自愈,透明,生物降解和形状可记得的聚氨来自二氧化碳基二醇
Xin Huang1, Tingting Zhao1, Shuanjin Wang1
1The Key Laboratory of Low-Carbon Chemistry & Energy Conservation of Guangdong Province, State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Materials Science and Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|September 28, 2024
概括
来自二氧化碳 (CO2) 的新型热塑性聚氨 (TPU) 具有显著的自我愈合和形状记忆特性. 这些可持续的基于二氧化碳的TPU还显示出出色的生物相容性和可生物降解性,适用于工业应用.
科学领域:
- 聚合物科学 聚合物科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 热塑性聚氨 (TPU) 是具有多种应用的多功能聚合物.
- 开发可持续的替代石油基聚合物对环境保护至关重要.
- 二氧化碳 (CO2) 的利用为创造新型聚合物材料提供了一个有前途的途径.
研究的目的:
- 为了合成和描述一系列基于CO2的TPU,使用基于CO2的聚碳酸二醇 (PPCDL).
- 研究这些新型TPU的机械,热,光学,屏障,自我愈合,形状记忆,生物相容性和降解特性.
- 评估这些基于二氧化碳的TPU在各种工业应用中的潜力.
主要方法:
- 使用PPCDL,4,4'-甲基二 (环基异酸盐) (HMDI),聚乙烯甘醇 (PPG) 和1,4-butanediol (BDO) 合成基于CO2的TPU.
- 对材料性能进行系统的调查,包括机械测试,热分析 (DSC),光学清晰度评估,屏障性质评估 (水蒸气透性),形状记忆测试,生物相容性测试和生物降解研究.
- 材料性能与硬段含量和软段组成的变化相关,特别是PPG的结合.
主要成果:
- 所有合成的TPU都是高度透明的无形聚合物,其玻璃过渡温度 (Tg) 介于15-45°C之间,可根据硬/软部分内容调节.
- 在软段中结合PPG的TPU表现出了特殊的自我修复和形状记忆行为,形状固定率高达98.9%,形状恢复率高达88.3%.
- 基于二氧化碳的TPU显示出优越的水蒸气透性,良好的生物相容性和有利的生物降解特性.
结论:
- 基于二氧化碳的TPU可以使用PPCDL,HMDI,PPG和BDO有效合成.
- 将PPG纳入软片段显著增强了自我愈合和形状记忆功能.
- 这些可持续的,高性能的基于二氧化碳的TPU显示出在聚氨行业广泛应用的巨大潜力.
