[发明专利]一种四臂PEG-PCL、氧化石墨烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种四臂PEG‑PCL、氧化石墨烯复合材料及其制备方法。该方法包括下述步骤：(1)制备氧化石墨烯溶液；(2)制备四臂PEG‑PCL‑AC溶液；(3)将步骤(1)制备的氧化石墨烯溶液和步骤(2)制备的四臂PEG‑PCL‑AC溶液混合，再加入光引发剂混合均匀，避光放置使溶剂完全挥发，得到固体；(4)在60℃熔融步骤(3)中得到的固体，搅拌均匀后，摊成均匀的膜状并置于紫外交联仪中，待材料完全冷固后将复合材料剥离下来，即得复合材料。本发明使用混合交联的方法，在制备四臂PEG‑PCL、氧化石墨烯复合材料时加入的氧化石墨烯的量大大减少，同时其机械强度以及生物相容性得到了大大的提高。

技术领域

本发明涉及一种四臂PEG-PCL、氧化石墨烯复合材料及其制备方法。

背景技术

形状记忆材料是一种特殊的新型智能材料，在许多领域如航天、工业、医疗等都具有特殊的地位。合金类的形状记忆材料的研究较早，现在投入的应用较为成熟，而高分子形状记忆材料是近年来较为热门的新材料，由于聚合物的可塑性强以及具有生物降解性能，其在医用材料上的前景也不可估量。PCL(聚己内酯)具有良好的生物相容性，已经被广泛的应用于医用材料和药物控制释放体系中。PEG-PCL共聚物在具有良好生物相容性的同时又具有了形状记忆的性能，但与传统的金属形状记忆材料相比，高分子材料的弱点在于其强度差，在应用于某些特定需求的材料时不能达到要求。比如应用于骨组织工程，要求其达到较高的弹性模量，一般可以通过添加一般的增强型敷料来达到要求，但是也降低了材料的形状记忆性能。

石墨烯是04年英国曼彻斯特大学两位科学家发现的一种新型二维材料，纯的无缺陷石墨烯是目前发现的厚度最小，强度最大，导电导热性能最强的材料,其在材料应用上的前景不可估量。同时已有确切的研究表明，人类间充质干细胞在石墨烯上的成骨分化能够加快，这也为石墨烯应用于骨组织工程类材料提供了优势。氧化石墨烯(GO)是石墨烯的氧化物，经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，其亲水性也更好。

目前许多研究者将石墨烯与形状记忆聚合物复合的主要方法有：

一是熔融法，即将形状记忆材料直接高温熔融后加入石墨烯粉末，最终冷却后形成复合材料。

二是溶液共混法，即将形状记忆材料和石墨烯分别溶于溶剂之后，再将两种溶液进行混合。

三是干粉混合，即将两种材料的粉末混合在一起后通过压制或挤出成形。

这些方法通过简单的物理方法将石墨烯与PEG-PCL共聚物进行复合，不仅石墨烯的使用量较大，而且由于石墨烯的分散性也会受到一些影响，从而影响其机械性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种四臂PEG-PCL、氧化石墨烯复合材料及其制备方法，该制备方法使用共混后交联的方法，在制备四臂PEG-PCL、氧化石墨烯复合材料时加入的氧化石墨烯的量大大减少，同时其机械强度以及生物相容性得到了大大的提高。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种四臂PEG-PCL、氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括下述步骤：

(1)制备氧化石墨烯溶液；

(2)制备四臂PEG-PCL-AC溶液；

(3)将步骤(1)制备的氧化石墨烯溶液和步骤(2)制备的四臂PEG-PCL-AC溶液混合，使混合液中氧化石墨烯的浓度为0.15wt％-0.4wt％，再加入混合液体积8-12％的光引发剂混合均匀，得到固体；

(4)在60℃熔融步骤(3)中得到的固体，待搅拌均匀后，摊成均匀的膜状并置于紫外交联仪中，在光强度为390-410uw/cm²，反应25-35min后取出，待材料完全冷固后将复合材料剥离下来，即得四臂PEG-PCL、氧化石墨烯复合材料。