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可生物降解聚酯型聚氨酯具有良好的可降解性、生物相容性、血液相容性,并且机械性能优异,易于加工成型,应用范围广泛。由脂肪族二异氰酸酯制备的可降解聚氨酯降解产物与人体正常代谢产生的物质相同,不会对人体产生危害,因此在医用材料制备方面具有显著的优势。随着生物医用的材料的发展,对可生物降解聚酯型聚氨酯的需求会越来越多,对其不同合成方法将是研究的方向。本论文通过改变聚氨酯的亲水链段种类、扩链剂种类以及软段的形成方式,获得不同种类的聚氨酯材料。具体研究内容及结果如下:(1)以不同分子量的聚乙二醇(PEG)与L-丙交酯(L-LA)、ε-己内酯(ε-CL)在辛酸亚锡催化下进行开环聚合,生成不同的预聚物,然后用HDI-BDO-HDI(HBH)扩链剂扩链反应,得到三种含有不同亲水链段(PEG)的聚氨酯(PU-1,PU-2,PU-3)。通过NMR、FT-IR、HR-TOF-MS、GPC、TGA、DSC、XRD等对预聚物、扩链剂及聚氨酯的结构和性能进行表征和研究。分子量测试表明PU具有较高的分子量,数据分子量可达10.7 kDa–14.7 kDa。对聚氨酯的热性能进行研究,发现存在两个玻璃化转变温度,证明其结构中存在微相分离现象;在热稳定性实验中发现聚氨酯有两个热分解阶段,分别为其软段和硬段的分解。通过对HBH扩链剂与PU-1的XRD对比分析后得出,HBH扩链剂中含有晶体结构,结晶性较强;PU-1只有宽的“漫散射峰”,证明其具有较低的结晶度,这归因于硬段微区中的有序结构。制备的聚氨酯膜材料具有较好的机械性能,PU膜(PU-1,PU-2,PU-3)的断裂伸长率为942%-1061%,最大应力为17.5-23.5 MPa,初始模量为15.1-21.5 MPa。体外降解实验表明,聚氨酯中亲水链段含量越高,降解速率越快。生物学评价表明本实验制备的聚氨酯符合国家医用要求,可应用于生物医疗用品的制备。(2)以1,4-丁二醇(BDO)为引发剂,L-LA、ε-CL在辛酸亚锡催化下进行开环聚合得到羟基封端的预聚物聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(PCLA),然后用不同的二异氰酸酯进行扩链,得到六种不同的聚氨酯材料(PU-I,PU-II,PU-III,PU-IV,PU-V,PU-VI)。通过NMR、FT-IR、GPC、HR-TOF-MS、DSC、TGA、XRD等研究了预聚物、扩链剂及聚氨酯的结构与性质。结果表明具有均一结构的嵌段式扩链剂合成的聚氨酯材料才会出现明显的微相分离结构,会在DSC谱图中表现出两个玻璃化转变温度。六种聚氨酯材料具有相似的热稳定性,表明硬段含量对聚氨酯的热稳定性影响很小。对具有有序结构的扩链剂HBH、HDI-BDO-HDI-BDO-HDI(HBHBH)及相应的PU-I、PU-II的XRD进行对比分析,结果表明扩链剂HBH、HBHBH的结晶峰更尖锐,表明扩链剂具有较高的结晶性;PU-I与PU-II存在较宽的“漫散射峰”,说明体系中存在微晶及次晶,证明合成的PU中存在部分有序结构。PU-I的“漫散射峰”的尖锐程度要高于PU-II,说明由五嵌段扩链剂HBHBH扩链合成的PU-I具有更高的结晶性。通过嵌段型扩链剂合成的聚氨酯具有更好的机械性能,PU-I和PU-II的断裂伸长率分别达到669%和601%,最大应力为35.4 MPa和24.8 MPa,初始模量则为41.7 MPa和31.9 MPa。体外降解实验表明聚氨酯膜的降解速率大小为PU-II>PU-I>PU-VI。PU-VI在68天时才可降解成为碎片状,失去机械性能,而PU-I与PU-II则分别需要60天与53天发生破碎。因此,由嵌段型二异氰酸酯扩链合成的PU的降解速率要优于由单体二异氰酸酯扩链合成的PU。(3)采用了一种新的方法合成了基于PEG、PCLA以及具有均一结构的多嵌段二异氰酸酯的可生物降解嵌段聚酯型聚氨酯。通过使用HBH对PEG与PCLA的混合物进行扩链,合成了具有不同PEG与硬段含量的三种聚氨酯(SPU-I,SPU-II,SPU-III)。扩链剂、PCLA和聚氨酯的结构通过1H NMR、13C NMR、GPC、FT-IR、HR-TOF-MS以及进行测定与分析。DSC结果表明SPU存在两个玻璃化转变温度,证明聚氨酯存在微相分离结构。TGA结果表明合成的三种嵌段聚氨酯具有相似的热稳定性,表明不同的硬段含量对热稳定性影响很小。该类型聚氨酯具有优异的机械性能,三种SPU膜的最大应力为17.4-22.3 MPa,断裂伸长率为890-1060%,随着硬段含量的增加初始模量也增大。体外降解实验显示SPU膜变成碎片的时间为22-33天,降解速率随着亲水链段含量的增加而增大。利用维生素B1作为模拟药物,证明了聚氨酯膜具有良好的药物缓释性能,可以作为长期药物缓释材料。对聚氨酯膜进行细胞毒性和细胞粘附实验,作为实验对象的L929小鼠成纤维细胞在聚氨酯膜浸取液和聚氨酯膜表面生长状况良好,表明合成的嵌段聚氨酯具有优异的细胞相容性和细胞粘附力。