功能聚氨酯在體育科學中的應用

【摘 要】聚氨酯是一類性能優異的高分子材料。本文分析總結了功能聚氨酯材料的研究進展，然后從運動人體科學基礎研究、運動裝備及服裝制造、運動損傷治療及中藥消除疲勞等方面，分析了功能聚氨酯在體育科學領域中的應用及發展潛力。

【關鍵詞】聚氨酯 體育科學 材料 功能

【中圖分類號】TQ323 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）33-0194-01

聚氨酯是含有氨基甲酸酯基團的聚合物的統稱，性能多樣，用途廣泛，適應性強。通過選擇不同種類及特性的原料、不同的原料配比、不同的合成條件以及不同的物理、化學、機械處理后，聚氨酯的性能可以實現從塑料到橡膠，從疏水到親水，從無毒到有毒，從熱塑性到熱固性，從普通材料到功能材料等的轉變，并可以在一個具體的方面對其性能進行調整。高性能功能聚氨酯在體育科學領域具有廣泛的應用開發潛力。

一 功能聚氨酯材料

功能聚氨酯的類型多樣，在體育科學中應用價值較大的包括可生物降解聚氨酯，智能聚氨酯，防水、透氣、自清潔聚氨酯和聚氨酯水凝膠。

1.可生物降解聚氨酯

可生物降解聚氨酯是指在自然狀態下，能夠在生物環境因素作用下轉變為碎片分子的聚氨酯。Gorna等使用乙二醇、丙二醇共聚醚二元醇及聚己內酯二元醇合成了一系列分子量在38000～85000范圍內的線性可生物降解聚氨酯。體外降解48周后，聚氨酯質量損失2%，分子量降低15%～80%，降解程度與聚合物組成及親水鏈段含量有關。

2.智能聚氨酯

智能聚氨酯是指能在外部物理、化學、機械、生物因素刺激下改變自身的形態、形狀、結構、性能的高分子。Nagahama等以星形支化己內酯齊聚物與六亞甲基二異氰酸酯為原料制備了可降解形狀記憶交聯聚氨酯，所制備的形狀記憶聚氨酯具有很高的形狀記憶特性，其應變保持率高于97%，應變恢復率達到了100%。

3.防水、透氣、自清潔聚氨酯

聚氨酯是一種最為常用的防水、透氣涂層材料。Tsai用4，4′-亞甲基雙環己基二異氰酸酯、聚四氫呋喃二醇、乙二胺、異佛兒酮二異氰酸酯、二乙醇胺、聚乙二醇單甲醚等為原料合成了一種新型聚氨酯防水涂飾劑，發現調整聚乙二醇的分子量可以改變聚氨酯的防水性能。聚氨酯的防水透氣性能除了可以通過改變分子結構來優化外，還可以通過機械處理、材料型式設計等外部手段進行提高。

4.聚氨酯水凝膠

水凝膠是一種含水交聯網狀體系，在土壤保墑、衛生用品、美容制品、食品、軟組織工程等領域具有廣泛的應用。水凝膠是組織工程中最好的支架材料。Petrini1等以低分子量二元醇、聚乙二醇、脂肪族二異氰酸酯為原料，采用一步本體聚合制備了交聯聚氨酯水凝膠。

二 功能聚氨酯在體育科學中的應用

1.在運動人體科學基礎研究中的應用

生化檢測技術是運動人體科學基礎研究，如運動員選材，運動疲勞及損傷診斷，身體機能實時動態評價，抗疲勞藥物篩選，科學訓練計劃制訂等的關鍵工具?？缮锝到饩郯滨?、智能聚氨酯及聚氨酯水凝膠可以提高基于芯片、傳感器及微電極等生化檢測工具的準確性、長效性、靶向性、敏感性，提高介入檢測的安全性、長效性，有利于實現微創乃至無創檢測。高性能功能性聚氨酯結合生物微芯片技術、微傳感器技術、量子點技術、核磁技術、光電子技術將為現代運動人體科學的研究，尤其是細胞、基因、蛋白的人體科學研究提供更加安全、高效、智能、高通量的研究工具，提高實時、動態、長期檢測的效果。

2.在運動損傷修復、運動疲勞消除及運動機能調節中的應用

聚氨酯在運動損傷修復、運動疲勞消除及運動機能調節中均具有重要的應用價值。應用形狀記憶智能聚氨酯制作骨骼、器官、組織修復材料，不僅可以治愈損傷，而且可以實現創傷最小化，減輕病人痛苦。抗疲勞中藥及中藥機能調節制劑已得到廣泛研究，但關于抗疲勞中藥的給藥方式的研究過于簡單，如果將可生物降解聚氨酯引入運動員的中藥保健過程中，通過聚氨酯海綿，聚氨酯微囊、微球，聚氨酯泡沫，聚氨酯凝膠等形式對中藥進行控制釋放，則可以實現一次用藥，長期有效的效果，并可促進藥物的透皮、跨膜吸收。

參考文獻

[1]Gorna K、Gogolewski S. In vitro degradation of novel medical biodegradable aliphatic polyurethanes based on ε-caprolactone and Pluronics? with various hydrophilicities[J]. Polymer Degradation and Stability，2002（1）

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[3]Petrini1P、Farè1 S、Piva1 A，et al. Design，synthesis and properties of polyurethane hydrogels for tissue engineering[J]. Journal of Materials Science：Materials in Medicine，2003（8）

[4]唐鄧、張彪、李智華等.水性聚氨酯紡織涂層劑的研制[J].印染助劑，2008（12）

〔責任編輯：龐遠燕〕