Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính chất nhiệt của vật liệu compozit polyurethane đã được điều chỉnh bằng chitosan cho các ứng dụng sinh học
Tóm tắt
Các tính chất nhiệt của chitosan và polyurethan (PU) liên kết chéo với hydroxyapatite (HAp) được chuẩn bị thông qua quá trình tổng hợp polymer hóa khối trong hai bước đã được nghiên cứu. Quá trình tổng hợp PU được tiến hành bằng cách sử dụng 1,6-hexamethylene diisocyanate, poly(ethylene glycol) 2000 và dibutyltin dilaurate làm chất xúc tác. Nhiều tỷ lệ mol khác nhau của chitosan và 1,4-butanediol đã được áp dụng, và các ảnh hưởng của việc kết hợp các lượng HAp khác nhau cùng tỷ lệ chitosan với BDO đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy rằng các tính chất nhiệt của vật liệu PU phụ thuộc vào tải trọng polysaccharides và bioceramics, điều này được xác nhận bằng phương pháp nhiệt quét vi sai (DSC) và nhiệt trọng lượng (TGA). Nhiệt độ chuyển thủy tinh tăng khi tỷ lệ chitosan tăng. Tương tự, nhiệt độ bắt đầu phân hủy cũng tăng theo sự bổ sung chitosan. Ngược lại, sự hiện diện của các vật liệu gốm không cho thấy ảnh hưởng rõ rệt đến các tính chất nhiệt của các loại compozit PU. Quá trình polymer hóa thành công và sự kéo dài chuỗi của các nhóm isocyanate với các nhóm hydroxyl từ chitosan và HAp đã được xác nhận bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), và cấu trúc hình thái của vật liệu đã được xem xét bằng kính hiển vi điện tử quét.
Từ khóa
#polyurethane #chitosan #hydroxyapatite #tính chất nhiệt #polymer hóa #ứng dụng sinh họcTài liệu tham khảo
Chen Q, Liang S, Thouas GA. Elastomeric biomaterials for tissue engineering. Prog Polym Sci. 2013;38(3):584–671.
Król P. Synthesis methods, chemical structures and phase structures of linear polyurethanes. Properties and applications of linear polyurethanes in polyurethane elastomers, copolymers and ionomers. Prog Mater Sci. 2007;52(6):915–1015.
Cakić SM, Špírková M, Ristić IS, B-Simendić JK, M-Cincović M, Poręba R. The waterborne polyurethane dispersions based on polycarbonate diol: effect of ionic content. Mater Chem Phys. 2013;138(1):277–85.
Kumagai S, Motokucho S, Yabuki R, Anzai A, Kameda T, Watanabe A, et al. Effects of hard- and soft-segment composition on pyrolysis characteristics of MDI, BD, and PTMG-based polyurethane elastomers. J Anal Appl Pyrol. 2017;126:337–45.
Somdee P, Lassú-Kuknyó T, Kónya C, Szabó T, Marossy K. Thermal analysis of polyurethane elastomers matrix with different chain extender contents for thermal conductive application. J Therm Anal Calorim. 2019;138(2):1003–10.
Xue Y, Sant V, Phillippi J, Sant S. Biodegradable and biomimetic elastomeric scaffolds for tissue-engineered heart valves. Acta Biomater. 2017;48:2–19.
Zaharescu T, Marinescu V, Hebda E, Pielichowski K. Thermal stability of gamma-irradiated polyurethane/POSS hybrid materials. J Therm Anal Calorim. 2018;133(1):49–54.
Basha RY, Sampath Kumar TS, Doble M. Design of biocomposite materials for bone tissue regeneration. Mater Sci Eng C. 2015;57:452–63.
Saravanan S, Leena RS, Selvamurugan N. Chitosan based biocomposite scaffolds for bone tissue engineering. Int J Biol Macromol. 2016;93:1354–65.
Zia KM, Anjum S, Zuber M, Mujahid M, Jamil T. Synthesis and molecular characterization of chitosan based polyurethane elastomers using aromatic diisocyanate. Int J Biol Macromol. 2014;66:26–32.
Zia F, Zia KM, Zuber M, Rehman S, Tabasum S, Sultana S. Synthesis and characterization of chitosan/curcumin blends based polyurethanes. Int J Biol Macrom. 2016;92:1074–81.
Mahanta AK, Mittal V, Singh N, Dash D, Malik S, Kumar M, et al. Polyurethane-grafted chitosan as new biomaterials for controlled drug delivery. Macromolecules. 2015;48(8):2654–66.
Barikani M, Honarkar H, Barikani M. Synthesis and characterization of chitosan-based polyurethane elastomer dispersions. Chem Mon. 2010;141(6):653–9.
Barikani M, Honarkar H, Barikani M. Synthesis and characterization of polyurethane elastomers based on chitosan and poly(ε-caprolactone). J Appl Polym Sci. 2009;112(5):3157–65.
Tsiourvas D, Sapalidis A, Papadopoulos T. Hydroxyapatite/chitosan-based porous three-dimensional scaffolds with complex geometries. Mater Today Commun. 2016;7:59–66.
Zhou H, Lee J. Nanoscale hydroxyapatite particles for bone tissue engineering. Acta Biomater. 2011;7(7):2769–81.
Pielichowska K, Blazewicz S. Bioactive polymer/hydroxyapatite (nano)composites for bone tissue regeneration. In: Abe A, Dusek K, Kobayashi S, editors. Biopolymers, vol. 232., Advances in polymer scienceBerlin: Springer; 2010. p. 97–207.
Pielichowska K, Krol K, Majka TM. Polyoxymethylene-copolymer based composites with PEG-grafted hydroxyapatite with improved thermal stability. Thermochim Acta. 2016;633:98–107.
Ribeiro CA, Martins MVS, Bressiani AH, Bressiani JC, Leyva ME, de Queiroz AAA. Electrochemical preparation and characterization of PNIPAM-HAp scaffolds for bone tissue engineering. Mater Sci Eng C. 2017;81:156–66.
Fuensanta M, Jofre-Reche JA, Rodríguez-Llansola F, Costa V, Iglesias JI, Martín-Martínez JM. Structural characterization of polyurethane ureas and waterborne polyurethane urea dispersions made with mixtures of polyester polyol and polycarbonate diol. Prog Organ Coat. 2017;112:141–52.
Güney A, Hasirci N. Properties and phase segregation of crosslinked PCL-based polyurethanes. J Appl Polym Sci. 2014;131(1):39758.
Król P, Pilch-Pitera B. Urethane oligomers as raw materials and intermediates for polyurethane elastomers. Methods for synthesis, structural studies and analysis of chemical composition. Polymer. 2003;44(18):5075–101.
Javaid MA, Khera RA, Zia KM, Saito K, Bhatti IA, Asghar M. Synthesis and characterization of chitosan modified polyurethane bio-nanocomposites with biomedical potential. Int J Biol Macromol. 2018;115:375–84.
Indumathi MP, Rajarajeswari GR. Mahua oil-based polyurethane/chitosan/nano ZnO composite films for biodegradable food packaging applications. Int J Biol Macromol. 2019;124:163–74.
Li Y, Duan L, Cheng L, Yang Y, Li Y, Cheng Y, et al. Thermal analysis and crystallization kinetics of polyurethane. J Therm Anal Calorim. 2019;135(5):2843–8.
Kong W, Lei Y, Jiang Y, Lei J. Preparation and thermal performance of polyurethane/PEG as novel form-stable phase change materials for thermal energy storage. J Therm Anal Calorim. 2017;130(2):1011–9.
Jiao L, Xiao H, Wang Q, Sun J. Thermal degradation characteristics of rigid polyurethane foam and the volatile products analysis with TG-FTIR-MS. Polym Degrad Stab. 2013;98(12):2687–96.
Pielichowski K, Flejtuch K. Non-oxidative thermal degradation of poly(ethylene oxide): kinetic and thermoanalytical study. J Anal Appl Pyrol. 2005;73(1):131–8.
Lewicki JP, Pielichowski K, De La Croix PT, Janowski B, Todd D, Liggat JJ. Thermal degradation studies of polyurethane/POSS nanohybrid elastomers. Polym Degrad Stab. 2010;95(6):1099–105.
Berta M, Lindsay C, Pans G, Camino G. Effect of chemical structure on combustion and thermal behaviour of polyurethane elastomer layered silicate nanocomposites. Polym Degrad Stab. 2006;91(5):1179–91.