1. 抗菌性
近年来,随着聚氨酯医用材料临床研究的广泛开展,其细菌感染发病率明显提高且治疗效果差,提高抗菌性成为医用TPU 材料的重要研究课题。提高TPU 抗菌性、抑制细菌生物膜生成的两个主要途径为:一是材料表面改性以减少细菌黏附;二是将抗菌药物与载体制成局部药物释放系统以抵抗感染。局部药物缓释体系及纳米技术在抗菌药物缓释体系中的作用明显,而高分子前体药物控释体系的研究和应用是提高抗菌性的有效途径。Dong 等合成了具有两性聚电解质和两亲嵌段共聚物的TPU 样品,该样品力学性能和抗菌性能优异,在水中能够形成热塑性水凝胶,可应用于医疗器材。
2. 力学性能
降解性生物材料的力学性能较惰性生物材料要差一些,有些硬度高而弹性差,有些弹性好但强度相对较低,这限制了其应用,因此,改善力学性能成为研究热点之一。钱志勇等以ε-己内酯、1,6-己二酸、1,6-己二醇、2,4-甲苯二异氰酸酯为原料,采用本体熔融聚合法合成了可降解的聚酯型热塑性聚氨酯弹性体,该TPU 具有较高的结晶性、力学性能,降解速度可控。Kavlock 等使用异环己酰亚胺、PCL 以及酪胺-异环己酰亚胺作为扩链剂,通过优化PCL 得到最适宜使用量,结果发现:该降解性热塑性聚氨酯弹性体可以作为骨骼肌肉组织材料,力学性能良好。
3. 紫外线稳定性
脂肪族聚氨酯材料本身所具有的色度稳定性使其能抵抗由紫外线照射造成的褪色,能够防止因为γ 射线的消毒照射而褪色,因此脂肪族TPU 具有优异的透明性能,并可作为增亮材料使用。但是芳香族TPU 暴露在日光下会同时发生力学性能的损失和色变,力学性能的损失包括变脆和强度的降低,且其对紫外线敏感,在紫外线短时间的照射下,会导致材料蜕变为黄色,而且在低剂量的γ 射线下也会变黄。例如,暴露的MDI 基热塑性聚氨酯弹性体样品首先会出现颜色加深,从微黄到琥珀色,若继续暴露,甚至会变成深褐色。尽管短时间的紫外线照射作用对聚合物的物理特性没有影响,但是通过添加紫外线防护材料或紫外线吸收材料可以改善这些材料的透明度和稳定性。
4. 热稳定性(www.xing528.com)
对大多数聚氨酯来说,在80 ℃以下,由于分子内物理键的削弱,引起物理性能的暂时降低。因此,80 ℃是大多数聚氨酯保持其大部分优异物理性能的最高使用温度。但是,这种物理的作用是可逆的,当温度降低时物理性能能够回复到原来的水平。由于强度的增加和脲键基团的氢键作用,聚氨酯脲具有更好的高温性能。因此,对于热塑性聚氨酯弹性体来说,其最高使用温度将会超过80 ℃。
TPU 热分解的基本产物可由三个基本的反应来说明。
(1)分解为异氰酸酯和醇类,这是聚氨酯合成反应的逆反应。许多科研工作者认为聚氨酯的热降解主要是这个基本反应。
(2)分解为伯胺和烯烃,该反应通过六元环的中间体形成。
(3)分解为仲胺和CO2,这个反应可能是通过四元环的过渡态进行。
这些初级反应产物的进一步反应可能会生成其他的产物。例如,两个异氰酸酯之间的反应生成碳化二亚胺。
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