[发明专利]一种光活性聚乳酸丙烯酸酯降解材料

说明书

技术领域

本发明属于生物降解材料领域，具体涉及一种光活性聚乳酸丙烯酸酯生物降解材料。

背景技术

聚乳酸（PLA）是一种可生物降解的聚酯类材料。合成聚乳酸的原料乳酸来自于玉米等天然农作物，产品在废弃后能在自然环境中降解成水和二氧化碳，因此聚乳酸具有生物降解性，可循环性，此外其生物相容性好，力学性能优良。聚乳酸的制备工艺主要有：一步聚合法(简称一步法)、两步聚合法(简称两步法)。一步法就是由精制的乳酸直接进行聚合，该法是制备聚乳酸最早也是最简单的方法，采用一步法制备聚乳酸工艺流程短，生产成本低，但体系脱水困难，制得的聚乳酸分子量低，存在着性脆，冲击强度低等缺点。二步法即丙交酯开环法制备的聚乳酸的成本高，工艺复杂，且乳酸的环化和提纯是制备丙交酯的难点，该法也进一步限制了聚乳酸的使用和推广。

聚乳酸材料本身化学结构简单，所含的化学活性基团较少，更不具有组织工程研究中对细胞粘附、生长起调节作用的细胞信号，由于其疏水性在药物缓释方面也颇受限制。为此，很多学者对聚乳酸的功能化和活性化进行了研究。专利公告号为CN102432886B的专利“星型聚乳酸酯化法接枝海藻酸钠微粒的制备及其应用”，利用疏水性星型聚乳酸链端羟基与亲水性海藻酸钠羧基酯化反应，获得了两亲性聚合物，可作为多种药物的缓释载体。专利授权公告号为CN1255451C的专利“一种生物活性聚乳酸的制备方法、产品及应用”采用马来酸酐对聚乳酸进行接枝，再侧链接上生物活性物质，制备生物活性的聚乳酸。而将聚乳酸端双键化，使之具有光活性的发明很少。具有光活性的树脂能通过辐照交联，进而提高性能。紫外光固化是辐照交联的一种，其具有固化速度快，VOC排放小等特点。根据反应原理不同，紫外光固化分为自由基聚合体系和阳离子开环聚合体系，其中自由基体系应用较多。常用于自由基体系的预聚体包括聚氨酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯和不饱和树脂。申请公布号为CN 103709386 A的专利公开了一种生物可降解交联剂，其分子量为2,000-10万，优选2,000-5万，由线型或星形聚乳酸或聚乳酸共聚物预聚体的羟基或氨基末端连接可交联光活性基团而成。 申请公布号为CN 103709691 A的专利“生物可降解的交联型聚合物及其制备方法”，通过开环聚合，将环状单体和引发剂合成带有两个或更多个手臂的生物可降解聚合物预聚体；引入可交联活性基团，得到可交联的聚合物预聚体；通过热聚合和/或光照射处理进行交联聚合，得到交联型聚合物网络。

综上所述，现有技术中还未涉及将一步熔融缩聚法与UV光固化相结合的文献报道，由一步法制得的聚乳酸分子量较低，但低分子量聚乳酸可以满足紫外光固化树脂的预聚物的分子量通常在几百到几千之间的要求，因此，如何有效利用现有一步法制得的低分子量聚乳酸，制得热稳定性高、降解速率低的聚乳酸降解材料，扩大其应用范围，为低分子量聚乳酸的利用开辟新途径，是目前亟待解决的问题之一。

发明内容

为了克服现有技术缺陷，解决上述技术问题，本发明将一步法和UV光固化技术相结合，提供一种光活性聚乳酸丙烯酸酯降解材料，以乳酸和多元醇为原料，采用熔融缩聚法制备端羟基聚乳酸预聚物，将丙烯酸类单体与所述端羟基聚乳酸预聚物反应制备端双键光活性聚乳酸丙烯酸酯，再将所述制备得到的光活性聚乳酸丙烯酸酯与活性稀释剂、光引发剂组合，在UV照射下引发交联固化，固化后产物热稳定性提高，降解速率降低。通过调节多元醇种类和用量可调节光活性聚乳酸产物的分子量大小和分子结构。

为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究并不懈探索，最终获得了如下技术方案：

一种光活性聚乳酸丙烯酸酯降解材料，所述光活性聚乳酸丙烯酸酯材料由如下重量份的组分制备而成：

端羟基聚乳酸100份

共沸溶剂30～90份

丙烯酸类单体1～30份

催化剂0.5～5份

阻聚剂0.1～0.5份，

其特征在于：所述的端羟基聚乳酸由如下重量份的组分由熔融缩聚法制备而成：

乳酸单体100份

多元醇1～35份

催化剂0.5～5份。

优选地，所述的多元醇为乙二醇、1, 2-丙二醇、1, 4-丁二醇、1, 6-己二醇、新戊二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇中的任一种。