新研究：光敏单体可在光下降解聚氨酯

澳大利亚和德国的科学家宣布了一种新的聚氨酯光解方法。由昆士兰科技大学的克里斯托弗·巴纳·科沃里克（Christopher Barner-Kowollik）领导的研究小组将光敏的邻硝基苄基添加到聚氨酯中，以在紫外线下分解聚合物。 Barner-Kowollik说，这种方法可以帮助开发基于聚氨酯的可生物降解包装和粘合剂，并希望可以将其扩展到其他聚合物。聚氨酯是一类具有广泛应用的聚合物，其范围从工业产品（例如密封剂和粘合剂）到药物输送和生物相容性材料。聚氨酯聚合物的性能差异很大，可以通过改变其组成单体的结构进行调整。然而，聚氨酯的强氨基甲酸酯连接性和高交联性能使其在不损害环境的前提下降解成为一个挑战。聚氨酯的废物管理通常涉及燃烧，这是高能耗的，会产生高污染的气体，这促使人们努力以环保的方式生产可降解的聚氨酯。 Barner-Kowollik及其同事开发的策略是使用紫外线降解聚氨酯。

聚氨酯通常是通过使二异氰酸酯与多元醇反应制得的。该小组的目标是使用多元醇来引入聚合物的光降解性。将光敏的邻硝基苄基加到其起始二醇中后，它们与二异氰酸酯进行逐步生长聚合反应，从而形成在每个其他单体单元处具有可光降解点的聚合物。在紫外光照射下，邻硝基苄基发生Norrish II型反应，最终导致C-O键解离和裂变，形成酮-亚硝基化合物。通过红外光谱和氢核磁共振光谱技术的结合，研究团队能够探索邻硝基基团。苄基的降解途径。加拿大西方大学聚合物化学和智能材料专家伊丽莎白·吉利斯（Elizabeth Gillies）认为这项研究特别值得注意。她说：“尽管已将邻硝基苯基加入到聚合物中以实现光降解性……这项研究将增进我们对降解机理的理解……并将有助于将来设计光降解性聚合物。”对于Barner-Kowollik来说，未来工作的最大挑战是降解大块材料。 “我们的第一种方法涉及本体聚氨酯的光降解。不幸的是，由于光散射，该材料仍然对我们的光处理无响应。在这里，我们通过引用逐层降解方法克服了这些限制。未来的研究将看到更长波长的光可用于降解更持久的塑料材料。”