مروری بر آمیزه‌های پلی‌یورتان‌/آلژینات: تهیه، خواص وکاربردها

نوع مقاله : مروری

نویسندگان

1 اصفهان، دانشگاه اصفهان، دانشکده شیمی، گروه شیمی پلیمر، صندوق پستی ۷۳۴۴١-٨١۷۴٦

2 تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده علوم، گروه پلی‌یورتان و پلیمرهای پیشرفته، صندوق پستی 112-14975

چکیده

استفاده از  پلیمرهای سنتزی با محدودیت‌هایی از قبیل قوانین سختگیرانه‌ زیست‌محیطی، محدودیت تأمین منابع مواد اولیه و هزینه‌ زیاد تولید مواجه است. بنابراین پلیمرهای طبیعی مانند پلی‌ساکاریدها به‌ویژه نشاسته، سلولوز، همی‌سلولوز، کیتین، کیتوسان، آلژینات، گلوکومانان و آگار به‌دلیل  خواصی از جمله زیست‌سازگاری و زیست‌تخریب‌پذیری کاربردهای گسترده‌ای در مصارف صنعتی پیدا کرده‌اند. با وجود این، مشکل اصلی این پلیمرها خواص مکانیکی و فرایندپذیری ضعیف آن‌هاست که کاربرد آن‌ها را با محدودیت مواجه کرده‌است. آلژینات، پلیمر طبیعی پلی‌ساکاریدی آنیونی زیست‌تخریب‌پذیر، زیست‌سازگار، غیرسمی، آب‌دوست و ارزان‌قیمت است که به‌عنوان بخشی از اجزای ساختاری باکتری‌ها و جلبک‌های قهوه‌ای در طبیعت یافت می‌شود. آلژینات را می‌توان با برخی فرایندهای فیزیکی و شیمیایی به‌راحتی اصلاح و از آن مشتقات گوناگون ساخت. مواد مشتق‌شده از آلژینات ساختار، عملکرد و خواص متفاوتی دارند که استحکام مکانیکی، زیست‌سازگاری با یاخته‌های زنده و خاصیت ژل‌شدن را بهبود می‌بخشند. پلی‌یورتان‌ها به‌دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد و تنظیم‌پذیر نظیر انعطاف‌پذیری، سختی، مقاومت به ضربه و رطوبت در صنایع گوناگونی مانند صنایع خودروسازی، الکترونیک، پوشاک، پزشکی و در پوشش‌ها کاربرد گسترده‌ای دارند. با توجه به خواص نام‌برده برای آلژینات و پلی‌یورتان‌ها، پژوهش‌های فراوانی درباره آمیختن این دو ماده در ساخت مواد با خواص ویژه و جدید  انجام شده است. در این مقاله، ابتدا مروری بر آلژینات و مشتقات آن‌ها به‌عنوان پلیمر طبیعی  به‌همراه بررسی ساختار، خواص و کاربرد آن‌ها انجام شده است. همچنین افزون بر معرفی پلی‌یورتان‌ها، مقالات مربوط به آمیخته پلی‌یورتان و آلژینات به‌شکل‌های مختلف از جمله فیلم‌ها، غشاهای الاستومری، نانوکامپوزیت‌ها، هیدروژل‌ها، شبکه‌ها‌ی یونی ابرمولکولی، داربست‌های متخلخل و اسفنج‌ها در کاربردهای گوناگون نظیر سامانه‌های رهایش دارو، زخم‌پوش‌ها، مواد مقاوم در برابر آتش و جاذب‌ها بررسی شده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A review of polyurethane/alginate blends: preparation, properties, and applications

نویسندگان [English]

  • Sarvenaz Nasrollahi 1
  • Abbas Mohammadi 1
  • Hengameh Honarkar 2
1 Department of Chemistry, University of Isfahan, Isfahan
2 Department of Polymer
چکیده [English]

The combination of natural polymers with synthetic polymers has been the subject of growing interest within both academic and industrial research. The production and consumption of synthetic polymers have faced limitations such as strict environmental laws, limited supply of raw materials, and high production costs. Therefore, natural polymers, especially starch, cellulose, hemicellulose, chitin, chitosan, alginate, glucomannan, and agar, have found wide applications for various industrial uses due to their properties such as biocompatibility and biodegradability. However, the main problem with these polymers is their mechanical properties and weak processability, which have limited their use. Alginate is a biodegradable, biocompatible, non-toxic, hydrophilic, and inexpensive biopolymer that is found as part of the structural components of bacteria and brown algae in nature. Alginate can be easily modified through some physical and chemical processes and various derivatives can be made from it. The new alginate derivative materials obtained have different structures, functions, and properties, including improved mechanical strength, cell affinity, and gelation properties. Polyurethane, due to its unique physical and chemical properties, has a wide range of applications in various industries such as automotive, electronics, textiles, medical devices, coatings, and insulation. Some of the properties of polyurethane include flexibility, hardness, impact resistance, moisture resistance, and easy processability. Alginate is used in a mixture with polyurethanes to form new materials like elastomers, nanocomposites, hydrogels, and foams for various industries. The purpose of this review is to first introduce the structure, properties, and application of alginates and polyurethanes. Then, the papers related to the polyurethane/alginate mixture in different forms, such as films, elastomeric membranes, hydrogels, foam, and nanocomposites, for applications such as drug release systems, wound dressings, fire-resistant materials, supramolecular ionic network, and porous scaffolds, will be reviewed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Polyurethane
  • Alginate
  • Syntesis
  • Properties
  • Application