تهیه و شناسایی پلی‎یورتان‎های زیست‎ تخریب‎ پذیر پخش‎شونده در آب و بررسی تاثیرات پلی‎اتیلن گلایکول بر ویژگی زیست‎ تخریب‌پذیری آن‎ها

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

بهروز رنجبرفر ¹ , سعید تقوایی‎ گنجعلی ² , میر محمد علوی نیکجه ³ , شهرام مرادی ‎دهقی ⁴

1 - دانشجوی دکتری شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران
2 - استاد شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران
3 - استاد شیمی آلی، دانشکده علوم،گروه شیمی، دانشگاه بین المللی امام خمینی، قزوین، ایران
4 - استاد شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1399/09/27 تاریخ پذیرش : 1399/09/27 تاریخ انتشار : 1399/07/01

کلید واژه: پلی‎یورتان پایه آب, پخش‎شونده, زیست‎تخریب‌پذیر, تجدیدپذیر,

چکیده مقاله :

تهیه، شناسایی و بررسی رفتار زیست‎تخریب پذیری نسل جدید پلی یورتان‎های پایه آبی زیست‎تخریب پذیر پخش‎شونده درآب، با هدف گسترش مواد دوستدار طبیعت، در این پژوهش بررسی شد. این گروه از پلی یورتان‎های زیست‎تخریب پذیر، برپایه پلی‎اُل‎هایی از منابع تجدیدپذیر مانند روغن کرچک، به همراه پلی‎اتیلن گلایکول با ترکیبات دی‎ایزوسیانات مناسب تهیه شدند. در این پژوهش، به ویژه، تاثیرات پلی‎اتیلن گلایکول بر زیست تخریب پذیری و ویژگی‎های این بسپارها بررسی شد. بسپارهای تهیه‎شده با روش های طیف سنجی (HNMR) و فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) مورد شناسایی قرار گرفتند. اندازه‎گیری ذرات با روش پراکندگی نور دینامیکی (DLS) انجام شد. ویژگی تخریب پذیری نمونه های تهیه شده، با روش های جذب آب، زاویه تماس، تخریب پذیری آب‎کافتی در محیط بافر فسفات و محلول آنزیم لیپاز و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مورد تایید قرار گرفت. نتایج آزمون ها نشان داد که با پیوند اجزاء طبیعی و تخریب پذیر در زنجیر بسپاری و تنظیم ویژگی‎ها‎ی آب‎دوستی و آب‎کافتی اجزاء نرم، پلی یورتان‎های مفیدی با ویژگی تخریب پذیری مطلوب می توانند تهیه شوند.

چکیده انگلیسی:

Preparation, characterization, and investigation of the biodegradability behavior of the new generation of biodegradable water-based polyurethanes on the developing of environmentally friendly materials have been studied in this research. This series of biodegradable polyurethanes were made based on polyols from renewable sources such as castor oil, with polyethylene glycol, using suitable diisocyanate combinations. In this study, in particular, the effects of polyethylene glycol on biodegradability and the properties of these polymers were investigated. Synthesized polymers were characterized using the 1HNMR and Fourier transforms infrared (FTIR) spectroscopy. Particle size measurements were performed using dynamic light scattering (DLS). The biodegradability of prepared PUDs was assessed and confirmed using water uptake, hydrolytic and enzymatic degradation in phosphate buffer saline (PBS) by using lipase enzyme and by the evaluation of contact angle and atomic force microscopy images. The results of the investigation showed that with the addition of natural and degradable components in the polymer backbone and adjusting the hydrophilic properties of soft segments, useful polyurethanes with desirable degradability properties could be obtained.

منابع و مأخذ:

[1] Subiao, Z.; Hongtao, L.V.; Han, Z.; Bing, W.; Yingmei, X.; J. Appl. Polym. Sci. 101, 597-602, 2006.

[2] Dang, X.; Yuan, H.C.; Shan, Z.; J. Clean. Prod. 188, 416-424, 2018.

[3] Thangavel, G.; Mohanty, S.; Nayak, S.K.; J. Mater. Sci. 49, 8016-8030, 2014.

[4] Si, H.; Liu, H. Shang, S.; Song, J.; Liao, S.; Wang, D.; Song, Z.; Prog. Org. Coat. 90, 309–316, 2016.

[5] Liu. N.; Zhao, Y.; Kang, M.; Wang, J.; Wang, X.; Feng, Y.; Yin, N.; Li, Q.; Prog. Org. Coat. 82, 46–56, 2015.

[6] Fan, W.; Du, W.; Li, Z.; Dan, N.; Huang, J.; Prog. Org. Coat. 86, 125–133, 2015.

[7] Seyed Mohaghegh, S.M.; Barikani, M.; Entezami, A.A.; Iran. Polym. J. 14, 163-168, 2005.

[8] Liu, H.L.; Dai, S.A .; Fu, K.Y.;  Hsu, S.H .; Int. J. Nanomed. 5, 1017–1028, 2010.

[9] Noreen, A.; Zia, K.M.; Zuber, M.; Tabasum, S.; Prog. Org. Coat. 91, 25-32, 2016.

[10] Liu, K.; Miao, S.; Su, Z.; Sun, L.; Ma, G.; Zhang, S.; Eur. J. Lipid. Sci. Technol. 118, 1512- 1520, 2016.

[11] Hormaiztegui, M.E.V.; Aranguren, M.I.; Mucci, V.L.; Eur. Polym. J. 102, 151-160, 2018.

[12] Howarth, G.A.; J. Surf. Coat. Intl. B: Coatings Trans. 86,111-118, 2003.

[13] Negim, S.M.; Bahruddin, S.; Mahyuddin, R.; Idiris, M.S.; J. Appl. Polym. Sci. 121, 8-13, 2011.

[14] Chien‐Yu, L., Wen‐Yen, C., Trong, M.D.; J. Polym. Sci, part A. polym. Chem. 43, 4870-4881, 2005.

[15] Ajaya, K.N.; Douglas, A.W.; Samy, A.M.; Joshua, U.O.; J. Appl. Polym. Sci. 98, 2514-2520, 2005.

[16] Ajaya, K.N.; Douglas A.W.; Polymer 47(6), 1805-1811, 2006.

[17] Jong, Y.J.; Young, K.J.; In, W.C.; Jung, H.K.; Coll.Surf. A: Physicochemical and Engineering Aspects 196(2-3), 135-143, 2002.

[18] Yu, L. (Ed.), "Biodegradable Polymer Blends and Composites from Renewable Resources", John Wiley & Sons, Hoboken NJ, 2009.

[19] Lu, Y.; Larock, R.C.; Chem. Sus. Chem. 2(2), 136-47, 2009.

[20] Halim, H.; "Handbook of Polymer Degradation", CRC Press, Boca Raton, 2000.

[21] Satyabrat, G.; Niranjan, K.; ACS. Sustainable. Chem. Eng. 2(12), 2730–2738, 2014.

[22] Lee, J.Y.; Shim, M.J.; Kim, S.W.; J. Appl. Polym. Sci. 86, 3461-3465, 2002.

[23] Saalah, S., Abdullah, L.C.; Aung, M.M.; Salleh, M.Z., Radiah, D.; Ind. Crops. Prod. 64, 194-200, 2015.

[24] Liang, H.; Feng, Y.; Lu, J.; Liu, L.X.; Yang, Z.; Luo, Y.; Ind. Crops. Prod. 122, 448-455, 2018.

[25] Subrata, M.; Darren, M.; Polym. Degrad. Stab. 97, 1553-1561, 2012.

[26] Konstanze, S.;  Katharina, E.; Patrick, S.; Andreas, R.; J. Polym. Chem. 56, 2214-2224, 2018.

[27] Haiyan, L.; Yechang, F.; Jingyi, L.; Lingxiao, L.; Ind. Crops. Prod. 122, 448-455, 2018.

[28] Stefan, O.; Polym. Degrad. Stab. 95, 2396-2404, 2010.

[29] Petrovic, Z.S.; Xu, Y.; Milic´, J; Glenn, G.; J. Polym. Environ. 18, 94 -97, 2010.