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热塑性弹性体的原理以及可降解TPE

热塑性弹性体的原理

常见的SBSSEBS热塑性弹性体,形成的原因主要是因为硬段和软段的存在,硬段的PS相作为交联点,软段的PB提供弹性,形成网络结构,而在一定的温度条件下,硬段PS交联点软化,因此具有良好的加工性能。那么一种聚合物或者合金里面存在着类似的硬段和软段,那么是否为热塑性弹性体呢?

回答是肯定的,脂肪/芳香族聚醚酯弹性体是由聚醚或者聚酯‘软段’和芳香族聚酯‘硬段’交替排列构成的多嵌段共聚物。芳香族的聚酯结晶后能够提供物理交联点,而软段脂肪族的聚醚酯类由于玻璃化温度低,内聚能小,处于无定形态,为材料提供良好的弹性。

 

生物降解热塑性弹性体

如果说在这个聚醚or聚酯具有了降解性能,那么这种脂肪/芳香族聚醚酯弹性体就是可降解的热塑性弹性体。通过调节聚醚酯弹性体中软/硬段的比例和脂肪/芳香族嵌段的化学组成,可以调节聚醚酯弹性体微相分离的程度,从而在很宽的范围内赋予其可调的力学性能和降解性能。

可生物降解弹性体有热塑性和热固性两种类型。热塑性弹性体一般是指具有软段和硬段微相分离结构的链段化共聚物,易于在熔融状态下加工成型,但由于组成中往往具有大量的结晶区域,因此降解速度比较慢,形状保持率也较差。可降解脂肪/芳香族聚醚酯弹性体生物材料通常以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇(PBT)为硬段,以聚乙二醇(PEG)和聚四氢呋喃PTMG)等为软段,采用熔融缩聚的方法来制备。聚环氧乙烷/聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物PEO/PET20世纪80年代后期组织工程概念正式提出之后,可降解脂肪/芳香族聚醚酯弹性体迎来了新的发展契机,有关聚醚酯弹性体合成及应用的报道日益增多。由于PET熔点(275-290 )PBT熔点(235-240)高,导致聚醚酯共聚物熔点和加工温度偏高;同时,PEGPTMG等具有更好的亲水性和生物相容性,当数均分子量小于2000时能直接经肾脏排出体外,因此PEGPBT共聚而成的聚醚酯弹性体PEGT/PBT脱颖而出,成为人们关注的焦点。

 

生物降解热固性弹性体

热固性弹性体,虽然不利于熔融加工成型,但降解速度比较均匀,在较长时间内形状保持率也较高。制备热固性弹性体一般常用的方法是:首先通过共聚合反应获得星形的预聚物,然后再将这些预聚物交联化。星形的预聚物和最终产物通常是利用可降解性单体(如乳酸、乙交酯、e一己内酯、6一戊内酯、二氧戊环、三甲基碳酸酯等)聚合得到的。这两种材料各自具有其独特的结构和性能,因此,在生物医学方面都有很大的发展前景。已报道的PGS弹性体属于一种热固性的弹性体,固化成型后很难再加工成其它所需要的形状,而且在制备的过程需要控制在高真空条件下来完成,并且还使用了有机溶剂,这将在很大程度上限制该弹性体在生物医学方面的发展和应用。

参考文献:可降解脂肪/芳香族聚醚酯弹性体的合成表征与生物学评价王连才


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