Структурные особенности биоразлагаемого водного полиуретана

Thread Content

Биоразложимость в основном зависит от размера и структуры молекул полимера, вида микроорганизмов и факторов окружающей среды, причем молекулярная структура и состав материала являются определяющими факторами. В общем случае: углеводородные эстерные связи > пептидные связи > карбаматные связи > углеводородные эфирные связи > метиленовые связи. Кроме того, полимерные материалы с высокой молекулярной массой, упорядоченной структурой молекул и высокой гидрофобностью не способствуют разрушению и росту микроорганизмов, а также затрудняют биодеградацию. Полиуретан — это полимер, в макромолекулярной цепи которого присутствуют повторяющиеся углероднатриевые фрагменты. Основная цепь полиуретана обычно состоит из блоков мягких цепей с температурой стеклования ниже температуры комнаты и блоков жестких цепей с температурой стеклования выше температуры комнаты. Мягкие цепи формируются из олигомерных полиолов (таких как полиэстеры, полиэфиры), а жесткие цепи — из диизоцианатов и низкомолекулярных веществ, способствующих удлинению цепей (таких как диамины и дигликоли). Из-за высокой полярности твердых цепных участков и сильных взаимных притяжений между ними, твердые и мягкие цепные участки имеют тенденцию к спонтанному разделению с точки зрения термодинамики. Поэтому твердые цепные участки склонны собираться вместе, образуя множество микрорегионов, которые располагаются в фазе мягких участков, тем самым формируя структуру микроразделения. Структура поверхности микрофаз полиуретана чрезвычайно похожа на структуру биопленок; он обладает хорошей биосовместимостью. Такая структура цепей полиуретана обеспечивает ему определенную биоразлагаемость. В процессе синтеза полиуретанов можно проектировать их путем выбора различных блоков и регулирования соотношения между мягкими и твердыми частями, тем самым получая полиуретаны с разной химической структурой (линейной, ветвистой, связанной сетью), механическими свойствами (жесткие, гибкие) и термическими свойствами, что позволяет соответствовать различным требованиям применения.