CN110041517A - 聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法，采用乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料按比例混合，采用如下合成步骤：1)将乙交酯三亚甲基碳酸酯加入反应釜内；2)向反应釜内通入惰性气体；3)反应釜内升温至原料熔解；4)反应釜内加热至130℃‑150℃；5)将反应釜内熔解物转入超声反应器进行超声反应；6)向超声反应器内加入封端剂进行封端反应，继续保持温度0.5小时；7)超声反应器内降温至160℃‑170℃，同时超声反应器内抽真空；8)取出超声反应器内聚合物制成聚合物颗粒。本发明以超声法聚合制得的聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物，聚合物纯度高；产品重现性好，操作可控，有利于产品二次成型加工，适用于大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用材料制造技术领域，尤其是涉及一种聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法。
背景技术
聚交酯类高分子的生产过程无污染，产品生物降解后分解为二氧化碳和水，对人体无不良反应，特别适合体内伤口的缝合。
聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物(即乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物，简称PGTMC)是一种人体可吸收的脂肪族高聚物，以其优异的生物相容性已被广泛地应用在医学领域。PGTMC可吸收手术缝合线作为第二代可吸收手术缝合线已得到广泛的应用。研究发现通过改变乙交酯和三亚甲基碳酸酯的组分比，可以有效的调节降解速率，开环聚合是获得高分子量乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物的常用方法。
目前用得较多的生物降解材料聚乙丙交酯，由于降解时间短，而临床上，许多肌肉组织的手术痊愈需要较长的生长时间，传统的聚乙丙交酯缝线无法满足要求，而聚乙交酯三亚甲基碳酸酯的降解时间长，正好填补了聚乙丙交酯的不足。
发明内容
本发明是为了提供一种具有生物相容好安全性能高，可进行二次成型加工，符合PGTMC可吸收手术缝合线各项质量指标的聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物(PGTMC)，采用超声法物催化的聚乙交酯聚合物超声合成方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法，采用乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料按比例混合，所述聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物采用如下合成步骤：1)将乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料混合加入反应釜内；2)向反应釜内通入惰性气体，置换出反应釜内空气，在反应釜内形成惰性气体保护环境；3)反应釜内升温至乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料熔解；4)反应釜内加热至130℃-150℃，并持续3小时；5)将反应釜内熔解物转入超声反应器进行超声反应，同时超声反应器内加热至190℃-230℃，并持续2-3小时；6)向超声反应器内加入封端剂进行封端反应，继续保持温度0.5小时；7)超声反应器内降温至160℃-170℃，同时超声反应器内抽真空，保持真空1.0小时；8)超声反应器内冷却至常温后，取出超声反应器内聚合物制成聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物颗粒。本方案在乙交酯、三亚甲基碳酸酯聚合时采用超声法快速促进聚合，缩短聚合时间；反应结束后，同样利用超声法把未反应的小分子乙交酯、三亚甲基碳酸酯、二聚物及封端剂在超声真空条件下移除，避免了在这个反应中加入各种活泼金属及各种引发剂二次污染产品；利用超声法，可制得分子量比用一般催化法更高的分子量，因为反应后期，随着分子量的增大，大分子运动更加困难，要聚合成更大的分子势必需要更大的能量，而超声法正好弥补催化剂法的不足，因为反应后期，微量的催化剂已在聚合体固定，起不到加速反应的作用；反应过程中增加少量封端剂对聚合物的末端进行封端，将聚合物的末端羧基置换成羟基，增加聚合物的热稳定性；反应结束后，通过减压汽化乙交酯、三亚甲基碳酸酯和低聚物，再抽真空，可减少这些杂质，达到纯化聚合物的效果。
作为优选，所述的乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料按比例混合的比例为0.1:1-4:1。
作为优选，所述的步骤2)中惰性气体为氩气或氮气，向反应釜内通入惰性气体5分钟以置换出反应釜内空气。
作为优选，所述的步骤6)中采用的封端剂为1，4丁二醇、乙二醇、戊二醇、十二醇、十六醇、十八醇中的至少一种。
作为优选，所述的步骤7)中采用的真空的相对真空度为-100KPa。
作为优选，所述的步骤8)完成后，向超声反应器内加入清水，并升温后开超声进行清洗。本方案在超声反应器中反应完出料后，在超声反应器内加入适量清水，升温后在超声中快速清洗反应器，清洗干净，因为多余反应物不宜留在反应器内，残余物留在反应器内，对下批物料反应形成交叉反应，会严重影响反应稳定性。
本发明具有如下有益效果：以超声法聚合制得的乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物，分子量具有更好的可控性，分子量分布窄；聚合物不含催化剂、引发剂等杂质，纯度高；制备简单，有利于反应釜清洗，产品重现性好，操作可控，特别适合要求质量稳定很高的生物医药领域，产品热稳定性好，有利于二次成型加工，适用于大规模工业化生产。
具体实施方式
聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法，采用乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料按比例混合，聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物采用如下合成步骤：1)将乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料混合加入反应釜内；2)向反应釜内通入惰性气体，置换出反应釜内空气，在反应釜内形成惰性气体保护环境；3)反应釜内升温至乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料熔解；4)反应釜内加热至130℃-150℃，并持续3小时；5)将反应釜内熔解物转入超声反应器进行超声反应，同时超声反应器内加热至190℃-230℃，并持续2-3小时；6)向超声反应器内加入封端剂进行封端反应，继续保持温度0.5小时；7)超声反应器内降温至160℃-170℃，同时超声反应器内抽真空，保持真空1.0小时；8)超声反应器内冷却至常温后，取出超声反应器内聚合物制成聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物；
乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料按比例混合的比例为0.1:1-4:1；
步骤2)中惰性气体为氩气或氮气，向反应釜内通入惰性气体5分钟以置换出反应釜内空气；
步骤6)中采用的封端剂为1，4丁二醇、乙二醇、戊二醇、十二醇、十六醇、十八醇中的至少一种；
步骤7)中采用的真空的相对真空度为-100KPa；
步骤8)完成后，向超声反应器内加入清水，并升温后开超声进行清洗。
具体实施过程是，实施例1，称取500g乙交酯、1500g三亚甲基碳酸酯加入3L反应釜内，在釜内通入高纯度氩气5分钟，置换出釜内空气，形成惰性气体保护环境。快速升温至乙交酯、三亚甲基碳酸酯熔解，加热至140℃反应3小时后，转入超声反应器，开超声反应，继续升温至180℃反应3小时后，加少量1,4-丁二醇进行封端，封端反应0.5小时。反应毕，降低温度至160℃，抽真空(-100KPa)0.5小时，冷却，将聚合物取出，制成颗粒。
实施例2，称取500g乙交酯、1500g三亚甲基碳酸酯加入3L反应釜内，在釜内通入高纯度氩气5分钟，置换出釜内空气，形成惰性气体保护环境。快速升温至乙交酯、三亚甲基碳酸酯熔解，加热至140℃反应3小时后，转入超声反应器，开超声反应，继续升温至190℃反应3小时后，加少量1,4-丁二醇进行封端，封端反应0.5小时。反应毕，降低温度至170℃，抽真空(-100KPa)1.0小时，冷却，将聚合物取出，制成颗粒。
实施例3，称取500g乙交酯、1500g三亚甲基碳酸酯加入3L反应釜内，在釜内通入高纯度氩气5分钟，置换出釜内空气，形成惰性气体保护环境。快速升温至乙交酯、三亚甲基碳酸酯熔解，加热至150℃反应3小时后，转入超声反应器，开超声反应，继续升温至200℃反应2小时后，加少量1,4-丁二醇进行封端，封端反应0.5小时。反应毕，降低温度至170℃，抽真空(-100KPa)0.5小时，冷却，将聚合物取出，制成颗粒。
实施例4，称取500g乙交酯、1500g三亚甲基碳酸酯加入3L反应釜内，在釜内通入高纯度氩气5分钟，置换出釜内空气，形成惰性气体保护环境。快速升温至乙交酯、三亚甲基碳酸酯熔解，加热至150℃反应3小时后，转入超声反应器，开超声反应，继续升温至210℃反应2小时后，加少量1,4-丁二醇进行封端，封端反应0.5小时。反应毕，降低温度至170℃，抽真空(-100KPa)1.0小时，冷却，将聚合物取出，制成颗粒。
实施例5，称取500g乙交酯、1500g三亚甲基碳酸酯加入3L反应釜内，在釜内通入高纯度氩气5分钟，置换出釜内空气，形成惰性气体保护环境。快速升温至乙交酯、三亚甲基碳酸酯熔解，加热至150℃反应3小时后，转入超声反应器，开超声反应，继续升温至230℃反应2小时后，加少量1,4-丁二醇进行封端，封端反应0.5小时。反应毕，降低温度至170℃，抽真空(-100KPa)1.0小时，冷却，将聚合物取出，制成颗粒。
Claims (6)
1.一种聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法，其特征在于，采用乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料按比例混合，所述聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物采用如下合成步骤：1)将乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料混合加入反应釜内；2)向反应釜内通入惰性气体，置换出反应釜内空气，在反应釜内形成惰性气体保护环境；3)反应釜内升温至乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料熔解；4)反应釜内加热至137℃-142℃，并持续3小时；5)将反应釜内熔解物转入超声反应釜进行超声反应，同时超声反应釜内加热至180℃-220℃，并持续1小时；6)向超声反应釜内加入封端剂进行封端反应，继续保持温度0.5小时；7)超声反应釜内降温至160℃-170℃，同时超声反应釜内抽真空，保持真空0.5小时；8)超声反应釜内冷却至常温后，取出超声反应釜内聚合物制成聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物。
2.根据权利要求1所述的聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法，其特征是，所述的乙交酯原料和三亚甲基碳酸酯原料按比例混合的比例为0.1:1-4:1。
3.根据权利要求1所述的聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法，其特征是，所述的步骤2)中惰性气体为氩气或氮气，向反应釜内通入惰性气体5分钟以置换出反应釜内空气。
4.根据权利要求1所述的聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法，其特征是，所述的步骤6)中采用的封端剂为1,4-丁二醇、乙二醇、戊二醇、十二醇、十六醇、十八醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法，其特征是，所述的步骤7)中采用的真空的相对真空度为-100KPa。
6.根据权利要求1所述的聚乙交酯三亚甲基碳酸酯共聚物超声合成方法，其特征是，所述的步骤8)完成后，向超声反应釜内加入清水，并升温后开超声进行清洗。
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