丙烯酸酯聚合物微球聚集体及其制备方法

文档序号:795861 发布日期:2021-04-13 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 丙烯酸酯聚合物微球聚集体及其制备方法 (Acrylate polymer microsphere aggregate and preparation method thereof ) 是由 陈忠 项炜 于 2019-10-10 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种具有毛细管作用的丙烯酸酯聚合物微球,所述丙烯酸酯聚合物微球具有核壳结构,其核层的亲水性强于壳层的亲水性。本发明还提供制备本发明的丙烯酸酯聚合物微球的方法,通过调节核层与壳层的单体组成与比例,使之具有不同的亲水性能;通过调节pH值,使核层线型聚合物舒展开,并与壳层交联聚合物形成互穿网络结构;添加交联剂与核层线型聚合物反应使之交联形成稳定的聚合物互穿网络结构;经过干燥,微球内部的水分流失留下的微孔通道由于交联网络的存在得到支撑而稳定。本发明的丙烯酸酯聚合物微球聚集体可用作敷料。(The invention provides an acrylate polymer microsphere with capillary action, which has a core-shell structure, wherein the hydrophilicity of a core layer is stronger than that of a shell layer. The invention also provides a method for preparing the acrylate polymer microsphere, which has different hydrophilic properties by adjusting the monomer composition and the proportion of the core layer and the shell layer; by adjusting the pH value, the core-layer linear polymer is spread and forms an interpenetrating network structure with the shell-layer cross-linked polymer; adding a cross-linking agent to react with the core layer linear polymer to form a stable polymer interpenetrating network structure through cross-linking; upon drying, the microporous channels left by the water loss from the interior of the microspheres are stabilized by the presence of the crosslinked network. The acrylate polymer microsphere aggregate of the invention can be used as a dressing.)

丙烯酸酯聚合物微球聚集体及其制备方法

技术领域

本发明属于医用材料领域,具体涉及一种具有毛细管作用的丙烯酸酯聚合物微球聚集体粉末敷料。

背景技术

医用敷料是用以覆盖疮、伤口或其他损害的医用材料。随着对创面愈合过程的病理生理的深入研究,人们对创面愈合过程的理解也越来越深刻,从而导致了医用创面敷料的不断改进与发展。

天然纱布是使用最早、最为广泛的一类敷料。但它具有通透性太高,容易使创面脱水;粘着创面,更换时会造成再次机械性损伤;外界环境微生物容易通过,交叉感染的机会较高;用量多,更换频繁、费时,且患者痛苦等缺点。

合成纤维类敷料具有纱布一样的优点,如经济,并具有很好的吸收性能等,而且,有些产品还具有自粘性,使其使用起来很方便。然而,这类产品同样具有纱布一样的缺点,如通透性高、对外界环境颗粒性污染物无阻隔等。

多聚膜类敷料是一类比较先进的敷料,具有氧气、水蒸气等气体可以自由通透,而环境中颗粒性异物如灰尘以及微生物等不能通过的特点。但它具有吸收渗液能力差、成本相对较高、创面周围皮肤浸渍机会大等缺点,因此这类敷料主要是应用于术后且渗出不多的创面,或者作为其他敷料的辅助性敷料。

发泡多聚体类敷料是一类经由高分子材料(PU)发泡而成的敷料,表面常覆盖一层多聚半透膜,有些还具有自粘性。但它由于具有较强的吸收性能,对于低度渗出创面可能会影响到自身清创过程;成本相对较高;因不透明,不方便观察创面等缺点。

水胶体类敷料的主要成分是一种亲水能力非常强的水胶体——羧甲基纤维素钠颗粒(CMC),其与低过敏性医用粘胶,加上弹性体、增塑剂等共同构成敷料主体。水胶体类敷料表面是一层具有半透性的多聚膜结构。这种敷料与创面渗出液接触后,能吸收渗出物,并形成一种凝胶,避免敷料与创面粘着;同时,表面的半透膜结构可以允许氧气和水蒸气进行交换,但又具有对外界颗粒性异物如灰尘和细菌具有阻隔性。但它具有吸收能力不是很强,因此对于高渗出性创面,常需要使用其他辅助敷料来加强吸收性能;产品成本较高;个别患者可能存在对成分过敏等缺点。

藻酸盐敷料是目前最先进的医用敷料之一。藻酸盐敷料的主要成分是藻酸盐,是在海藻中提取的天然多糖碳水化合物,为一种天然纤维素。藻酸盐医用敷料是由藻酸盐组成的一种高吸收性能的功能性伤口敷料。该医用膜接触到伤口渗出液后,能形成柔软的凝胶,为伤口愈合提供理想的湿润环境,促进伤口愈合,缓解伤口疼痛。

上述种种天然或合成敷料,均有一些不可避免的缺点。因此,本领域仍需一种综合性能优良的医用敷料。

发明内容

针对现有敷料存在的上述缺点,本发明采用分子设计以及分子工程的原理来设计合成路径,使最终产品具有较强的吸收性能、能形成柔软的凝胶、为伤口愈合提供理想的湿润环境、促进伤口愈合、缓解伤口疼痛,同时与创面不粘连、透水透气、可以很好地阻隔外界环境颗粒性污染物。

具体而言,本发明提供一种丙烯酸酯聚合物微球,所述丙烯酸酯聚合物微球具有核壳结构,且其核层所含的聚合物相比壳层所含的聚合物具有更强的亲水性。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层所含的聚合物与壳层所含的聚合物相互缠绕形成互穿网络结构。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层所含的聚合物与壳层所含的聚合物均具有交联结构。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸聚合物微球的核层所含的聚合物与壳层所含的聚合物的质量比在1.5:1-1:1.5的范围内、优选在1.2:1-1:1.2的范围内、更优选在1.1:1-1:1.1的范围内。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球任选地吸附有助剂。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层含有由第一可交联单体以及选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述第一可交联单体为双丙酮丙烯酰胺。

在一个或多个实施方案中,所述甲基丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯和甲基丙烯酸甲酯。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸羟基丙基酯和丙烯酸甲酯。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层含有由第一可交联单体、选自甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种或两种单体以及选自甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述第一可交联单体占所述丙烯酸酯聚合物微球核层所含的聚合物总重的0.5%-5%,优选0.5%-3%。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层含有的聚合物经由交联剂交联。

在一个或多个实施方案中,所述交联剂为己二酰肼。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的壳层含有由第二可交联单体以及选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述第二可交联单体为二甲基丙烯酸乙二醇酯。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的壳层含有由第二可交联单体以及选自甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述第二可交联单体占所述丙烯酸酯聚合物微球壳层所含的聚合物总重的0.5%-5%,优选1%-5%。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层所含的聚合物中的甲基丙烯酸和丙烯酸的总含量高于壳层所含的聚合物中的甲基丙烯酸和丙烯酸的总含量。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层所含的聚合物中含有甲基丙烯酸和/或丙烯酸,且所述丙烯酸酯聚合物微球的壳层所含的聚合物中不含有甲基丙烯酸和丙烯酸。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层含有由第一可交联单体、选自甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种或两种单体以及选自甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸羟基丙基酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯中的一种或任意多种单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层含有由第一可交联单体、选自甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种或两种单体以及选自甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯和丙烯酸羟基丙基酯中的一种或任意多种的单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层含有由第一可交联单体、甲基丙烯酸以及选自甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯中的一种或两种单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的核层含有由第一可交联单体、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述甲基丙烯酸和丙烯酸的总含量占所述丙烯酸酯聚合物微球核层所含的聚合物总重的2%-15%,优选4%-10%。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的壳层含有由第二可交联单体、选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯中的一种或两种单体以及选自选自除甲基丙烯酸甲酯以外的甲基丙烯酸酯类单体和除丙烯酸甲酯以外的丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的壳层含有由第二可交联单体、选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯中的一种或两种单体以及选自甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸羟基丙基酯、甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种或任意多种单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的壳层含有由第二可交联单体、选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯中的一种或两种以及选自甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯和丙烯酸羟基丙基酯中的一种或任意多种单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的壳层含有由第二可交联单体、甲基丙烯酸甲酯以及选自甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯中的一种或两种单体共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的壳层含有由第二可交联单体、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯共聚得到的聚合物。

在一个或多个实施方案中,所述甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的总含量占所述丙烯酸酯聚合物微球核层所含的聚合物总重的4%-30%,优选8%-20%。

本发明还提供一种丙烯酸酯聚合物微球的聚集体或水分散体,其含有本发明任一实施方案中所述的丙烯酸酯聚合物微球。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的聚集体由丙烯酸酯微球的水分散体经干燥得到。

在一个或多个实施方案中,所述干燥为冷冻干燥。

本发明还提供一种制备丙烯酸酯聚合物微球的方法,其特征在于,所述方法包括:

(A)通过第一步乳液聚合制备丙烯酸酯聚合物微球核层,得到核乳液,其中,所述第一步乳液聚合制得的丙烯酸酯聚合物微球核层所含的聚合物为线型聚合物,且含有可交联的基团;

优选地,所述第一步乳液聚合使用的单体包括第一可交联单体以及选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种单体,优选包括第一可交联单体、选自甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种或两种单体以及选自甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种单体,更优选包括第一可交联单体、选自甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种或两种单体以及选自甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸羟基丙基酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯中的一种或任意多种单体,更优选包括第一可交联单体、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯;优选地,所述第一可交联单体为双丙酮丙烯酰胺;优选地,所述甲基丙烯酸和丙烯酸的总用量占所述第一步乳液聚合使用的单体总重的2%-15%,优选4%-10%;

(B)通过第二步乳液聚合在第一步乳液聚合制得的丙烯酸酯聚合物微球核层表面制备丙烯酸酯聚合物微球壳层,得到核壳乳液,其中,所述丙烯酸酯聚合物微球壳层所含的聚合物具有交联结构;

优选地,所述第二步乳液聚合使用的单体包括第二可交联单体和选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种单体,优选包括第二可交联单体和选自甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种单体,更优选包括第二可交联单体、选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯中的一种或两种单体以及选自除甲基丙烯酸甲酯以外的甲基丙烯酸酯类单体和除丙烯酸甲酯以外的丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种单体,更优选包括第二可交联单体、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯;优选地,所述第二可交联单体为二甲基丙烯酸乙二醇酯;优选地,甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的总含量占所述第二步乳液聚合使用的单体总重的4%-30%,优选8%-20%;和

(C)将由第二步乳液聚合制得的核壳乳液的pH值调整到7以上、优选7-9之间,再加入交联剂进行反应,从而得到所述丙烯酸酯聚合物微球;优选地,所述交联剂为己二酰肼;

优选地,所述第一步乳液聚合中的甲基丙烯酸和丙烯酸的总用量高于所述第二步乳液聚合中的甲基丙烯酸和丙烯酸的总用量。

在一个或多个实施方案中,所述方法还包括:在所述步骤(B)之后、步骤(C)之前或步骤(C)之后,向所述核壳乳液或丙烯酸酯聚合物微球的水分散体中添加助剂,使所述助剂被所述丙烯酸酯聚合物微球所吸附。

在一个或多个实施方案中,所述方法具有以下一项或多项特征:

(1)所述第一步乳液聚合的反应温度为50℃-90℃,优选65℃-75℃;

(2)所述第一可交联单体的用量为第一步乳液聚合使用的单体总重的0.5%-5%,优选0.5%-3%;

(3)所述第一步乳液聚合使用十二烷基硫酸钠作为乳化剂,使用过硫酸钾作为引发剂;

(4)所述第二步乳液聚合的反应温度为50℃-90℃,优选65℃-75℃;

(5)所述第二可交联单体的用量为第二步乳液聚合使用的单体总重的0.5%-5%,优选1%-5%;

(6)所述第二步乳液聚合使用过硫酸钾作为引发剂;和

(7)所述第一步乳液聚合使用的单体与第二步乳液聚合使用的单体的质量比在1.5:1-1:1.5的范围内、优选在1.2:1-1:1.2的范围内、更优选在1.1:1-1:1.1的范围内。

在一个或多个实施方案中,所述方法制备得到的丙烯酸酯聚合物微球是本发明任一实施方案中所述的丙烯酸酯聚合物微球。

本发明还提供采用本发明任一实施方案中所述的方法制备得到的丙烯酸酯聚合物微球、其水分散体或聚集体。

在一个或多个实施方案中,所述丙烯酸酯聚合物微球的聚集体由丙烯酸酯聚合物微球的水分散体经干燥得到;优选地,所述干燥为冷冻干燥。

本发明还提供一种敷料,其含有本发明任一实施方案中所述的丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

附图说明

图1-图6是实施例1制备得到的丙烯酸酯聚合物微球聚集体的电镜图,其中,图1和图2的放大倍数为×50,图3和图4的方法倍数为×100,图5和图6的放大倍数为×500。

图7是实施例1制备得到的丙烯酸酯聚合物微球聚集体吸水成膜后,膜中水分的减重比例与时间的关系图。

图8是实施例1制备得到的丙烯酸酯聚合物微球聚集体的红外光谱图。

图9是实施例1制备得到的丙烯酸酯聚合物微球聚集体的热流曲线。

图10是实施例1制备得到的丙烯酸酯聚合物微球聚集体的粒径分布曲线。

具体实施方式

为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果,以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明,否则文中使用的所有技术及科学上的字词,均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义,当有冲突情形时,应以本说明书的定义为准。

本文描述和公开的理论或机制,无论是对或错,均不应以任何方式限制本发明的范围,即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。

本文中,所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此,数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。

本文中,若无特别说明,比例是指质量比,百分比是指质量百分比。

本文中,为使描述简洁,未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合,所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。

本发明通过在丙烯酸酯聚合物微球的制备过程中引入新的技术手段使合成的聚合物微球内部具有微孔通道,当聚合物微球在干燥过程中聚集时形成新的毛细孔道,两种孔道的相互作用使得丙烯酸酯聚合物粉末在遇到含有水分的物质时可以很快地融合在一起形成具有良好透水、透气性能的聚合物膜,从而可以促进伤口的湿式愈合。

本发明采用核壳乳液聚合手段制备微相分离的聚合物微球,首先合成含有较多亲水单体的聚合物核,然后采用连续滴加工艺来制备含有较多亲油单体的聚合物壳,控制核与壳的交联密度以及离子化程度,从而在后期处理过程中,核与壳的聚合物发生微相迁移,形成互穿网络结构。由于亲水单体的存在,粒子内部含有大量结合水,在后期干燥过程中,互穿网络交联结构的支持使得原来水分占据的空间形成微孔通道。同样在干燥过程中,粒子之间的融合也会形成一定的毛细孔道,二者的相互作用使得丙烯酸酯聚合物微球聚集体在接触到含有水分的物质时可以很快地融合在一起形成具有微观孔道的聚合物膜。聚合物微球的核壳结构使微球聚集体具有微相分离结构。因此,本发明的丙烯酸酯聚合物微球聚集体具有互穿网络交联结构和微相分离结构,使得遇水后所形成的聚合物膜具有高强度和高弹性。

本文中,微球是指粒径在纳米和微米尺度范围的微小球型粒子;聚合物微球是指主要成分为聚合物的微球。本发明所述的丙烯酸酯聚合物微球是指形成聚合物的单体主要为选自丙烯酸、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯类单体中的一种或多种单体的聚合物微球。本文中,丙烯酸酯聚合物是指单体主要(例如90%以上、优选95%以上)为选自丙烯酸、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯类单体中的一种或多种单体的聚合物。

本文中,丙烯酸酯类单体可以是本领域已知的各种丙烯酸酯类单体,优选为选自丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸羟基丙基酯和丙烯酸甲酯中的一种或多种;甲基丙烯酸酯类单体可以是本领域已知的各种甲基丙烯酸酯类单体,优选为选自甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯和甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。

本文中,当提到含有或包括丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种单体时,优选为含有或包括甲基丙烯酸并任选地含有或包括丙烯酸,原因在于甲基丙烯酸在本发明中具有更好的聚合稳定性,而单独使用丙烯酸时,在某些情况下,聚合过程会不稳定造成反应失败。

本文中,当提到含有或包括丙烯酸酯类单体和甲基丙烯酸酯类单体中的一种或多种单体时,优选为含有或包括甲基丙烯酸酯类单体中的一种或多种单体并任选地含有或包括丙烯酸酯类单体,原因在于由丙烯酸酯类单体聚合得到的聚合物的玻璃化转变温度较低,在某些情况下,吸水被增塑后会过于柔软,而且丙烯酸酯类单体的α氢在聚合过程中容易被自由基攻击造成最终聚合物的交联程度与预期的不一致。

本文中,丙烯酸脂聚合物微球的水分散体是指丙烯酸酯聚合物微球分散在水中得到的物质,例如可以是乳液。

本文中,丙烯酸酯聚合物微球聚集体是指少量丙烯酸酯聚合物微球聚集形成的微小颗粒,呈粉末状,故又称丙烯酸酯聚合物粉末、丙烯酸酯聚合物微球粉末、丙烯酸酯聚合物微球聚集体粉末,可由丙烯酸酯聚合物微球的水分散体经干燥得到。

本文中,核壳结构是指一种材料被另一种物理或化学性质不同的材料通过化学键或其他作用力包覆而得到的结构。核壳结构的核层(核心)材料与壳层材料可以是化学成分不同,也可以是化学成分相同,但物理结构(如密度、孔径、微相结构等)不同。核壳结构的核层材料与壳层材料之间可以部分地相互渗透,即核壳结构的核层与壳层之间可以存在过渡层。因此,对于聚合物微球而言,如果存在整体上物理或化学性质不同的内外两层结构,即便该两层结构之间的部分聚合物发生相互缠绕形成互穿网络结构,仍认为该聚合物微球具有核壳结构。

本文中,丙烯酸酯聚合物微球的核层所含的聚合物(核层聚合物)是由制备微球核层时使用的单体聚合得到的聚合物,丙烯酸酯聚合物微球的壳层所含的聚合物(壳层聚合物)是由制备微球壳层时使用的单体聚合得到的聚合物。本文中,即便核层聚合物在后续制备过程中发生微相迁移而与壳层聚合物发生相互缠绕形成互穿网络结构,互穿网络结构中的由制备微球核层时使用的单体聚合得到的聚合物和由制备微球壳层时使用的单体聚合得到的聚合物仍分别被视为是核层聚合物和壳层聚合物。

本文中,丙烯酸酯聚合物微球的核层(或壳层)所含的聚合物含有某种单体(例如甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸羟基丙基酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、双丙酮丙烯酰胺等)是指核层(或壳层)所含的聚合物由包括该单体的单体组合物聚合得到。

本发明的丙烯酸酯聚合物微球具有核壳结构,其核层和壳层均含有丙烯酸酯聚合物,或由丙烯酸酯聚合物组成。

在某些实施方案中,本发明的丙烯酸聚合物微球的核层所含的聚合物与壳层所含的聚合物的质量比在1.5:1-1:1.5的范围内、优选在1.2:1-1:1.2的范围内、更优选在1.1:1-1:1.1的范围内。

在优选的实施方案中,本发明的聚丙烯酸酯聚合物微球的核层和/或壳层具有交联结构,即本发明的聚丙烯酸酯聚合物微球的核层和/或壳层含有交联的丙烯酸酯聚合物,或由交联的丙烯酸酯聚合物组成。

在某些实施方案中,本发明的丙烯酸酯聚合物微球的核层和/或壳层含有由选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体(如甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯和甲基丙烯酸甲酯)和丙烯酸酯类单体(如丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸羟基丙基酯和丙烯酸甲酯)中的一种或任意多种的单体和可交联单体聚合得到的聚合物(下称含有可交联单体的丙烯酸酯聚合物)。本发明中,可交联单体是指含有两个或两个以上可用于聚合或交联的官能团的单体,例如可以是二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)等。可交联单体的含量可以是本领域常规的用于交联丙烯酸酯聚合物的用量,通常为丙烯酸酯聚合物总重的0.5%-5%。

在某些实施方案中,本发明的聚丙烯酸脂聚合物微球的核层含有第一可交联单体。本文中,核层所含有的第一可交联单体优选为含有一个可用于聚合的碳碳双键、同时含有一个或多个除碳碳双键以外的可用于交联的官能团(例如酮羰基)的单体,例如可以是双丙酮丙烯酰胺等。在某些实施方案中,本发明的丙烯酸酯聚合物微球的核层含有由第一可交联单体(例如双丙酮丙烯酰胺)和选自甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯类单体和甲基丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种的单体共聚得到的聚合物。在某些实施方案中,核层聚合物经由交联剂交联。适用于核层聚合物的交联剂没有特别限制,只要与核层所含有的第一可交联单体匹配即可,即核层聚合物的交联剂含有两个或两个以上能够与核层所含有的第一可交联单体所含的除碳碳双键以外的可用于交联的官能团反应的官能团(例如酰肼基),例如在核层所含的第一可交联单体为双丙酮丙烯酰胺的实施方案中,交联剂优选为己二酸二酰肼(己二酰肼,ADH)。交联剂的用量可根据相应的第一可交联单体的用量常规地确定,例如己二酰肼的用量通常为双丙酮丙烯酰胺含量的一半。

在某些实施方案中,本发明的聚丙烯酸酯聚合物微球的核层所含的聚合物为由线型的含有第一可交联单体的丙烯酸酯聚合物经由交联剂交联而得到的聚合物;所述第一可交联单体优选为双丙酮丙烯酰胺,所述交联剂优选为己二酸二酰肼(己二酰肼,ADH)。在某些实施方案中,第一可交联单体(例如双丙酮丙烯酰胺)占丙烯酸酯聚合物微球核层所含的聚合物总重的0.5%-5%,优选0.5%-3%。在某些实施方案中,交联剂(例如己二酰肼)占丙烯酸酯聚合物微球核层所含的聚合物总重的0.25%-2.5%,优选0.25%-1.5%。

在某些实施方案中,本发明的聚丙烯酸脂聚合物微球的壳层含有第二可交联单体。本文中,壳层所含有的第二可交联单体优选为含有两个或两个以上可用于聚合的碳碳双键的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体,例如可以是二甲基丙烯酸乙二醇酯等。在某些实施方案中,本发明的丙烯酸酯聚合物微球的壳层含有由第二可交联单体(例如二甲基丙烯酸乙二醇酯)和选自甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯类单体和甲基丙烯酸酯类单体中的一种或任意多种的单体共聚得到的交联聚合物。在某些实施方案中,第二可交联单体(例如二甲基丙烯酸乙二醇酯)占丙烯酸酯聚合物微球壳层所含的聚合物总重的0.5%-5%,优选1%-5%。

在某些实施方案中,本发明的聚丙烯酸酯聚合物微球的壳层含有的第二可交联单体(例如二甲基丙烯酸乙二醇酯)含有两个或两个以上可用于聚合的碳碳双键,此时无需添加交联剂,该第二可交联单体与其他单体共聚所形成的聚合物即具有交联结构。

本发明的丙烯酸酯聚合物微球的核层的亲水性强于壳层的亲水性。

本文中,亲水单体是指含有亲水基团(如羧基、羟基等)的单体,例如甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸羟基丙基酯、甲基丙烯酸和丙烯酸等。通常,亲水基团为羧基的亲水单体(例如甲基丙烯酸和丙烯酸)的亲水性强于亲水基团为羟基的亲水单体(甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯和丙烯酸羟基丙基酯)的亲水性,原因在于当羧基被氢氧根中和以后形成羧酸盐,其亲水性和吸水性将得到大大的增强。

实现丙烯酸酯聚合物微球的核层的亲水性强于壳层的亲水性的方式不受特别限制,例如可以使核层聚合物相比壳层聚合物含有更多的亲水性相当的亲水单体,或者使核层聚合物含有亲水性较强的亲水单体,使壳层聚合物含有亲水性较弱的亲水单体。在某些的实施方案中,本发明通过使丙烯酸酯聚合物微球的核层所含的聚合物中的甲基丙烯酸和丙烯酸的总含量高于壳层所含的聚合物中的甲基丙烯酸和丙烯酸的总含量,从而令丙烯酸酯聚合物微球的核层的亲水性强于壳层的亲水性。在某些实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球核层含有占其所含的聚合物总重2%-15%、优选4%-10%的甲基丙烯酸和/或丙烯酸(优选甲基丙烯酸)。在某些实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球壳层不含甲基丙烯酸和丙烯酸。

在某些实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球的核层中含有由第一可交联单体(例如双丙酮丙烯酰胺)、选自甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种或两种(优选甲基丙烯酸)以及选自甲基丙烯酸脂类单体和丙烯酸酯类单体(优选甲基丙烯酸酯类单体)中的一种或任意多种的单体共聚得到的聚合物。

在某些实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球的核层中含有由第一可交联单体(例如双丙酮丙烯酰胺)、选自甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种或两种(优选甲基丙烯酸)以及选自除甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯以外的其他甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体(例如甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯和丙烯酸羟基丙基酯,优选甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯)中的一种或任意多种的单体共聚得到的聚合物。

在某些实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球的核层中含有由双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯共聚得到的聚合物;优选地,丙烯酸酯聚合物微球的核层所含的聚合物经由己二酰肼交联。

在微球核层含有甲基丙烯酸和/或丙烯酸的实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球核层优选含有占其所含的聚合物总重2%-15%、优选4%-10%的甲基丙烯酸和/或丙烯酸(优选甲基丙烯酸)。

在微球核层含有多种甲基丙烯酸酯类单体和/或丙烯酸酯类单体的实施方案中,各种甲基丙烯酸酯类单体和/或丙烯酸酯类单体的含量配比不受特别限制,例如,当微球核层含有甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯时,甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯的质量比可以为10:1-1:10,例如6:4、8:2、9:1等。

在某些实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球的壳层中含有由第二可交联单体(例如二甲基丙烯酸乙二醇酯)和选自甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体(优选甲基丙烯酸酯类单体)中的一种或任意多种的单体共聚得到的聚合物。

在某些实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球的壳层中含有由第二可交联单体(例如二甲基丙烯酸乙二醇酯)、选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯中的一种或两种(优选甲基丙烯酸甲酯)以及选自甲基丙烯酸、丙烯酸、除甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯以外的甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体(例如甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯和丙烯酸羟基丙基酯,优选甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯)中的一种或任意多种的单体共聚得到的聚合物。

在某些实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球的壳层中含有由第二可交联单体(例如二甲基丙烯酸乙二醇酯)、选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯中的一种或两种(优选甲基丙烯酸甲酯)以及选自除甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯以外的甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体(例如甲基丙烯酸羟基乙基酯、甲基丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基乙基酯和丙烯酸羟基丙基酯,优选甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯)中的一种或任意多种的单体共聚得到的聚合物。

在某些实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球的壳层中含有由二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯共聚得到的聚合物。

在微球壳层含有多种选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的单体的实施方案中,通常只要壳层所含的聚合物中的甲基丙烯酸和丙烯酸的总含量低于壳层所含的聚合物中的甲基丙烯酸和丙烯酸的总含量即可(例如壳层聚合物可以不含甲基丙烯酸和丙烯酸),壳层中各种选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的单体的含量配比不受其他特别限制。

在微球壳层含有甲基丙烯酸甲酯和/或丙烯酸甲酯的实施方案中,丙烯酸酯聚合物微球核层优选含有占其所含的聚合物总重4%-30%、优选8%-20%的甲基丙烯酸甲酯和/或丙烯酸甲酯(优选甲基丙烯酸甲酯);在这类实施方案中,除甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯以外的其他甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体的含量配比不受特别限制,例如当微球壳层含有甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯时,甲基丙烯酸羟基乙基酯和甲基丙烯酸羟基丙基酯的质量比可以为10:1-1:10,例如5:4、4:5、3:6等。

在某些实施方案中,本发明丙烯酸酯聚合物微球的核层聚合物与壳层聚合物相互缠绕形成互穿网络结构。

本发明的丙烯酸酯聚合物微球含有微孔通道。

本发明的丙烯酸酯聚合物微球可吸附有助剂,例如包括但不限于脱氧胆酸钠、生长因子等。

本发明提供一种制备丙烯酸酯聚合物微球的方法,包括:

(A)通过第一步乳液聚合制备丙烯酸酯聚合物微球核层,得到核乳液;

(B)以第一步乳液聚合制备得到的丙烯酸酯聚合物微球核层为核心,通过第二步乳液聚合制备丙烯酸酯聚合物微球壳层,得到核壳乳液;和

(C)将第二步乳液聚合制备得到的核壳乳液的pH值调整到7以上、优选7-9、更优选7.5-9之间,再加入交联剂进行反应,得到丙烯酸酯聚合物微球。

本发明中,第一步乳液聚合使用的单体可以是本文任一实施方案中所述的丙烯酸酯聚合物微球核层聚合物所含的单体,第二步乳液聚合使用的单体可以是本文任一实施方案中所述的丙烯酸酯聚合物微球壳层聚合物所含的单体,单体的用量和配比可以如本文任一实施方案所述。

在某些实施方案中,步骤(A)制备得到的丙烯酸酯聚合物微球核层所含的聚合物为线型聚合物,且含有可交联的基团。

在某些实施方案中,步骤(B)制备得到的丙烯酸酯聚合物微球壳层具有交联结构。

可采用本领域常规的乳液聚合条件实施本发明的第一步乳液聚合和第二步乳液聚合。在某些实施方案中,第一步乳液聚合的反应体系包含溶剂(水)、乳化剂(例如十二烷基硫酸钠)、单体和引发剂(例如过硫酸钾),反应温度可以为50℃-90℃(优选65℃-75℃),反应可以在氮气气氛中进行,通常待单体和乳化剂在溶剂中混合均匀后,再加入预先溶解的引发剂进行反应,反应时间可以为3-12h(例如6h)。在某些实施方案中,第二步乳液聚合的反应体系包含第一步乳液聚合制得的核乳液、单体和引发剂(例如过硫酸钾),反应温度可以为50℃-90℃(优选65℃-75℃),反应可以在氮气气氛中进行,通常可以将预先溶解的引发剂加入到核乳液中,再缓慢(例如以2.5g/h的速率)滴加单体,进行反应,反应时间可以为1-4h(例如2h)。

步骤(C)中,可通过本领域常规手段调整核壳乳液的pH值,例如可向核壳乳液中加入碱性物质,如氢氧化钠。

本发明的丙烯酸酯聚合物微球的核层与壳层具有显著不同的亲水性能的差异,尤其是在使用碱性物质调节核壳乳液的pH值达到7以上时,核层聚合物中含有的羧基被中和成羧酸盐,其分子链伸展开,可以穿透壳层的聚合物层,在形成互穿网络结构的同时,聚合物微球内部也可以容纳大量的结合水,从而为干燥过后的聚合物粉末提供形成毛细微孔的基础。

步骤(C)中交联反应的条件可以是常规的交联反应条件。在某些实施方案中,步骤(C)中使用的交联剂为己二酰肼,交联反应时间可以为24h。交联剂的用量可以如本文任一实施方案所述。

经碱性物质处理过后的微球,核层与壳层形成互穿网络结构,此时,核层聚合物还没有形成通过化学键合的交联网络,需要引入交联剂使形成化学键合,得到通过化学键合的互穿网络结构,从而使干燥过程中形成的毛细微孔通道得到稳定化。

在某些实施方案中,本发明的制备丙烯酸酯聚合物微球的方法还包括:向所述核壳乳液或丙烯酸酯聚合物微球的水分散体中添加助剂,使所述助剂被所述丙烯酸酯聚合物微球所吸附。添加助剂的时机不受特别限定,例如可以在步骤(B)之后、步骤(C)之前或步骤(C)之后进行。

本发明还包括本发明的丙烯酸酯聚合物微球的水分散体。

本发明还提供本发明的丙烯酸酯聚合物微球的聚集体,即丙烯酸酯聚合物微球粉末。本发明的丙烯酸酯聚合物微球聚集体可由本发明的任一实施方案中所述的丙烯酸酯聚合物微球的水分散体经干燥获得。

本发明的丙烯酸酯聚合物微球聚集体含有微孔通道和毛细孔道。本发明的丙烯酸酯微球聚集体的比重通常为0.05g/cm3-0.06g/cm3

在优选的实施方案中,干燥的方式为冷冻干燥;冷冻干燥的条件可以是本领域常规的条件,例如可以是如下条件:

真空度低于10Pa;

冷冻程序为:-50℃,3小时;-40℃,2小时;-30℃,1小时;-20℃,1小时;-10℃,1小时;0℃,3小时;10℃,1小时;20℃,2小时。

在干燥之前,可以在丙烯酸酯聚合物微球水分散体中添加一些助剂,使之可以被聚合物微球所吸附,从而在干燥过后,该助剂可以被均匀分散在丙烯酸酯聚合物粉末内部。

本申请通过乳液聚合手段制备具有核壳结构的丙烯酸酯聚合物微球,聚合物微球的核心含有具有潜在交联能力的线型聚合物,其上含有可交联的基团,聚合物微球的壳层含有空间网状交联聚合物,具有交联结构;通过调节核层与壳层的单体组成与比例,使之具有不同的亲水性能;通过碱性物质调节核壳乳液的pH值,使核层的线型聚合物舒展开,并与壳层交联聚合物形成互穿网络结构;通过添加交联剂与核层线型聚合物反应使之交联,并形成核层与壳层的稳定的聚合物互穿网络结构,从而获得在干燥过程中形成毛细微孔通道的能力;通过干燥,聚合物微球内部的水分流失留下的微孔通道由于交联网络的存在得到支撑而稳定,由此得到丙烯酸酯聚合物微球聚集体粉末,可用作敷料。

因此,本发明还提供本发明的丙烯酸酯聚合物微球、其水分散体或其聚集体在制备敷料中的用途。本发明还包括含有本发明的丙烯酸酯聚合物微球聚集体的敷料,特别是医用敷料。

本发明的敷料可以是本发明的丙烯酸酯聚合物微球聚集体本身,任选地还可包含本领域已知的各种适用于敷料的添加剂、助剂、药物成分及活性成分,例如包括但不限于抗菌剂、止血剂、消炎剂、pH调节剂、营养剂等。使用本发明的敷料时,通常可以将敷料均匀抖落在皮肤或伤口上,在其上喷洒少量生理盐水,敷料接触水分后即可形成具有高弹性和高强度的高吸水薄膜。

含有本发明的丙烯酸酯聚合物微球聚集体的敷料具有以下优点:接触水分后,成膜速度快(通常五分钟内即可成膜),所形成的薄膜具备良好的透气性、透明性、吸水性、粘附性且具有足够的强度和弹性,便于观察伤口愈合情况,能够吸收伤口渗出物,使用初期与伤口贴合紧密、牢固,在外力作用下不易破损,随着时间的延长或者伤口的愈合,组织液渗出减少,高吸水薄膜逐渐干燥,与皮肤或愈合的伤口逐步分离,不会与皮肤或者伤口粘连,移去敷料时不会损伤伤口,容易揭除,给患者带来较轻的疼痛。

下面结合实施例对本发明进行详细的说明。本发明说明书中的实施方式仅用于对本发明进行说明,其并不对本发明的保护范围起到限定作用。本发明的保护范围仅由权利要求限定,本领域技术人员在本发明公开的实施方式的基础上所做的任何省略、替换或修改都将落入本发明的保护范围。

下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料,除非另作说明,都使用常规市售产品。

实施例1

通过下述步骤制备一种丙烯酸酯聚合物微球聚集体:

(1)核的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入1.0g乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)和380g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待乳化剂溶解完全且内温达到70±1℃时,加入预先称取好的单体混合物,其中含有12g甲基丙烯酸羟基乙基酯(HEMA)、8g甲基丙烯酸羟基丙基酯(HPMA)、1g甲基丙烯酸(MAA)和0.4g双丙酮丙烯酰胺(DAAM),待温度稳定后,加入预先溶解好的过硫酸钾(KPS)溶液,其中含有0.1g KPS和20g去离子水,计时开始。约5min后,反应物呈现蓝光,单体开始聚合形成聚合物颗粒,约6h后核制备反应完成,制备得到核乳液。

(2)壳的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入210g核乳液和180g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待内温达到70±1℃时,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.1g KPS和20g去离子水,同时开始以2.5g/h的速率滴加丙烯酸酯混合单体,其中含有5g HEMA、4g HPMA、1g甲基丙烯酸甲酯(MMA)和0.2g二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA),单体滴加完毕后继续反应2h,从而制备得到丙烯酸酯核壳乳液。

(3)微孔结构的制备过程:向步骤(2)制备得到的丙烯酸酯核壳乳液中加入氢氧化钠,使pH值达到7.5,然后加入0.1g己二酰肼(ADH),反应24小时,得到核交联的丙烯酸酯聚合物微球的水分散体,再经过冷冻干燥,得到丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

采用上述核壳乳液聚合手段制备的聚合物粒子,核含有大量的亲水单体、壳中由于EGDMA的存在已经实现了交联,当采用氢氧化钠来中和聚合物乳液时,核中的羧基转变成羧酸钠,亲水性大大提高,由于核与壳亲水性差异较大,核物质与壳物质相互缠绕形成互穿网络结构,当中和完成后,在体系中加入与DAAM等当量的ADH,二者发生反应从而形成稳定的互穿网络结构,由于羧酸钠等亲水物质的存在,此时聚合物粒子内部含有大量的水分。在后续的干燥过程中,水分丧失留下的微孔通道由于交联结构的支撑而得到保留,从而最终形成了含有大量微孔结构的丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

图1-6显示了实施例1制备得到的丙烯酸酯聚合物微球聚集体的电镜图。从图中可以看出,干燥之后,丙烯酸酯聚合物微球之间发生聚集和融合,微球表面具有微孔通道,微球之间形成毛细孔道,二者的相互作用使得丙烯酸酯聚合物微球聚集体在接触到含有水分的物质后可以很快地形成高吸水薄膜。

使实施例1制备得到的丙烯酸酯聚合物微球聚集体吸水成膜,然后测定膜中水分的减重比例与时间的关系,结果如图7所示。测定减重比例的具体实验方法为:称取200mg丙烯酸酯聚合物粉末,置于一个直径2cm的圆环中,均匀摊铺,圆环置于定性滤纸上,使用小型喷雾装置喷洒水,使粉末润湿至饱和,约2-3分钟后粉末在水的作用下形成一块完整的有弹性的薄膜,用定性滤纸吸干表面的水分,称重,计算吸水率。把上述吸满水分的薄膜置于干净的塑料薄膜上,自然干燥,控制环境温度在25℃左右,空气湿度在30-50%之间,定期称重计算薄膜的减重率。

使用Thermo Scientific Nicolet iS10红外光谱仪测定实施例1制备得到的丙烯酸酯聚合物微球聚集体的红外光谱图,结果如图8所示,该红外光谱图显示为典型的聚甲基丙烯酸酯。

使用PerkinElmer DSC 8000对实施例1制备得到的丙烯酸酯聚合物微球聚集体进行差示扫描量热测试。测试条件:-20℃保温2min,以20℃/min的速率从-20℃升温到150℃,150℃保温2min,以50℃/min的速率从150℃降温至-20℃,-20℃保温3min,再以20℃/min的速率从-20℃升温到150℃。对两次升温扫描过程进行数据处理,结果如图9所示。第一次升温扫描过程有一明显的吸热峰,这是丙烯酸酯聚合物粉末所吸收的空气中的水分在升温过程中的汽化造成的,汽化焓变为113J/g,第二次升温扫描过程可以看到丙烯酸酯聚合物的明显的玻璃化温度转变,Tg为110.7℃。

使用Malvern Nano ZS ZEN 3600粒度分析仪测定实施例1步骤(3)的水分散体中的丙烯酸酯聚合物微球的粒径分布和平均粒径,粒径分布曲线如图10所示,测得丙烯酸酯聚合物微球的平均粒径为93nm。

实施例2

通过下述步骤制备一种丙烯酸酯聚合物微球聚集体:

(1)核的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入1.5g乳化剂SDS和380g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待乳化剂溶解完全且内温达到70±1℃时,加入预先称取好的单体混合物,其中含有16g HEMA、4g HPMA、1.5g MAA和0.2g DAAM,待温度稳定后,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.15g KPS和20g去离子水,计时开始。约5min后,反应物呈现蓝光,单体开始聚合形成聚合物颗粒,约6h后核制备反应完成。

(2)往500mL四口烧瓶中分别称入200g核乳液和190g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待内温达到70±1℃时,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.15g KPS和20g去离子水,同时开始以2g/h的速率滴加丙烯酸酯混合单体,其中含有4g HEMA、5g HPMA、1.5g MMA和0.4g EGDMA,单体滴加完毕后继续反应2h,从而制备得到丙烯酸酯核壳乳液。

(3)微孔结构的制备过程:向步骤(2)制备得到的丙烯酸酯核壳乳液中加入氢氧化钠,使pH值达到8,然后加入0.05g ADH,反应24小时,得到核交联的丙烯酸酯聚合物微球的水分散体,再经过冷冻干燥,得到丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

采用上述核壳乳液聚合手段制备的聚合物粒子,核含有大量的亲水单体、壳中由于EGDMA的存在已经实现了交联,当采用氢氧化钠来中和聚合物乳液时,核中的羧基转变成羧酸钠,亲水性大大提高,由于核与壳亲水性差异较大,核物质与壳物质相互缠绕形成互穿网络结构,当中和完成后,在体系中加入与DAAM等当量的ADH,二者发生反应从而形成稳定的互穿网络结构,由于羧酸钠等亲水物质的存在,此时聚合物粒子内部含有大量的水分。在后续的干燥过程中,水分丧失留下的微孔通道由于交联结构的支撑而得到保留,从而最终形成了含有大量微孔结构的丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

实施例3

通过下述步骤制备一种丙烯酸酯聚合物微球聚集体:

(1)核的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入0.5g乳化剂SDS和380g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待乳化剂溶解完全且内温达到70±1℃时,加入预先称取好的单体混合物,其中含有18g HEMA、2g HPMA、2.0g MAA和0.6g DAAM,待温度稳定后,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.2g KPS和20g去离子水,计时开始。约5min后,反应物呈现蓝光,单体开始聚合形成聚合物颗粒,约6h后核制备反应完成。

(2)壳的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入180g核乳液和210g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待内温达到70±1℃时,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.2g KPS和20g去离子水,同时开始以1.5g/h的速率滴加丙烯酸酯混合单体,其中含有3g HEMA、6g HPMA、2g MMA和0.3g EGDMA,单体滴加完毕后继续反应2h,从而制备得到丙烯酸酯核壳乳液。

(3)微孔结构的制备过程:向步骤(2)制备得到的丙烯酸酯核壳乳液中加入氢氧化钠,使pH值达到8.5,然后加入0.15g ADH,反应12小时,得到核交联的丙烯酸酯聚合物微球的水分散体,再经过冷冻干燥,得到丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

采用实施例1-3的核壳乳液聚合手段制备的聚合物粒子,核含有大量的亲水单体、壳中由于EGDMA的存在已经实现了交联,当采用氢氧化钠来中和聚合物乳液时,核中的羧基转变成羧酸钠,亲水性大大提高,由于核与壳亲水性差异较大,核物质与壳物质相互缠绕形成互穿网络结构,当中和完成后,在体系中加入与DAAM等当量的ADH,二者发生反应从而形成稳定的互穿网络结构,由于羧酸钠等亲水物质的存在,此时聚合物粒子内部含有大量的水分。在后续的干燥过程中,水分丧失留下的微孔通道由于交联结构的支撑而得到保留,从而最终形成了含有大量微孔结构的丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

对比例1

通过下述步骤制备一种丙烯酸酯聚合物微球聚集体:

(1)核的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入1.0g乳化剂SDS和380g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待乳化剂溶解完全且内温达到70±1℃时,加入预先称取好的单体混合物,其中含有12g HEMA、8g HPMA和1g MAA,待温度稳定后,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.1gKPS和20g去离子水,计时开始。约5min后,反应物呈现蓝光,单体开始聚合形成聚合物颗粒,约6h后核制备反应完成。

(2)壳的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入210g核乳液和180g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待内温达到70±1℃时,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.1g KPS和20g去离子水,同时开始以2.5g/h的速率滴加丙烯酸酯混合单体,其中含有5g HEMA、4g HPMA和1gMMA,单体滴加完毕后继续反应2h,从而制备得到丙烯酸酯核壳乳液。

(3)微孔结构的制备过程:向步骤(2)制备得到的丙烯酸酯核壳乳液中加入氢氧化钠,使pH值达到7.5,得到丙烯酸酯聚合物微球的水分散体,再经过冷冻干燥,得到丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

采用上述核壳乳液聚合手段制备的聚合物粒子,核含有大量的亲水单体,当采用氢氧化钠来中和聚合物乳液时,核中的羧基转变成羧酸钠,亲水性大大提高,由于核与壳亲水性差异较大,核物质与壳物质相互缠绕形成互穿网络结构,但由于聚合物核层和壳层均不含可交联单体,无法形成交联结构,在后续的干燥过程中,水分丧失留下的微孔通道由于没有得到交联结构的支撑而得到坍塌,最终未能形成含有微孔结构的丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

对比例2

通过下述步骤制备一种丙烯酸酯聚合物微球聚集体:

(1)核的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入1.5g乳化剂SDS和380g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待乳化剂溶解完全且内温达到70±1℃时,加入预先称取好的单体混合物,其中含有16g HEMA、4g HPMA、1.5g MAA和0.2gDAAM,待温度稳定后,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.15g KPS和20g去离子水,计时开始。约5min后,反应物呈现蓝光,单体开始聚合形成聚合物颗粒,约6h后核制备反应完成。

(2)壳的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入200g核乳液和180g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待内温达到70±1℃时,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.1g KPS和20g去离子水,同时开始以2.5g/h的速率滴加丙烯酸酯混合单体,其中含有5g HEMA、4g HPMA和1gMMA,单体滴加完毕后继续反应2h,从而制备得到丙烯酸酯核壳乳液。

(3)微孔结构的制备过程:向步骤(2)制备得到的丙烯酸酯核壳乳液中加入氢氧化钠,使pH值达到8,然后加入0.05g ADH,反应24小时,得到核交联的丙烯酸酯聚合物微球的水分散体,再经过冷冻干燥,得到丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

采用上述核壳乳液聚合手段制备的聚合物粒子,核含有大量的亲水单体,当采用氢氧化钠来中和聚合物乳液时,核中的羧基转变成羧酸钠,亲水性大大提高,由于核与壳亲水性差异较大,核物质与壳物质相互缠绕形成互穿网络结构,当中和完成后,在体系中加入与实施例2中等量的ADH。DAAM与ADH发生反应形成空间网络结构,但由于壳层没有形成交联结构,在后续的干燥过程中,水分丧失留下的微孔通道由于没有得到壳层交联结构的有效支撑而坍塌,最终未能形成含有微孔结构的丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

对比例3

通过下述步骤制备一种丙烯酸酯聚合物微球聚集体:

(1)核的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入1.5g乳化剂SDS和380g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待乳化剂溶解完全且内温达到70±1℃时,加入预先称取好的单体混合物,其中含有16g HEMA、4g HPMA和1.5g MAA,待温度稳定后,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.15g KPS和20g去离子水,计时开始。约5min后,反应物呈现蓝光,单体开始聚合形成聚合物颗粒,约6h后核制备反应完成。

(2)壳的制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入200g核乳液和180g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待内温达到70±1℃时,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.2g KPS和20g去离子水,同时开始以1.5g/h的速率滴加丙烯酸酯混合单体,其中含有5g HEMA、4g HPMA、1g MMA和0.2g EGDMA,单体滴加完毕后继续反应2h,从而制备得到丙烯酸酯核壳乳液。

(3)微孔结构的制备过程:向步骤(2)制备得到的丙烯酸酯核壳乳液中加入氢氧化钠,使pH值达到8.5,得到丙烯酸酯聚合物微球的水分散体,再经过冷冻干燥,得到丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

采用上述核壳乳液聚合手段制备的聚合物粒子,核含有大量的亲水单体,当采用氢氧化钠来中和聚合物乳液时,核中的羧基转变成羧酸钠,亲水性大大提高,由于核与壳亲水性差异较大,核物质与壳物质相互缠绕形成互穿网络结构,当中和完成后,由于核层没有交联,在水相的帮助下,核层的聚合物大分子会缓慢向外迁移,最终核层与壳层产生了宏观的相分离,导致最终的应用过程中未能形成具有弹性的高吸水薄膜。

对比例4

通过下述步骤制备一种丙烯酸酯聚合物微球聚集体:

(1)乳液制备过程:往500mL四口烧瓶中分别称入1.5g乳化剂SDS和380g去离子水,随后安装上搅拌器、氮气导管、温度计和冷凝管,水浴温度维持在73℃,持续通入氮气并开启搅拌,待乳化剂溶解完全且内温达到70±1℃时,加入预先称取好的单体混合物,其中含有15g HEMA、4.5g HPMA、1.3g MAA、0.2g DAAM和0.2g EGDMA,待温度稳定后,加入预先溶解好的KPS溶液,其中含有0.15g KPS和20g去离子水,计时开始。约5min后,反应物呈现蓝光,单体开始聚合形成聚合物颗粒,约6h后反应完成。

(2)微孔结构制备过程:向步骤(1)制备得到的丙烯酸酯乳液中加入氢氧化钠,使pH值达到8.0,然后加入0.1g ADH,反应12小时,得到丙烯酸酯聚合物微球分散体,再经过冷冻干燥,得到丙烯酸酯聚合物微球聚集体。

采用上述步骤制备的聚合物微球聚集体,具有很好的交联结构,但不具有微相分离结构,造成遇水后形成的吸水薄膜弹性不足。

应用实施例

将实施例1-3制得的丙烯酸酯聚合物微球粉末均匀抖落在皮肤或伤口上,在其上喷洒少量生理盐水,约在五分钟内即可形成具有高弹性和高强度的高吸水薄膜,随着时间的延长或者伤口的愈合使组织液渗出减少,高吸水薄膜逐渐干燥,与皮肤或愈合的伤口逐步分离,不会与皮肤或者伤口粘连。

将对比例1-4制得的丙烯酸酯聚合物微球粉末均匀抖落在皮肤或伤口上,在其上喷洒少量生理盐水,无法形成具有足够的弹性和强度的高吸水薄膜,所形成的薄膜在外力作用下很容易破损。

26页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种聚苯乙烯的增韧剂的制备方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!