抗凝血聚氨酯材料的合成、性能研究及表面改性.pdf

1、聚氨酯(PU)是廣泛使用的一種嵌段聚合物，它是由長鏈的齊聚物、異氰酸酯和作為擴鏈劑短鏈小分子反應(yīng)而成。長鏈的齊聚物包括聚醚或聚酯等稱為軟段(SS)，由異氰酸酯和擴鏈劑反應(yīng)形成鏈段稱為硬段(HS)。由于組成聚合物的鏈段分子間作用力的差別，不同的鏈段熱力學(xué)不相容，表現(xiàn)出微相分離的結(jié)構(gòu)，這就賦予了聚氨酯許多獨特的性能。一方面來說，通過改變組成聚氨酯的各單體的比例，可以調(diào)節(jié)材料的力學(xué)性能，以滿足不同應(yīng)用條件的需要。從另一方面來說，聚氨酯的表面不

2、同微相區(qū)的表面能的差異可以在材料的表面產(chǎn)生具有生物活性的微環(huán)境，使材料擁有良好的生物相容性。研究表明僅適用單一的材料很難同時滿足應(yīng)用于人體機械和生理性能的要求，所以需要通過表面接枝生物活性分子，進一步提高材料的抗凝血性能。本文合成了脂肪族二異氰酸酯為單體的聚氨酯脲，并對聚合物的結(jié)構(gòu)和性能進行了表征和測試，并且在此基礎(chǔ)上對聚氨酯脲進行了表面改性。主要研究內(nèi)容如下：
　　 1．以1，6-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、聚ε-己內(nèi)

3、酯二醇(PCL-diol)、乙二胺(EDA)、三氨基乙基胺(TREN)為單體，合成了具有不同化學(xué)交聯(lián)度的聚氨酯脲(PUU)薄膜。通過紅外光譜測試(FT-IR)分析了PUU的分子間氫鍵化程度通過拉伸(Strain-stresstest)分析了PUU的力學(xué)性能，通過廣角X射線衍射(WAXD)、小角X射線散射(SAXS)和原子力顯微鏡(AFM)對PUU的微相分離結(jié)構(gòu)進行了表征。結(jié)果表明，TREN取代部分EDA作為擴鏈劑對PUUs的結(jié)構(gòu)有很大的

4、影響。由于空間位阻效應(yīng)，三元胺擴鏈劑影響了PUUs硬段之間的氫鍵的形成，不利于硬段微區(qū)的聚集?；瘜W(xué)交聯(lián)由于空間位阻效應(yīng)，隨著硬段中，軟段和硬段微區(qū)間微相分離程度減小。但是材料的力學(xué)性能隨著三元胺擴鏈劑的增加反而增強，表明化學(xué)交聯(lián)相比物理交聯(lián)對PUUs的機械性能的影響占主導(dǎo)地位。
　　 2．合成以以4，4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)和乙二胺(EDA)為硬段，聚六亞甲基碳酸酯二醇(PHC)為軟段的聚酯型聚氨酯脲(PUU)，

5、并用聚氧乙烯和肝素對其進行了表面改性。通過紅外光譜、X射線光電子能譜、接觸角等研究了PUU材料表面結(jié)構(gòu)和性能。實驗結(jié)果表明，利用室溫等離子體方法，成功在PUU表面引入活性點，引發(fā)AA的表面接枝聚合。含有羧基的PUU表面進一步，與過量的雙端基的PEO反應(yīng)，成功的在PUU表面引入PEO鏈，并進一步成功的在PUU表面固定了肝素。研究發(fā)現(xiàn)，通過PEO和肝素的表面改性，PUU材料的接觸角由68°減小到45°(PUU-PEO)和40°(PUU-PE