CN113289045A - 一种具有超亲水医用聚氨酯泡沫敷料的制备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超亲水医用聚氨酯泡沫敷料的新制备方法，属于医用材料技术领域。本发明制备的医用泡沫敷料，其性能优于传统的医用敷料，本发明所制备的聚氨酯医用泡沫敷料中接枝的丙烯酸多元醇，羧基和羟基都属于亲水性官能团，利用双官能团羧基和羟基的亲水性的共同作用，使聚氨酯泡沫的吸水率达到30g/g以上；聚氨酯泡沫高密度结构提供了更大的比表面积，为水的吸附提供更多的附着点，提高泡沫的吸水率。

Description

一种具有超亲水医用聚氨酯泡沫敷料的制备
技术领域
本发明涉及一种具有超亲水医用聚氨酯泡沫敷料的制备，属于医用卫生材料技术领域。
背景技术
医用敷料是一种十分重要的医疗应用材料，它主要应用于伤口创面的敷贴、术后伤口的处理、创伤伤口的包扎等。它主要有三种作用，一是保护伤口，避免伤口收到二次伤害的作用，二是避免伤口受到细菌感染，加速伤口愈合的作用，三是提供伤口干燥透气的环境，加速伤口结痂的作用。传统敷料主要由棉纱为材料制备的纱布医用敷料只是起到机械保护作用，无法提供伤口界面无菌，干燥的环境，伤口愈合时间较长，同时容易粘贴到伤口处，造成二次伤害的问题。相比之下，新型医用敷料的研发和制备显得尤为重要。
近年来，聚氨酯作为多功能新型敷料在医用材料领域上蓬勃发展。在聚氨酯特殊的软硬段相结合的结构中，软段提供聚氨酯柔韧性，硬段提供聚氨酯刚性。通过调控软硬段占比，赋予聚氨酯材料不同的机械性能，使其具有一定的物理性状和负载能力，特别是透气性能；通过化学接枝、交联、物理掺杂等手段，在聚氨酯软段部分利用氢键相互作用改变软段官能团的结构，赋予聚氨酯亲水/疏水性能；此外，由于聚氨酯优异的生物相容性和生物可降解性能，聚氨酯材料在医用器械领域有很大应用，如人造血管、药物智能释放载体、人造心脏支架等。本发明所述聚氨酯医用泡沫敷料正是利用聚氨酯的机械负载性能、透气抗菌性能、亲疏水可调性能、无毒卫生性能、使用后易处理性能。
专利CN201510521449.7，利用聚醚多元醇，一缩乙二醇，咪唑催化剂，硅油稳定剂，硼砂，水，取自制1500目CMC或自制海藻酸钙均匀混合后，得到医用海绵。制备的聚氨酯医用海绵能增加吸液量30-50％，并能清理创面坏死组织，使创面保持优质的水份，形成创面的温法疗法，加快创面愈合。该专利虽然能增加吸水量，但是加入的硼砂有毒，海藻酸钙填料的掺杂容易造成泡沫舒适感差。
专利CN201710966567.8，水性聚氨酯预聚体55%～70%、催化剂2%～3.5%、表面活性剂6%～10%、交联剂0.5%～5%、海藻酸钠2%～10%、羧甲基纤维素钠2%～10%、抗黄剂0.3%～2.5%、纯化水余量；本发明医用聚氨酯泡沫敷料的配方原料中不含有机锡，催化剂毒性更小，质量把控时不用检测有机锡含量，环保性能更好。该专利只追求泡沫的环保性能，但是忽略了泡沫的机械性能及舒适感。
专利CN201720327016.2所述纤维层由壳聚糖纤维和海藻酸盐纤维组成，所述泡沫敷料层由聚氨酯泡沫敷料构成，所述薄膜层为聚氨酯薄膜。本实用新型提供的功能性泡沫复合敷料结构简单，使用方便，防粘连的同时具有原位锁水功能和防水透气及隔菌的功能，可以为创面提供湿润的愈合环境，促进伤口愈合。该专利通过物理粘结作用实现层间粘结，存在层间吸水阻力，吸水性差。
发明内容
为了解决已有技术存在的问题，本发明的目的是制备具有超亲水功能的聚氨酯医用泡沫敷料。制备出丙烯酸多元醇改性的吸水结构，多吸水基团共同作用，吸水量大，吸水率达到30g/g以上；利用化学反应方法得到的结构均匀稳定，吸水性能可靠。
本发明提供的一种具有超吸水医用聚氨酯泡沫敷料的制备方法，步骤和条件如下：
（1）.超亲水聚氨酯泡沫的制备
a.聚氨酯预聚体的制备：
将聚醚多元醇、多异氰酸酯按照质量比80-100：30-50于三口瓶中，滴加两滴二月桂酸二丁基锡，并将三口器放入恒温水槽中，搅拌并向该体系通入氮气，温度保持在50-60℃，待体系中的空气排空后，升温至70-90℃，反应2-4小时，聚合反应结束，得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体；
b.亲水性聚氨酯预聚体的制备：
将得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体加热到50-70℃，将4%-8%（占聚醚多元醇的质量分数）的吸水改性剂加入到烧瓶中，滴加三滴二月桂酸二丁基锡，反应2-4h，得到亲水性聚氨酯预聚体，所述吸水改性剂为丙烯酸多元醇；
c.亲水性聚氨酯泡沫的制备：
将扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂、有机锡类催化剂、胺类催化剂按质量比1-3：1-2：2-4：0.2-0.6：0.1-0.3均匀混合后，加入到20-30℃的上述聚氨酯预聚体中，转速600-1000r/min下快速搅拌5-15s，倒入模具中，放到50-70℃烘箱中熟化2-4h得到聚氨酯泡沫，所述扩链剂为甘油，泡沫稳定剂为L-580，发泡剂为水，有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡，胺类催化剂为三乙胺。
有益效果：本发明制备的亲水性聚氨酯泡沫，当丙烯酸多元醇的量达到6%时，泡沫具有最佳的吸水性能，吸水率达到30g/g以上，聚氨酯泡沫敷料中多亲水基团共同作用，提高了聚氨酯泡沫的吸水性能，当聚氨酯泡沫敷料贴合到伤口处时，能够快速吸收伤口渗出液，使伤口保持干燥环境，有益于伤口的结痂和愈合。
具体实施方式
实施案例1
超亲水聚氨酯泡沫的制备
a.聚氨酯预聚体的制备：
将聚醚多元醇、多异氰酸酯按照质量比80：30于三口瓶中，滴加两滴二月桂酸二丁基锡，并将三口器放入恒温水槽中，搅拌并向该体系通入氮气，温度保持在50℃，待体系中的空气排空后，升温至80℃，反应3小时，聚合反应结束，得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体；
b.亲水性聚氨酯预聚体的制备：
将得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体加热到60℃，将4%的亲水改性剂加入到烧瓶中，滴加三滴二月桂酸二丁基锡，反应2h，得到亲水性聚氨酯预聚体；
c.亲水性聚氨酯泡沫的制备：
将扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂、有机锡类催化剂、胺类催化剂按质量比1：1：2：0.2：0.1均匀混合后，加入到25℃的上述聚氨酯预聚体中，转速1000r/min下快速搅拌5s，倒入模具中，放到65℃烘箱中熟化4h得到亲水性聚氨酯泡沫。
表观密度的测试方法：泡沫的表观密度(ρ)根据标准UNE-EN ISO 845:2006.确定。使用热线装置从每个泡沫中取出三个尺寸为5cm ×4cm×3cm的长方体样本，称量其质量m，测量它们的12条边以计算其平均值，求出体积v，并根据公式(1)计算泡沫密度：
ρ = m/v （1）
吸水率测试方法：称取8.298g氯化钠和0.368g二水氯化钙溶于1L的去离子水中配制成模拟液。将裁剪为5cm×4cm×3cm的样品置于直径为90mm的盛有模拟液的培养皿内。加入预热至37˚C的A溶液。在37˚C干燥箱内保持30min。用镊子夹持样品一角或一端，悬垂30s，称量m1。根据公式（2）计算泡沫的重量吸水率。每个样品重复测量3次，以其平均值来代表最终测定值：
Ar=（m1-m）/m （2）
实施例1制备的超亲水聚氨酯泡沫，密度达到97.36±0.52g/cm3，吸水率达到30.6g/g。
实施案例2
超亲水聚氨酯泡沫的制备
a.聚氨酯预聚体的制备
将聚醚多元醇、多异氰酸酯按照质量比90：40于三口瓶中，滴加两滴二月桂酸二丁基锡，并将三口器放入恒温水槽中，搅拌并向该体系通入氮气，温度保持在50℃，待体系中的空气排空后，升温至80℃，反应3小时，聚合反应结束，得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体；
b.亲水性聚氨酯预聚体的制备：
将得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体加热到60℃，将6%的亲水改性剂加入到烧瓶中，滴加三滴二月桂酸二丁基锡，反应2h，得到亲水性聚氨酯预聚体；
c.亲水性聚氨酯泡沫的制备：
将扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂、有机锡类催化剂、胺类催化剂按质量比2：1.5：3：0.4：0.2均匀混合后，加入到25℃的上述聚氨酯预聚体中，转速1000r/min下快速搅拌5s，倒入模具中，放到65℃烘箱中熟化4h得到亲水性聚氨酯泡沫。
用实例1的测定方法，实施例2制备的超亲水聚氨酯泡沫，密度达到101.27±0.82g/cm3，吸水率达到33.4g/g。
实施案例3
超亲水聚氨酯泡沫的制备
a.聚氨酯预聚体的制备：
将聚醚多元醇、多异氰酸酯按照质量比100：50于三口瓶中，滴加两滴二月桂酸二丁基锡，并将三口器放入恒温水槽中，搅拌并向该体系通入氮气，温度保持在50℃，待体系中的空气排空后，升温至80℃，反应3小时，聚合反应结束，得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体；
b.亲水性聚氨酯预聚体的制备：
将得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体加热到60℃，将8%的吸水改性剂加入到烧瓶中，滴加三滴二月桂酸二丁基锡，反应2h，得到亲水性聚氨酯预聚体；
c.亲水性聚氨酯泡沫的制备：
将扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂、有机锡类催化剂、胺类催化剂按质量比3：2：4：0.6：0.3均匀混合后，加入到25℃的上述聚氨酯预聚体中，转速1000r/min下快速搅拌5s，倒入模具中，放到65℃烘箱中熟化4h得到亲水性聚氨酯泡沫。
用实例1的测定方法，实施例3制备的超亲水聚氨酯泡沫，密度达到94.58±0.64g/cm3，吸水率达到32.8g/g。

Claims (4)

1.一种超亲水医用聚氨酯泡沫敷料的制备方法，其特征在于由亲水性聚氨酯泡沫制备而成，步骤和条件如下：
各物质配料比：聚醚多元醇、多异氰酸酯、扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂、有机锡类催化剂、胺类催化剂、亲水性改性剂的配料质量比80-100：30-50：1-3：1-2：2-4：0.2-0.6：0.1-0.3：4-8；所述聚醚多元醇为MN3050，多异氰酸酯为TDI，扩链剂为甘油，泡沫稳定剂为L-580，发泡剂为水，有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡，胺类催化剂为三乙胺，亲水改性剂为丙烯酸多元醇；
（1）超亲水聚氨酯泡沫的制备
a.聚氨酯预聚体的制备：
将聚醚多元醇、多异氰酸酯按照质量比80-100：30-50于三口瓶中，滴加两滴二月桂酸二丁基锡，并将三口器放入恒温水槽中，搅拌并向该体系通入氮气，温度保持在50-60℃，待体系中的空气排空后，升温至70-90℃，反应2-4小时，聚合反应结束，得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体；
b.亲水性聚氨酯预聚体的制备：
将得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体加热到50-70℃，将4%-8%（占聚醚多元醇的质量分数）的吸水改性剂加入到烧瓶中，滴加三滴二月桂酸二丁基锡，反应2-4h，得到亲水性聚氨酯预聚体，所述亲水改性剂为丙烯酸多元醇；
c.亲水性聚氨酯泡沫的制备：
将扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂、有机锡类催化剂、胺类催化剂按质量比1-3：1-2：2-4：0.2-0.6：0.1-0.3均匀混合后，加入到20-30℃的上述聚氨酯预聚体中，转速600-1000r/min下快速搅拌5-15s，倒入模具中，放到50-70℃烘箱中熟化2-4h得到聚氨酯泡沫，所述扩链剂为甘油，泡沫稳定剂为L-580，发泡剂为水，有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡，胺类催化剂为三乙胺。
2.如权利要求1所述的一种具有超亲水医用聚氨酯泡沫敷料的制备方法，其特征在于，所述的(1) 超亲水聚氨酯泡沫的制备
a.聚氨酯预聚体的制备：
将聚醚多元醇、多异氰酸酯按照质量比80：30于三口瓶中，滴加两滴二月桂酸二丁基锡，并将三口器放入恒温水槽中，搅拌并向该体系通入氮气，温度保持在50℃，待体系中的空气排空后，升温至80℃，反应3小时，聚合反应结束，得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体；
b.亲水性聚氨酯预聚体的制备：
将得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体加热到60℃，将4%的吸水改性剂加入到烧瓶中，滴加三滴二月桂酸二丁基锡，反应2h，得到亲水性聚氨酯预聚体；
c.亲水性聚氨酯泡沫的制备：
将扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂、有机锡类催化剂、胺类催化剂按质量比1：1：2：0.2：0.1均匀混合后，加入到25℃的上述聚氨酯预聚体中，转速1000r/min下快速搅拌5s，倒入模具中，放到65℃烘箱中熟化4h得到亲水性聚氨酯泡沫。
3.如权利要求1所述的一种具有超亲水医用聚氨酯泡沫敷料的制备方法，其特征在于，所述的(1)超亲水聚氨酯泡沫的制备
a.聚氨酯预聚体的制备：
将聚醚多元醇、多异氰酸酯按照质量比90：40于三口瓶中，滴加两滴二月桂酸二丁基锡，并将三口器放入恒温水槽中，搅拌并向该体系通入氮气，温度保持在50℃，待体系中的空气排空后，升温至80℃，反应3小时，聚合反应结束，得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体；
b.亲水性聚氨酯预聚体的制备：
将得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体加热到60℃，将6%的吸水改性剂加入到烧瓶中，滴加三滴二月桂酸二丁基锡，反应2h，得到亲水性聚氨酯预聚体；
c.亲水性聚氨酯泡沫的制备：
将扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂、有机锡类催化剂、胺类催化剂按质量比2：1.5：3：0.4：0.2均匀混合后，加入到25℃的上述聚氨酯预聚体中，转速1000r/min下快速搅拌5s，倒入模具中，放到65℃烘箱中熟化4h得到亲水性聚氨酯泡沫。
4.如权利要求1所述的一种具有超吸水医用聚氨酯泡沫敷料的制备方法，其特征在于，所述的(1)超亲水聚氨酯泡沫的制备
a.聚氨酯预聚体的制备：
将聚醚多元醇、多异氰酸酯按照质量比100：50于三口瓶中，滴加两滴二月桂酸二丁基锡，并将三口器放入恒温水槽中，搅拌并向该体系通入氮气，温度保持在50℃，待体系中的空气排空后，升温至80℃，反应3小时，聚合反应结束，得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体；
b.亲水性聚氨酯预聚体的制备：
将得到异氰酸根封端的聚氨酯预聚体加热到60℃，将8%的吸水改性剂加入到烧瓶中，滴加三滴二月桂酸二丁基锡，反应2h，得到亲水性聚氨酯预聚体；
c.亲水性聚氨酯泡沫的制备：
将扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂、有机锡类催化剂、胺类催化剂按质量比3：2：4：0.6：0.3均匀混合后，加入到25℃的上述聚氨酯预聚体中，转速1000r/min下快速搅拌5s，倒入模具中，放到65℃烘箱中熟化4h得到亲水性聚氨酯泡沫。
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