CN1462769A - 一种可生物降解的低温形状记忆材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料领域，是一种可生物降解的低温形状记忆材料及其制备方法。为克服现有技术中存在的或者响应温度高，或者为非降解性聚合物，不适于在低温或动物体内的使用的不足，本发明采用脂肪族聚酯类聚合物作为母体，并与偶联剂、多官能团单体等助剂进行混合后，采用辐射交联的方法制备所要求的材料。本发明提出的形状记忆聚合物材料，可在55℃以下的低温收缩，在拉伸形变高达600％的情况下，形变恢复率仍可大于95％，收缩力和收缩速度易控制。该材料可被微生物降解，具有良好的生物相容性，可作为矫形外科的固定材料、伤口的缝合材料，亦可作为新鲜食品以及其他高档商品的包装材料。并具有易加工成型的特点。
Description
(一)技术领域：
本发明属于一种新型的功能高分子材料，这种材料具有低温收缩的形状记忆特性，且具有良好的生物相容性和降解特性。
(二)技术背景：
形状记忆材料是指能够感知环境变化(如温度、力、电磁、溶剂等)的刺激，并响应这种变化，对其状态参数(如形状、位置、应变等)进行调整，从而回复到其预先设定状态的材料。形状记忆材料的种类很多，包括形状记忆合金、非金属形状记忆材料和形状记忆聚合物等。众所周知，大多数形状记忆材料都属于金属合金类，如镍-钛合金、铁-锰-硅合金、铜-锌-铁合金等。这些金属合金类形状记忆材料的形变小，响应温度高，密度大，价格昂贵，不利于大规模推广使用。事实上，只要对聚合物材料的结构进行一定的设计，也可获得形状记忆效应。如具有嵌段结构的聚氨酯，当分子中的软硬段比例适当时便可赋予聚氨酯分子形状记忆效应。一些结晶性的塑料材料，没有交联时，不具有形状记忆特性，一旦生成交联结构，加热到其熔点以上温度时，不再熔融，可以拉伸变形，在应力存在的条件下，冷却到低温，可冻结应力。当再次加热时，应力释放，形变恢复，也表现出形状记忆效应。如交联聚乙烯、聚氯乙烯等。但这些形状记忆聚合物要么响应温度高，要么属于非降解性聚合物，不适于在低温或动物体内的使用。
(三)发明内容：
为克服现有技术中存在的或者响应温度高，或者为非降解性聚合物，不适于在低温或动物体内的使用的不足。本发明提出了一种可生物降解的低温形状记忆材料。
为了获得具有降解特性的形状记忆材料，本发明采用脂肪族聚酯类聚合物作为母体，并与偶联剂、多官能团单体及助剂进行混合后，采用辐射交联的方法制备所要求的材料。该聚酯类聚合物母体的配方组成为脂肪族聚酯50～100份，硅烷偶联剂0～10份，多官能团单体0～10份，其它助剂0～30份。脂肪族聚酯的相对分子质量在5～500kg/mol。
本发明提出的具有形状记忆特性的聚合物材料的制备方法是：
1.将聚酯、偶联剂、多官能团单体、助剂混合均匀进行混炼；
2.根据需要将混炼均匀的材料成型并进行辐射处理；
3.用热水对辐射处理后的材料进行加热，然后拉伸或扩张，在外力存在下，冷却到室温，即可制得具有形状记忆特性的材料。
本发明对聚合物进行辐射处理，其辐射交联的条件是辐射交联剂量为60～500kGy；聚酯的相对分子质量为5～500kg/mol；并能满足各种加工工艺要求。
本发明提出的形状记忆聚合物材料，可在55℃以下的低温收缩，在拉伸形变高达600％的情况下，形变恢复率仍可大于95％，收缩力和收缩速度易控制。该材料可被微生物降解，具有良好的生物相容性，可作为矫形外科的固定材料、伤口的缝合材料，亦可作为新鲜食品以及其他高档商品的包装材料。并具有易加工成型的特点
(四)附图说明：
附图1是辐射剂量对不同分子量聚酯的凝胶含量(交联度)的影响
附图2为不同配方的材料的动态力学分析曲线
附图3为不同配方材料的形状记忆特性曲线
(五)具体实施方式：
实施例1：
将相对分子质量为80kg/mol的脂肪族聚酯100份，偶联剂6份，多宫能团单体1份，在混炼机上混炼20分钟，然后压制成片材，用γ射线辐射500kGy。将辐照后的片材在热水中加热约10分钟，拉伸到原长的3倍，在应力存在的条件下冷却到室温，即可制得具有记忆特性的材料。这种材料在60℃的热水中加热5分钟，即可恢复原状。
实施例2：
将相对分子质量为50kg/mol的脂肪族聚酯A50份，脂肪族聚酯B50份，硅橡胶20份，多官能团单体8份，碳酸钙微粉20份，在混炼机上混炼30分钟，然后制成管材，用电子加速器照射100kGy。将辐照后的片材在热水中加热约10分钟，拉伸到原长的2倍，在应力存在的条件下冷却到室温，即可制得具有记忆特性的材料。这种材料在60℃的热水中加热5分钟，即可恢复原状。
实施例3：
将相对分子质量为20kg/mol的酯肪族聚酯100份，硅烷偶联剂1份，多官能团单体5份，碳酸钙微粉5份，在混炼机上混炼10分钟，然后压制成片材，用反应堆的辐射通道照射260kGy。将辐照后的片材在热水中加热约10分钟，拉伸到原长的2倍，在应力存在的条件下冷却到室温，即可制得具有记忆特性的材料。这种材料在60℃的热水中加热5分钟，即可恢复原。
Claims (5)
1.一种可生物降解的低温形状记忆材料，其特征在于以脂肪族聚酯类聚合物作为母体，以偶联剂、多官能团单体及助剂为辅，其组成为：脂肪族聚酯50～100质量份，硅烷偶联剂0～10份，多官能团单体0～10份，其它助剂0～30份。
2.一种如权利要求1所述可生物降解的低温形状记忆材料，其特征在于脂肪族聚酯的相对分子质量在5～500kg/mol。
3.一种制备如权利要求1所述可生物降解的低温形状记忆材料的方法，其特征在于以脂肪族聚酯类聚合物作为母体，与偶联剂、多官能团单体及助剂进行混合后，采用辐射交联的方法制备，其工艺过程为：
a.将聚酯、偶联剂、多官能团单体、助剂混合均匀进行混炼；
b.将混炼均匀的材料成型并进行辐射处理；
c.将辐射处理后的材料用热水进行加热，然后拉伸或扩张，并在外力存在下，冷却到室温。
4.如权利要求3所述可生物降解的低温形状记忆材料的制备方法，其特征在于混炼时间为10～20分钟；
5.如权利要求3所述可生物降解的低温形状记忆材料的制备方法，其特征在于辐射处理的照射剂量为100～600kGy。
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| CN 03114594 CN1462769A (zh) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | 一种可生物降解的低温形状记忆材料及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100355469C (zh) * | 2006-01-10 | 2007-12-19 | 中国人民解放军第二军医大学 | 一种生物可吸收捆绑带及其形状记忆锁扣 |
| CN105903073A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-08-31 | 吴亚乐 | 一种可吸收形状记忆神经套管及其制备工艺 |
| CN113248741A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-13 | 深圳市银宝山新科技股份有限公司 | 一种交联型形状记忆聚氨酯的制备方法 |
| CN113694246A (zh) * | 2021-08-03 | 2021-11-26 | 南京纳德鑫科技有限公司 | 可生物降解外科缝合线及其制备方法 |
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2003
- 2003-04-02 CN CN 03114594 patent/CN1462769A/zh active Pending
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