摘要

聚氨酯存在着严重的降解问题，聚氨酯制品降解后会对环境造成不利影响，影响其各方面的发展。经过研究发现，以生物基为原料的聚氨酯制品在降解后对环境影响小，绿色环保。综述了淀粉改性可降解聚氨酯的研究进展及现状，同时讨论了国内外淀粉的三种改性方法。

关键词

聚氨酯

生物基可降解聚氨酯    改性

引言

聚氨酯全称为聚氨酯甲酸酯( Polyurethane，PU) ，是一种在工业生产方面广泛应用的材料。目前，聚氨酯材料在工业生产中占据了至关重要的一环，因其具有良好的耐磨性、弹性、黏性等特点，被广泛应用于食品加工、服装服饰、建筑工程、国防工程等众多领域。传统的聚氨酯材料的原材料为不可再生能源，且聚氨酯材料具有高相对分子质量、高化学键能等特点，降解困难，对环境造成伤害较大，长时间填埋或焚烧处理会对自然环境造成不可逆影响。因此，研究容易降解且对环境友好的聚氨酯材料是发展绿色材料的必然趋势。

1 实验

1 淀粉改性可降解聚氨酯的研究进展

    在多种可降解型聚氨酯合成中，生物基原材料是最易取得的，对环境及后续的影响微乎其微。其中淀粉改性聚氨酯操作简便，便于制得。制备大多是以共混改性为主导，在此基础上对淀粉用化学或物理方法进行修饰。淀粉及其衍生物是一种廉价且来源丰富的可再生资源，用作合成改性高分子聚合物，可给予聚合物新的特性，且符合环境保护及资源的可持续开发利用与发展战略，因此，淀粉是生物可降解聚氨酯中最有后劲的原料之一。

    聚氨酯与生物基淀粉具有一定的可混性。CAO等用聚酯二元醇( PEPA) 、甲苯二异氰酸酯( TDI) 、二羟甲基丙酸( DMPA) 等原料混合得到NCO/OH物质的量比不同的两组水性聚氨酯; 接着将合成的各组水性聚氨酯加入经过糊化处理的淀粉中，采用物理方式进行均匀混合，从而得到不同成分比例的聚氨酯/淀粉共混物; 将各组共混物进行脱溶剂操作，最后在40℃下成膜，从而得到不同成分比例的聚氨酯/淀粉共混膜。对其进行拉伸等性能测试，研究表明，共混物的拉伸强度与水性聚氨酯的微相结构和淀粉含量有关，水性聚氨酯与淀粉混合，既减小了聚氨酯硬段的规整结构，又减少了软段的规整性，所以在一定限度上，不同混合比例的水性聚氨酯与淀粉具有可混合性。

    生物基淀粉还可以制备淀粉纳米晶( StN) ，增强水性聚氨酯的性能。CHEN 等把马铃薯淀粉用硫酸水溶液处理后，使其在超声波条件下转化，继而得到淀粉纳米晶( StN) 。将一部分产物分散均匀沉淀在水中，另一部分分散在丁酮中，采用了三种方法制备改性聚氨酯: ①在WPU 乳液中加入StN水分散液; ②在乳化过程中加入StN 水分散液; ③在聚氨酯预聚体扩链阶段加入DMPA和丁酮分散的StN。最后研究测试表明，第一种所取得的StN/WPU复合物各性能相较未改性WPU 均有不同程度地提高。

    采用从植物中提取的天然成分: 多羟基和异氰酸酯，将两者作为实验的反应物来制备聚氨酯材料。由多羟基和异氰酸酯制备出的聚氨酯材料具有高附加值。这种聚氨酯在泡沫塑料、橡胶的制作上被广泛应用对于涂料、黏合剂和包装领域更是有着重要的应用价值。研究人员表示，在研究过程中发现以植物提取物为原料制备的聚氨酯，在进行预处理、合成和使用过程中均具有良好的抗菌性能，并且在废弃后也具有很强大的生物降解性。因此，实现了从原材料的获取、再造、应用以及废弃后的无污染，实现了整个流程的全方位的绿色环保。

    采用固相熔融的方法，用异氰酸酯和多元醇作为反应物的方法进行合成反应，用合成反应生成的聚氨酯预聚体对玉米淀粉进行改性，然后通过有关实验制备疏水热塑性淀粉，从而研究了多种不同的聚氨酯基本结构，并得出加工所需要的温度以及聚氨酯的含量对改性淀粉的性能和结构会产生相关的影响。

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