Copolyesteramide (CPA) unterschiedlicher MikroStruktur - Entwicklung eines reaktiven Extrusionsprozesses zur kontinuierlichen Herstellung von resorbierbaren CPA auf einem Doppelschneckenextruder

不同微观结构的共聚酯酰胺 (CPA) - 开发用于在双螺杆挤出机上连续生产可吸收 CPA 的反应挤出工艺

• 批准号: 55579899
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Edmund Haberstroh
• 金额: --
• 依托单位: DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e.V.
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/55579899?language=en
• 关键词: Copolyesteramide; CPA; unterschiedlicher; MikroStruktur; Entwicklung

Eine besondere Bedeutung in der Medizintechnik kommt den resorbierbaren Polymeren zu. Herkömmliche bioresorbierbare Werkstoffe auf Basis von Polyglycolsäure (PGA) oder Polylactidsäure (PLA) weisen einige Nachteile auf, von denen insbesondere der Abbaumechanismus zu erwähnen ist. Copolyesteramide (CPA) sind eine Gruppe von bioabbaubaren Werkstoffen, die derartige Probleme nicht aufweisen. Sie werden nach einem für den Körper verträglicheren Mechanismus abgebaut. Grundsätzlich handelt es sich bei den CPA um Polymere auf Basis von E-Caprolactam, α, ω-Diolen und Dicarbonsäuren. Diese besitzen in der Hauptkette Ester- und Amid-Gruppen, die die Eigenschaften des Werkstoffs prägen. Erstes Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von CPA's mit unterschiedlichen thermischen und mechanischen Eigenschaften, kontrollierbarer Bioabbaubarkeit und guten Verarbeitungseigenschaften. Für diese Entwicklung werden unterschiedliche Mikro-Strukturen hinsichtlich der Zahl und der Sequenz von Amid und Ester-Gruppen in der Hauptkette angestrebt. In Laborversuchen bei TexMC werden im Batch-verfahren CPA's hergestellt die eine, zwei und drei aufeinander folgende Amidgruppen statistisch entlang der Polymerkette verteilt aufweisen. Zur Synthese werden zum einen die Edukte variiert, wobei ε-Caprolactam, α,ω-Aminoalkohole, Diamine, Derivate von Dicarbonsäuren und Diole zum Einsatz kommen. Zum anderen wird die Vorgehensweise bei der Synthese variiert. Für statistisch verteilte Amidgruppen entlang der Kette wird ε-Caprolactam, Dicarbonsäurederivate und Diole gleichzeitig zur Reaktion gebracht. Für die Herstellung von CPA's mit zwei oder drei aufeinander folgenden, statistisch verteilten Amidgruppen wird zunächst ein Vorkondensat aus ε-Caprolactam, dem α, ω-Aminoalkohol, bzw. dem Diamin hergestellt, bevor die Polykondensation mit dem Dicarbonsäurederivat und dem Diol erfolgt. Ein weiteres Ziel der CPA-Entwicklung ist die Verwendung von funktioneilen Bausteine zum Einführen von funktionellen Gruppen in die Haupt- und Seitenketten der CPA's. Durch den Einbau von funktionelle Gruppen ist eine anschließende chemische Ankopptung von Substanzen, wie zum Beispiel biologischen Signalen, an die CPA möglich. Für alle dargestellten CPA folgt eine vollständige chemische und physikalische Charakterisierung. Drittes Ziel ist die Entwicklung einer Verfahrenstechnik zur wirtschaftlichen Herstellung der CPA auf Schneckenreaktoren. Aufgrund der modularen und flexiblen Bauweise, der selbstreinigenden Wirkung der ineinandergreifenden Schnecken und der engen Verweilzeitverteilung, sind gleichlaufende Doppelschneckenextruder für die Synthese solcher Produkte mit hoher Viskosität sehr gut geeignet. Von den bei TexMC entwickelten CPA werden gemeinsam mit dem IKV insgesamt drei Typen ausgewählt, für die der reaktive Extrusionsprozess erforscht werden soll. Zunächst wird das am IKV vorhandene Simulationsprogramm MOREX für den Anwendungsfall „Reaktive Extrusion von CPA" erweitert. Es werden Anlagenkonfigurationen und Prozessparameter für maximale Umsätze bei hohen Durchsätzen ausgelegt. Nach Auslegung der Prozesse erfolgen der Aufbau und die Inbetriebnahme des Extrusionsanlage und die Durchführung von Versuchen nach einem statistischen Versuchsplan. Die Untersuchungen umfassen auch Variationen des Anlagenaufbaus, wie zum Beispiel des Zugabeortes der Edukte, der Verfahrenslänge und der Ort der Entgasung. Parallel zu den Extrusionsversuchen findet eine eingehende Charakterisierung der hergestellten Polymere statt. Dafür und für die Optimierung des reaktiven Extrusionsprozesses ist eine enge Zusammenarbeit des IKV mit TexMC erforderlich. Durch reaktive Extrusion werden für die Weiterverarbeitung im Spritzgieß- und Schmelzspinnprozess nutzbare Mengen hergestellt. Es folgt die Herstellung von Probekörpern und die umfangreiche Charakterisierung, insbesondere der mechanischen Eigenschaften beispielsweise durch Zug- und Schlagbiegeprüfung. Bei Erfolg dieses Projektes wird es möglich sein, maßgeschneiderte CPA für unterschiedliche Einsatzbereiche (Hart-, Weichgewebekontakt, Drug Release-Systeme, etc.) wirtschaftlich im reaktiven Extrusionsprozess herzustellen.

在医学技术中，有一个更重要的问题是如何吸收聚合物。基于聚乙二醇（PGA）或聚乳酸（PLA）的生物可吸收材料可以作为一种特殊的材料使用，这种材料可以通过吸收机理来实现。共聚酯酰胺（CPA）是生物合成材料中的一类，其存在的问题尚未解决. Sie韦尔登nach einem für den Körper verträglicheren Mechanismus abgebaut. CPA的基本原理是以E-己内酰胺、α，ω-二烯和二碳烯为基础的聚合物。这是在总部和酰胺集团，这是工人的特点。第一个研究是CPA的发展，它具有独特的热效应和机理特性，控制生物相容性和良好的物理特性。这一发展韦尔登在中央指挥部的中间和埃斯特集团中，对微观结构进行了深入的研究。在TexMC韦尔登对CPA进行批量测试时，有两三个不同的聚合物测试组进行了统计。本文介绍了ε-己内酰胺、α，ω-氨基烷酮、二胺、二碳衍生物和二胺的各种韦尔登合成方法。在合成物的变化中，前壁也会变化。Für statistisch verteilte Amidgruppen entlang der Kette wird ε-Caprolactam，Dicarbonsäurederivate und Diole gleichzeitig zur Reaktion gebracht.对于CPA的两个或三个以上的研究，统计学上确定的酰胺组将从ε-己内酰胺，α，ω-氨基醇，bzw中获得一种Vorkondensat。用二碳衍生物和二醇进行多缩合。CPA开发的一个重要领域是CPA的奥普特-和Seitenketten中的功能组的功能包。功能组的D.D. den Einbau是物质的一种辅助化学锚，如Beispiel biologischen Signalen和CPA möglich。所有的CPA都有一个很好的化学和物理特性。Drittes Ziel是CPA在Schneckenreaktoren上的一种可扩展的测试技术。由于具有模块化和柔性的结构，以及内部和外部的自弯曲结构，因此，对于具有更高粘度的Synthese solcher Produkte来说，双螺杆挤出机是一种很好的选择。Von den bei TexMC entwickelten CPA韦尔登gemeinsam mit dem IKV insgesamt drei Typen ausgewählt，für die der rektive Extrusionsprozess erforscht werden韦尔登。Zunächst wird das am IKV vorhandene Simulationsprogramm MOREX für den Anwendungsfall“Reaktive Extrusion von CPA”erweitert. Es韦尔登Anlagenkonfigurationen und Prozessparameter für maximale Umsätze bei hohen Durchsätzen ausgelegt. Nach Auslegung der Prozesse erfolgen der Aufbau und die Inbetriebnahme des Extrusionsanlage und die Durchführung von Versuchen nach einem statistischen Versuchspplan.该研究也涉及到建筑物的变化，如教育、教学和娱乐设施的差异。平行的挤出试验发现了一个很好的多聚体的特性。Dafür und für die Optimierung des reaktiven Extrusionsprozesses ist eine enge Zusammenarbeit des IKV mit TexMC erforderlich.真空挤出韦尔登für die Weiterverarbeitung im Spritzgiestung- und Schmelzspinnprozess nutzbare Mengestellt.这是由于探测器的定位和其独特的特性，使其具有通过Zug- und Schlagbiegeprüfung实现的独特的机械结构。Bei Erfolg dieses Projektes wird es möglich sein，maßgeschneiderte CPA für unterschuedliche Einsatliche reiche（哈特-，Weichgewebekontakt，Drug Release-Systeme，etc.）挤出过程中的冷却剂。