聚氨酯生物材料的合成及表面改性研究

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1、摘要为了研究聚碳酸酯聚氨酯的结构与性能，改善其血液相容性。本文以碳酸二苯酯、1，6一己二醇制备出脂肪族聚碳酸酯二醇，采用熔融一步法和溶液预聚体法制备出聚碳酸酯型聚氨酯弹性体(PCNU)。考察了不同聚合温度、反应时间和体系浓度对聚合反应的影响，得出了优化反应条件。对聚合产物采用IR、GPC、DSC、TG、SAXS和力学分析等多种手段进行了表征，结果表明：聚合物呈现部分相分离的两相结构，热分解存在明显的两个阶段；考察了不同组成，不同聚碳酸酯二醇分子量对产物力学性能的影响，结果表明：所有的聚合物均符合应用于人体力学性能上的要求，当分子量为2000时，材料表现出了较好的拉伸强度

2、和断裂伸长率。采用改进的溶液预聚体法制备了有机硅微交联聚碳酸酯型聚氨酯(PDMS—PCNU)。考察了不同聚合温度、反应时间和体系浓度对聚合反应的影响，得出了优化反应条件。对合成产物采用了IR、DSC、TG、SAXS等多种手段进行了表征，结果表明聚合物仍存在不明显的两个玻璃化转变区，多官能度有机硅的交联使聚合物相分离程度减小，随着用量的加大，两个分解阶段变得不明显，聚合物的最高分解温度有所提高。采用聚乙二醇为原料，设计和合成了两种新的化合物二甲氨基端羟基聚乙二醇和磺胺两性离子端羟基聚z,Z醇，对每步合成产物用IR、NMR进行了表征，结果表明与预定结构一致，分析讨论了各步反

3、应的合成条件与影响因素。将合成的化合物用官能团接枝的方法构建在PCNU表面，用两种途径实现了磺胺两性离子端基的聚乙二醇在聚氨酯表面的固定。用化学分析电子能谱(ESCA)分析了聚合物的表面元素，采用Oaussion函数拟合了Cls和Nls的高分辩谱。结果表明，成功的在PCNU的表面构建了末端带有磺胺两性离子结构的聚乙二醇。这种结构将有利于改善PCNU的抗凝血性能。关键词：血液相容性聚碳酸酯聚氨酯磺胺两性离子聚7,--醇改性ABSTRACTPolycarbonatediolwassynthesizedusingdiphenylcarbonateand1,6一hexanedi

4、olItwasthenusedtopreparedpolycarbonateurethane(PCNU)with4,47-methylenediphenyldiisocyanateand1,4——butanediolbymeltingone··shotmethodandsolutiontwo—shotmethodinordertostudyitsstructureandimproveitsbloodcompatibility．Effectsofpolymerizationconditionsonthepropertiesofthepolymerwerestudied，i

5、ncludingthereactiontemperature，timeandconcentrationofthesystem，andtheoptimumconditionswerereached．ThepolymerwascharacterizedbyIKGPC，DSC，TG,SAXSandtensileexperiments，resultsshowedthereweretwoglasstransitionsanditwasthepartialmicro-phasesegregationstructure，However，thephasesegregationdegre

6、ewasaffectedbythesoftsegmentrelativemolecularmasscompositionandpolymericmethods．ThoseresultsagreedwiththatfromSAXS．TGresultsshowedthemweretwoobviousstagesonitsthermodecomposition，whichwasthesamewithotherpolyurethanes．Theeffectsofcompositionandthesoftsegmentrelativemolecularmassonmechanic

7、alpropertieswerestudied．TheresultsshowedallpolymersmetwiththerequirementofpolyurethaneasbiomaterialsinvivoWhenthesoftsegmentrelativemolecularmasswas2000，thepolymershadlargertensilestrengthandelongation，andthesolutiontwo-shotmethodwasbetterthanmeltingone-shotmethod．Themicr