可降解聚氨酯材料综述

可降解聚氨酯材料综述刘桂花岭南师范学院基础教育学院湛江2012367127摘要：聚氨酯材料是一类应用十分广泛且性能优异的高分子材料，本文将从其研究背景、合成研究和发展前景、以及应用几个方面进行综述，并提出其今后的发展方向。关键词：聚氨酯背景合成发展前景应用前言：聚氨酯分子链上均含有氨基甲酸酯重复单元，通常也会含有月尿键、酯键、酰键和芳香键等，通过改变分子链上烧基基团以及取代酰胺键上的氢原子，可以制备多种聚氨酯材料。聚氨酯材料具有良好的生物相容性和抗血栓性，优良的力学性能、已加工成型、价位较低等优点。在众多领域应用广泛，通常用作塑料、橡胶、纤维、黏合剂、合成皮革、防水材料以及铺饰材料等，因此是目前材料领域的一个研究热点。但是由于其几乎不能降解，给其工业的发展带来了污染环境的问题，因此，近年来可降解聚氨酯材料备受关注。【一】可降解聚氨酯材料研究背景：聚氨酯材料是现代塑料工业中发展最快的品种之一，由于聚氨酯在自然界中不可降解而回收利用困难，所以聚氨酯的蓬勃发展也带来了其废弃物污染环境的问题，开发可降解聚氨酯材料被认为是解决这一难题的理想途径之一。【二】可降解聚氨酯材料合成研究：可降解聚氨酯的合成主要是用共混或共聚的方法引入可降解成份或基团（如聚乳酸、聚£-己内酯等）作为软段，以聚二异割酸酯作为硬段，从而形成软硬段的嵌段式结构。通过调节软硬段的比例以及种类，可以控制其降解速度、弹性模量、结晶度、抗张强度、杨氏模量等主要性质。目前，可降解聚氨酯的合成主要有两类：一类是利用天然高分子中的多元醇；另一类是利用可降解的合成聚合物多元醇，以此部分或全部用作聚氨酯合成时所需的多元醇原料，从而合成可降解型聚氨酯。1、利用天然高分子材料合成可降解聚氨酯利用天然高分子化合物的可降解性能，将含有多个羟基（-OH）的天然高分子化合物作为聚氨酯多元醇组分之一，制成各种聚氨酯材料，既可以降低多元醇的用量，又可以赋予制品的可降解性能。天然高分子化合物的原料品种多，来源丰富，且价格低廉。例如我们生活中常见的植物树皮，以及品种繁多的淀粉等。其方法是树皮改性聚氨酯，淀粉改性聚氨酯。树皮需要复杂的加工过程后才能用与改性聚氨酯材料，淀粉作为天然的可再生资源，可以不经过加工而直接由于改性聚氨酯材料，因此，淀粉成为生产可降解聚氨酯材料的最优良原料。SonalDesai等1分别用干燥过的淀粉和三羟基丙烷（TMP）制备聚氨酯弹性体即（ST-PU和TMP-PU）并对两者的性能做了比较，结果表明：淀粉基聚氨酯显示出更好的机械性能，随体系中淀粉含量不断增加，ST-PU的拉伸强度和断裂伸展率均明显提高。DSC（差示扫描量式法） 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 表明，发生了相分离，ST-PU弹性具有更好的生物降解性。HyoeHayakeyama等2】把植物组分（糖浆、木质素、木根填料、咖啡末等）分散或溶解在聚乙二醇或聚酰砚树脂中，然后在室温下与苯基甲烷二异停酸酯混合，得到预固化物，再经热压制得聚氨酯片。采用土埋法测定其性能，9个月后失重5%~10%（聚氨酯-咖啡末）12个月后失重15%（聚氨酯-糖浆）。2、利用人工合成聚合物和成可降解聚氨酯张志斌等3】首次将预聚一扩链一中和一乳化法联合运用，一步合成了自乳化聚氨酯微球。研究了自乳化聚氨酯微球的合成条件。包括乳化时间、反应温度、聚合时间和搅拌速度等对微球的影响。合成可降解自乳化聚氨酯微球的原料最佳配方为IPDI:PPG:PLA=6:1.7:0.3（摩尔比）。邓阳全等4】通过自乳化的方法合成了具有聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯嵌段结构的聚氨酯水溶液，再用凝聚相分离法合成了一种新型的聚氨酯微球。研究了聚乙二醇分子量、异停酸基与羟基的摩尔比、聚己内酯与聚乙二醇的摩尔比、预聚温度、聚氨酯水溶液、CaCl:浓度和搅拌速度等条件对聚氨酯微球的影响，应用傅里叶变换红光谱（nm）和扫描电子显微镜（SEM）表征了微球的化学结构和表面形态结构。通过对合成条件的优化，找出了合成稳定、均匀和形态好的聚氨酯微球的最佳条件。【三】可降解聚氨酯材料的发展前景：随着经济发展水平的不断提高，环保理念逐步深入人心，以及技术发展水平的不断提高，降解塑料替代石化类普通塑料将是塑料产业发展的方向。目前使用的绝大多数塑料等高分子材料在自然条件下均不可降解，高分子材料的大量使用，导致白色污染问题日益严重，对环境造成了巨大的破坏。目前世界上许多国家以立法限制使用一次性非降解材料，提倡使用降解塑料制作的一次性购物袋，垃圾袋等。由于聚氨酯材料是现代塑料工业中发展最快的品种之一，因其独特的结构和优异的性能，以泡沫塑料、、弹性体、胶黏剂等形式广泛应用于建筑、汽车工业、国防、航空等国民经济各领域。尤其是包装和医疗等领域,聚氨酯材料均占有重要的地位。因此，其发展前景是非常诱人的。【四】可降解聚氨酯材料的应用：1、可降解聚氨酯在生物医学材料方面的应用聚氨酯作为生物材料与其他材料相比，具有如下突出特点：良好的生物相容性，在37摄氏度材料的硬性可根据需要调节，在体内进出物很少，抗扭结性好，物理机械性能范围宽，加工性能好，表面光滑等。目前，世界范围内由聚氨酯制作的介入导管在临床的使用频率约为100万次/月。1、1作为智能药物缓释材料智能化-即生物响应给药系统是目前研究的一热点，生物响应给药系统可以感知疾病所引起的化学物质及物理量变化的信号，药剂能对信号响应，并自主的控制药物释放。1、2作为组织工程材料组织工程用材料已经成为近年来研究工作的一个热点。作为组织工程用材料最基本的要求是能够与细胞外基质及组织发生相互作用从而引起细胞在其中分化及增殖。因此，可降解聚氨酯已经成为一种重要的组织工程用材料。1、3作为外科用材料庄小雄等［5］探讨了医用聚氨酯手术薄膜的研究与发展。以聚氨酯薄膜为底基材料涂覆医用压敏胶黏剂的医用手术薄膜。2、可降解聚氨酯在形状记忆方面的应用形状记忆聚氨酯材料的硬段聚集成微区起物理交联点或化学交联点作用，从而实现形状记忆功能。为提高可降解形状记忆聚氨酯各种性能，研究方向根据材料的特性又分为热塑性可降解形状记忆聚氨酯和热固性可降解形状记忆聚氨酯两种。3、可降解聚氨酯在其他方面的应用除了应用于医学材料领域以外，目前，可降解聚氨酯在包装材料、农业、林业、园艺、纸基涂料等方面也有应用。张海荣等［6］研究了聚酰多元醇与甲苯二异割酯制备通用聚氨酯泡沫塑料，加入易被生物降解的玉米淀粉、木屑、废旧纺织棉和粘胶纤维一同发酵，制备可降解泡沫塑料的配方。【五】未来展望：聚氨酯作为被广泛使用的高分子材料，其生产及废弃物对环境的影响已经成为各国关(1)可将降解聚氨酯的降解速注的焦点。使用可降解聚氨酯材料是扩大生物医学材料的应用潜力和减少聚氨酯材料污染的有效途径之一。我认为今后的研究工作应遵循以下几点:度的控制；(2)利用绿色天然原料，如纤维素、淀粉等；(3)研究可降解聚氨酯新型经济型、环保型生产工艺，进一步改进其综合性能等方面的研究。可降解聚氨酯材料势必有更为广阔的应用前景。参考文献DesaiSonal,ThakoreIMSarawadeBD,SlrekhaDfvlStructureproperlyrelationshipinpolyurethaneelastomerscontainingstarchasacorsslikner[J].PolymEngSic,2000,40(5):1200-1210.HyoeHataeyama,ShigeoHirose,Tatakeyama.JMS[J].PureApplChem,1995,A32(4):743-750.张志斌，唐昌伟，王琦等，可降解自乳化聚氨酯微球的合成及性能研究[J]..功能材料2005,36(8):1232-1234.邓阳全，邵丽，杨银等，新型聚氨酯微球的合成及其形态研究[J]..功能材料，2009,10(40):1705-1708.庄小雄，韩朝阳，罗欣，医用聚氨酯手术薄膜[J].中国粘胶剂，2004,2(13):33-35张海荣，张磊，郑鹏等，缓冲包装用可生物降解聚氨酯泡沫塑料的制备和性能研究[J].聚氨酯，2008,2(69):94-96