基于调节季铵盐臂长策略的抗菌聚氨酯的制备

摘要

聚氨酯（PU）因其良好的力学性能、加工性能和生物相容性，被广泛应用于生物医学植入领域。然而，传统聚氨酯植入物表面易发生细菌黏附，可能引发感染并威胁患者健康，因此开发具有高效抗菌性能的聚氨酯材料具有重要研究价值。以溴烷基酸甲酯为原料，通过引入季铵盐（QAS）基团和双羟基结构，并调控溴烷基酸甲酯中溴原子与酯基之间的烷基链连接臂长度（分别为1、3、5个碳原子），合成了3种具有不同烷基链连接臂长度的季铵盐扩链剂（Bn,n=1,3,5）。将聚己内酯二醇（PCL）与六亚甲基二异氰酸酯（HDI）反应生成预聚物，以1,4-丁二醇（BDO）和Bn作为扩链剂进行共扩链反应，制备了QAS阳离子中心与主链间的烷基链连接臂长度可调控的聚氨酯（PU-Bn）。系统研究了QAS臂长对材料的热力学性能、抗菌性能及溶血性能的影响。结果表明，所有PU-Bn材料均表现出良好的热稳定性、优异的力学性能和较低的溶血率。抗菌实验显示，QAS臂长对抗菌性能具有显著影响，其中具有较短臂长的聚氨酯具有更好的抗菌能力，抗菌效果依次为：PU-B1>PU-B3>PU-B5。

关键词

聚氨酯 / 抗菌 / 季铵盐 / 结构 / 性能