醫(yī)療級聚氨酯彈性體的種類
在醫(yī)療中使用的聚氨酯彈性體主要是熱塑性聚氨酯(TPU) 彈性體。其加工方式可為注射成型、擠出成型和澆注成型。熱塑性聚氨酯是由軟段(長鏈的低聚物二醇)及硬段(二異氰酸酯及擴鏈劑)所組成的線型嵌段聚合物,硬段具有很強的極性,硬段之間通過氫鍵形成硬段微相區(qū),分布于軟段基體中,形成一種物理性交聯(lián)點,使彈性體具有硫化橡膠的彈性回復性能。聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中的軟硬段存在極性差異,這種結(jié)構(gòu)使它與生物體具有良好的相容性。TPU加工方便,性能優(yōu)異,已廣泛應(yīng)用于多種醫(yī)療及保健制品,如可用于長期及短期植人人體的醫(yī)用材料等。
TPU 的性能根據(jù)原料二異氰酸酯、低聚物二醇及短鏈二醇擴鏈劑的品種及配比而定。在醫(yī)療用聚氨酯制備中,兩種常用二異氰酸酯是芳香族 MDI及脂肪族的 HMDI.常用的低聚物多元醇有聚四氫呋喃醚(PTMG) 、聚酯二醇及聚碳酸酯二醇等。由PTMG與 MDI或HMDI制成的聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的機械強度、耐水性及生物相容性,是醫(yī)療用聚氨酯材料的一種重要的低聚物二醇,聚酯二醇也可用于醫(yī)療級聚氨酯材料,目前注意力已集中于柴碳酸酯二醇,其中最常用的擴鏈劑是1, 4-丁二醇(BDO) .
幾種醫(yī)療級 TPU的原料、性能舉例如下。
①脂肪族聚醚型聚氨酯 以 HMDI 或 HDI, PTMG及BDO為原料的TPU 具有良好的生物相容性、強度及可加工性。
②脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯 這類 TPU 以HMDI、聚碳酸酯二醇為原料,它具有良好的生物相容性,耐氧化降解性及生物穩(wěn)定性,有良好的強度和操作性。
③芳香族聚醚型聚氨酯 這類 TPU是以 MDI、PTMG 及 BDO 為原料合成的,與脂肪族聚氨酯相比,它們具有類似的生物相容性,而強度、耐溶劑性及高溫可加工性比脂肪族TPU好,是一類應(yīng)用較早、牌號較多的 TPU.其缺點是長時間暴露在光或Y射線下會變黃。
④芳香族聚酯型聚氨酯 以聚己內(nèi)酯或聚己二酸酯、MDI 和 BDO 為原料,這類TPU 的強度比 PTMG型聚氨酯的高,但易于水解和受微生物的侵襲。
⑤聚氨酯-脲彈性體 先將低聚物多元醇和TDI或MDI在一定條件下合成預聚物,然后再將預聚物與低反應(yīng)性芳香族二胺(如MOCA) 作擴鏈劑進行擴鏈反應(yīng)。當 NCO/NHz的比例約等于2時可得到分子量很大的線型、無交聯(lián)的聚氨酯-脲彈性體。