Características estruturais do poliuretano aquoso biodegradável

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A biodegradação depende principalmente do tamanho e da estrutura das moléculas de polímero, do tipo de microrganismos envolvidos e dos fatores ambientais. Dentre esses fatores, a estrutura molecular e a composição do material são os determinantes mais importantes. Em geral, a ordem é: ligações éstericas alifáticas > ligações peptídicas > ligações carbonato > ligações étericas alifáticas > metileno. Além disso, os materiais poliméricos com grande massa molecular, arranjo molecular ordenado e alta hidrofobicidade não são favoráveis à erosão e ao crescimento de microrganismos, nem à biodegradação. O poliuretano é um polímero cuja cadeia principal contém segmentos repetidos de uretano. A cadeia principal do poliuretano é geralmente composta por segmentos flexíveis, cuja temperatura de transição vítrea é inferior à temperatura ambiente, e por segmentos rígidos, cuja temperatura de transição vítrea é superior à temperatura ambiente. Os segmentos flexíveis são formados por polióis oligoméricos (como poliésteres e poliéteres), enquanto os segmentos rígidos são formados por diisocianatos e agentes expansores de baixo peso molecular (como diaminas e dióis). Devido à forte polaridade dos segmentos rígidos, que gera uma grande força de atração entre eles, os segmentos rígidos e os segmentos macios tendem, do ponto de vista termodinâmico, a se separar espontaneamente. Portanto, os segmentos rígidos tendem a se agrupar, formando muitas microregiões que se distribuem na fase dos segmentos macios, criando assim uma estrutura de separação em microfases. A estrutura superficial das microfases do poliuretano é muito semelhante à das membranas biológicas, o que lhe confere uma boa biocompatibilidade. Essa estrutura de cadeias do poliuretano faz com que ele tenha certa capacidade de biodegradação. No processo de síntese do poliuretano, é possível projetá-lo selecionando diferentes blocos e ajustando a proporção entre os blocos rígidos e flexíveis. Dessa forma, é possível obter poliuretanos com diferentes estruturas químicas (como lineares, ramificados ou reticulados), propriedades mecânicas (rígidas ou flexíveis) e propriedades térmicas, de modo a atender às diversas necessidades de aplicação.