CN110177822B

CN110177822B - 聚碳酸酯硅氧烷二醇的合成

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Publication number: CN110177822B
Application number: CN201680042097.XA
Authority: CN
Inventors: F·P·马奎尔; S·文卡塔拉玛尼
Original assignee: Aortech Biomaterials Ltd; Aortech International PLC
Current assignee: Aortech Biomaterials Ltd; Aortech International PLC
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2036-06-08
Also published as: EP3303447B1; AU2016274606A1; CN110177822A; AU2020217455A1; AU2016274606B2; US10730994B2; US20180179324A1; WO2016200958A1; EP3303447A1

Abstract

本发明提供基于硅的聚碳酸酯、其制备方法及其在共聚物特别是用于生物医学应用的嵌段共聚物诸如聚氨酯合成中的用途。

Description

聚碳酸酯硅氧烷二醇的合成

优先权要求

本申请要求2015年6月8日提交的美国临时专利申请序列号62/172,657的权益，其全部内容通过引用结合于此。

发明背景

嵌段共聚物通常从由链段的不混溶性引起的微相分离获得良好的机械性质。例如，已知在热塑性聚氨酯弹性体中，所谓的“硬”链段和“软”链段具有受限的可溶混性并且分离以形成微域。聚氨酯弹性体的许多性能可用半结晶硬域在软性基质内提供增强效应或填料状效应来合理解释。软性基质或域最常包含分子量在约500至2000范围内的聚(亚烷基醚)或聚酯链。这种短聚合物链通常用羟基封端并被称为“大分子二醇(macrodiol)”。

大分子二醇的结构在确定嵌段共聚物的性能方面起着重要作用。基于聚酯的大分子二醇通常具有良好的机械性质，但是在例如海洋和生物医学应用中遇到的恶劣环境中耐降解性差。

聚醚大分子二醇提供增强的稳定性，但不适用于合成极软材料，特别是当需要高稳定性时。

基于聚硅氧烷的聚合物，特别是聚二甲基硅氧烷(PDMS)，表现出诸如低玻璃化转变温度；良好的热稳定性、氧化稳定性和水解稳定性以及低表面能的特性。这些性能在嵌段共聚物的衍生自大分子二醇的组分中是理想的。另外，它们表现出与生物组织和液体的良好相容性且毒性低。由于这些原因，PDMS已经在医用装置、特别是可植入装置的构建中找到了特别的应用。然而，衍生自PDMS的聚合物通常未表现出良好的拉伸性能诸如弯曲强度或耐磨性。

已经付出了相当大的努力来寻找将低分子量PDMS链段结合到嵌段共聚物诸如聚氨酯中的方法。这些努力主要集中于实现透明度、可加工性以及各种机械性质的良好平衡。然而，尚未公开完全成功的尝试。

由于PDMS和大多数常规硬链段在溶解度参数方面存在较大差异，所以基于PDMS的聚氨酯很可能是其特征为机械性质差的高度相分离的材料。由于硬链段和软链段之间在极性方面的这种大差异，预计在合成期间发生过早的相分离并且存在组成不均匀性和整体低的分子量。此外，在软域和硬域之间的界面处似乎存在最佳的混合程度，极清晰的界面导致这两个域之间的机械连接程度低并导致强度差。因此应理解，例如，基于PDMS的聚氨酯通常表现出差的机械性质。通常，拉伸强度和断裂伸长率分别为约7MPa和200％。

聚碳酸酯大分子二醇也已经用作合成嵌段共聚物(blockcopolymer)和嵌段共聚物(segmented copolymer)体系、特别是高性能聚氨酯的反应成分。JP 62,241,920(ToaGosei Chemical Industry Co.Ltd.)、JP 64,01,726(Dainippon Ink and Chemicals,Inc.)、JP 62,187,725(Daicel Chemical Industries,Ltd.)、DE 3,717,060(BayerA.G.)、美国专利号4,105,641(Bayer Aktiengesellschaft)、美国专利号4,131,731(Beatrice Foods Company)和美国专利号5,171,830(Arco ChemicalTechnology)中公开了基于一系列双羟基亚烷基化合物的制备聚碳酸酯大分子二醇的方法。这些专利说明书中描述的最常见的亚烷基二醇是1,6-己二醇。

虽然聚碳酸酯大分子二醇通常归类在聚酯下，但是相应的聚氨酯表现出与聚醚聚氨酯相当或者在一些情况下优于聚醚聚氨酯的水解稳定性。它们还具有高拉伸强度和韧性。这些性能归因于高水平的相混合，由涉及硬链段氨基甲酸酯氢和软链段的碳酸酯官能团的分子间氢键促进。该氢键也是基于聚碳酸酯大分子二醇的聚氨酯的较差弹性体性能诸如低柔韧性和高硬度计硬度(durometer hardness)的部分原因。这些性能与基于非极性大分子二醇的聚氨酯的那些(诸如基于硅氧烷的那些)相反。

因此需要开发用作具有表现出良好相容性和机械性质的结构特征的嵌段共聚物诸如聚氨酯的结构单元的基于硅的大分子二醇。合适的大分子二醇将保留基于硅的聚合物的优点，诸如柔韧性、低温性能、稳定性和在某些情况下的生物相容性。要避免机械性质差的缺点，使得基于硅的大分子二醇可以形成可用于各种要求苛刻的应用，特别是生物医学领域的材料的一部分。

发明概述

聚碳酸酯硅氧烷大分子二醇通常以单阶段酯交换反应制备。本发明的新的两阶段方法允许使用更宽范围的原料并降低副产物的水平。该制备聚碳酸酯-硅氧烷大分子二醇的方法通过两阶段法进行。这样的化合物是美国专利号7,026,423的主题，其通过引用结合于本文。

第一阶段表示碳酸二乙酯(DEC)和双(羟基丁基)四甲基二硅氧烷(BHTD)部分的缩聚反应。第二阶段聚合包括必需地逐步升高温度并降低反应压力(从约600托至约1托)以除去缩聚副产物，并随后增加多元醇产物的分子量。

发明详述

根据本发明的一个方面，提供了式(I)的基于硅的聚碳酸酯：

其中，

R₁、R₂、R₃和R₄相同或不同，可以是氢或任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和的烃基；

R₅、R₆、R₈和R₉相同或不同，可以是任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和的烃基；

R₇是二价连接基团或任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和的烃基；

A是封端基团；

n、y和z是0或更大的整数；和

x是0或更大的整数。

取代基R₁、R₂、R₃和R₄的烃基可以包括烷基、烯基、炔基、芳基或杂环基。应当理解，等价的基团可以用于取代基R₅、R₆、R₇、R₈和R₉，不同之处在于，提及烷基、烯基和炔基应当分别是亚烷基、亚烯基和亚炔基。为了避免重复，下文仅提供烷基、烯基和炔基的详细定义。

术语“烷基”表示直链、支链或单环或多环烷基，优选C_1-12烷基或环烷基。直链和支链烷基的实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、戊基、异戊基、仲戊基、1,2-二甲基丙基、1,1-二甲基丙基、戊基、己基、4-甲基戊基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、1,2,2-三甲基丙基、1,1,2-三甲基丙基、庚基、5-甲基己基、1-甲基己基、2,2-二甲基戊基、3,3-二甲基戊基、4,4-二甲基戊基、1,2-二甲基戊基、1,3-二甲基戊基、1,4-二甲基戊基、1,2,3-三甲基丁基、1,1,2-三甲基丁基、1,1,3-三甲基丁基、辛基、6-甲基庚基、1-甲基庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、壬基、1-,2-,3-,4-,5-,6-或7-甲基辛基、1-,2-,3-,4-或5-乙基庚基、1-,2-或3-丙基己基、癸基、1-,2-,3-,4-,5-,6-,7-和8-甲基壬基、1-,2-,3-,4-,5-或6-乙基辛基、1-,2-,3-或4-丙基庚基、十一烷基、1-,2-,3-,4-,5-,6-,7-,8-或9-甲基癸基、1-,2-,3-,4-,5-,6-或7-乙基壬基、1-,2-,3-,4-或5-丙基辛基、1-,2-或3-丁基庚基、1-戊基己基、十二烷基、1-,2-,3-,4-,5-,6-,7-,8-,9-或10-甲基十一烷基、1-,2-,3-,4-,5-,6-,7-或8-乙基癸基、1-,2-,3-,4-,5-或6-丙基壬基、1-,2-,3-或4-丁基辛基、1,2-戊基庚基等。环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基和环癸基等。

术语“烯基”表示由直链、支链或单环或多环烯烃形成的基团，包括烯属单或多不饱和的如上定义的烷基或环烷基，优选C_2-12烯基。烯基的实例包括乙烯基、烯丙基、1-甲基乙烯基、丁烯基、异丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、1-戊烯基、环戊烯基、1-甲基环戊烯基、1-己烯基、3-己烯基、环己烯基、1-庚烯基、3-庚烯基、1-辛烯基、环辛烯基、1-壬烯基、2-壬烯基、3-壬烯基、1-癸烯基、3-癸烯基、1,3-丁二烯基、1,4-戊二烯基、1,3-环戊二烯基、1,3-己二烯基、1,4-己二烯基、1,3-环己二烯基、1,4-环己二烯基、1,3-环庚二烯基、1,3,5-环庚三烯基、1,3,5,7-环辛四烯基等。

术语“炔基”表示由直链、支链或单环或多环炔烃形成的基团。炔基的实例包括乙炔基、1-丙炔基、1-和2-丁炔基、2-甲基-2-丙炔基、2-戊炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、2-己炔基、3-己炔基、4-己炔基、5-己炔基、10-十一炔基、4-乙基-1-辛炔-3-基、7-十二炔基、9-十二炔基、10-十二炔基、3-甲基-1-十二炔-3-基、2-十三炔基、11-十三炔基、3-十四炔基、7-十六炔基、3-十八炔基等。

术语“芳基”表示单个多核共轭并稠合的芳烃残基。芳基的实例包括苯基、联苯基、三联苯基、四联苯基、苯氧基苯基、萘基、四氢萘基、蒽基、二氢蒽基、苯并蒽基、二苯并蒽基、菲基等。

术语“杂环基”表示包含至少一个选自氮、硫和氧的杂原子的单环或多环杂环基。适合的杂环基包括含N杂环基，诸如包含1-4个氮原子的不饱和3-6元杂单环基团，例如吡咯基、吡咯啉基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、三唑基或四唑基；包含1-4个氮原子的饱和3-6元杂单环基团，例如吡咯烷基、咪唑烷基、哌啶子基或哌嗪基；包含1-5个氮原子的不饱和稠合杂环基团，诸如吲哚基、异吲哚基、吲嗪基、苯并咪唑基、喹啉基、异喹啉基、吲唑基、苯并三唑基或四唑并哒嗪基；包含氧原子的不饱和3-6元杂单环基团，诸如吡喃基或呋喃基；包含1-2个硫原子的不饱和3-6元杂单环基团，诸如噻吩基；包含1-2个氧原子和1-3个氮原子的不饱和3-6元杂单环基团，诸如噁唑基、异噁唑基(isoazolyl)或噁二唑基；包含1-2个氧原子和1-3个氮原子的饱和3-6元杂单环基团，诸如吗啉基；包含1-2个氧原子和1-3个氮原子的不饱和稠合杂环基团，诸如苯并噁唑基或苯并噁二唑基；包含1-2个硫原子和1-3个氮原子的不饱和3-6元杂单环基团，诸如噻唑基或噻二唑基(thiadiazolyl)；包含1-2个硫原子和1-3个氮原子的饱和3-6元杂单环基团，诸如噻二唑基；以及包含1-2个硫原子和1-3个氮原子的不饱和稠合杂环基团，诸如苯并噻唑基或苯并噻二唑基。

在本说明书中，“任选取代的”是指基团可以或可以不被一个或多个选自以下的基团进一步取代：氧、氮、硫、烷基、烯基、炔基、芳基、卤素、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、卤代芳基、羟基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、羧基、苄氧基、卤代烷氧基、卤代烯氧基、卤代炔氧基、卤代芳氧基、硝基、硝基烷基、硝基烯基、硝基炔基、硝基芳基、硝基杂环基、叠氮基、氨基、烷基氨基、烯基氨基、炔基氨基、芳基氨基、苄基氨基、酰基、烯基酰基、炔基酰基、芳基酰基、酰基氨基、酰基氧基、醛基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、烷基磺酰基氨基、芳基磺酰基氨基、烷基磺酰基氧基、芳基磺酰基氧基、杂环基、杂环氧基、杂环基氨基、卤代杂环基、烷基硫酰基(sulphenyl)、芳基硫酰基、烷氧基羰基(carboalkoxy)、芳氧基羰基(carboaryloxy)、巯基、烷硫基、芳硫基、酰硫基等。

优选z为0至约50的整数，x为1至约50的整数。n的合适值包括0至约20，更优选0至约10。y的优选值为0至约10，更优选0至约2。

术语“封端基团”在本文中以其宽泛的意义使用，并且包括反应性官能团或包含反应性官能团的基团。反应性官能团的合适实例为醇、羧酸、醛、酮、酯、酰卤、酸酐、胺、亚胺、硫代(thio)、硫代酯、磺酸和过氧化物。优选地反应性官能团为醇或胺，更优选为醇。

优选的聚碳酸酯是其中A是OH的式(I)化合物，其是式(1a)的聚碳酸酯大分子二醇(聚碳酸酯硅氧烷二醇)：

其中，

R₁至R₆、R₈、R₉、n、y、x和z如上式(I)中所定义，R₇为二价连接基团或任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和烃基；

对于R₇的合适的二价连接基团包括O、S和NR，其中R是氢或任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和的烃基。

特别优选的聚碳酸酯大分子二醇是式(Ia)化合物，其中R₁、R₂、R₃和R₄是甲基，R₈是乙基，R₉是己基，R₅和R₆是丙基或丁基且R₇是O或-CH₂-CH₂-，更优选当R₇为O时R₅和R₆为丙基，和当R₇为-CH₂-CH₂-时R₅和R₆为丁基。所述聚碳酸酯大分子二醇的优选分子量范围是约400至约5000，更优选约400至约2000。

本发明还提供了制备如上定义的式(Ia)的基于硅的聚碳酸酯大分子二醇的方法，其包括使碳酸酯源与：

(i)式(II)的基于硅的二醇，

其中，

R₁至R₇和n如上式(Ia)中定义；或

(ii)上述(i)中所定义的式(II)的基于硅的二醇和式(III)的非基于硅的二醇反应：

HO—R₉—OH(III)

其中

R₉如上式(Ia)中定义。

该方法可扩展到制备式(I)的基于硅的聚碳酸酯，做法是包括将式(1a)的大分子二醇中的羟基转化为其他反应性官能团的额外步骤。该转化步骤可以使用本领域已知的方法实现，诸如氧化以得到二羧酸，使用Gabriel方法转化为胺或与封端剂例如二异氰酸酯、二羧酸、环状酸酐等反应。

碳酸酯的来源可以是碳酸酯化合物或当结合时产生碳酸酯或碳酸酯化合物的两种或更多种试剂。应当理解，碳酸酯的来源将包括R₈取代基。合适的碳酸酯化合物包括环状碳酸酯诸如碳酸亚烷基酯，例如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯，以及线性碳酸酯诸如碳酸二烷基酯或碳酸二芳基酯，例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸二苯酯。优选地，碳酸酯的来源具有低分子量，原因是容易从反应混合物除去缩合副产物。

式(II)的基于硅的二醇可以作为市售产品获得。例如，可从ShinEtsu或SilarLaboratories获得1,3-双羟丙基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和1,3-双羟丁基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。其他可以使用氢化硅烷化反应通过使用适当的二硅烷化合物和羟基封端的烯属化合物来制备。

应当理解，式(II)的二醇可以单独使用或者作为包含两种或更多种结构上不同的二醇的混合物用于制备根据本发明的聚碳酸酯。二醇中硅或甲硅烷氧基的存在赋予了疏水性和柔韧特性，这导致使用这些聚碳酸酯制备的共聚物中改进的弹性体性和耐降解性。

在另一个实施方案中，式(III)的非基于硅的二醇可以与式(II)的基于硅的二醇组合用于制备聚碳酸酯。优选地，所述非基于硅的二醇是脂族二羟基化合物，诸如亚烷基二醇，例如1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二甘醇、三甘醇、1,4-环己二醇或1,4-环己烷二甲醇。已经发现，当含硅二醇和亚烷基二醇反应时，所得聚碳酸酯通常是无规共聚碳酸酯。因此，通过选择不同比率的这两种二醇可以制备具有宽范围的性质的聚碳酸酯。

用于制备聚碳酸酯的方法优选是与美国专利4,131,731中描述的方法相似的酯交换反应，其在酯交换催化剂存在下进行。合适的催化剂的实例包括在美国专利号5,811,427中公开的那些，诸如辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡。

应当理解，可以使用其他方法来制备本发明的聚碳酸酯，诸如由Eckert⁵等人描述的那些，这些文献通过引用结合到本文中。这些方法中的一些包括使碳酸酯源和式(II)的二醇与光气(ClCOCl)或氯甲酸酯(例如，Cl—COO—R′—OCOCl，其中R'是二价连接基团或任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和的烃基)反应。

本发明的聚碳酸酯可用于制备共聚物，诸如共聚酯、共聚醚碳酸酯、共聚酰胺、共聚酰亚胺或嵌段共聚物例如聚氨酯或聚氨酯脲弹性体。

因此，本发明进一步提供了包含式(Ib)的基于硅的聚碳酸酯链段的共聚物：

其中

R₁至R₉、n、y、x和z如上式(I)中定义。

本发明的聚碳酸酯在制备聚氨酯弹性体组合物中特别有用。

根据本发明的又一方面，提供了一种聚氨酯弹性体组合物，其包含上文定义的式(Ib)的基于硅的聚碳酸酯链段，其中R₇是二价连接基团或任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和的烃基。

本发明的聚氨酯弹性体组合物可以通过任何合适的技术来制备。优选的方法包括将聚碳酸酯和扩链剂混合，然后使该混合物与二异氰酸酯反应。初始成分优选在约45℃至约100℃，更优选约60℃至约80℃范围的温度下混合。如果需要，基于全部成分计算，含量为约0.001重量％至约0.5重量％的催化剂诸如二月桂酸二丁基锡可以添加到初始混合物中。混合可以在常规设备中或在反应性挤出机或连续反应性注射成型机的限制空间(confines)内进行。

或者，聚氨酯可以通过预聚物方法制备，该方法包括使二异氰酸酯与聚碳酸酯反应以形成具有末端反应性二异氰酸酯基团的预聚物。该预聚物然后与扩链剂反应。

因此，本发明的聚氨酯弹性体组合物可以进一步定义为包含以下物质的反应产物：

(i)上文定义的式(I)的基于硅的聚碳酸酯，其中R₇为二价连接基团或任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和烃基；

(ii)二异氰酸酯；和

(iii)扩链剂。

优选地，所述二异氰酸酯选自4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、亚甲基双(环己基)二异氰酸酯(H12MDI)、对亚苯基二异氰酸酯(p-PDI)、反式-环己烷-1,4-二异氰酸酯(CHDI)或其顺式和反式异构体的混合物、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(DICH)、2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)或其异构体或混合物、对四甲基二甲苯二异氰酸酯(p-TMXDI)和间四甲基二甲苯二异氰酸酯(m-TMXDI)。MDI是特别优选的。

所述扩链剂优选选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,4-环己烷二甲醇、对二甲苯二醇、1,4-双(2-羟基乙氧基)苯和1,12-十二烷二醇。1,4-丁二醇是特别优选的。

本发明的一种特别优选的聚氨酯弹性体组合物包含以下物质的反应产物：

(i)式(Ia)的化合物，其中R₁、R₂、R₃和R₄是甲基，R₈是乙基，R₉是己基，R₅和R₆是丙基或丁基，R₇是O或—CH₂—CH₂—；

(ii)MDI；和

(iii)1,4-丁二醇。

引入聚碳酸酯链段的优点是相对易于通过常规方法诸如挤出、注塑和压塑加工聚氨酯而不需要添加加工蜡。然而，如果需要，在制备期间可以将常规聚氨酯加工添加剂诸如催化剂、抗氧化剂、稳定剂、润滑剂、染料、颜料、无机和/或有机填料和增强材料结合到聚氨酯中。这样的添加剂优选添加到聚碳酸酯中。

所述聚碳酸酯、二异氰酸酯和扩链剂可以一定比例存在。组合物中硬链段(即二异氰酸酯和扩链剂)的优选含量为约30重量％至约60重量％，更优选为40重量％至50重量％。

本发明的聚氨酯弹性体组合物特别可用于制备具有良好机械性质的材料，特别是生物材料。

根据本发明的另一方面，提供了具有改进的机械性质、透明度、可加工性和/或耐降解性的材料，其包含聚氨酯弹性体组合物，所述聚氨酯弹性体组合物包含上文定义的式(Ib)的聚碳酸酯链段。

本发明还提供了上文定义的聚氨酯弹性体组合物作为具有改进的机械性质、透明度、可加工性和/或耐降解性的材料的用途。

当用作具有改进的机械性质、透明度、可加工性和/或耐降解性的材料时，本发明进一步提供了上文定义的聚氨酯弹性体组合物。

所改进的机械性质包括拉伸强度、撕裂强度、耐磨性、硬度计(Durometer)硬度、挠曲模量，以及柔韧性或弹性的相关测量结果。

改进的耐降解性包括对自由基、氧化、酶促和/或水解过程的耐性，以及对当作为生物材料植入时的耐降解性。

改进的可加工性包括易于通过流延诸如溶剂流延和通过热方式诸如挤出和注塑加工，例如挤出后的低粘性和相对免于凝胶。

还提供了包含上文定义的聚氨酯弹性体组合物的耐降解材料。

本发明的聚氨酯弹性体组合物显示出良好的弹性体性能。它还应当在生物环境中具有良好的相容性和稳定性，特别是当长时间植入体内时。

根据本发明的另一方面，提供了一种耐体内降解的材料，其包含上文定义的聚氨酯弹性体组合物。

所述聚氨酯弹性体组合物也可以用作生物材料。术语“生物材料”在本文中以其最广泛的含义使用，并且是指在其与活体动物或人类的细胞和/或体液接触的情况下使用的材料。

因此，所述聚氨酯弹性体组合物可用于制造医用装置、制品或植入物。

因此，本发明还提供了完全或部分地由上文定义的聚氨酯弹性体组合物构成的医用装置、制品或植入物。

所述医用装置、制品或植入物可包括心脏起搏器和除颤器、导管、插管、可植入假体、心脏辅助装置、心脏瓣膜、血管移植物、体外装置，人造器官、起搏器导线、除颤器导线、血泵、气囊泵、A-V分流器、生物传感器、用于细胞包覆的膜、药物递送装置、伤口敷料、人造关节、整形外科植入物和软组织替代物。

应当理解，具有优化用于构造各种医用装置、制品或植入物的性质的聚氨酯弹性体组合物也将具有其他非医用应用。这样的应用可能包括它们在制造人造皮革、鞋底；电缆护套；清漆和涂料；泵、车辆等的结构部件；采矿用矿石筛和传送带；层压配混物，例如在玻璃窗中；纺织品；分离膜；密封剂或作为粘合剂的组分中的用途。

还应当理解，所述聚氨酯弹性体组合物的硅氧烷组分凭借其介电性质将提供用于电子和电气部件和绝缘体的机会。

因此，本发明延伸到上文定义的聚氨酯弹性体组合物在制造装置或制品中的用途。

本发明还提供了完全或部分地由上文定义的聚氨酯弹性体组合物构成的装置或制品。

实施例

实施例1.聚碳酸酯硅氧烷二醇(Ia)的制备

A.原材料

按接收时的原样使用碳酸二乙酯(无水99％)、四丁氧基钛(TBT)(试剂级97％)、去离子水、二氯甲烷(chrome AR)、硫酸钠(无水粒状99％)、活性炭。二羟基丁基四甲基二硅氧烷(BHTD)在使用前纯化。

B.原料纯化

从供应商接收的原料之一BHTD需要进行纯化。在BHTD合成中，使用了乙基碘和碘。存在于BHTD中的甚至痕量的碘也会干扰合成。为了从BHTD中除去碘，使用活性炭。在用于多元醇合成之前活性炭有助于纯化原料。为此，将2％w/w的活性炭加入到BHTD中并搅拌24小时。然后在氮气下将所得的活性炭浆液过滤通过50μEaton滤袋和0.45μ筒式过滤器。得到的经过一次活性炭处理的BHTD再次用2％活性炭处理并搅拌24小时，然后通过0.45μ过滤器过滤。每次活性炭处理的损失约为10％。

C.第一阶段(1公斤批料)：

将BHTD(813.66g，1M)和四丁氧基钛(TBT)(4.07g，0.5％的BHTD)置于装有机械搅拌器、分馏柱和Liebig冷凝器的2L三颈圆底烧瓶中。将油浴温度升至130℃，用蠕动泵经1小时加入碳酸二乙酯(186.34,0.54M)。反应在相同温度下在回流下再继续进行1小时，并以150rpm搅拌。

D.第二阶段：

回流1小时后，将Liebeg冷凝器的一端连接到分馏柱上，另一端连接1升圆底烧瓶以蒸馏副产物和共沸混合物。然后将温度逐渐升高至150℃，同时逐步将真空增加至1托。以规定的时间间隔改变温度、真空并除去馏出物。在第二次倾析后的最后阶段，将整个反应混合物在150℃、1托下回流1小时。然后停止反应并冷却至室温(约20-30℃)，得到分子量为520至650的粗聚碳酸酯硅氧烷二醇。

E.催化剂失活：

为了使催化剂失活，向冷却的粗聚碳酸酯硅氧烷二醇中加入去离子水(批料规模的20％)。混合物在130℃下回流1小时。以规定的时间间隔通过将真空度从约200托提高到1托来蒸除水。将最终产物冷却并溶于二氯甲烷中制成50％的溶液。将该溶液通过硫酸钠床真空过滤，并在室温下进行活性炭处理(批料大小的2％w/w)过夜。24小时后，在氮气下通过50μEaton袋式过滤器和0.45±0.2μSartorius筒式过滤器加压过滤。

F.汽提：

用2"汽提器将在二氯甲烷中的过滤的聚碳酸酯硅氧烷二醇汽提两次。第一次汽提在70℃、真空下以15ml/分钟除去溶剂。第二次汽提在145℃下以4ml.分钟除去痕量溶剂和较低分子量的级分。将经汽提的聚碳酸酯硅氧烷二元醇严实地密封并在室温下储存。产率约为65％。分子量为约600。

本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用并入本文，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请明确地且单独地指明以引用的方式并入。在通过引用并入的术语的定义与本文定义的术语冲突的情况下，则应以本说明书为准。

Claims

1.一种用于制备聚碳酸酯硅氧烷大分子二醇的方法，其包括：

(a)将2当量的碳酸酯源与1当量的双(羟基烷基)四甲基二硅氧烷以及引发剂催化剂在120-140℃的温度下混合以形成反应混合物；

(b)将所述反应混合物在搅拌下加热至120-140℃0.5-2.0小时；

(c)将经加热的反应温度升高至140-175℃，同时将真空增加至1托；

(d)在1托下回流经加热的反应混合物0.5-2小时；和

(e)将经加热的反应混合物冷却至20-30℃，以得到聚碳酸酯硅氧烷大分子二醇和所述催化剂的混合物，

其中，所述催化剂在经冷却的反应混合物中通过如下步骤失活：

将水加入经冷却的反应混合物中，在125-140℃、200托下回流混合物1小时，并将真空增加至1托以除去水，

从而得到聚碳酸酯硅氧烷大分子二醇。

2.权利要求1的方法，其中碳酸酯源为碳酸二烷基酯或亚烷基二碳酸酯。

3.权利要求1的方法，其中双(羟基烷基)四甲基二硅氧烷为双(羟基丁基)四甲基二硅氧烷。

4.权利要求1的方法，其中引发剂催化剂为四丁氧基钛。

5.权利要求1的方法，其中(a)将2当量的碳酸酯源与1当量的双(羟基烷基)四甲基二硅氧烷以及引发剂催化剂在130℃的温度下混合以形成反应混合物。

6.权利要求1的方法，其中(b)将所述反应混合物在搅拌下加热至130℃1小时。

7.权利要求1的方法，其中(d)在1托下回流经加热的反应混合物1小时。

8.具有改进的机械性质、透明度、可加工性和/或耐降解性的材料，其包含聚氨酯弹性体组合物，所述聚氨酯弹性体组合物包含衍生自如权利要求1中所定义制备的聚碳酸酯硅氧烷大分子二醇的基于硅的聚碳酸酯链段。

9.全部或部分地由权利要求8中所定义的聚氨酯组合物构成的医用制品。

10.权利要求9所述的医用制品，其中所述医用制品是医用装置或植入物。

11.权利要求9或10所述的医用制品，其中所述医用制品是传感器、除颤器、导管、心脏辅助装置、血管移植物或可植入假体。

12.权利要求11所述的医用制品，其中所述传感器是葡萄糖传感器。

13.权利要求9或10所述的医用制品，其中所述医用制品是心脏起搏器、心脏瓣膜。

14.权利要求9或10所述的医用制品，其中所述医用制品是插管、体外装置、人造器官、起搏器导线、除颤器导线、用于细胞包覆的膜、药物递送装置、伤口敷料、整形外科植入物或软组织替代物。

15.权利要求9或10所述的医用制品，其中所述医用制品是血泵、气囊泵、A-V分流器、生物传感器、人造关节。

16.具有改进的机械性质、透明度、可加工性和/或耐降解性的材料，其包含如权利要求8中所定义的聚氨酯弹性体组合物。

17.全部或部分地由权利要求8中所定义的聚氨酯弹性体组合物构成的装置或制品。