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本课题主要对不同体系的聚氨酯(脲)的生物性能进行了研究。通过预聚法合成了不同系列的聚氨酯(脲)弹性体。由改变加料顺序来考察聚合工艺对聚氨酯弹性体最终性能的影响:经拉伸测试、水接触角测试、细胞活性测试及溶血实验研究了硬段含量、异氰酸酯类型、软段类型以及扩链剂类型对聚氨酯(脲)弹性体力学性能及生物相容性的影响;利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)进行了结构表征并分析了聚氨酯羰基区的氢键化程度;利用差示扫描量热计(DSC)、扫描电镜(SEM)分析了其内部微观结构与宏观性能之间的关系。
结果表明:-NCO过量法合成出来的聚氨酯的性能更加优良;E300的扩链效果宏观上其力学性能、亲水性及生物相容性上要好于BDO,微观上其氢键化程度要高于BDO,使得其相分离程度更高;TDI作异氰酸酯合成出的聚氨酯的性能也稍微好于IPDI,但是二者的差异并不十分明显,且由于FDI的高挥发性,高毒性,易对操作人员及产品商品化后的最终受体产生潜在的伤害,而IPDI则没有这方面的缺陷;聚碳酸酯二元醇在力学性能、亲水性及生物相容性上的表现都要好于PTMG;在选用IPDI作异氰酸酯、聚碳酸酯-2000作软段及E300作扩链剂的配方中,最佳硬段含量为43%。SEM分析表明在IPDI基聚氨酯脲中,当硬段含量由25%增长到55%的过程中,硬段相逐步由分散相转变为连续相。
由于含氟医用材料都具有良好的抗凝血能力,本课题还将氟引入聚氨酯中,氟类封端剂的引入对样品的分子量产生了一定的影响,随着封端剂量的增加,聚合物分子量呈现下降的趋势,直到氟含量为8.1%,虽然有所下降但是其性能还是能满足聚合物的应用要求,同时,氟含量为8.1%时其抗血栓形成的能力最高。