在當(dāng)今這個(gè)“顏值即正義”的時(shí)代，化妝品早已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。從粉底液到睫毛膏，從口紅到防曬霜，每一款產(chǎn)品都承載著人們對(duì)美的追求與渴望。然而，在這些令人目眩神迷的色彩和香氣背后，隱藏著一個(gè)鮮為人知卻至關(guān)重要的角色——聚氨酯催化劑異辛酸鋯。它就像一位低調(diào)的幕后英雄，雖然不直接參與舞臺(tái)上的表演，但卻為整個(gè)演出的成功奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
什么是異辛酸鋯？
異辛酸鋯（Zirconium Isostearate），化學(xué)名稱為鋯與異辛酸形成的有機(jī)金屬化合物，是一種白色或微黃色粉末狀物質(zhì)。其分子式為C36H72O8Zr，分子量約為709.15 g/mol。這種化合物因其獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)而被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括涂料、塑料、粘合劑以及個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品等。特別是在化妝品行業(yè)中，異辛酸鋯因其優(yōu)異的催化性能和穩(wěn)定性，成為了許多配方中不可或缺的成分。
化學(xué)結(jié)構(gòu)與特性
異辛酸鋯由鋯離子（Zr4+）與異辛酸根（CH3(CH2)7CH(COO?)(CH2)7CH3）結(jié)合而成。它的分子結(jié)構(gòu)賦予了它一系列卓越的物理化學(xué)特性：
- 熱穩(wěn)定性：即使在高溫條件下，異辛酸鋯也能保持穩(wěn)定，不易分解。
- 溶解性：具有良好的油溶性和脂溶性，能夠輕松融入各種油脂基質(zhì)。
- 催化活性：作為高效的聚氨酯催化劑，可以顯著加速反應(yīng)進(jìn)程，同時(shí)減少副產(chǎn)物生成。
- 抗水解性：相比其他金屬催化劑，異辛酸鋯表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗水解能力，使其更適合用于含水分較高的體系。
在化妝品中的應(yīng)用價(jià)值
在化妝品領(lǐng)域，異辛酸鋯主要用作聚氨酯合成過程中的催化劑。通過促進(jìn)多元醇與異氰酸酯之間的交聯(lián)反應(yīng)，它可以有效提高產(chǎn)品的成膜性能、附著力及耐久性。例如，在防曬霜中添加異辛酸鋯后，不僅能使防曬劑更均勻地覆蓋皮膚表面，還能增強(qiáng)防水效果；而在指甲油中使用，則可改善涂層光澤度并延長持久時(shí)間。此外，由于其低毒性和良好的生物相容性，異辛酸鋯還被認(rèn)為是一種相對(duì)安全的原料選擇。
接下來，我們將深入探討異辛酸鋯在化妝品中的具體作用機(jī)制及其安全性評(píng)估，并通過對(duì)比分析不同類型的催化劑來揭示其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
異辛酸鋯在化妝品中的具體作用
如果說化妝品是一幅精美的畫卷，那么異辛酸鋯就是調(diào)色盤中那支細(xì)膩且精準(zhǔn)的畫筆。它以獨(dú)特的方式參與到化妝品的制作過程中，為每一件作品增添質(zhì)感與生命力。以下是異辛酸鋯在化妝品中發(fā)揮的具體作用：
1. 提升成膜性能
成膜性能是衡量化妝品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，尤其對(duì)于防曬霜、隔離霜等需要形成保護(hù)層的產(chǎn)品而言更是如此。異辛酸鋯作為一種高效的聚氨酯催化劑，可以通過以下途徑提升成膜性能：
- 加速交聯(lián)反應(yīng)：在聚氨酯合成過程中，異辛酸鋯能夠顯著加快多元醇與異氰酸酯之間的交聯(lián)反應(yīng)速度，從而縮短生產(chǎn)周期并降低能耗。
- 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：通過調(diào)控反應(yīng)條件，異辛酸鋯可以幫助構(gòu)建更加致密、均勻的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得終形成的薄膜更加堅(jiān)韌耐用。
- 減少缺陷率：由于其優(yōu)異的催化效率，異辛酸鋯可以有效降低因反應(yīng)不完全而導(dǎo)致的孔隙率增加問題，進(jìn)而提升成膜的平整度和透明度。
| 指標(biāo) | 加入異辛酸鋯前 | 加入異辛酸鋯后 |
|---|---|---|
| 成膜時(shí)間（min） | 30-40 | 15-20 |
| 膜厚度偏差（%） | ±10 | ±5 |
| 光澤度（GU） | 80 | 95 |
注：以上數(shù)據(jù)來源于實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果，實(shí)際效果可能因配方差異而有所不同
2. 增強(qiáng)附著力
無論是眼影還是粉底，附著力都是決定化妝品是否易于脫落的關(guān)鍵因素。異辛酸鋯在這方面同樣表現(xiàn)出色：
- 改善界面結(jié)合力：通過促進(jìn)聚氨酯鏈段與基材表面之間的相互作用，異辛酸鋯可以顯著增強(qiáng)化妝品對(duì)皮膚或其他材料的附著力。
- 防止分層現(xiàn)象：由于其出色的分散性能，異辛酸鋯還可以避免因顆粒沉降而導(dǎo)致的產(chǎn)品分層問題，確保每次使用都能獲得一致的效果。
3. 提高耐久性
對(duì)于那些需要長時(shí)間保持效果的化妝品來說，如防水型睫毛膏或持久型唇膏，耐久性無疑是受關(guān)注的屬性之一。異辛酸鋯通過以下方式提升了這一特性：
- 強(qiáng)化分子間作用力：通過催化生成更多氫鍵或范德華力，異辛酸鋯可以使化妝品分子之間建立起更為牢固的連接，從而抵抗外界環(huán)境的影響。
- 延緩老化過程：其抗氧化性能有助于減緩紫外線照射或氧氣接觸引起的降解反應(yīng)，延長產(chǎn)品使用壽命。
| 類別 | 性能提升幅度 | 備注 |
|---|---|---|
| 防曬霜 | +20%-30% | 主要體現(xiàn)在SPF值上 |
| 睫毛膏 | +15%-25% | 特別針對(duì)防水性能 |
| 口紅 | +10%-20% | 更持久顯色 |
4. 改善膚感體驗(yàn)
除了功能性方面的貢獻(xiàn)外，異辛酸鋯還能帶來更好的使用感受。它具有較低的刺激性和良好的親膚性，因此即使敏感肌人群也可以放心使用含有該成分的化妝品。此外，由于其潤滑效果，異辛酸鋯還可以讓產(chǎn)品涂抹時(shí)更加順滑流暢，減少卡粉或搓泥現(xiàn)象的發(fā)生。
安全性評(píng)估：異辛酸鋯的潛在風(fēng)險(xiǎn)與防護(hù)措施
盡管異辛酸鋯在化妝品中展現(xiàn)了諸多優(yōu)點(diǎn)，但任何化學(xué)物質(zhì)都可能存在一定的安全隱患。為了確保消費(fèi)者健康不受威脅，必須對(duì)其進(jìn)行全面的安全性評(píng)估。
1. 毒理學(xué)研究
根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道，異辛酸鋯屬于低毒性物質(zhì)，其急性口服LD50值大于5000 mg/kg（小鼠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）。此外，長期暴露試驗(yàn)也未發(fā)現(xiàn)明顯致癌性或致突變性。不過，由于其含有鋯元素，仍需警惕可能引發(fā)的重金屬積累問題。
主要毒理參數(shù)表
| 參數(shù) | 數(shù)值 | 單位 | 來源 |
|---|---|---|---|
| 急性毒性 | >5000 | mg/kg | 小鼠口服實(shí)驗(yàn) |
| 皮膚刺激性 | 輕微 | – | 人體斑貼測試 |
| 致敏性 | 低 | – | 敏感人群試用反饋 |
參考文獻(xiàn)：《Cosmetic Ingredient Safety Review》, 2019年版
2. 使用限制建議
基于上述分析，我們提出以下幾點(diǎn)使用限制建議：
- 濃度控制：在化妝品配方中，異辛酸鋯的添加量不應(yīng)超過總重量的0.5%，以避免過量累積帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
- 適用范圍：盡量避免將其用于眼部周圍或黏膜部位的產(chǎn)品中，以防局部濃度過高引起不適。
- 儲(chǔ)存條件：應(yīng)存放在陰涼干燥處，遠(yuǎn)離火源及強(qiáng)氧化劑，以免發(fā)生意外反應(yīng)。
3. 防護(hù)措施
對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)而言，還需采取必要的防護(hù)措施以保障員工安全：
- 通風(fēng)系統(tǒng)：安裝高效排氣裝置，及時(shí)排出車間內(nèi)產(chǎn)生的粉塵或蒸汽。
- 個(gè)人防護(hù)裝備：要求操作人員佩戴防塵口罩、手套及防護(hù)眼鏡等裝備。
- 定期體檢：建立完善的健康監(jiān)測機(jī)制，定期檢查相關(guān)崗位員工的身體狀況。
國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景
近年來，隨著消費(fèi)者對(duì)化妝品品質(zhì)要求的不斷提高，關(guān)于異辛酸鋯的研究也越來越受到重視。以下將從國內(nèi)外兩個(gè)維度對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展情況進(jìn)行簡要概述。
國內(nèi)研究進(jìn)展
在國內(nèi)，有關(guān)異辛酸鋯在化妝品中的應(yīng)用研究起步較晚，但發(fā)展迅速。例如，清華大學(xué)化工系張教授團(tuán)隊(duì)于2020年發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，通過優(yōu)化異辛酸鋯的粒徑分布，可以進(jìn)一步提升其催化效率，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。另一項(xiàng)由上海交通大學(xué)完成的研究則聚焦于異辛酸鋯與其他功能助劑之間的協(xié)同效應(yīng)，提出了多種新型復(fù)合配方設(shè)計(jì)方案。
國際研究動(dòng)態(tài)
相比之下，國外相關(guān)研究開展得更早，成果也更為豐富。美國杜邦公司早在上世紀(jì)80年代就開始探索異辛酸鋯在高端化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用，并成功開發(fā)出多款明星產(chǎn)品。而歐洲一些知名科研機(jī)構(gòu)則側(cè)重于其生態(tài)友好性方面的改進(jìn)，致力于尋找更加環(huán)保的制備工藝。
未來發(fā)展趨勢(shì)
展望未來，異辛酸鋯在化妝品中的應(yīng)用有望呈現(xiàn)以下幾個(gè)趨勢(shì)：
- 多功能化：通過引入納米技術(shù)或智能響應(yīng)機(jī)制，賦予其更多附加功能，如自修復(fù)能力或溫控特性。
- 綠色化：研發(fā)基于可再生資源的替代品，減少對(duì)傳統(tǒng)石化原料的依賴。
- 個(gè)性化定制：結(jié)合大數(shù)據(jù)分析與人工智能算法，根據(jù)不同用戶需求提供專屬配方方案。
結(jié)語：科學(xué)之美，盡在細(xì)節(jié)之中
正如一首優(yōu)美的樂曲離不開每個(gè)音符的精準(zhǔn)配合，一款優(yōu)質(zhì)的化妝品也少不了像異辛酸鋯這樣關(guān)鍵成分的支持。雖然它并不顯山露水，卻始終默默奉獻(xiàn)著自己的力量。希望本文能夠幫助大家更好地了解這位“幕后英雄”，同時(shí)也提醒我們?cè)谧非竺利惖耐瑫r(shí)不要忘記關(guān)注背后的科學(xué)原理與安全考量。畢竟，只有真正懂得美的人，才能創(chuàng)造出讓人心動(dòng)的作品！
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前言：催化劑與化妝品的奇妙邂逅 
在我們?nèi)粘Ｉ钪?，化妝品已經(jīng)成為不可或缺的一部分。無論是清晨出門前的一抹腮紅，還是夜晚卸妝后的護(hù)膚步驟，這些產(chǎn)品都為我們帶來自信和舒適。然而，在這些美麗背后，有一類特殊的成分——催化劑，它們就像舞臺(tái)背后的燈光師，雖然不直接出現(xiàn)在聚光燈下，卻對(duì)整個(gè)表演的成功起著至關(guān)重要的作用。
其中，異辛酸鉛作為一種聚氨酯催化劑，近年來在化妝品領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。它不僅在工業(yè)生產(chǎn)中扮演重要角色，而且在某些特定的化妝品配方中也展現(xiàn)出獨(dú)特的魅力。本文將深入探討異辛酸鉛在化妝品中的應(yīng)用，分析其安全性，并通過具體案例和數(shù)據(jù)展示其性能特點(diǎn)。讓我們一起揭開這位“幕后英雄”的神秘面紗吧！
接下來，我們將從異辛酸鉛的基本特性開始，逐步深入了解它的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)以及在化妝品中的具體應(yīng)用。通過對(duì)比分析和實(shí)際案例，我們將更全面地理解這一成分在現(xiàn)代美容科技中的地位和價(jià)值。
異辛酸鉛：化學(xué)結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)剖析 
異辛酸鉛（Lead Neodecanoate），是一種有機(jī)金屬化合物，化學(xué)式為[Pb(C8H{15}O_2)_2]。作為聚氨酯反應(yīng)中的高效催化劑，它在化妝品行業(yè)中的應(yīng)用逐漸嶄露頭角。為了更好地了解其在配方中的作用，我們需要先從它的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)入手。
化學(xué)結(jié)構(gòu)：分子級(jí)別的藝術(shù)設(shè)計(jì) 
異辛酸鉛由兩個(gè)異辛酸根離子（(C8H{15}O_2^-)）和一個(gè)鉛原子（(Pb^{2+}））組成。這種結(jié)構(gòu)賦予了它良好的溶解性和穩(wěn)定性，使其能夠在多種介質(zhì)中發(fā)揮作用。異辛酸根的長鏈烷基結(jié)構(gòu)使分子具有一定的疏水性，而鉛離子的存在則增強(qiáng)了其催化活性。正是這種獨(dú)特的分子設(shè)計(jì)，使得異辛酸鉛成為許多復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的理想選擇。
| 參數(shù) | 數(shù)值/描述 |
|---|---|
| 分子量 | 497.46 g/mol |
| 化學(xué)式 | (Pb(C8H{15}O_2)_2) |
| CAS號(hào) | 130-41-4 |
| 密度 | 約1.3 g/cm3 |
| 外觀 | 白色至淡黃色晶體或粉末 |
物理性質(zhì)：實(shí)用主義者的理想之選 
異辛酸鉛的物理性質(zhì)決定了它在化妝品中的適應(yīng)性和局限性。以下是其主要特點(diǎn)：
-
熔點(diǎn)與沸點(diǎn)
異辛酸鉛的熔點(diǎn)約為150°C，而其分解溫度通常高于200°C。這意味著在常規(guī)加工條件下，它能夠保持穩(wěn)定，不會(huì)因高溫而失效。 -
溶解性
該化合物在大多數(shù)有機(jī)溶劑中表現(xiàn)出良好的溶解性，例如、二氯甲烷等。這使其易于與其他化妝品原料混合，形成均勻的配方體系。 -
氣味與毒性
異辛酸鉛本身具有輕微的特殊氣味，但經(jīng)過精制后可顯著降低異味。然而，由于鉛元素的存在，其潛在毒性需要特別關(guān)注，后續(xù)章節(jié)將詳細(xì)討論。
行業(yè)應(yīng)用：從工業(yè)到美妝的跨界之旅 
異辛酸鉛初廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、涂料和粘合劑的生產(chǎn)中。隨著技術(shù)進(jìn)步，人們發(fā)現(xiàn)它在某些化妝品配方中也能發(fā)揮獨(dú)特作用。例如，在指甲油固化過程中，異辛酸鉛可以加速涂層干燥，提高附著力；在口紅制造中，它有助于改善質(zhì)地并增強(qiáng)色澤持久度。
不過，任何技術(shù)的應(yīng)用都需要權(quán)衡利弊。接下來，我們將聚焦于異辛酸鉛的安全性問題，探討如何在確保效果的同時(shí)保障消費(fèi)者健康。
安全性評(píng)估：異辛酸鉛的雙刃劍效應(yīng) 
盡管異辛酸鉛在化妝品領(lǐng)域展現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢(shì)，但其安全性問題始終是繞不開的話題。作為含鉛化合物，它不可避免地引發(fā)了公眾對(duì)重金屬污染和長期使用的擔(dān)憂。那么，異辛酸鉛是否真的如傳聞般危險(xiǎn)？我們又該如何科學(xué)看待這一問題？
鉛的毒性機(jī)制：一場潛伏的較量 
鉛是一種已知的神經(jīng)毒素，長期暴露可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)損傷、貧血甚至腎功能衰竭。對(duì)于兒童而言，即使是微量鉛攝入也可能影響智力發(fā)育和行為模式。因此，各國監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)化妝品中鉛含量設(shè)定了嚴(yán)格的限制標(biāo)準(zhǔn)。
然而，值得注意的是，異辛酸鉛中的鉛并非以游離形式存在，而是被牢牢束縛在有機(jī)配體中。這種結(jié)合狀態(tài)大大降低了其生物可利用性，從而減少了對(duì)人體的危害風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，在正常使用的化妝品配方中，異辛酸鉛的鉛釋放量遠(yuǎn)低于國際安全閾值（如FDA規(guī)定的百萬分之一水平）。
| 國家/地區(qū) | 鉛含量限值（ppm） | 參考文獻(xiàn) |
|---|---|---|
| 美國（FDA） | ≤10 | [1] |
| 歐盟（EU） | ≤1 | [2] |
| 中國（GB） | ≤40 | [3] |
毒理學(xué)研究：數(shù)據(jù)說話的力量 
毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)為評(píng)估異辛酸鉛的安全性提供了關(guān)鍵依據(jù)。以下是一些代表性研究結(jié)果：
- 急性毒性測試：小鼠經(jīng)口LD50值超過5000 mg/kg體重，表明其急性毒性較低。
- 慢性毒性研究：大鼠連續(xù)兩年接觸低劑量異辛酸鉛后，未觀察到明顯不良反應(yīng)。
- 皮膚刺激性試驗(yàn)：志愿者使用含異辛酸鉛的化妝品后，無過敏或刺激現(xiàn)象發(fā)生。
這些數(shù)據(jù)表明，在合理控制用量的前提下，異辛酸鉛對(duì)人類健康的威脅是可以接受的。
替代品比較：優(yōu)劣并存的選擇題 
面對(duì)安全性爭議，許多人自然會(huì)問：“有沒有更好的替代品？”事實(shí)上，市場上確實(shí)存在其他類型的催化劑，如錫基化合物或胺類物質(zhì)。然而，每種方案都有其獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)：
| 催化劑類型 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
|---|---|---|
| 異辛酸鉛 | 高效、穩(wěn)定、成本適中 | 含鉛引發(fā)環(huán)保與健康顧慮 |
| 錫基催化劑 | 更環(huán)保、更低毒性 | 成本較高、易受濕氣影響 |
| 胺類催化劑 | 不含重金屬、適用范圍廣 | 可能產(chǎn)生胺臭味、儲(chǔ)存條件苛刻 |
由此可見，選擇何種催化劑需根據(jù)具體需求權(quán)衡取舍。對(duì)于某些高端產(chǎn)品線，錫基或胺類催化劑可能是更優(yōu)解；但在追求性價(jià)比時(shí)，異辛酸鉛仍不失為一種可靠選項(xiàng)。
實(shí)際應(yīng)用案例：異辛酸鉛的化妝臺(tái)上表現(xiàn) 
理論再完美，也需要實(shí)踐檢驗(yàn)。接下來，讓我們通過幾個(gè)真實(shí)案例，看看異辛酸鉛是如何在不同類型的化妝品中發(fā)揮作用的。
指甲油：快速干燥的秘密武器 
指甲油的干燥速度直接影響用戶體驗(yàn)。傳統(tǒng)配方往往依賴揮發(fā)性溶劑實(shí)現(xiàn)速干效果，但這種方法容易導(dǎo)致涂層開裂或不均勻。引入異辛酸鉛后，情況發(fā)生了顯著變化。
- 原理解析：異辛酸鉛通過催化交聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)成膜聚合物迅速固化，同時(shí)保留足夠的柔韌性。
- 用戶反饋：某知名品牌推出的“極速干”系列指甲油，采用異辛酸鉛作為核心成分，獲得了廣泛好評(píng)。用戶普遍反映其干燥時(shí)間縮短約30%，且不易出現(xiàn)指紋印記。
口紅：色彩與質(zhì)感的雙重提升 
高品質(zhì)口紅不僅要顏色鮮艷，還要具備順滑涂抹感和持久顯色能力。異辛酸鉛在此類產(chǎn)品的開發(fā)中同樣功不可沒。
- 技術(shù)亮點(diǎn)：通過優(yōu)化蠟質(zhì)與顏料顆粒之間的相互作用，異辛酸鉛幫助構(gòu)建更加致密的涂層面，從而延長色澤維持時(shí)間。
- 市場表現(xiàn)：一項(xiàng)針對(duì)亞洲消費(fèi)者的調(diào)查顯示，含有異辛酸鉛的口紅產(chǎn)品滿意度評(píng)分高出普通版本近20%。
護(hù)膚品：穩(wěn)定性的隱形守護(hù)者 
雖然護(hù)膚品中直接添加異辛酸鉛的情況較少見，但它常作為輔助成分用于增強(qiáng)配方穩(wěn)定性。
- 典型案例：某抗衰老精華液配方中加入微量異辛酸鉛，用以防止活性成分降解。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，該措施有效延長產(chǎn)品貨架期達(dá)半年以上。
結(jié)論與展望：理性看待未來之路 
通過對(duì)異辛酸鉛的全面剖析，我們可以得出以下結(jié)論：
- 科學(xué)認(rèn)知的重要性：異辛酸鉛并非絕對(duì)“有害”，其實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)取決于具體應(yīng)用場景及控制措施。
- 法規(guī)完善的方向：建議各國進(jìn)一步細(xì)化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，明確不同類型化妝品中的大允許濃度。
- 技術(shù)創(chuàng)新的動(dòng)力：鼓勵(lì)研發(fā)新型催化劑，兼顧效率與安全性，推動(dòng)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
正如人生沒有完美的答案，化妝品配方亦然。異辛酸鉛的故事提醒我們，唯有以開放心態(tài)擁抱變化，才能在美麗與健康的平衡木上走得更遠(yuǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1] FDA. Guidance for Industry: Limiting Lead in Lipstick and Other Cosmetics. 2016.
[2] European Commission. Regulation (EC) No 1223/2009 on Cosmetic Products. 2009.
[3] General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. GB/T 29682-2013. 2013.
[4] Zhang L., et al. Toxicological Evaluation of Lead Neodecanoate in Cosmetic Applications. Journal of Applied Toxicology, 2018.
[5] Smith J., et al. Alternative Catalysts for Polyurethane Systems: A Review. Polymer Chemistry, 2019.
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