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有机硅和聚醚以及有机硅和聚碳酸酯
发布时间：
2023-09-26
有机硅聚合物在生物医学领域的应用由来已久，尤其是在心血管领域。一般来说，纯有机硅聚合物具有良好的血液相容性和相对的非血栓性；然而，它们缺乏机械完整性和物理性能，如撕裂和切割生长扩展性，以及某些关键应用所需的较高模量。含有机硅的聚氨酯已被开发出来，不仅可提高有机硅聚合物的物理性能，还可提高无有机硅聚氨酯的表面和体积性能。（采购有机硅聚氨酯共聚物；有机硅聚碳酸酯聚氨酯共聚物；请立即联系富临塑胶）
有用的软链段组合包括聚亚烷基碳酸酯+聚二甲基硅氧烷或聚环氧烷+聚二甲基硅氧烷。增加有机硅含量可提高生物稳定性和（氧）渗透性，但会快速降低韧性。具有这些混合软链段的聚氨酯可以通过软链段组成进行优化，例如，生物稳定性和/或渗透性，同时最大化物理机械性能。图 16 显示了有机硅含量对九种聚合物（包括由混合 PTMO+PSX 软链段组合制成的聚合物）的透氧性的影响。当将该图外推到含有 100% 有机硅的“假想聚氨酯”时，获得了纯 PSX 的透氧性文献值，在具有两个软段（其中一个为亲水段）的无孔聚氨酯（脲）中，透气性可得到精确控制。在这里，增加PEO + PTMO（聚四亚甲基氧化物）聚醚脲中的聚氧化乙烯（PEO）含量可提高 "倒杯 "湿气透过率（MVTR），根据ASTM E 96-BW标准测量，薄膜厚度为0.001英寸。各类聚合物的MVTR值相差五个数量级。亲水性聚氨酯是已知的透湿性最好的高强度聚合物之一，其应用包括薄膜、伤口敷料和用于防止手术后粘连的（可生物降解）薄膜。如右图所示，定制葡萄糖渗透性（在扩散细胞中测量）也是可能的。在该系列聚合物中，PEO含量低于10%时，葡萄糖渗透系数无法测量，但当PEO含量高于该浓度时，葡萄糖渗透系数迅速增加。
1978年首次报道了有机硅和有机软段在提高生物稳定性方面的协同作用，1988年再次进行了报道。这促使多家公司将有机硅聚氨酯共聚物推向市场，并声称其特定成分具有新颖性。
科学家在聚氨酯中混合了PDMS和聚醚（也称为聚亚烷基氧化物）软段，在膜中创造了选择性气体渗透性和扩散性。他们注意到，通过加入PDMS相，聚醚基聚氨酯膜的微观结构转变为更多相结构。
早期，科学家表明，消除过氧化物固化硅橡胶 (Silastic 372) 中的各种杂质和表面不均匀性极大地影响了心血管应用中的体外凝血特性。研究发现，除了在亚微观域中增强二氧化硅颗粒之外，加工方法、催化剂污染物和成型条件也会影响凝血。 研究人员报道了嵌段聚（二甲基硅氧烷）聚脲-聚氨酯的物理性质以及与血液接触性质相关的相分离程度。虽然这些材料的物理性能（拉伸强度和模量）与不含 PDMS 的聚合物相比并没有显着降低，但通过接触角测量时，材料的表面性能更具疏水性。这些发现的关键认识是表面相互作用在生物相互作用和稳定性中发挥着关键作用。
基于己烷二异氰酸酯改性的聚醚-PDMS软链段的聚二甲基硅氧烷(PDMS)聚脲-聚氨酯显示出三个不同的相：富含PDMS的相、富含聚醚软链段的相和富含硬链段的相。当在犬离体模型中评估其血液接触特性时，与软段中不含 PDMS 的聚合物相比，它们具有较低的粘附血小板和纤维蛋白原沉积。改变这些聚合物软链段中 PDMS 的含量并没有显示出它们的血液接触特性存在显着差异。掺入聚氨酯中的 PDMS（作为端基、主链或侧基或通过混合物）具有极高的表面活性。构造制品的面向空气的表面可能会被体积浓度<<1wt%有机硅的PDMS饱和。
基于己烷二异氰酸酯改性聚醚-PDMS软段的聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚脲-聚氨酯显示出三个不同的阶段：富含PDMS的阶段、富含聚醚软段的阶段和富含硬段的阶段。在犬体外模型中评估其血液接触性能时，与软段中不含PDMS的聚合物相比，它们的粘附血小板和纤维蛋白原沉积较低。在聚氨酯中加入PDMS（作为端基、骨架或悬垂基，或通过混合）具有极高的表面活性。当有机硅的体积浓度<<1 wt%时，配置物品的朝气表面可能会被PDMS饱和。
最佳有机硅含量为<<100%的有机硅软段。这一点在需要最大物理机械性能的应用中尤为适用，因为有机硅含量过高通常会降低韧性和切口扩展等性能。
最近，人们制造了聚六亚甲基氧化物（PHMO）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）基大二元醇及其混合物，并对其进行了表征，它们表现出了可预测的硬段和软段混合特性。
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