JP3047102B2 - Polyurethane - Google Patents

Polyurethane

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JP3047102B2
JP3047102B2 JP63073023A JP7302388A JP3047102B2 JP 3047102 B2 JP3047102 B2 JP 3047102B2 JP 63073023 A JP63073023 A JP 63073023A JP 7302388 A JP7302388 A JP 7302388A JP 3047102 B2 JP3047102 B2 JP 3047102B2
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poly
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レオナード、ピンチャック
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コービタ、コーポレイション
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明の背景および説明 本発明は一般にはポリウレタン、さらに詳しくはポリ
ウレタンとフルオロアルキルシロキサンとのブロックコ
ポリマーに関する。前記ポリウレタンブロックコポリマ
ーは空気中で紡糸し得るようにまたは熱可塑性であるよ
うに配合でき、またはそれらは所望により一般に熱硬化
性になるように配合するか、または射出成形もしくは押
出し成形用途に仕立てることができる。ポリウレタン−
フルオロアルキルシロキサンコポリマーは空気中で紡糸
し得るように配合することができるばかりでなく、それ
らは耐溶剤性、耐生物性、耐血栓性および抗張力のよう
な特徴に関してポリウレタンホモポリマーを上廻る改良
された性質を提供する。
The present invention relates generally to polyurethanes, and more particularly to block copolymers of polyurethanes and fluoroalkylsiloxanes. The polyurethane block copolymers can be formulated to be spun in the air or thermoplastic, or they can be formulated to be generally thermoset if desired, or tailored for injection molding or extrusion applications. Can be. Polyurethane-
Not only can fluoroalkylsiloxane copolymers be formulated to be spinnable in air, but they have improved properties over polyurethane homopolymers in features such as solvent resistance, bioresistance, thrombus resistance and tensile strength. Provide properties.

多年にわたり、紡糸または成形に適当なポリマーを提
供するために数多くのアプローチがとられて来た。これ
らアプローチのいくつかは、じん性、良好な耐摩耗性、
一般に有益な可撓性、および良好な接着性等のような望
ましい性質を持つ傾向にあるポリウレタン材料の使用お
よび開発を含んでいる。そのような性質および多数の多
くの有益な性質の意義は、ポリウレタンが繊維、成形用
樹脂、塗料、エラストマーまたはフォームにとして製造
されるかどうかによって変わる。例えば、ポリウレタン
は、典型的には高い弾性率、良い電気抵抗、高い耐湿性
および有利な結晶性構造を持つ繊維を提供する。これら
性質の多くはセグメント化されたポリウレタン材料を含
んでいるいわゆるスパンデックス繊維の形成に有用であ
る。しばしばこれらは非常に弾力性で、そして容易に焼
鈍できないポリ(尿素−ウレタン)の形を取る。さら
に、それらは典型的には水または他の液体の下で紡糸し
なければならない。また、そのような繊維を張力下に編
む時編物の重大な伝染を防止するためには、典型的には
これら張力の結果を最小にするように編成中潤滑性を与
えるためスパンデックス繊維のまわりにタグロンまたは
ナイロン繊維が巻かれる。時々、典型的なスパンデック
スセグメント化ポリウレタンと同等またはより弾力性で
なく、そしてより少ない張力で編むことができ、そして
もし望むならば残っている張力を除去するため焼鈍する
ことができる繊維を提供することが望ましい。このタイ
プの性質は紡糸繊維から人工血管の製造のために特に望
ましい。
Over the years, numerous approaches have been taken to provide polymers suitable for spinning or molding. Some of these approaches include toughness, good wear resistance,
It generally involves the use and development of polyurethane materials that tend to have desirable properties such as beneficial flexibility and good adhesion. The significance of such properties and many of the many beneficial properties will depend on whether the polyurethane is manufactured as a fiber, molding resin, paint, elastomer or foam. For example, polyurethane typically provides fibers with high modulus, good electrical resistance, high moisture resistance, and an advantageous crystalline structure. Many of these properties are useful in forming so-called spandex fibers containing segmented polyurethane materials. Often they are in the form of poly (urea-urethane) which is very elastic and cannot be easily annealed. Further, they typically must be spun under water or other liquid. Also, to prevent significant transmission of the knit when knitting such fibers under tension, the spandex fibers are typically wrapped around the spandex fibers to provide lubricity during knitting to minimize the consequences of these tensions. Tagron or nylon fiber is wound. At times, it provides fibers that are not as or more resilient than typical spandex segmented polyurethanes, can be knitted with less tension, and can be annealed to remove residual tension if desired. It is desirable. This type of property is particularly desirable for the production of artificial blood vessels from spun fibers.

成形し得るポリウレタン樹脂は、すぐれた硬度、可撓
性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐候性、耐酸および耐アルカ
リ性等を含む有益な性質を持っている。全体としてポリ
ウレタンがこれらのタイプの有益な性質を示したとして
も、それ以上の改良が求められる。例えば、医療または
外科用の成形し得るまたは熱硬化性ポリウレタンを開発
しようと試みるとき、典型的には血栓形成性が少なく、
そして改良された溶剤および生物学的抵抗性を含む。油
および体液に対して特に抵抗性のポリウレタンタイプ材
料を提供することが望ましい。ポリウレタンの引張り強
さの改良も一般に求められている。
Moldable polyurethane resins have beneficial properties including excellent hardness, flexibility, abrasion resistance, impact resistance, weather resistance, acid and alkali resistance, and the like. Even though polyurethanes as a whole exhibit these types of beneficial properties, further improvements are required. For example, when attempting to develop a moldable or thermoset polyurethane for medical or surgical use, it is typically less thrombogenic,
And contains improved solvents and biological resistance. It is desirable to provide a polyurethane type material that is particularly resistant to oils and body fluids. There is also a general need for improved tensile strength of polyurethanes.

本発明は、成形し得る樹脂として使用するため、また
は人工血管および不織人工血管の紡糸に適するように十
分に細い繊維へ紡糸できる能力を含む、空気中で紡糸し
得る材料として使用するために適すように仕立てること
ができる能力を含む、これらの線に沿って一般に改良さ
れたポリウレタンを提供する。紡糸し得るブロックコポ
リマーのウレタンポリマー成分は、少しヒドロキシ過剰
でイソシアネート過剰でない反応剤仕込みから形成され
る。ポリウレタンとフルオロアルキルシロキサンのコポ
リマーはくり返しイソシアネート基とくり返しオルガノ
シロキサン基を持った骨格を有するポリ(フルオロシリ
コン−ウレタン)である。
The invention is for use as a moldable resin or for use as an air-spinnable material, including the ability to spin into fibers that are sufficiently thin to be suitable for spinning vascular and non-woven vascular grafts. Along these lines generally provide improved polyurethanes, including the ability to be tailored. The urethane polymer component of the spinnable block copolymer is formed from a reactant charge that is slightly excess and not isocyanate excess. The copolymer of polyurethane and fluoroalkylsiloxane is a poly (fluorosilicone-urethane) having a skeleton having repeating isocyanate groups and repeating organosiloxane groups.

それ故本発明の一般的目的は、改良されたポリウレタ
ン材料と、その重合および製造方法を提供することであ
る。
It is therefore a general object of the present invention to provide improved polyurethane materials and methods for their polymerization and production.

本発明の他の一目的は、空気中で非常に細いフィラメ
ントへ紡糸し得る改良されたポリウレタンを提供するこ
とである。
It is another object of the present invention to provide an improved polyurethane that can be spun into very fine filaments in air.

本発明の他の一目的は、もし単にボビンに巻くのであ
れば水中で紡糸し得るが、しかし人工血管の長さに沿っ
た繊維の移動は過剰の延伸とその切断を生ずるため水中
では不織人工血管に紡糸できない改良されたポリウレタ
ンを提供することである。
Another object of the present invention is that the fiber can be spun in water if it is simply wound on a bobbin, but the movement of the fiber along the length of the vascular prosthesis results in excessive stretching and its cutting, which makes it nonwoven in water. It is to provide an improved polyurethane which cannot be spun into an artificial blood vessel.

本発明の他の一目的は、静電場の発生と組合せて紡糸
することができる改良された繊維形成性セグメント化ポ
リウレタンを提供することである。
It is another object of the present invention to provide an improved fiber-forming segmented polyurethane that can be spun in combination with the generation of an electrostatic field.

本発明の他の一目的は、人工血管および類似物に紡糸
するのに適した改良されたポリウレタン材料を提供する
ことである。
It is another object of the present invention to provide an improved polyurethane material suitable for spinning vascular grafts and the like.

本発明の他の一目的は、耐溶剤および生物性、耐血栓
性、およびポリウレタンホモポリマーと比較する時増加
した引張り強さを示すポリウレタンとフルオロアルキル
シロキサンの改良されたコポリマーまたはブロックコポ
リマーを提供することである。
Another object of the present invention is to provide an improved copolymer or block copolymer of a polyurethane and a fluoroalkylsiloxane that exhibits solvent and biological resistance, thrombus resistance, and increased tensile strength when compared to a polyurethane homopolymer. That is.

本発明の他の一目的は、空気中での繊維紡糸に満足で
あるような制御された溶解度を示すポリ(フルオロシリ
コーン−ウレタン)を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a poly (fluorosilicone-urethane) that exhibits a controlled solubility that is satisfactory for fiber spinning in air.

本発明のこれらおよび他の目的、特徴および利益は、
以下の詳細な説明の検討によって明瞭に理解されるであ
ろう。
These and other objects, features and benefits of the present invention are:
It will be clearly understood from a consideration of the following detailed description.

本発明によるポリマーは、骨格がウレタン基およびし
ばしば尿素基を含み、そしてそれらの基はポリマー骨格
内のくり返し単位であるので、一般にポリウレタンに分
類することができる。その最も好ましい形において、該
ポリマーは、ポリマーへ改良された物理的性質を与える
ように、ポリウレタンとフルオロアルキルシロキサンと
のブロックコポリマーである。フルオロアルキルシロキ
サンの添加なしでは、ポリマーはセグメント化ポリウレ
タンホモポリマーである。そのようなコポリマーは、好
ましくは極性有機溶媒中に可溶で、そして繊維押出し物
を張力下マンドレル上に巻く時発生する条件のような、
ストレス条件にかけそしてオリフィスを離れた直後延伸
される時その切断を最小にするのに十分に強い細長い連
続繊維もしくはストランドに細かいオリフィスけを通っ
て押出すことができる。高分子量ウレタンポリマーを形
成するように反応剤仕込みを適切に制御することによ
り、空気中で繊維形成性もしくは紡糸可能であるように
配合される。成形し得るポリマーを望むときは、反応剤
仕込みは、アロファネート形成によって疑架橋を形成す
るように設計され、そして鎖延長ビューレットの形成に
よって実施してもよい。
Polymers according to the present invention can be generally classified as polyurethanes because the backbone contains urethane groups and often urea groups, and those groups are repeating units within the polymer backbone. In its most preferred form, the polymer is a block copolymer of a polyurethane and a fluoroalkylsiloxane so as to provide the polymer with improved physical properties. Without the addition of a fluoroalkylsiloxane, the polymer is a segmented polyurethane homopolymer. Such copolymers are preferably soluble in polar organic solvents, and such as the conditions that occur when winding a fiber extrudate under tension on a mandrel.
It can be extruded through a fine orifice through an elongated continuous fiber or strand that is strong enough to minimize its breakage when subjected to stress conditions and stretched immediately after leaving the orifice. By properly controlling the reactant charge to form a high molecular weight urethane polymer, it is formulated to be fiber-forming or spinnable in air. If a moldable polymer is desired, the reactant charge is designed to form pseudo-crosslinks by allophanate formation and may be performed by formation of chain extended burettes.

本発明によるポリウレタン部分の形成は、マクログリ
コール(高分子量グリコールをいう。以下同じ。)成分
のヒドロキシル基と、ジイソシアネート化合物のイソシ
アネート基をプレポリマーを形成するため反応させるこ
とを含む。ポリ(フルオロシリコーン−ウレタン)コポ
リマーを製造しようと望むときは、プレポリマー反応剤
仕込みはフルオロアルキルシロキサン成分を含むであろ
う。
The formation of the polyurethane moiety according to the present invention involves reacting the hydroxyl groups of the macroglycol (high molecular weight glycol; hereinafter the same) component with the isocyanate groups of the diisocyanate compound to form a prepolymer. If one wishes to make a poly (fluorosilicone-urethane) copolymer, the prepolymer reactant charge will include a fluoroalkylsiloxane component.

プレポリマーの完成重合は、所望の鎖延長剤の添加に
よって達成される。典型的には、プレポリマー仕込み中
にヒドロキシル末端フルオロアルキルシロキサンが含ま
れている時は、ジイソシアネート成分の一方の−NCOが
マクログリコール分子のヒドロキシ基と反応し、そして
ジイソシアネートの他の−NCO基はコポリマーを形成す
るようにフルオロアルキルシロキサン成分のヒドロキシ
ル基と反応する。プレポリマー化および鎖延長は典型的
には適当な溶媒の存在下そして適当な反応条件下実施さ
れるであろうが、しかし特にもしポリマーが繊維に押出
されない場合、例えばポリマーをブロック形に合成する
のに溶剤が必要でない場合には非溶媒反応も実施でき
る。
Complete polymerization of the prepolymer is achieved by the addition of the desired chain extender. Typically, when a hydroxyl-terminated fluoroalkyl siloxane is included in the prepolymer charge, one -NCO of the diisocyanate component reacts with the hydroxy group of the macroglycol molecule, and the other -NCO group of the diisocyanate becomes Reacts with hydroxyl groups of the fluoroalkylsiloxane component to form a copolymer. Prepolymerization and chain extension will typically be carried out in the presence of a suitable solvent and under suitable reaction conditions, but especially if the polymer is not extruded into fibers, for example, to synthesize the polymer in block form. If no solvent is required, non-solvent reactions can also be performed.

本発明のポリマーはこの分野で知られているように非
溶媒系において製造することができるけれども、それら
が繊維紡糸用途のため、特に高粘度溶媒溶液から生体適
合性人工血管のような多孔質チューブの繊維紡糸のため
に使用されることを意図する時は、ポリマーを溶媒系に
おいて製造することが望ましい。溶剤中で製造する時、
ポリマーは通常60%以下の固形分をもって合成される。
60%以上の固形分においては、ポリマーはその高い粘度
のため混合するのが困難である。ポリマーはプレポリマ
ーを製造し、その後それを鎖延長剤でさらに重合する多
段階アプローチでなく、一段階で合成することができ
る。一般に一段階重合はそれらの構造が制御されず、そ
して二段階アプローチによって製造したポリマーとは異
なって結晶するポリマーを形成する。
Although the polymers of the present invention can be prepared in non-solvent systems as is known in the art, they are particularly suitable for fiber spinning applications, especially from high viscosity solvent solutions to porous tubes such as biocompatible vascular prostheses. When it is intended to be used for fiber spinning, it is desirable to produce the polymer in a solvent system. When manufacturing in a solvent,
Polymers are usually synthesized with less than 60% solids.
Above 60% solids, the polymer is difficult to mix due to its high viscosity. The polymer can be synthesized in a single step rather than a multi-step approach of producing a prepolymer and then polymerizing it further with a chain extender. In general, one-step polymerizations form polymers that are uncontrolled in their structure and crystallize differently than polymers prepared by a two-step approach.

本発明によるポリマーの製造に適したマクログリコー
ルはポリエステルアミド、ポリカプロラクトンまたはポ
リアクリレートのような、一般式HO−R−OHを有するヒ
ドロキシ末端化合物である。該式中、Rはポリエステ
ル、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリカーボネート
である。適当な分子量範囲は200ないし3000ダルトンで
ある。3官能以上のポリオールは架橋した熱硬化性製品
を提供しようと望む場合にこれらマクログリコールと共
重合することができる。マクログリコールの例は、テト
ラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール、ポリエステルジオールおよびポ
リカーボネートジオールである。
Suitable macroglycols for the preparation of the polymers according to the invention are hydroxy-terminated compounds having the general formula HO-R-OH, such as polyesteramides, polycaprolactone or polyacrylates. In the above formula, R is a polyester, polyether, polyolefin, or polycarbonate. A suitable molecular weight range is 200 to 3000 daltons. Tri- or higher functional polyols can be copolymerized with these macroglycols if it is desired to provide a crosslinked thermoset product. Examples of macro glycols are tetramethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyester diol and polycarbonate diol.

これらマクログリコールの他のポリエステル部分(R
部分)は、一般に二価アルコールと二塩基性カルボン酸
との反応生成物を含む。遊離ジカルボン酸の代わりに、
対応するジカルボン酸無水物または対応するジカルボン
酸の低級アルコールエステルまたはそれらの混合物もポ
リエステルポリオール部分の製造に使用することができ
る。ジカルボン酸は脂肪族、脂環族、芳香族および/ま
たは複素環族でよく、そして場合により置換されていて
もよい。使用し得る二価アルコールは、例えばエチレン
グリコール、プロピレングリコール、ヘキサン−1,6−
ジオールおよびジエチレングリコールである。
The other polyester portion of these macroglycols (R
Part) generally comprises the reaction product of a dihydric alcohol and a dibasic carboxylic acid. Instead of free dicarboxylic acid,
The corresponding dicarboxylic anhydrides or the corresponding lower alcohol esters of dicarboxylic acids or mixtures thereof can also be used in the preparation of the polyester polyol moiety. The dicarboxylic acids may be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic and / or heterocyclic, and may be optionally substituted. Dihydric alcohols that can be used include, for example, ethylene glycol, propylene glycol, hexane-1,6-
Diols and diethylene glycol.

これらマクログリコールのポリカプロラクトン部分
は、例えばε−カプロラクトンのようなラクトンの重合
により、またはヒドロキシカルボン酸、例えばε−ヒド
ロキシカプロン酸とヒドロキシル基を含有する出発物質
との縮合によって製造されるポリエステルを含む。代表
的なポリエーテルマクログリコール部分は、エチレンオ
キシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テト
ラヒドロフラン、およびそれらの混合物から製造された
ポリエーテルを含む。代表的なポリアクリレートマクロ
グリコール部分は、ジヒドロキシ官能アクリルコポリマ
ーを含む。代表的ポリエステルアミドマクログリコール
部分は、記載したポリエステルの製造に使用したジオー
ルの少量をエタノールアミン、イソプロパノールアミ
ン、エチレンジアミンおよび1,6−ヘキサメチレンジア
ミンのような化合物で置き換えることによって製造され
る。
The polycaprolactone portion of these macroglycols includes polyesters made by polymerization of lactones, such as e-caprolactone, or by condensation of hydroxycarboxylic acids, e.g., e-hydroxycaproic acid, with starting materials containing hydroxyl groups. . Representative polyether macroglycol moieties include polyethers made from ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, and mixtures thereof. Exemplary polyacrylate macroglycol moieties include dihydroxy functional acrylic copolymers. Representative polyesteramide macroglycol moieties are made by replacing a small amount of the diol used to make the described polyesters with compounds such as ethanolamine, isopropanolamine, ethylenediamine and 1,6-hexamethylenediamine.

本発明によるジイソシアネート反応剤は一般式OCN−
R′−NCOを有し、式中R′は脂肪族および脂環族構造
を含む、芳香族または非芳香族構造を含み得る炭化水素
である。例示的イソシアネートは、好ましくはMDI、す
なわち4,4−メチレンビフェニルイソシアネートまたは
4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートを含む。他
の例示的イソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシア
ネートおよび2,4−トリレンジイソシアネートおよび2,6
−トリレンジイソシアネートのようなトリレンジイソシ
アネート、4,4′−トリジンジイソシアネート、m−フ
ェニレンジイソシアネート、4−クロル−1,3−フェニ
レンジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシ
アネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,1
0−デカメチレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシ
レンジイソシアネート、4,4′−メチレンビス(シクロ
ヘキシルイソシアネート)、3,3′−ジメチル−4,4′−
ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−テトラヒド
ロナフタレンジイソシアネート、およびそのようなジイ
ソシアネートの混合物を含む。
The diisocyanate reactant according to the invention has the general formula OCN-
R'-NCO, where R 'is a hydrocarbon, which may include aromatic or non-aromatic structures, including aliphatic and alicyclic structures. Exemplary isocyanates are preferably MDI, i.e. 4,4-methylenebiphenyl isocyanate or
Contains 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. Other exemplary isocyanates are hexamethylene diisocyanate and 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6
-Tolylene diisocyanate such as tolylene diisocyanate, 4,4'-tolidine diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, 4-chloro-1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate , 1,1
0-decamethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), 3,3'-dimethyl-4,4'-
Includes diphenylmethane diisocyanate, 1,5-tetrahydronaphthalenediisocyanate, and mixtures of such diisocyanates.

ポリ(フルオロシリコーンウレタン)ブロックコポリ
マーを製造すべき時は、フルオロアルキルシロキサンブ
ロックは典型的にはシラノール(Si−OH)末端モノマー
であるが、それらはアミン末端モノマーおよび類似物で
もよい。そのようなポリ(フルオロアルキルシロキサ
ン)ブロックは約200ないし3000ダルトンの範囲の分子
量を持たなければならず、そしてフルオロアルキルシロ
キサンは1ないし飽和の範囲のフッ素含量を持つことが
できる。イソシアネートと反応することができる鎖延長
したヒドロキシ末端フルオロシリコーンを生成するよう
にグリコールと反応するアルコキシ末端フルオロシリコ
ーンまたは環化フルオロシリコーンも本発明によるポリ
フルオロアルキルシロキサンに含めることができる。好
ましくはポリフルオロアルキルシロキサンはシラノール
末端ポリメチル−3,3,3−トリフルオロプロピルシロキ
サンである。
When a poly (fluorosilicone urethane) block copolymer is to be prepared, the fluoroalkylsiloxane blocks are typically silanol (Si-OH) terminated monomers, but they may be amine terminated monomers and the like. Such poly (fluoroalkylsiloxane) blocks must have a molecular weight in the range of about 200 to 3000 daltons, and the fluoroalkylsiloxane can have a fluorine content in the range of 1 to saturation. An alkoxy-terminated fluorosilicone or a cyclized fluorosilicone that reacts with a glycol to produce a chain extended hydroxy-terminated fluorosilicone that can react with an isocyanate can also be included in the polyfluoroalkylsiloxanes according to the present invention. Preferably, the polyfluoroalkylsiloxane is a silanol terminated polymethyl-3,3,3-trifluoropropylsiloxane.

プレポリマーの重合を完了するための鎖延長剤は、2
または2以上の官能基を持っていなければならない。好
ましいそしてよく認められた鎖延長剤は1,4−ブタンジ
オールである。一般にいえば、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、エチレンジアミン、メチレンジア
ニリンおよび類似物を含む、大部分のジオールまたはジ
アミンが適当である。
The chain extender for completing the polymerization of the prepolymer comprises 2
Or it must have two or more functional groups. A preferred and well-known chain extender is 1,4-butanediol. Generally speaking, most diols or diamines are suitable, including ethylene glycol, propylene glycol, ethylene diamine, methylene dianiline and the like.

溶媒に関しては、完全なとして均一反応を確実にする
ため、ジメチルアセタミドのような極性溶媒が含まれ
る。一般的に極性性格の他の適当な溶媒はジメチルホル
ムアミド、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノンおよ
び2−ピロリドンを含む。
As for the solvent, a polar solvent such as dimethylacetamide is included to ensure a complete and homogeneous reaction. Other suitable solvents of generally polar nature include dimethylformamide, tetrahydrofuran, cyclohexanone and 2-pyrrolidone.

そのような極性溶媒は、典型的にはそれ自身比較的低
いフルオロアルキルシロキサン反応剤レベル(20%また
はそれ以下のオーダー)において適切であるが、高いフ
ルオロアルキルシロキサンモノマー含量に対してはもし
これら溶媒だけを使用すると生成するポリマーが白濁す
る傾向になるが、溶解性を保ちそして最適化するため、
共通溶媒または二成分溶媒の添加によってこのような状
態は典型的に改善される。例示的二成分溶媒はメチルエ
チルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等を含む。
Such polar solvents are themselves typically suitable at relatively low fluoroalkylsiloxane reactant levels (on the order of 20% or less), but for high fluoroalkylsiloxane monomer content these solvent When used alone, the resulting polymer tends to become cloudy, but to preserve and optimize solubility,
Such conditions are typically improved by the addition of a common or binary solvent. Exemplary binary solvents include methyl ethyl ketone, acetone, cyclohexanone, and the like.

触媒、抗酸化剤、押出し剤のような他の成分を含める
ことができるが、医療用規格のポリマーを望むときは、
そのような成分を排除する傾向または優先性が存在す
る。この点に関し、好ましいジメチルアセタミドのよう
なアミン含有溶媒は反応を触媒する傾向があり、他のも
のはない。この種の添加剤はポリウレタン溶液重合され
ない時には多分必要であろう。
Other ingredients such as catalysts, antioxidants, and extruders can be included, but if you want a medical grade polymer,
There is a tendency or preference to exclude such components. In this regard, preferred amine-containing solvents, such as dimethylacetamide, tend to catalyze the reaction and nothing else. Such additives may be necessary when the polyurethane solution is not polymerized.

極性溶媒に可溶な高分子量可塑性繊維形成性ポリマー
であるポリウレタンコポリマーを提供することを望む時
は、ヒドロキシル基およびアミノ基含有成分の当量の合
計に対するジイソシアネート成分の当量の比は、一般に
1未満でなければならない。この当量比はイソシアネー
ト過剰でなく、活性水素過剰の反応仕込みから生ずる。
この比は、反応仕込み中に存在する活性水素含有基の全
当量(マクログリコールと、ヒドロキシ官能鎖延長剤
と、そして存在するフルオロアルキルシロキサンの組合
せからの)に対するイソシアネート当量(ジイソシアネ
ートからの)相対的割合を表わす。実際において、この
比は約1の比を有する、またはゲル化が観察されるよう
な少しイソシアネート過剰な反応仕込みを配合すること
によって便利に決定される。次にイソシアネート仕込み
を小さい増分だけ少し減らす仕込みをし、そしてそのよ
うな繰り返しをゲル化がもはや見られなくなるまで続け
る。繊維形成性でないポリウレタンを望む時は、この当
量比は、射出成形または押出し成形に適当なポリマーを
形成するように1以上でなければならない。1より大き
い比はアロファネート生成によって疑架橋を形成し、そ
してビューレットの生成によってそれ以上の鎖延長を得
ることができる。
When it is desired to provide a polyurethane copolymer which is a high molecular weight plastic fiber-forming polymer soluble in polar solvents, the ratio of the equivalents of the diisocyanate component to the sum of the equivalents of the hydroxyl and amino group containing components is generally less than 1. There must be. This equivalence ratio results from a reaction charge of active hydrogen excess, not isocyanate excess.
This ratio is the relative isocyanate equivalent weight (from diisocyanate) to the total equivalent weight of active hydrogen-containing groups present from the reaction charge (from the combination of macroglycol, hydroxy functional chain extender, and fluoroalkylsiloxane present). Indicates the ratio. In practice, this ratio is conveniently determined by formulating a reaction charge having a ratio of about 1 or a slight isocyanate excess such that gelation is observed. The charge is then reduced slightly by small increments of the isocyanate charge, and such repetition is continued until gelation is no longer seen. If a non-fibrous polyurethane is desired, this equivalence ratio must be greater than or equal to 1 to form a polymer suitable for injection molding or extrusion. Ratios greater than 1 can form pseudocrosslinks through allophanate formation, and further chain extension can be obtained through the formation of burettes.

マクログリコールプラスフルオロアルキルシロキサン
に対する鎖延長剤の比は、ポリウレタンコポリマーの硬
さと弾性率を決定する。0.1以下のような非常に低い比
では生成物はガム状であり、非常に高い比、例えば10以
上では生成物は極めて結晶性で、そして比エラストマー
性である。この当量日の好ましい範囲は約0.5ないし約
5である。
The ratio of chain extender to macroglycol plus fluoroalkylsiloxane determines the hardness and modulus of the polyurethane copolymer. At very low ratios, such as below 0.1, the product is gummy; at very high ratios, such as above 10, the product is very crystalline and specific elastomeric. The preferred range for this equivalent day is about 0.5 to about 5.

マクログリコールとフルオロアルキルシロキサンの合
計濃度に対するフルオロアルキルシロキサンの可能な比
に関する主な制限ファクターは、重合溶媒系中のフルオ
ロアルキルシロキサンの溶解度である。0.1の比がポリ
ウレタンとフルオロアルキルシロキサンとの適当なコポ
リマーを提供することが発見された。
The main limiting factor for the possible ratio of fluoroalkylsiloxane to the total concentration of macroglycol and fluoroalkylsiloxane is the solubility of the fluoroalkylsiloxane in the polymerization solvent system. It has been discovered that a ratio of 0.1 provides a suitable copolymer of polyurethane and fluoroalkylsiloxane.

50%固形物含量に本発明によって製造されたポリウレ
タンは、約500,000ないし3,000,000センチポイズのポリ
マー溶液粘度を与える。ポリウレタンの分子量は、主と
して鎖延長剤に対するマクログリコールの比に応じて変
化し、鎖延長剤に対するマクログリコールおよびフルオ
ロアルキルシロキサンの比が大きければ大きい程、限度
内で大きい分子量を生ずる。本発明によるポリウレタン
コポリマーの典型的な分子量範囲は約50,000ないし約30
0,000ダルトンであり、好ましくは約150,000ダルトンま
たはそれ以上のオーダーであり、そのような分子量はポ
リスチレン標準による測定によって決定される。
Polyurethanes prepared according to the present invention to 50% solids content provide a polymer solution viscosity of about 500,000 to 3,000,000 centipoise. The molecular weight of the polyurethane varies primarily with the ratio of macroglycol to chain extender, with higher ratios of macroglycol and fluoroalkylsiloxane to chain extender yielding higher molecular weights within limits. Typical molecular weight ranges for the polyurethane copolymers according to the invention are from about 50,000 to about 30.
It is of the order of 0,000 daltons, preferably of the order of about 150,000 daltons or more, such molecular weights being determined by measurement with polystyrene standards.

実施例 脱湿したグローブボックス中のよく乾燥または前蒸留
した反応剤のみを用い、ポリテトラメチレングリコール
(分子量658.06)242.57gと、シラノール末端ポリメチ
ル−3,3,3−トリフルオロプロピルシロキサン(分子量7
35)30.10gと、ジメチルアセタミド250,000gとを良く乾
燥したエルレンマイヤーフラスコへ加えた。フラスコを
中味が透明になるまで振り、オーブン中95℃に1時間入
れた。使い捨てボトル中へMDI(分子量250)194.16gを
加え、オーブン中43℃で30分間貯蔵した。フラスコから
の溶液をMDI溶液へ加え、1時間環境温度(グローブボ
ックス中約40℃)で混合した。反応色は反応期間中透明
から黄色へ変化した。反応生成物は、ジメチルアセタミ
ド溶液中のMDI、ポリテトラメチレングリコールおよび
フルオロアルキルシロキサンのプレポリマーであった。
EXAMPLE Using only well-dried or pre-distilled reactants in a dehumidified glove box, 242.57 g of polytetramethylene glycol (molecular weight 658.06) and silanol-terminated polymethyl-3,3,3-trifluoropropylsiloxane (molecular weight 7
35) 30.10 g and 250,000 g of dimethylacetamide were added to a well-dried Erlenmeyer flask. The flask was shaken until the contents were clear and placed in an oven at 95 ° C. for 1 hour. 194.16 g of MDI (molecular weight 250) was added into a disposable bottle and stored in an oven at 43 ° C. for 30 minutes. The solution from the flask was added to the MDI solution and mixed for 1 hour at ambient temperature (about 40 ° C. in a glove box). The reaction color changed from clear to yellow during the reaction. The reaction product was a prepolymer of MDI, polytetramethylene glycol and fluoroalkylsiloxane in dimethylacetamide solution.

重合は1,4−ブタンジオール(分子量90.00)33.17gと
ジメチルアセタミド250gを含有する溶液を加えることに
よって終了した。ブタンジオール溶液はプレポリマーへ
添加する前に95℃へ加熱し、そして溶液の半分だけを加
え、残りの溶液を加える前に30分間待った。環境温度で
さらに30分間混合した後、コポリマーをオーブン中70℃
に置き、2〜12時間加熱した。
The polymerization was terminated by adding a solution containing 33.17 g of 1,4-butanediol (molecular weight 90.00) and 250 g of dimethylacetamide. The butanediol solution was heated to 95 ° C. before adding to the prepolymer, and only half of the solution was added, waiting 30 minutes before adding the remaining solution. After mixing for an additional 30 minutes at ambient temperature, the copolymer is placed in an oven at 70 ° C.
And heated for 2-12 hours.

生成したコポリマーは透明灰色であり、空気中で繊維
を形成した。冷後ポリマーは著しく白く、粘くそして不
透明になった。50/50ブレンドとして二成分溶媒または
ジメチルアセタミドの共溶媒としてシクロヘキサノンの
添加は、反応時ポリマー溶液の透明度を増す傾向にあっ
た。ポリ(フルオロシリコーン/ウレタン)コポリマー
はショア80Aのモジュラスを示し、ポリテトラメチレン
グリコールの当量に対してフルオロシリコーンの10%当
量を含有し、そして固形分50%を持っていた。マクログ
リコールプラスフルオロアルキルシロキサンに対するブ
タンジオールの比は1であり、イソシアネート比は0.99
8であった。
The resulting copolymer was clear gray and formed fibers in air. After cooling, the polymer became noticeably white, sticky and opaque. Addition of cyclohexanone as a binary solvent or co-solvent for dimethylacetamide as a 50/50 blend tended to increase the clarity of the polymer solution during the reaction. The poly (fluorosilicone / urethane) copolymer exhibited a modulus of Shore 80A, contained 10% equivalents of fluorosilicone relative to equivalents of polytetramethylene glycol, and had 50% solids. The ratio of butanediol to macroglycol plus fluoroalkylsiloxane was 1 and the isocyanate ratio was 0.99.
It was eight.

記載した本発明の具体例は本発明の原理の適用の一部
の例証であることが理解されるであろう。本発明の精神
および範囲を逸脱することなく多数の修飾が当業者によ
って可能である。
It will be understood that the described embodiments of the invention are illustrative of some of the applications of the principles of the present invention. Numerous modifications are possible by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】末端ヒドロキシル基を有するグリコール反
応剤と、末端イソシアネート基を有するジイソシアネー
ト反応剤と、末端ヒドロキシル基もしくは末端アミノ基
を有するポリ(フルオロアルキルシロキサン)反応剤と
の反応生成物から構成され、前記グリコール反応剤は二
官能ポリエステルポリオール、二官能ポリエーテルポリ
オール、二官能ポリオレフィンポリオール、二官能ポリ
カーボネートポリオール、二官能ポリエステルアミドポ
リオール、二官能ポリカプロラクトンポリオールおよび
二官能ポリアクリレートポリオールからなる群から選ば
れた二官能ポリオールであることを特徴とするポリ(フ
ルオロシリコーンウレタン)ブロックコポリマー。
1. A reaction product comprising a glycol reactant having a terminal hydroxyl group, a diisocyanate reactant having a terminal isocyanate group, and a poly (fluoroalkylsiloxane) reactant having a terminal hydroxyl group or a terminal amino group. Wherein the glycol reactant is selected from the group consisting of a bifunctional polyester polyol, a bifunctional polyether polyol, a bifunctional polyolefin polyol, a bifunctional polycarbonate polyol, a bifunctional polyesteramide polyol, a bifunctional polycaprolactone polyol and a bifunctional polyacrylate polyol. A poly (fluorosilicone urethane) block copolymer, which is a bifunctional polyol.
【請求項2】末端ヒドロキシル基を有するグリコール反
応剤と、末端イソシアネート基を有するジイソシアネー
ト反応剤と、末端ヒドロキシル基もしくは末端アミノ基
を有するポリ(フルオロシロキサン)反応剤と、鎖延長
剤との反応生成物から構成され、前記グリコール反応剤
は二官能ポリエステルポリオール、二官能ポリエーテル
ポリオール、二官能ポリオレフィンポリオール、二官能
ポリカーボネートポリオール、二官能ポリエステルアミ
ドポリオール、二官能ポリカプロラクトンポリオールお
よび二官能ポリアクリレートポリオールからなる群から
選ばれた二官能ポリオールであることを特徴とするポリ
(フルオロシリコーンウレタン)ブロックポリマー。
2. A reaction product of a glycol reactant having a terminal hydroxyl group, a diisocyanate reactant having a terminal isocyanate group, a poly (fluorosiloxane) reactant having a terminal hydroxyl group or a terminal amino group, and a chain extender. Wherein the glycol reactant comprises a bifunctional polyester polyol, a bifunctional polyether polyol, a bifunctional polyolefin polyol, a bifunctional polycarbonate polyol, a bifunctional polyesteramide polyol, a bifunctional polycaprolactone polyol and a bifunctional polyacrylate polyol. A poly (fluorosilicone urethane) block polymer, which is a bifunctional polyol selected from the group.
【請求項3】前記鎖延長剤はジオールもしくはジアミン
鎖延長剤である請求項2のポリ(フルオロシリコーンウ
レタン)ブロックコポリマー。
3. The poly (fluorosilicone urethane) block copolymer of claim 2, wherein said chain extender is a diol or diamine chain extender.
【請求項4】前記ポリ(フルオロアルキルシロキサン)
反応剤は200ないし3000ダルトンの分子量を有する請求
項1または2のポリ(フルオロシリコーンウレタン)ブ
ロックコポリマー。
4. The poly (fluoroalkylsiloxane)
3. The poly (fluorosilicone urethane) block copolymer of claim 1 or 2, wherein the reactant has a molecular weight of 200 to 3000 daltons.
【請求項5】全反応成分中のヒドロキシル基およびアミ
ノ基の合計に対するイソシアネート基の当量比が1未満
であり、そして空気中において繊維形成性である請求項
1または2のポリ(フルオロシロキサンウレタン)ブロ
ックポリマー。
5. The poly (fluorosiloxane urethane) of claim 1 or 2, wherein the equivalent ratio of isocyanate groups to the sum of hydroxyl and amino groups in all reaction components is less than 1 and is fiber-forming in air. Block polymer.
【請求項6】全反応成分中のヒドロキシル基およびアミ
ノ基の合計に対するイソシアネート基の当量比が1以上
であり、熱硬化性である請求項1または2のポリ(フル
オロシリコーンウレタン)ブロックコポリマー。
6. The poly (fluorosilicone urethane) block copolymer according to claim 1, wherein the equivalent ratio of isocyanate groups to the total of hydroxyl groups and amino groups in all reaction components is 1 or more, and the composition is thermosetting.
【請求項7】極性溶媒中に溶解した請求項5のポリ(フ
ルオロシリコーンウレタン)ブロックコポリマーの溶液
を空気中において押出し紡糸してなる繊維。
7. A fiber obtained by extruding a solution of the poly (fluorosilicone urethane) block copolymer of claim 5 dissolved in a polar solvent in the air and spinning it.
【請求項8】極性溶媒中に溶解した請求項1ないし6の
いずれかのポリ(フルオロシリコーンウレタン)ブロッ
クコポリマーの溶液を空気中において押出し紡糸してな
る繊維でつくられた生体適合性人工血管。
8. A biocompatible artificial blood vessel made of fibers obtained by extruding and spinning a solution of the poly (fluorosilicone urethane) block copolymer according to claim 1 in a polar solvent.
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