸入硅油浴中并将油浴温度升到110℃后保持2小时。随后升温至158℃固相聚合48小时。取出得到的白色粉末,即高度生物安全性医用聚乳酸。通过对产物样品进行测试,得到如下主要性能:
重均分子量Mw:14.7万
熔点Tm:168℃
水解后分子量降幅:13%
热降解速率:0.007wt%/min。
实施例2
在四口烧瓶中加入90wt%的L-乳酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸83.15μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合8小时后倒出,冷却得到聚乳酸预聚物。
向四口烧瓶里注入90wt%的羟基乙酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴中。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸83.15μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合8小时后倒出,冷却得到聚羟基乙酸预聚物。
将前面得到的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物在真空烘箱中于100℃下结晶2小时后取出并粉碎,混合均匀。取粒径为100-250um的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物混合物粉末100g放入旋转蒸发仪的1L梨形瓶中后用氮气置换2次,在1小时内将压力降到0.2KPa以下。将梨形瓶浸入硅油浴中并将油浴温度升到110℃后保持2小时。随后升温至158℃固相聚合24小时。取出得到的白色粉末,即高度生物安全性医用聚乳酸。
通过对产物样品进行测试,得到如下主要性能:
重均分子量Mw:14.2万
熔点Tm:169℃
水解后分子量降幅:18%
热降解速率:0.011wt%/min。
实施例3
在四口烧瓶中加入90wt%的L-乳酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸83.15μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合6小时后倒出,冷却得到聚乳酸预聚物。
向四口烧瓶里注入90wt%的羟基乙酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴中。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸83.15μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合6小时后倒出,冷却得到聚羟基乙酸预聚物。
将前面得到的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物在真空烘箱中于100℃下结晶2小时后取出并粉碎,混合均匀。取粒径为100-250um的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物混合物粉末100g放入旋转蒸发仪的1L梨形瓶中后用氮气置换2次,在1小时内将压力降到0.2KPa以下。将梨形瓶浸入硅油浴中并将油浴温度升到110℃后保持2小时。随后升温至158℃固相聚合36小时。取出得到的白色粉末,即高度生物安全性医用聚乳酸。
通过对产物样品进行测试,得到如下主要性能:
重均分子量Mw:18.2万
熔点Tm:169℃
水解后分子量降幅:24%
热降解速率:0.015wt%/min。
实施例4:
在四口烧瓶中加入90wt%的L-乳酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸244.56μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合4小时后倒出,冷却得到聚乳酸预聚物。
向四口烧瓶里注入90wt%的羟基乙酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴中。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸244.56μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合4小时后倒出,冷却得到聚羟基乙酸预聚物。
将前面得到的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物在真空烘箱中于100℃下结晶2小时后取出并粉碎,混合均匀。取粒径为100-250um的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物混合物粉末100g放入旋转蒸发仪的1L梨形瓶中后用氮气置换2次,在1小时内将压力降到0.2KPa以下。将梨形瓶浸入硅油浴中并将油浴温度升到110℃后保持2小时。随后升温至158℃固相聚合24小时。取出得到的白色粉末,即高度生物安全性医用聚乳酸。
通过对产物样品进行测试,得到如下主要性能:
重均分子量Mw:21.2万
熔点Tm:170℃
水解后分子量降幅:63%
热降解速率:0.021wt%/min。.
实施例5:
在四口烧瓶中加入90wt%的L-乳酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸244.56μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合4小时后倒出,冷却得到聚乳酸预聚物。
向四口烧瓶里注入90wt%的羟基乙酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴中。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸244.56μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合4小时后倒出,冷却得到聚羟基乙酸预聚物。
将前面得到的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物在真空烘箱中于100℃下结晶2小时后取出并粉碎,混合均匀。取粒径为100-250um的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物混合物粉末100g放入旋转蒸发仪的1L梨形瓶中后用氮气置换2次,在1小时内将压力降到0.2KPa以下。将梨形瓶浸入硅油浴中并将油浴温度升到110℃后保持2小时。随后升温至158℃固相聚合16小时。取出得到的白色粉末,即高度生物安全性医用聚乳酸。
通过对产物样品进行测试,得到如下主要性能:
重均分子量Mw:18.9万
熔点Tm:171℃
水解后分子量降幅:45%
热降解速率:0.023wt%/min。
实施例6:
在四口烧瓶中加入90wt%的L-乳酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸19.56μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合4小时后倒出,冷却得到聚乳酸预聚物。
向四口烧瓶里注入90wt%的羟基乙酸水溶液100g,将烧瓶放入油浴中。在四口烧瓶上装好搅拌器,插入热电偶温度计,连接好真空管道和氮气管道并用氮气置换3次后,在氮气保护下加入磷酸19.56μl。然后体系温度升至120℃并在1小时内将体系压力逐步从常压降低至5KPa;在5KPa下保持1.5小时后将油浴温度升至160℃,将压力在2小时内逐步降低至0.3KPa并将压力保持在0.3KPa条件下熔融聚合4小时后倒出,冷却得到聚羟基乙酸预聚物。
将前面得到的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物在真空烘箱中于100℃下结晶2小时后取出并粉碎,混合均匀。取粒径为100-250um的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物混合物粉末100g放入旋转蒸发仪的1L梨形瓶中后用氮气置换2次,在1小时内将压力降到0.2KPa以下。将梨形瓶浸入硅油浴中并将油浴温度升到110℃后保持2小时。随后升温至158℃固相聚合24小时。取出得到的白色粉末,即高度生物安全性医用聚乳酸。通过对产物样品进行测试,得到如下主要性能:
重均分子量Mw:16.5万
熔点Tm:170℃
水解后分子量降幅:21%
热降解速率:0.008wt%/min。
Claims (8)
1.一种高纯医用高分子组合物,其特征在于:该组合物中含有重均分子量为5万~30万的乳酸/羟基乙酸共聚物和质量含量为100ppm~10000ppm的磷酸化合物。
2.根据权利要求1所述的高纯医用高分子组合物,其特征在于:所述的磷酸化合物选自于磷酸、磷酸盐或磷酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高纯医用高分子组合物,其特征在于:所述乳酸/羟基乙酸共聚物中乳酸和羟基乙酸的摩尔比介于5/95~95/5。
4.根据权利要求1或2所述的高纯医用高分子组合物,其特征在于:所述的组合物在温度为200℃的条件下,其热失重速率小于0.1wt%/min。
5.一种制备权利要求1所述高纯医用高分子组合物的方法,其特征在于:包括以下步骤:
A)熔融聚合:在惰性气流下或压力为0.1~50KPa的减压情况下,以乳酸或羟基乙酸为原料,加入催化剂磷酸化合物,于120~220℃下熔融缩聚2~30h;分别得到聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物;
B)熔融混合:将步骤A得到的聚乳酸预聚物和聚羟基乙酸预聚物在惰性气流下,熔融混合,得到混合物;
C)固相聚合:将步骤B得到的混合物在惰性气流下或压力为0.05~2KPa的减压情况下,在温度为90~170℃的条件下进行8~100小时固相聚合。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述的磷酸化合物选自于磷酸、磷酸盐或磷酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:乳酸和羟基乙酸的摩尔比介于5/95~95/5。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述磷酸化合物的加入量为乳酸和/或羟基乙酸单体质量的100ppm-10000ppm。
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