CN108641316A - 一种高分子复合材料、制备及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高分子复合材料、制备及应用；高分子复合材料以聚己内酯和反式聚异戊二烯为主要材料，采用共交联技术制备；聚己内酯和反式聚异戊二烯的重量比为50‑80：20‑50。本发明的复合材料优点是：一，具有较优异的形状记忆性能；二，具有一定弹性，人体舒适度较高；三，具有较大的形变量；四，该材料可变形温度较低，60度热水条件，在外力作用下，可发生形变。五，形变所需的外力较小，人工操作简单。六，可多次重复塑性、回复，即可多次重复利用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高分子复合材料、制备及应用。
背景技术
市场上现有的医用头套材料采用聚己内酯材料制备，主要在患者头部外伤恢复期及医学手术后的外部固定恢复期使用。
聚己内酯(PCL)是一种人工合成聚酯类生物高分子材料，聚己内酯Polycaprolactone(简称PCL)，是由ε-己内酯在金属有机化合物(如四苯基锡)做催化剂，二羟基或三羟基做引发剂条件下开环聚合而成，属于聚合型聚酯。PCL具有良好的生物相容性、良好的有机高聚物相容性，以及良好的生物降解性，可用作细胞生长支持材料，可与多种常规塑料互相兼容，自然环境下6-12个月即可完全降解。此外，PCL还具有良好的形状记忆温控性质，被广泛应用于药物载体、增塑剂、可降解塑料、纳米纤维纺丝、塑形材料的生产与加工领域。
PCL材料具有以下几个明显的优点：一，PCL具有很低的加工成型温度，约为50℃，Tg为-60℃，非常柔软，具有极大的伸展性；其熔点为60-63℃，可在低温成型；二，成型后的PCL由于其结晶性强因而具有极高的硬度，可以应用于多种领域，例如医用夹板等领域；三，极好的生物降解性，不会造成环境污染。
通常该产品主要存在以下几个缺陷：一，制品价格偏高；二，制品柔韧性、弹性偏低；三，制品塑性过高；四，制品力学性能偏低。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目是提供具有较好的塑性、又有良好的弹性成本较低的用于医学头套的复合材料。
本发明的技术方案如下：
一种高分子复合材料，以聚己内酯和反式聚异戊二烯为主要材料，采用共交联技术制备；优选的是，聚己内酯和反式聚异戊二烯的重量比为50-80：20-50。
优选的是：还包括促进剂、防老剂和引发剂；优选的是，促进剂、防老剂和引发剂的重量比为3-8：1-2：1-2.5。
优选的是：促进剂为氧化锌；防老剂为防264；引发剂为BPO。
本发明还提供制备上述高分子复合材料的方法，包含混炼和硫化步骤。
优选的是：混炼温度55℃。
优选的是：混炼工艺为：最小辊距加聚己内酯→等待聚己内酯包辊均匀→加反式聚异戊二烯→等待胶料包辊均匀→辊距调至0.7→加防老剂→左右薄通三次，辊距调至最小→打三角包三次→加入引发剂→左右薄通三次→打三角包三次→辊距调至1.7下片。
优选的是：硫化温度120℃，硫化时间约10分钟。
优选的是：促进剂为氧化锌；防老剂为防264；引发剂为BPO。
本发明还提供上述高分子复合材料作为形状记忆材料的应用。
本发明还提供上述高分子复合材料作为医用头套的应用。
反式聚异戊二烯是具有橡塑二重性的高分子材料，该材料在常温条件下，表现为塑料的性质，适度交联具有弹性、形状记忆性能优异的特性。将反式聚异戊二烯应用于医用制品中，不仅可以解决上述传统塑料医用固定材料硬度大、弹性差的缺陷，而且也可拓宽反式聚异戊二烯的应用领域。
本申请以聚己内酯(PCL)和反式聚异戊二烯(TPI)为主要材料制备了新型的医用头套高分子复合材料可解决上述问题。
本申请中的聚己内酯(PCL)和反式聚异戊二烯(TPI)为主要材料，采用共交联技术，制备的医用头套可综合两种主体材料的优点，使头套材料即具有较好的塑性、又有良好的弹性，即提高了材料的力学性能，又降低了材料的成本。由此，本申请中的医用头套高分子复合材料具有的以下优点是：一，具有较优异的形状记忆性能；二，具有一定弹性，人体舒适度较高；三，具有较大的形变量；四，该材料可变形温度较低，60度热水条件，在外力作用下，可发生形变。五，形变所需的外力较小，人工操作简单。六，可多次重复塑性、回复，即可多次重复利用。
具体实施方式
实施例1
将20gTPI与80gPCL，氧化锌5g，防264 2g，BPO 1.5g在开炼机中共混，设定温度55℃，时间为10分钟。在压片过程中，设定温度120℃；放入胶料，预热时间5分钟；放气次数5次，热压时间10分钟；冷压15分钟。
实施例2
将20gTPI与80gPCL，氧化锌5g，防264 2g，BPO 2.5g在开炼机中共混，设定温度55℃，时间为10分钟。在压片过程中，设定温度120℃；放入胶料，预热时间5分钟；放气次数5次，热压时间10分钟；冷压15分钟。
实施例3
将30gTPI与70gPCL，氧化锌5g，防264 2g，BPO 2.5g在开炼机中共混，设定温度55℃，时间为10分钟。在压片过程中，设定温度120℃；放入胶料，预热时间5分钟；放气次数5次，热压时间10分钟；冷压15分钟。
对比例1
将100gPCL，防264 2g在开炼机中共混，设定温度55℃，时间为10分钟。在压片过程中，设定温度120℃；放入胶料，预热时间5分钟；放气次数5次，热压时间10分钟；冷压15分钟。
物理机械性能如下：
从上表可以看出，第一，实施例与对比例相比，拉伸强度的变化不大，这是因为交联剂可同时硫化TPI相和PCL相。力学性能的变化，主要来自于交联网络的变化和结晶区域的变化。一定程度的交联，可增加网络程度，但是同时破坏材料的结晶情况。第二，实施例中的形状记忆性能与对比例中的相比，实施例中的形状记忆性能提高很多，形状固定率和回复率都在90％以上。复合材料的形状固定率和形状回复率测试，表明实施例均具有一定的形状记忆性能，对比例基本不具有此性能。第三，对比例基本不可实现材料的重复利用，实施例基本都可多次重复利用该材料。
Claims (10)
1.一种高分子复合材料，其特征在于：以聚己内酯和反式聚异戊二烯为主要材料，采用共交联技术制备；优选的是，聚己内酯和反式聚异戊二烯的重量比为50-80：20-50。
2.如权利要求1所述的一种高分子复合材料，其特征在于：还包括促进剂、防老剂和引发剂；优选的是，促进剂、防老剂和引发剂的重量比为3-8：1-2：1-2.5。
3.如权利要求2所述的一种高分子复合材料，其特征在于：促进剂为氧化锌；防老剂为防264；引发剂为BPO。
4.制备如权利要求1-3任一所述高分子复合材料的方法，其特征在于：包含混炼和硫化步骤。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：混炼温度55℃。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：混炼工艺为：最小辊距加聚己内酯→等待聚己内酯包辊均匀→加反式聚异戊二烯→等待胶料包辊均匀→辊距调至0.7→加防老剂→左右薄通三次，辊距调至最小→打三角包三次→加入引发剂→左右薄通三次→打三角包三次→辊距调至1.7下片。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于：硫化温度120℃，硫化时间约10分钟。
8.如权利要求4-7任一所述的方法，其特征在于：促进剂为氧化锌；防老剂为防264；引发剂为BPO。
9.如权利要求1或2所述高分子复合材料作为形状记忆材料的应用。
10.如权利要求1或2所述高分子复合材料作为医用头套的应用。
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