最新研究称医用聚氨酯可能会水解

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生物基可降解聚氨酯的合成、功能化改性及医学应用研究

生物基可降解聚氨酯的合成、功能化改性及医学应用研究摘要：生物基可降解聚氨酯作为一种优秀的生物材料，因其优良的可降解性、生物相容性以及可调控性等特点，已经在医学领域得到了广泛的研究和应用。

本文介绍了生物基可降解聚氨酯的合成方法、功能化改性及其在医学上的应用，包括纤维组织修复、药物递送、生物显微镜成像和人工血管等方面的研究进展，并对未来该领域的发展进行了展望。

关键词：生物基可降解聚氨酯；合成；功能化改性；医学应用1.绪论生物基可降解聚氨酯（Biodegradable Polyurethane，简称BDPU）是一类以生物源性和可降解原料为基础，通过聚氨酯化学反应制得的高分子材料。

BDPU不仅具有优良的可降解性、生物相容性以及可调控性等特点，而且其结构和性质可通过不同的合成方法和功能化改性来实现多样化的医学应用。

目前，BDPU已经在纤维组织修复、药物递送、生物显微镜成像和人工血管等方面得到了广泛的应用。

2.生物基可降解聚氨酯的合成方法生物基可降解聚氨酯可通过多种方法合成，其中最常用的方法是以环氧化油（Epoxidized Soybean Oil，简称ESO）为原料，通过开环聚合反应形成环氧化聚酯，然后将其与异氰酸酯（Isocyanate）基团在催化剂的作用下进行聚氨酯化学反应得到BDPU。

此外，还可以利用天然生物聚合物如淀粉、酪蛋白、明胶等来制备BDPU，也可以通过共聚反应或交联反应来获得BDPU。

3.生物基可降解聚氨酯的功能化改性为了实现BDPU在不同医学领域的应用，研究人员通过对BDPU进行功能化改性，使其具有更广泛的应用性能。

目前，常用的功能化改性方法包括控制聚氨酯链的长度和分子量、加入胶原蛋白等生物大分子、添加多肽链等生物活性物质、引入磁性基团、光敏基团以及化学修饰等方法。

4.生物基可降解聚氨酯在医学应用中的研究进展4.1 纤维组织修复BDPU作为一种生物可降解材料，具有较好的生物相容性和可调控性，已经应用于人类组织工程和修复医学领域。

PEG对生物可降解聚氨酯性能影响的研究

PEG对生物可降解聚氨酯性能影响的研究田存1周青1*喻建明1王彤2臧洪瑞2(1. 北京科聚化工新材料有限公司102200)(2. 北京同仁医院100730)摘要：以不同分子量的聚乙二醇(PEG)为引发剂，通过开环聚合引发丙交酯和己内酯单体合成聚己内酯-丙交酯-聚乙二醇(PCLA-PEG)的共聚物；用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)对合成的共聚物进行封端，并进行扩链反应制备一系列PEG含量不同的生物可降解聚氨酯。

通过红外以及DSC研究了PEG含量对聚氨酯材料结构的影响，发现采用分子量较高的PEG制备的材料，其软硬段相分离程度较高；另外对样品进行了力学性能、亲水性及降解性进行了测试，发现PEG含量增加，样品的力学性能下降，亲水性能提高，降解速度加快。

关键词：聚己内酯-丙交酯；聚乙二醇；生物降解；生物医用聚氨酯材料具有良好的机械性能、生物相容性、血液相容性以及易加工等特点，被认为是最具有价值的医用合成材料之一。

现代医学的治疗对生物高分子材料提出更高的要求，在骨折内固定、人工皮肤、人工血管以及药物控制缓释放等方面，经常需要一些暂时性的医用材料，这就期望高分子材料不仅有良好的生物相容性，而且在创伤愈合或药物缓释放过程中可生物降解和降解产物容易被吸收或代谢，免除了患者二次手术的痛苦。

聚己内酯和聚丙交酯降解后无毒副作用，因此常用其作为软段制备聚氨酯，但是聚己内酯和聚丙交酯均聚物易结晶，降解速率较低[1，2，3]，而加入PEG可以提高其降解速率[4]。

因此本文选择用聚乙二醇为引发剂合成聚己内酯/丙交酯共聚物作为聚氨酯的软段，将亲水性较强的PEG引入到分子链中，并且选用脂肪族异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)[5]和1,4-丁二醇(BDO)为硬段，考察软段中PEG含量不同对材料结构与性能的影响。

1 实验部分1.1主要原料丙交酯，冷冻密封保存，北京元生融科技有限公司。

ε-己内酯，工业级，青岛华元聚合物有限公司，通过氢化钙脱水，然后减压蒸馏得到除水的ε-己内酯。

聚氨酯丙烯酸酯的生物降解性能研究及其应用

聚氨酯丙烯酸酯的生物降解性能研究及其应用一、前言随着人们对环境污染的日益关注，生态建设也越来越成为了各国政府和社会的重点关注领域。

在这样的背景下，寻找一种具有较好的生物降解性能，并且广泛应用于生活和工业领域中的材料，就成为了研究者们努力探索的方向之一。

而本文所涉及的聚氨酯丙烯酸酯就是其中的一个醒目代表。

二、聚氨酯丙烯酸酯的简介聚氨酯丙烯酸酯是一种热塑性弹性体，是由聚氨酯和丙烯酸酯所组成的混合物。

它具有耐油性、耐水性、耐氧化性、耐臭氧性和耐疲劳性等特点，这使得它在汽车、建筑、制衣、家具等领域中都有广泛的应用。

同时，其特殊的化学结构还使其拥有非常好的生物降解性能，能够在自然环境下很快地被降解和分解。

三、生物降解性能研究聚氨酯丙烯酸酯的生物降解性能研究是近年来研究者们关注的焦点。

在实验室中，科研人员利用不同的降解菌株对聚氨酯丙烯酸酯进行降解实验并测试降解效果。

这些实验表明，聚氨酯丙烯酸酯的降解速度较快，能在较短时间内分解成小分子化合物。

当聚氨酯丙烯酸酯材料应用于土壤中时，它会在土壤微生物的作用下，逐渐分解并释放出能被微生物利用的营养物质，从而提高了土壤肥力和生态环境的质量。

四、聚氨酯丙烯酸酯的应用聚氨酯丙烯酸酯具有比较广泛的应用范围，特别是在工业和生活领域中。

以下是一些聚氨酯丙烯酸酯的应用举例：1.汽车制造：聚氨酯丙烯酸酯材料可以用于汽车内饰、外壳、座椅等多个方面，它们能够提供更好的舒适性、耐用性和安全性，同时具有优异的耐频繁性和高低温性能。

2.建筑领域：聚氨酯丙烯酸酯材料可以作为建筑保温材料，它们有非常好的隔热性、保温性能和施工性能，能够提高建筑物的能效和环保性。

3.医疗领域：聚氨酯丙烯酸酯可以制成各种医用敷料和生物医用材料，它们具有良好的耐水性和耐久性，不仅可以防止病菌的感染，而且还可以防止渗水和空气的进入，从而更好地保护伤口。

4.环境保护：聚氨酯丙烯酸酯被广泛地应用于各种环境友好型产品中，例如环保袋，水上玩具和塑料水瓶等。

可降解聚氨酯材料

本科课程论文题目：可降解聚氨酯材料综述院（系）：化学学院专业：化学课程：材料化学学生姓名：丁健学号：2010213931指导教师：王宏里二○一三年六月可降解聚氨酯材料综述丁健华中师范大学化学学院武汉430079摘要：本文主要从可降解聚氨酯材料的研究背景、研究前沿、研究热点、未来研究方向等几个方面展开论述。

关键词：可降解聚氨酯研究应用前言：聚氨酯分子链上均含有氨基甲酸酯重复单元，通常也会含有脲键、酯键、醚键和芳香键等，通过改变分子链上的烃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溶性和抗血栓性、优良的力学性能、易加工成型、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、防水材料及铺饰材料等，因此是目前材料领域一个研究热点。

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]、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且回收利用困难，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，开发可生物降解聚氨酯材料被认为是解决这一难题的理想途径之一。

聚氨酯材料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。

尤其是在包装和医疗等领域，聚氨酯材料均占有重要的地位：聚氨酯泡沫塑料具有比强度高、保温性能好、减振缓冲性能优良等特性，可以作为高档的包装材料；聚氨酯良好的生物、血液相容性使其在医疗领域大有用途。

此外，可降解特性对于聚氨酯材料在包装、医疗领域的应用具有十分重要的意义。

在一次性包装材料领域采用可降解的聚氨酯泡沫塑料，可以减少污染，保护环境。

而可降解的医用聚氨酯可以在人体内逐渐生物分解，并被人体吸收，可以作为优良的组织工程、药物缓释备选材料，大大减轻人类疾病痛苦并促进医疗技术进步。

可降解聚氨酯材料综述

可降解聚氨酯材料综述可降解聚氨酯的制备方法较多样，包括聚酯型、聚醚型和混合型等。

其中，聚酯型可降解聚氨酯制备的基本步骤是首先合成聚酯，然后通过反应缩聚与异氰酸酯官能化，最后获得聚氨酯。

聚醚型可降解聚氨酯则是通过将多元醇与多元异腈酸酯直接反应得到。

混合型则是将聚酯和聚醚进行共聚反应。

这些方法的选择主要取决于材料的性能要求和制备成本。

可降解聚氨酯材料的降解机理也较为复杂。

一般认为，可降解聚氨酯的降解可以分为酶降解、水解降解和自催化降解等几种方式。

酶降解是指在特定的酶作用下，聚氨酯被酶解为小分子物质。

水解降解是指在水的作用下，聚氨酯链的酯键被水分解而产生降解产物。

自催化降解则是指聚氨酯的主链在特定条件下自发发生降解反应。

可降解聚氨酯的应用领域广泛。

在医学领域，可降解聚氨酯可用于制备生物可降解的缝线、修复骨折的支架和修复软组织缺损的人工血管等。

在环境保护领域，可降解聚氨酯可用于制备土壤修复材料、生物降解塑料和包装材料等。

在可再生能源领域，可降解聚氨酯可用于制备太阳能电池胶体、生物质能的收集和转化。

未来，可降解聚氨酯材料的发展方向主要包括改善降解性能、提高材料性能以及开发新的应用领域。

改善降解性能可以通过优化材料的化学结构和表面形貌来实现，例如引入特定的功能基团或表面涂层。

提高材料性能则需要进一步研究材料的力学性能、热稳定性和生物相容性等方面。

此外，还可以通过与其他材料的复合来改善可降解聚氨酯材料的性能。

开发新的应用领域则需要根据该领域的需求进行有针对性的研究。

综上所述，可降解聚氨酯材料具有广泛的应用潜力，可在医学、环境保护和可再生能源等领域发挥重要作用。

随着科学技术的不断发展，相信可降解聚氨酯材料在未来将迎来更多的突破和应用。

含氨基酸的生物医用可降解聚氨酯的合成与性能研究

含氨基酸的生物医用可降解聚氨酯的合成与性能研究目录第一章绪论1.1 引言 (1)1.2 生物医用材料 (1)1.2.1 生物医用金属材料 (3)1.2.2 生物陶瓷 (5)1.2.3 生物医用高分子材料 (5)1.3 生物医用可降解聚氨酯材料 (9)1.3.1天然高分子改性聚氨酯 (11)1.3.2聚酯型聚氨酯 (11)1.3.3聚碳酸酯型聚氨酯 (12)1.3.4聚醚型聚氨酯 (12)1.3.5氨基酸衍生物改性聚氨酯 (12)1.4 本论文研究的目的、意义与主要内容 (16)1.4.1论文研究的目的和意义 (16)1.4.2论文研究思路 (17)参考文献 (19)第二章还原敏感的可快速降解仿生聚氨酯的合成与性能研究 (27) 2.1 引言 (27)2.2 实验 (29)2.2.1 试剂 (29)2.2.2 胱氨酸二甲酯盐酸盐的合成 (29)2.2.3软段为PEG的多肽仿生聚氨酯的合成 (30)2.2.4软段为PCL的多肽仿生聚氨酯的合成 (30)2.2.5多肽仿生聚氨酯的还原诱导降解 (31)2.2.6细胞存活率检测 (31)2.3 结构表征与性能测试. (32)2.4 结果与讨论 (33)2.4.1胱氨酸二甲酯盐酸盐的表征 (33)2.4.2 胱氨酸二甲酯扩链的聚氨酯的表征 (33)2.4.3 热性能测试 (37)2.4.4 拉伸性能测试 (39)2.4.5 水接触角测试 (39)2.4.6 降解性能测试 (40)2.4.7 细胞相容性测试 (47)2.5本章小结 (48)参考文献 (49)第三章胃蛋白酶响应的多肽仿生聚氨酯的合成与性能研究 (53) 3.1 引言 (53)3.2 实验 (54)3.2.1 试剂 (54)3.2.2 酪氨酸-富马酸-酪氨酸伪三肽的合成 (55)3.2.3 软段为PEG的多肽仿生聚氨酯的合成 (55)3.2.4软段为PCL的多肽仿生聚氨酯的合成 (56)3.2.5聚氨酯的胃蛋白酶降解 (56)3.2.6细胞存活率检测 (57)3.3 结构表征与性能测试 (57)3.4 结果与讨论 (58)3.4.1酪氨酸-富马酸-酪氨酸的表征 (58)3.4.2 TFT扩链的聚氨酯的表征 (59)3.4.3 热性能测试 (62)3.4.4 拉伸性能测试 (63)3.4.5 水接触角测试 (64)3.4.6 降解性能测试 (65)3.4.7 细胞相容性测试 (71)3.5 本章小结 (72)参考文献 (73)第四章胰蛋白酶响应的聚氨酯的合成与性能研究 (76)4.1 引言 (76)4.2 实验 (77)4.2.1 试剂 (77)4.2.2 赖氨酸NCA的合成 (78)4.2.3 聚赖氨酸齐聚物的合成 (78)4.2.4含聚赖氨酸的聚氨酯的合成 (78)4.2.5聚氨酯的胰蛋白酶降解 (80)4.2.6细胞存活率检测 (80)4.3 结构表征与性能测试 (80)4.4 结果与讨论. (81)4.4.1 N6-苄氧羰基-赖氨酸NCA的表征 (81)4.4.2 聚赖氨酸齐聚物的的表征 (82)4.4.3 含聚赖氨酸的聚氨酯的表征 (83)4.4.4 脱保护的含聚赖氨酸的聚氨酯的表征 (84)4.4.5 分子量分析 (86)4.4.6 热性能测试 (87)4.4.7 水接触角测试 (88)4.4.8 降解性能测试 (89)4.4.9 细胞相容性测试 (91)4.5 本章小结 (91)参考文献 (92)第五章胰蛋白酶响应的聚氨酯/氧化石墨烯复合材料的合成与性能研究 (96)5.1 引言 (96)5.2 实验 (98)5.2.1 试剂 (98)5.2.2 氧化石墨烯的合成 (98)5.2.3 氧化石墨烯的NHS化 (99)5.2.4含聚赖氨酸的聚氨酯的合成 (99)5.2.5聚氨酯/石墨烯复合材料的合成 (99)5.2.6聚氨酯的胰蛋白酶降解 (100)5.3 结构表征与性能测试 (101)5.4 结果与讨论 (101)5.4.1 GO的性能与表征 (101)5.4.2 含赖氨酸的聚氨酯的表征 (103)5.4.3 脱保护的含赖氨酸的聚氨酯的表征 (105)5.4.4 聚氨酯/氧化石墨烯复合材料形貌与表征 (107)5.4.5 石墨烯/聚氨酯复合材料的性能 (110)5.5 本章小结 (112)参考文献 (113)第六章全文总结 (115)致谢 (117)读博期间已发表及即将发表的论文 (118)第一章绪论1.1 引言生物医用材料也称生物材料，是一种植入躯体活系统内或与活系统相接触而设计的，可用于对生物体进行诊断、治疗、修复和替换病损组织、器官或增进其功能的材料。

聚氨酯生物活性材料研究进展

聚氨酯生物活性材料研究进展聚氨酯是一种良好的生物活性医用材料，正在向仿生并凸显生物功能活性以适应组织工程和组织再生的方向迅速而深入的发展，成为当代生物材料的主流，特别是具有生物活性的分子引入到可降解高分子材料之中获得生物活性的高分子生物材料受到极大的关注。

标签：聚氨酯；生物活性材料；高分子1 概述聚氨酯生物材料因选择具有良好生物相容性和可降解性的聚酯类聚合物为软段，共价并入由二异氰酸酯和扩链剂构成的硬段[1]，赋予了材料良好力学性能，高拉伸强度和断裂伸长率，良好的耐磨损、抗曲挠性能。

正是这些原料中的官能团使得聚氨酯材料的降解可以被调控。

同时，改变聚酯/聚醚与二异氰酸酯酯的比列可以使它的降解时间达到数月之久，使其得以匹配细胞的生长速率，满足组织医用材料的要求。

除此之外，改变扩链剂的种类能获得更多类型的聚氨酯，使其具有了更强的分子可设计，可以通过临床需要选择合适的原料进行设计、加工，性能可控范围大。

另外，软硬段之间的力学不相容性，又使其具有了良好的形状记忆性能[2]。

以上诸多的优良特性，使聚氨酯材料已经成为生物材料研究热点之一，广泛地应用于生物医学工程领域，如药物缓释载体材料、手术缝合线、人造皮肤、软骨组织工程、骨组织工程。

面对生物体这个复杂而又敏感的环境，带有生活活性的生物材料能在使用中为细胞生长提供一个良好的生长环境，从而实现修复。

因此，修复使用的材料具有生物活性是一个关键要素。

但是，就目前报道聚氨酯材料都不具有生物活性，其主链上也没有可供引入生物活性分子的反应性基团，这极大的限制它的应用。

2 无机成分改性聚氨酯通常来说，实现聚氨酯材料的生物活性功能化通常有三种设计策略。

第一种是将磷酸三钙、羟基磷灰石或者其它无机陶瓷材料作为一种生物活性分子。

通常用它们改性的方法便是将它们与聚氨酯材料进行共混或者是涂层。

羟基磷灰石、微晶陶瓷或者磷酸三钙都有与天然骨头相似的物质，是一类重要的生物活性材料。

羟基磷灰石，最为一种最重要的无机磷酸盐，在过去的几十年里已经作为一种医用材料被广泛的应用了。

pu皮耐水解级别-概述说明以及解释

pu皮耐水解级别-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分旨在对"pu皮耐水解级别"这一主题进行简要介绍和概括。

以下是概述部分的示例内容：概述在现代社会，人们对于材料的性能和质量要求越来越高。

在众多材料中，PU皮作为一种常见的人造合成材料，广泛应用于各行各业，包括家具、汽车座椅、鞋子等领域。

然而，PU皮在使用过程中容易受到水解的影响，从而降低了其使用寿命和性能。

本文将重点讨论PU皮耐水解级别，以及影响其耐水解性能的因素。

PU皮耐水解级别是指PU皮对水解作用的抵抗能力，即在接触水分的情况下，PU皮能够保持其原有的物理和化学性质，不发生明显的水解反应。

水解是指分子内化学键由于水分的作用而被破坏，导致材料性能的下降。

了解PU皮耐水解级别的定义和影响因素对于选择合适的PU皮材料以及延长其使用寿命具有重要意义。

在接下来的正文中，我们将详细介绍PU皮耐水解级别的定义，并探讨影响其耐水解性能的因素。

最后，我们将就PU皮耐水解级别的重要性和提高其耐水解性能的方法进行总结和讨论。

1.2 文章结构文章结构部分是指介绍文章主体部分的组织结构和内容安排。

通过清晰的文章结构，读者可以更好地理解和吸收文章的信息。

本文的文章结构如下：2. 正文：本部分将详细介绍pu皮耐水解级别的定义和影响因素。

具体包括以下内容：2.1 pu皮耐水解级别的定义：本节将对pu皮耐水解级别进行准确定义，包括其在材料性能中的重要性和涉及的相关概念。

2.2 影响pu皮耐水解级别的因素：本节将探讨影响pu皮耐水解级别的主要因素。

这些因素包括材料本身的特性、生产过程中的影响因素、使用环境的影响等。

通过深入分析这些因素，可以更好地理解pu皮耐水解级别的形成机制和提高方法。

3. 结论：本部分将总结pu皮耐水解级别的重要性和提高方法。

具体包括以下内容：3.1 pu皮耐水解级别的重要性：本节将强调pu皮耐水解级别在实际应用中的重要性。

分析其重要性可以进一步加深对该指标的认识，提高材料使用的效果。

聚氨酯材料在医用行业的研究进展

聚氨酯材料在医用行业的研究进展1．聚氨酯发展背景近年来由于社会的不断发展，科学技术水平的进步，全世界对功能性材料的需求越来越大，尤其是生物高分子材料。

聚氨酯作为一种重要的生物高分子材料一直是研究的热点，在许多人工器官和医疗装置中发挥着至关重要的作用。

虽然，聚氯乙烯、聚乙烯和硅橡胶等，都早于聚氨酯应用于生物材料领域，但是由于聚氨酯具有如下突出的优点：材料的性能可以调节，物理机械性能范围宽，加工性能好；生物相容性优良；抗扭结性好；表面光滑等，这就使聚氨酯成为一种“理想生物材料”。

2．聚氨酯结构介绍聚氨酯是一类含有氨基甲酸酯（-NH-COO-）官能团的高分子材料，主要的合成方法是由聚醚、聚酯或聚碳二元醇先与二异氰酸酯进行加成反应，再经扩链剂扩链成高分子，主链分子是由软链段和硬链段嵌段组成，其化学结构可以表示为—(A—B)n—。

由于硬段和软段在极性上存在差异且硬段本身的结晶性导致它们在热力学上的不相容性，而具有自发分离的倾向。

而聚氨酯的性能本质上是取决于软段和硬段的化学结构及软段/硬段配比，软硬段的微相分离程度对聚氨酯的性能，尤其对血液相容性的影响不可忽略。

3．聚氨酯分类按材料种类分：医用聚氨酯材料产品可分为医用聚氨酯泡沫、医用生物弹性体、医用聚氨酯黏合剂、医用聚氨酯水凝胶以及医用聚氨酯涂料等。

按照可降解性可分为：非降解性医用聚氨酯材料，力学性能优异、耐磨损性好，因此在长期植入人体的人体器官和医用装置的应用十分广泛；降解性医用聚氨酯材料可应用于人体修复材料、组织工程材料和智能药物缓释材料等。

按用途分：聚氨酯用品包括人工皮肤、人工心脏瓣膜、人工肺、烧伤敷料、各种夹板、导液管、人工血管、骨黏合剂、齿科材料、手术缝合线、计划生育用品等。

按合成物结构分：聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯以及聚碳型聚氨酯等等。

4．医用聚氨酯的性能研究4.1聚醚型聚氨酯1967年Boretos和Pierce首次将聚醚型聚氨酯用于左心辅助循环血泵，此后，聚醚型聚氨酯就成为了人工心脏和心室辅助循环系统中制造心室腔体的首选材料。

聚氨酯的水解与霉解

值得注意的是，添加物或杂质例如颜料降低了聚酯型聚氨酯的抗化学和细菌的降解力。在这方面聚酰胺的光化降解是有趣的，在这些聚合物中如由二氧化钛的存在，将会加速降解速度。
显然，催化剂不论是酶还是金属离子等，都是影响聚酯型聚氨酯水解的主要因素。减少聚酯型聚氨酯树脂水解有三种方法，（1）碳化二亚胺（也可以用二胺基恶唑烷）羧酸净化剂；（2）酸性鳌合剂，特别是EDTANa2消除金属离子的影响，净化碱性杂质。（3）防止细菌在聚合物上繁殖。
聚氨酯的水解与霉解
本题研究了各种催化剂和稳定剂对PU聚合物稳定性的影响，还讨论了结晶区域对耐水解性的影响。
柔性的聚酯型聚氨酯在消费品中具有广泛的应用，然而，却存在水解劣化的缺点。在某些商品的使用中，柔性的聚氨酯水解降解一直是很重要的问题，特别是某些人造皮革做的鞋、车内及室内外装饰，衣料更是如此。绝大多数人工皮革是以聚酯型聚氨酯为基础的。这类聚氨酯比聚醚型聚氨酯更易水解。那些柔性聚合物是具有较少支链结构的线性大分子，其数均分子量为35000~40000，聚酯予聚体的数均分子量约为2000。这些柔性线性与交联的聚氨酯有本质的不同，。它们能溶于DMF以及容易水解成分子量较低的产物。当有碱和某些金属离子催化剂存在的情况下，这种水解能够迅速发生。但聚合物的断裂点并不能确切地确定。有人认为：在70℃，RH=100%时的加速老化产生胺端基低聚物，并且由于很少有迹象表明在酯基断裂，所以，可认为氨基甲酸酯基是断裂点。还认为缩二脲和脲基甲酸酯链对水解也是有敏感性的。
聚氨酯抗水解性的影响因素：
纯线性的聚氨酯的抗水解性，受到它的低结晶度的影响，在非晶区比较高的区域将允许湿气进入聚合物，进攻高分子链。线性聚氨酯吸湿性要比聚酰胺高，例如，尼龙-66结晶度高达45% ，而芳香族类似的结晶度超过50%，在这些聚合物中水气扩散相当慢，它的抗水解性比线性聚氨酯高得多。

聚氨酯抗水解剂 CUWR-AH01

聚氨酯抗水解剂CUWR-AH01
1．性状描述
2．独特性能
CUWR-AH01 系针对聚酯型聚氨酯材料易水解的弊端而研发的高性能抗水解剂，在聚酯型聚氨酯材料中的特性如下：
⚫高效抗水解特性。

源于AH01 具有与微量酸反应的优先性，在聚氨酯材料中可快速吸收、消除微量酸，阻断酯键的水解链式反应，起到保护酯键、抗水解的作用。

⚫不影响材料物性。

AH01 在聚氨酯反应过程中，不参与活性基团反应，不影响材料力学性能。

⚫相容性好、高沸点、耐迁移。

AH01 沸点高，与聚氨酯常用原料相容性好，无不相容析出现象；户外使用过程中，耐迁移性好，长效抗水解。

⚫色浅，不影响材料外观。

AH01 外观透明，色泽低，不影响材料外观。

⚫环保，不含限制成分。

符合国内外各类环保法规。

3．应用领域
广泛适用于各类聚酯型聚氨酯材料，用于CASE（涂料、胶黏剂、密封胶、弹性体）、泡沫等材料中作为抗水解使用，保护酯键，延长聚酯型聚氨酯材料的使用寿命。

4. 使用说明
一般用量为PU 重量的0.5～2%；用于双组份聚氨酯，一般加入量为多元醇组分重量的1-3%。

平常须保持包装容器密闭，取用后即可密封罐口，不可敞口放置。

5．规格储存
HDPE 塑料桶，25/200kg/桶。

储存于干燥阴凉仓库内，避免日光照射和雨淋。

不开封保质期24 个月，保质期后如检测催化活性未降低，仍可按合格品使用。

医用聚氨酯材料研究进展

72P U T e c h n o l o g y■ＰＵ技术◆　鲍俊杰，刘都宝，黎兵，许戈文安徽大学化学化工学院１．医用聚氨酯发展背景１．１　聚氨酯树脂发展史聚氨酯是在高分子结构主链上含有许多氨基甲酸酯基团（－ＮＨＣＯＯ－）的聚合物，国际上称为ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，我国某些资料译为聚氨基甲酸酯、聚脲烷等。

按行业习惯，目前我国将此类聚合物通称为聚氨酯，其系列产品统称为聚氨酯树脂，是合成材料中的重要品种，它已跃居合成材料第六位［１］。

聚氨酯树脂是一种新型的具有独特性能和多方面用途的高聚物，已有７０多年的发展历史。

它以二异氰酸酯和多元醇为基本原料加聚而成，选择不同数目的官能基团和不同类型的官能基，采用不同的合成工艺，能制备出性能各异、表现形式各种各样的聚氨酯产品。

有从十分柔软到极其坚硬的泡沫塑料，有耐磨性能优异的弹性橡胶，有高光泽性的油漆、涂料，也有高回弹性的合成纤维、抗挠曲性能优良的合成皮革、粘结性能优良的胶粘剂以及防水涂料和灌浆材料等，逐渐形成了一个品种多样、性能优异的新型合成材料系列［２］。

由于这种高聚物具有可发泡性、弹性、耐磨性、粘接性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化性等，因此，它是发展较快的一种高分子合成材料，被广泛用应于工业及日常生活中，并几乎渗透到国民经济各个部门。

其产量与品种与年俱增，国外有人说：“７０年代聚氨酯树脂工业的地位相当于２０年代的钢铁工业、４０年代的聚烯烃。

”［２］我国从６０年代初在这个领域内开展科研工作，并逐步建立了工业生产装置。

到目前为止，我国的聚氨酯工业从科研到生产已基本形成体系，初具规模。

１．２　医用聚氨酯大量动物实验和急慢性毒性实验证实，医用聚氨酯无毒、无致畸变作用，对局部无刺激性反映和过敏反应，聚氨酯在医学领域上应用具有较好的生物相容性［３］。

医用聚氨酯材料有与人体组织相容性和血液相容性好，良好的韧性、耐溶剂性、耐水解性、耐微生物，无毒性，良好的耐磨损、粘结性、抗曲挠性能，容易成型加工，性能可控等优异的性能，并能根据要求生产出透明的产品等等。

聚氨酯的化学降解

O
O
R O C NH
CH2
NH C O R
O R O C NH
O R O C NH
hv OOH CH
↓
CH
O NH C O R
O NH C O R
hv
O
O
RO CN
C
N C O R (19)
第二种机理 ,在 330～340 nm 的波长光 ,发生
Photo - Fries 重排 ,生成伯芳香胺 ,进一步降解 ,产生变黄产物[10～12 ] 。
聚氨酯的紫外线降解是在氨基甲酸酯基键上
的断裂[1、7～8 ] 。有两种断裂形式 :一种是在 N C
键断开 ,形成氨基自由基和烷基自由基 ,并释放出
CO2 。
O
R NH C O CH2 CH2 R
·
·
R N H + C H2 CH2 R + CO2
(13)
另一种形式是在 C O 断键 ,形成氨基甲酰
其中 :n = 1～4 聚酯型 PU 弹性体加入 PCD 可大幅度提高耐水解性能。含质量分数 2 %PCD 的聚酯型 PU 经
·54 ·
弹性体
第 13 卷
70 ℃热水 3 周水解后 ,拉伸强度保留率为 97 % , 与未加 PCD 的 PU 保留率 11 %比较提高近 8 倍。
催化反应。
O
O
R NH C O R + H2O
R NH C OH + HO R (2)
氨基甲酸酯与水反应生成氨基甲酸和醇。
O
O
R NH C NH R + H2O
R NH C OH + H2N R (3)

聚氨酯的水解与霉解

柔性的聚酯型聚氨酯在消费品中具有广泛的应用，然而，却存在水解劣化的缺点。在某些商品的使用中，柔性的聚氨酯水解降解一直是很重要的问题，特别是某些人造皮革做的鞋、车内及室内外装饰，衣料更是如此。绝大多数人工皮革是以聚酯型聚氨酯为基础的。这类聚氨酯比聚醚型聚氨酯更易水解。那些柔性聚合物是具有较少支链结构的线性大分子，其数均分子量为35000~40000，聚酯予聚体的数均分子量约为2000。这些柔性线性与交联的聚氨酯有本质的不同，。它们能溶于DMF以及容易水解成分子量较低的产物。当有碱和某些金属离子催化剂存在的情况下，这种水解能够迅速发生。但聚合物的断裂点并不能确切地确定。有人认为：在70℃，RH=100%时的加速老化产生胺端基低聚物，并且由于很少有迹象表明在酯基断裂，所以，可认为氨基甲酸酯基是断裂点。还认为缩二脲和脲基甲酸酯链对水解也是有敏感性的。
还有人观察到了由微生物引起的聚氨酯降解。聚醚型聚氨酯与高敏感性的聚酯型聚氨酯相比，对细菌的进攻具有更高的抵抗力。两个或三个无支链的亚甲基存在对细菌在聚醚上的繁殖来说似乎是很必要的，氨基甲酸酯相邻的键显然阻碍了霉菌的接近。相似结构的聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯相比，则可以认为酯键是霉菌进攻的危险点。这种聚酯型聚氨酯细菌降解比化学降解快的多。
酯链断裂所产生的残存端羧基能进一步自动催化降解的过程。如果酯键的断裂是降解过程的基础，那么最初的酯化条件应值得考虑。酯的合成过程是一个可逆的缩合反应，其反应率极大地决定于反应物中水的除去和所用的催化剂。有理由认为：由于加入的催化剂加速酯键的断裂，聚酯型聚氨酯随后与过量的水接触，，将导致相反的水解反应。因此，很可能在聚氨酯的制造过程中加入的催化剂给最终的聚氨酯提供了不希望有的杂质。例如已发现，在人造皮革的制造和使用过程中，有意无意引入到聚合物中的诸如金属离子、脲、氨和乳酸之类的杂质，可成为水解的催化剂。聚合物中的键在这样的情况下是先断裂的。聚合物的结晶度同样影响着聚氨酯的耐水解性。且芳香环所占比例较高的聚合物抗水解性高，即含有二苯基甲烷残存物的聚合物比由2,4-TDI和2,6-TDI混合物构成的聚合物更抗水解。MDI的双环结构提供空间效应和电子离域来保护相邻的氨基甲酸酯键。因而链的柔性非结晶区域可能是水解断裂的主要部位，水分子能更容易渗透到非晶区域内。

医用聚氨酯研究进展2

其发展的方向之一。

聚氨酯(PU)材料因为其特殊的化学结构、良好的物理机械性能、良好的生物相容性和血液相容性，广泛应用于医学领域。

从20世纪50年代聚氨酯材料在修补骨骼裂缝的应用，至今已经历了50多年的历史，其产品包括人工心脏瓣膜、人工肺、骨粘合剂、人工皮肤、烧伤敷料、心脏起搏器绝缘线、缝线、各种夹板、导液管、人工血管、气管、插管、齿科材料、插入导管、计划生育用品等。

一般来说，对医用高分子材料的要求是：稳定性好、耐生物老化、无毒、无害，不会引起炎症、癌症或者其它疾病；生物相容性好；有一定的耐热性，便于高温消毒，易于高温成型；对一些身体内的非永久性材料，要求在一定的时间内被降解。

对于特殊的应用场合，对材料有特殊-的要求。

而聚氨酯材料则能满足这些要求，在此基础上改性的聚氨酯材料性能更优。

近年来，医用聚氨酯材料的研究很活跃，涌现了一大批的成果，作者就目前的究进展和发展前景进行综述。

1 医用聚氨酯材料的制备医用聚氨酯材料是通过聚醚或聚酯二元醇与异氰酸酯得到预聚物，再用二元胺或二元醇进一步扩链制得。

医用聚氨酯材料是一种线性嵌段共聚物，由聚醚或者聚酯作为软段，脲基或者氨基甲酸酯作为硬段组成。

硬段之间的强静电作用促进硬段聚集形成微区，产生微相分离。

聚氨酯的优良性能也就因此而得来。

2 生物相容性与聚氨酯改性生物相容性是指当合成材料植入生物体内，细胞膜表面的受体会积极寻找与之接触的材料表面所提供的信号，以区别所接触的材料是自体还是异体，经过相互作用，来确定生物体的忍受程度，是生命组织对非活性材料产生合乎要求反应的一种性能。

对于医用聚氨酯材料来说，除本身具有良好的强度和弹性外，为了达到医用的要求，必须进行改性，提高其生物稳定性和相容性。

在聚氨酯的改性方面国内外的研究报道有许多，现已采用的方法包括本体改性、表面化学接枝、等离子体接枝、光固定法、包覆等。

此外，我国沈家骢院士提出在微观尺度上实现对生物材料的特异性生物活性的精确控制，将超分子化学引入到生物材料的相容性领域，认为此法将是从根本上解决生物材料的关键；再之，生物医学领域组织工程研究的兴起，将也是解决相容性问题的关键。