Podatność na degradację poliuretanów z syntetycznym polihydroksymaślanem w środowisku utleniającym i hydrolitycznym

• Autorzy: Brzeska J. , Dacko P. , Heimowska A. , Janik H. , Kowalczuk M. , Rutkowska M.

Warianty tytułu

EN

Degradability of polyurethanes with synthetic polyhydroxybutyrate in oxidative and hydrolytic environments

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poliuretany (PURs), zawierające w segmencie giętkim ataktyczny, telecheliczny poli([R,S]-3-hydroksymaślan) (a-PHB) oraz polikaprolaktonodiol (PCL) lub polioksytetrametylenodiol (PTMG), poddano degradacji hydrolitycznej i oksydacyjnej. Segment sztywny zbudowany był z 4,4'-diizocyjanianu difenylometylenu (MDI) lub 4,4'-diizocyjanianu dicykloheksylometylenu (H12MDI) oraz 1,4-butanodiolu (1,4-BD). Dla porównania zsyntezowano PURs bez a-PHB. Poliuretany poddano degradacji hydrolitycznej w buforze fosforanowym z dodatkiem NaN3 w czasie 36 tygodni oraz oksydacyjnej w roztworze CoCl2/H2O2 w czasie 16 tygodni inkubacji. Próbki inkubowano w temperaturze 37oC. Postęp degradacji śledzono poprzez kontrolowanie masy próbek poliuretanów oraz obserwację ich powierzchni pod mikroskopem optycznym w świetle odbitym bez polaryzatora. Poliuretany, zawierające syntetyczny, taktyczny poli([R,S]-3-hydroksymaślan) wykazały większą wrażliwość na degradację oksydacyjną niż hydrolityczną. Na powierzchni poliuretanów poddanych działaniu roztworu oksydacyjnego zaobserwowano wyraźną erozję próbek. Zastosowanie alifatycznego diizocyjanianu w syntezie poliuretanów zwiększyło podatność poliuretanów na degradację, zwłaszcza w środowisku hydrolitycznym, w porównaniu do poliuretanu z diizocyjanianem aromatycznym. Znacznie większe zmiany masy oraz powierzchni próbek zaobserwowano dla poliuretanów z PTMG niż z PCL w segmencie giętkim.

EN

New polyurethanes with synthetic polyhydroxybutyrate in their soft segments were degraded under hydrolytic and oxidative conditions. The soft segments of the investigated polyurethanes were built of polytetramethylene glycol (PTMG) and atactic poly[(R,S)- 3-hydroxybutyrate] (a-PHB) or polycaprolactone diol (PCL) and a-PHB, whereas the hard segments consisted of 4,4'-diisocyanate dicyclohexylmethane (H12MDI) and 1,4-butane diol. For comparison PURs without a-PHB and PURs based on 4,4'-diisocyanate diphenylmethane (MDI) were also prepared. The hydrolytic degradation was carried out at 37oC for 36 weeks using a phosphate buffer solution (pH = 7.41). The oxidative degradation was done by using 0.1 M CoCl2 in 20 % H2O2 at 37oC for 16 weeks. The weight changes were estimated during the degradation process. The surface changes of the polyurethanes were tested under an optical microscope after incubation in both the environments. Polyurethane samples containing synthethic, atactic poly([R,S]-3- hydroxybutyrate) were more susceptible to oxidation than to hydrolysis. The surface of polymers incubated in the oxidizing solution was destroyed, whereas the surface of the polymers incubated in the hydrolytic solution was only slightly changed. The presence of aliphatic diisocyanate in the hard segments, in comparison with aromatic diisocyanate, was responsible for a higher rate of degradation of the polymers in the hydrolytic environment. Much more visible surface changes of polyurethanes with PTMG in their soft segments suggest a higher vulnerability to oxidation and hydrolysis of those polymers than in the case of PURs with PCL.

Słowa kluczowe

PL

poliuretany; hydroksymaślan; utlenianie; hydroliza; degradacja

EN

polyurethanes; hydroxybutyrate; oxidation; hydrolysis; degradation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 1
• Strony: 8--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il.

Twórcy

autor

Brzeska J.

autor

Dacko P.

autor

Heimowska A.

autor

Janik H.

autor

Kowalczuk M.

autor

Rutkowska M.

• Katedra Chemii i Towaroznawstwa Przemysłowego, Akademia Morska, Gdynia,

Bibliografia

• 1. Z. Jedliński, et al., Biological Macromolecules, 25 (1999) 247.
• 2. P. Siwek, A. Libik, Twardowska-Shmidt K., Ciechańska D., Gryza I., Polimery, 55 (2010) 806.
• 3. R.S. Dearth, et al., Progr. Org. Coat., 29 (1996) 73.
• 4. J. Brzeska, Wpływ syntetycznego polihydroksymaślanu na właściwości nowych materiałów poliuretanowych dla celów medycznych, PhD, Akademia Morska w Gdyni, 2010.
• 5. K. Gorna, S. Gogolewski, Polymer Degradation and Stability, 75 (2002) 113.
• 6. E.M. Christenson, S. Patel, J.M. Anderson, A. Hiltner, Biomaterials, 27 (2006) 3920.
• 7. Feng Y., Li Ch., Polymer Degradation and Stability, 91 (2006) 1711.
• 8. D. Sarkar, S.T. Lopina S, Polymer Degradation and Stability, 92 (2007) 1994.
• 9. J. Wojturska, Polimery, 56 (2011) 92.
• 10. M. Rutkowska, H. Janik, J. Brzeska, P. Dacko, M. Kowalczuk, Proc. of European Polymer Congress, EPF'09, Graz, 2009, 76.
• 11. J. Brzeska, P. Dacko, I. Goebel, H. Janeczek, M. Kowalczuk, M. Rutkowska, Proc. of VII International Polymer Seminar, Gliwice, 2008, 16.