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摘 要

：聚氨酯泡沫塑料是一类用途广泛、性能优良的新型合成高分子材料，因其独特的结构和优异的性能，以泡沫塑料、弹性体、胶黏剂等形式广泛应用于建筑、汽车工业、航空等国民经济各个领域，但随着聚氨酯材料的大量使用，导致环境问题日趋严重，它的生产及废旧处理对环境的影响已成为各国关注的焦点，研究聚氨酯自然条件下降解和生物降解具有重要意义。本文综述了聚氨酯材料的光降解、热氧化降解、水解和生物降解等降解机理，用作光稳定剂、热氧化稳定剂、水解稳定剂的产品种类，以及可生物降解聚氨酯材料研究进展和聚氨酯不同化学结构对降解性的影响。

关键词：聚氨酯，降解机理，自然降解，可生物降解

Abstract: Polyurethane foam plastics is a kind of widely used, good performance of new type of synthetic polymer materials. It is widely used in construction, automotive, aviation and other economic with foams, elastomers, adhesives and other forms because of its unique structure and excellent performance. However, it has lead to increasingly serious environmental problems with the extensive use of polyurethane materials. The invironmental impact of its production and waste treatment has become the focus of international attention. The research of polyurethane in nature and biological degradation is of great significance. In this paper, the mechanism of polyurethane degradation such as photolysis, oxidation, hydrolysis and biodegradation, types of light stabilizer, antioxidant, hydrolysis stabilizer, the research progress of biodegradable polyurethane and the influence of polyurethane with different chemical structure on degradability were reviewed.

Keywords：polyurethane, mechanism of degradation, natural degradation, biodegradable

目 录

1 前言 4

2　聚氨酯自然条件下降解机理及其稳定剂 4

2．1光降解机理及其稳定剂 4

2.1.1胺的氧化 4

2.1.2 氨基甲酸酯键的断裂 5

2.1.3 光稳定剂 6

2.2 热氧化降解机理及其稳定剂 8

2.2.1热氧化降解机理 8

2.2.2热氧化稳定剂 9

2.3 水解机理及其稳定剂 10

2.3.1水解机理 10

2.3.2水解稳定剂 11

3 可生物降解聚氨酯的降解机理、降解性的表征及其制备方法 12

3.1 可生物降解聚氨酯的降解机理 12

3.2 降解性的分析测试方法 12

3.3 可生物降解聚氨酯的制备 12

3.3.1淀粉制备可生物降解聚氨酯材料 12

3.3.2 纤维素制备可生物降解聚氨酯材料 13

3.3.3木质素制备可生物降解聚氨酯材料 13

3.3.4 单宁、树皮制备可生物降解聚氨酯材料 13

4 聚氨酯的结构与其降解性的关系 14

4.1 异氰酸酯结构对聚氨酯降解性的影响 14

4.2 二元醇结构对聚氨酯降解性的影响 15

4.3 聚酯多元醇对聚氨酯降解性的影响 16

结语与展望 17

参 考 文 献 18

致 谢 20

1 前言

聚氨酯是一类用途十分广泛的合成材料，它的全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。聚氨酯是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成，聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯、脲、缩二脲，脲基甲酸酯等基团。聚氨酯的结构变化很多，可以在很宽的范围内调节其性能，制品种类也很多，如泡沫型材料制品、弹性纤维制品、结构材料、涂料、粘合剂等^[1]。

聚氨酯材料由于具有优良的性能、多种产品形态和简便的成型工艺而广泛应用于各行各业^{[ 2]}，但和其它高分子材料一样，在户外使用时容易发生泛黄，龟裂，机械性能下降等光氧化老化现象。其主要影响因素包括紫外线、高温、氧气和水分等。为了抑制由上述因素引起的降解行为，在材料中添加稳定剂是一种常见并且相对简便的方法，可以改善聚酯材料的耐侯性。自从工业化以来，人们就一直在研究聚氨酯降解问题，只是近年来人们才对该变化过程中某些关键问题有了较深入的了解，该领域的研究取得较大进展，特别是聚氨酯的降解机理，聚氨酯的稳定化技术和稳定剂的使用方法都有较大突破。传统聚氨酯的原料完全来自石油工业，制品废弃后难以降解和回收处理，给环境造成很大的污染，因此，开发可生物降解聚氨酯材料也逐渐成为世界各国研究的热点。

本文主要介绍了聚氨酯材料自然条件下降解和生物降解机理，聚氨酯的不同化学结构对其降解性的影响。同时，为了更好地改善聚氨酯材料的耐候性和降低传统聚氨酯对环境的危害，本文详细叙述了添加稳定剂的种类及其协调作用，以及从合成可生物降解聚氨酯原料的角度综述了可生物降解聚氨酯的研究进展。

2　聚氨酯自然条件下降解机理及其稳定剂

2．1光降解机理及其稳定剂

聚氨酯材料受光照射(自然光、紫外光等)所引起的老化降解过程称为聚氨酯的光老化降解。聚氨酯材料的吸收波长一般在290～400nm之间，吸收一定波长的光后，聚氨酯材料中分子链断裂，最终导致产品物理性能被破坏。同时，降解所形成的生色基团会引起聚氨酯材料颜色加深。

2.1.1胺的氧化

以芳香族聚氨酯材料为例，当聚氨酯吸收波长大于 340 nm的光线后，异氰酸酯中的亚甲基发生氧化，生成不稳定的氢过氧化物，进而生成发色基团醌-酰亚胺结构，该结构导致聚氨酯材料变黄；材料进一步氧化后，生成二醌-酰亚胺结构，颜色继续加深 ，最后变为琥珀色，反应方程式见式（1）^{[ 3]} ：

式（1）

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