一种羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物的制备方法技术

本发明专利技术提出了一种羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物的制备方法，所述制备方法包括原料预处理步骤，预缩聚步骤以及缩聚步骤；其中，所述原料预处理步骤包括将羟基乙酸水溶液和羟基丙酸水溶液进行超声波处理和过滤的步骤。所述预缩聚步骤将预处理后的混合溶液进行低温低压缩聚获得预缩聚中间产物。所述缩聚步骤将预缩聚中间产物加入钛酸丁酯和亚磷酸三苯酯进行缩聚反应。本发明专利技术通过改进的原料组分和优化的制备工艺，使得制备的羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物具有稳定的质量，聚合转换率高、聚合物分子量大、特性黏度大，特别适用于制造医疗中采用的生物可降解高分子结构器件，例如可生物降解的医疗结扎夹、胃肠道吻合器等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物可降解高分子材料的制备方法，尤其涉及一种羟基乙酸-羟基丙酸直接缩合聚合制备羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物的方法。
技术介绍
羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物中，单体羟基乙酸和单体羟基丙酸在大分子链上无规排列，两单体在主链上呈随机分布，破坏了链的对称性和规整性，从而可以获得良好的降解性能。羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物，是一种生物医用和环境友好高分子聚合物，具有很好的生物相容和生物降解性能，由于其独特的性能，在生物医用和生物可降解材料领域越来越受到人们的重视。现有羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物的制备方法一般分为两种途径，一种为交酯开环聚合，即通过乙交酯(羟基乙酸的二聚体)和丙交酯(羟基丙酸的二聚体)经聚合反应制备而成。例如CN 100462108 C中公开的可吸收牙周再生片及其制备方法中所用到的生物可降解材料就是乙交酯和丙交酯按照75-90:25-10的重量比例共聚而成的。再比如，《医用生物材料——聚乙丙交酯PGLA (90/10)的研究》(《合成纤维》，2005年09期，徐纪刚，陈功林)采用的同样是交酯开环聚合，其将乙交酯和丙交酯按照90:10的摩尔配比在氮气环境下升温至最大230摄氏度共聚反应制备而成，该现有技术反应120分钟能够获得单体转化率97.7%、特性黏度最大为1.0dL/g的聚合物。但是交酯开环聚合途径存在路线步骤繁琐，要求交酯有很高的纯度，提纯交酯工艺复杂、得率低、对设备要求高、投资大、生产成本高的缺点。另一种制备羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物的途径是直接缩合聚合法，即直接采用羟基乙酸和羟基丙酸为原料聚合得到高分子聚合物。直接缩合聚合法最大的优点是生产成本低，缺点是生成的聚合物的分子量较小，很难获得高特性黏度的聚合物。研究发现，直接缩合聚合法较难获得高体系粘度聚合物的主要原因是单体的纯度不够，作为共聚原料的羟基乙酸和羟基丙酸水溶液中含有少量的其他有机酸，缩合聚合对官能团的比例要求很高，要想得到高体系粘度的聚合物，羧基和羟基必须相等。对于相等摩尔量的羟基乙酸和羟基丙酸来说其羟基和羧基的官能团数是相等的，但是在羟基乙酸和羟基丙酸水溶液中还有其它杂酸，造成羧基偏高，从而无法获得高体系粘度的聚合物。其次是羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物的分解温度和熔融温度非常接近，在聚合后期，分子链增长的同时会伴随着大分子链的交换、链的断裂和高温氧化降解(在前面提及的《医用生物材料一一聚乙丙交酯PGLA (90/10)的研究》中也记载在聚合过程中存在分解残留丙交酯单体的情况)，从而导致直接缩合聚合法的转化率过低，残留单体缺陷较大，聚合物产品的产品质量稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供，以减少或避免前面所提到的问题。具体来说，本专利技术提供了一种工艺简单、生产成本低的羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出了，所述制备方法包括原料预处理步骤，预缩聚步骤以及缩聚步骤；其中，所述原料预处理步骤包括:将质量浓度为95 %的羟基乙酸水溶液和质量浓度为95%的羟基丙酸水溶液分别经过球状活性炭过滤柱，循环过滤6小时；量取过滤后的所述羟基乙酸水溶液和羟基丙酸水溶液，按照羟基乙酸与羟基丙酸摩尔比为30:70的用量进行混合，利用超声波清洗器对混合溶液进行超声波处理I小时；最后将超声波处理过的所述混合溶液经过球状活性炭过滤柱，循环过滤5小时。所述预缩聚步骤包括:将预处理后的混合溶液转移到带有温控系统、减压系统的预缩聚反应器中；使温度升高到170°C、压力降低到130Pa，减压脱水8小时；然后使温度升高到190°C，压力降低到10Pa预缩聚6小时获得预缩聚中间产物。所述缩聚步骤包括:将所述预缩聚中间产物置于带有温控系统、减压系统的缩聚反应器中，分别加入所述预缩聚中间产物质量0.03%的钛酸丁酯和0.01%的亚磷酸三苯酯，在温度为200°C、压力为20Pa的条件下缩聚4小时后结束反应。 优选地，所述缩聚步骤进一步包括结束反应之后，在氮气保护下出料、冷却、造粒的步骤。优选地，所述预缩聚步骤进一步包括将预缩聚中间产物在氮气保护下出料、冷却、造粒、干燥储存的步骤。优选地，所述预缩聚反应器进一步带有搅拌系统，所述预缩聚步骤包括进一步包括在全程预缩聚过程中进行搅拌的步骤。优选地，所述缩聚反应器进一步带有搅拌系统，所述聚步骤包括进一步包括在全程缩聚过程中进行搅拌的步骤。优选地，所述预缩聚反应器和所述缩聚反应器为同一个反应器。优选地，所述原料预处理步骤中，所述超声波清洗器的超声波频率设为100Hz，控制所述混合溶液在超声波处理过程中的温度为30-40°C。优选地，在超声波处理过程中通过水浴控制所述混合溶液的温度。优选地，所述原料预处理步骤进一步包括在超声波处理过程中进行通风处理的步骤。本专利技术通过改进的原料组分和优化的制备工艺，使得制备的羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物具有稳定的质量，聚合转换率高、聚合物分子量大、特性黏度大，特别适用于制造医疗中采用的生物可降解高分子结构器件，例如可生物降解的医疗结扎夹、胃肠道吻合益寺O其中，本专利技术特别采用了依照时间先后相关关联的原料预处理步骤，预缩聚步骤和缩聚步骤，原料预处理步骤选择特定频率的超声波在特定温度下对混合溶液进行超声波处理，提高了原料组分均一度，去除了杂质，提高了后续共聚物的特性黏度。并且，本专利技术还将直接缩合聚合法改进为两阶段缩聚过程，预缩聚步骤获得第分子量中间产物，可以适用于制备更高分子量的共聚物，且避免直接生产出来的高分子量缩聚物自然分解不利于长期储存，以中间产物的方式储存可以随时用于生产后续产品，提高了生产效率，降低了成本，简化了工艺。总之，本专利技术克服了目前羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物的制备工艺复杂，生产成本高的缺点，获得了以羟基乙酸、羟基丙酸为原料，通过直接缩聚合得到的羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物，该共聚物具备优良的生物可降解性能以及形状记忆功能，特别适用于制备要求具备形状记忆功能的可生物降解的医疗结扎夹等医疗器具。【具体实施方式】为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。正如前述，本专利技术提供了，以解决现有直接缩合聚合法获得的聚合物分子量小、特性黏度低、转化率低、残留单体缺陷大、产品质量稳定性差的缺陷。本专利技术通过改进的原料组分和优化的制备工艺，使得制备的羟基乙酸-羟基丙酸无规共聚物具有稳定的质量，聚合转换率高、聚合物分子量大、特性黏度大，特别适用于制造医疗中采用的生物可降解高分子结构器件，例如可生物降解的医疗结扎夹、胃肠道吻合器等。1.制备具体来说，本专利技术提供了，所述制备方法包括原料预处理步骤，预缩聚步骤以及缩聚步骤；其中，所述原料预处理步骤包括:将质量浓度为95%的羟基乙酸水溶液和质量浓度为95%的羟基丙酸水溶液分别经过球状活性炭过滤柱，循环过滤6小时；量取过滤后的所述羟基乙酸水溶液和羟基丙酸水溶液，按照羟基乙酸与羟基丙酸摩尔比为30:70的用量进行混合，利用超声波清洗器对混合溶液进行超声波处理I小时；最后将超声波处理过的所述混合溶液经过球状活性炭过滤柱，循环过滤5小时。在一个具体实施例中，原料预处理步骤中，超声波清洗器的超声波频率设为100Hz，控制所述混合溶液在超声波处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种羟基乙酸‑羟基丙酸无规共聚物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括原料预处理步骤，预缩聚步骤以及缩聚步骤；其中，所述原料预处理步骤包括：将质量浓度为95％的羟基乙酸水溶液和质量浓度为95％的羟基丙酸水溶液分别经过球状活性炭过滤柱，循环过滤6小时；量取过滤后的所述羟基乙酸水溶液和羟基丙酸水溶液，按照羟基乙酸与羟基丙酸摩尔比为30：70的用量进行混合，利用超声波清洗器对混合溶液进行超声波处理1小时；最后将超声波处理过的所述混合溶液经过球状活性炭过滤柱，循环过滤5小时。所述预缩聚步骤包括：将预处理后的混合溶液转移到带有温控系统、减压系统的预缩聚反应器中；使温度升高到170℃、压力降低到130Pa，减压脱水8小时；然后使温度升高到190℃，压力降低到100Pa预缩聚6小时获得预缩聚中间产物。所述缩聚步骤包括：将所述预缩聚中间产物置于带有温控系统、减压系统的缩聚反应器中，分别加入所述预缩聚中间产物质量0.03％的钛酸丁酯和0.01％的亚磷酸三苯酯，在温度为200℃、压力为20Pa的条件下缩聚4小时后结束反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴明黎，肖夏，张洁，王利群，涂克华，
申请(专利权)人：杭州铭众生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33