化学交联对PPDI基聚碳酸酯型聚氨酯结构和性能的影响
2014-04-13姜秀娟张立群
张 晨,姜秀娟,张立群,2*
(1.北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室,北京100029;2.北京化工大学北京市新型高分子材料制备与成型加工重点实验室,北京100029)
0 前言
聚氨酯(PU)材料以其优异的力学强度、高弹性、耐磨性、润滑性、耐疲劳性、生物相容性、可加工性等综合性能,而被广泛的应用于长期植入人体的材料[1]。医用PU 主要有聚醚型PU、聚酯型PU 和PCU,但目前使用的PU 材料在体内都发现了降解现象,聚酯型PU 易水解[2],聚醚型PU 长期在生物体内容易在血液中由巨嗜细胞所产生氧自由基的作用下氧化降解,导致生理条件下的应力开裂,造成性能稳定性下降[3-4]。通过大量的降解机理研究表明,聚酯或聚醚型的PU中的酯键和醚键是易于降解的弱键。因此,改用其他的不含醚或少含醚键的软段来合成PU 将可能得到新型的生物稳定PU。第一个关于生物稳定PU 的专利是Covita公司的PCU,商品名为CorethaneTM[1,5]。这种PU 由聚(1,6-己二醇-1,2-乙二醇)碳酸酯软段和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)生成预聚物,然后由丁二醇扩链而成。采用Stokes[6]的400%预拉伸实验,植入兔皮下6个月后,通过扫描电子显微镜(SEM)未发现CorethaneTM有降解现象。除了满足生物稳定性的基本要求外,医用PU 材料作为心脏瓣膜,人工关节等制品时,还需要具备良好的耐动态疲劳性能以及较低的压缩永久变形。
首先需要选择一种异氰酸酯,使其制备的PU 弹性体有良好的耐动态疲劳性能。研究表明,PPDI具有分子结构对称、规整的优点,扩链后的聚氨酯弹性体(PUE)中硬段分子致密性高,具有良好的微相分离、低热滞后性、耐溶剂性和耐水解性等特点,动态性能和综合力学性能均优于甲苯二异氰酸酯(TDI)、MDI型弹性体[7-8]。……
