Priprema i karakterizacija mješavina na osnovi termoplastičnog poliuretana i fibroina svile

Abstract

Fibroin svile (FS) jedinstven je i obećavajući prirodni polimer te zbog svoje biokompatibilnosti, biorazgradivosti i netoksičnosti ima velik potencijal za primjenu kao biomedicinski materijal. Unatoč svojoj čvrstoći, sam FS nije prikladan zbog svoje slabe fleksibilnosti. S druge strane, termoplastični poliuretan (TPU) vrlo je poželjan materijal za medicinsku primjenu upravo zbog njegove fleksibilnosti. Problem slabe fleksibilnosti FS-a mogao bi se riješiti miješanjem fleksibilnog TPU-a s FS-om. Cilj ovoga rada bio je pripremiti mješavine na osnovi TPU-a i prirodnog polimera FS-a. Mješavine TPU-a s FS-om pripremljene su umješavanjem FS-a u TPU u omjerima 5, 10, 15 i 20 mas. % FS-a u laboratorijskoj gnjetilici Brabender. Uzorci su dobiveni prešanjem na hidrauličkoj preši. Određena je struktura te toplinska i viskoelastična svojstva čistog TPU-a, FS-a i mješavina TPU/FS primjenom infracrvene spektroskopije s Fourierovim transformacijama (FTIR), diferencijalne pretražne kalorimetrije (DSC), dinamičko-mehaničke analize (DMA) i termogravimetrijske analize (TGA). Dobiveni rezultati FTIR analize pokazuju da je FS ugrađen u TPU matricu. Rezultati dobiveni mjerenjem DSC i DMA pokazali su da se dodatkom FS-a u TPU temperature staklastog prijelaza (Tg) izražene kao Teig, Tmg i Tefg snižavaju zbog smještanja amorfne faze FS-a (asparaginska kiselina) u amorfnu fazu TPU-a, čime dolazi do veće pokretljivosti polimernih lanaca. Temperature taljenja (Tm) izražene kao Teim, Tpm i Tefm u mješavinama TPU/FS neznatno se snižavaju u odnosu na čisti TPU zbog nastajanja slabije uređene kristalne strukture dodatkom FS-a. Toplinska postojanost neznatno se smanjuje dodatkom FS-a zbog njegove slabije toplinske postojanosti.

Keywords

• termoplastični poliuretan
• fibroin svile
• toplinska svojstva
• viskoelastična svojstva