官能基化ひまわり種子油からのバイオベースポリウレタンの合成

科学分野:

• 高分子科学
• 生体材料工学
• 持続可能な化学

背景:

• ポリウレタン（PU）は、生物医学システムに応用される多用途ポリマーです。
• 石油ベースのPUの持続可能な代替品を開発することは、環境および健康上の理由から非常に重要です。
• 植物油は、バイオベースポリオールの合成のための再生可能な原料を提供します。

研究 の 目的:

• 再生可能なひまわり種子油由来ポリオールを使用してバイオベースポリウレタン（PU）を合成すること。
• これらのPUの物理化学的および機械的特性を評価し、生物医学的応用への潜在的な使用を検討すること。
• これらのバイオベースPUから多孔質スキャフォールドを製造する方法を検討すること。

主な方法:

• 2つの異なるオイルポリオールを、グリセロールエステル交換（GM）およびエポキシ化（EPO）によって調製しました。
• ポリオールを、PTMEGおよび/またはPEGの存在下で1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート（HDI）と反応させました。
• 材料のキャラクタリゼーションには、MALDI-TOF MS、NMR分光法、ATR-FTIR、引張試験、DSC、DMA、およびSEMが含まれていました。
• 塩浸出技術を使用してスキャフォールドを製造しました。

主要な成果:

• 官能基化ポリオール前駆体の合成とキャラクタリゼーションに成功しました。
• 得られたPUフィルムは、優れた柔軟性（885％）と機械的強度（23 MPa）を示しました。
• 架橋密度は、Kohlrausch-Williams-Watts方程式によってモデル化された粘弾性挙動により、優れた機械的特性に寄与しました。
• ひずみ硬化挙動が観察され、数学的にモデル化されました。
• 塩浸出法を用いて多孔質スキャフォールドを製造しました。

結論:

• ひまわり種子油は、機能性ポリウレタンを製造するための多用途な原料です。
• 合成されたバイオベースPUは、高度なポリマーシステムに適した調整可能な機械的特性を備えています。
• これらの材料は、柔軟で頑丈な持続可能な生物医学用フィルムおよびスキャフォールドの開発に大きな可能性を秘めています。