1、第10章 高分子材料10.1 通用高分子材料BIT Zhuhai campus210.1.1 塑料塑料110.1.2 橡膠橡膠210.1.3 纖維纖維310.1.4 膠黏劑和涂料膠黏劑和涂料41、按受熱后形態性能表現的不同分類：熱塑性塑料：受熱后軟化，冷卻后又變硬，可重復、循環，反復成型占塑料總產量的70%以上大噸位品種：PVC、PE、PP等。熱固性塑料：由單體直接形成網狀聚合物或通過交聯線型預聚體而形成，受熱后不能再回復到可塑狀態，不溶不熔聚合過程（最后的固化過程）和成型過程同時進行PF、氨基樹脂、不飽和聚酯、環氧樹脂等。BIT Zhuhai campus32、按使用范圍分類：通用塑料：指產

2、量大、價格較低、力學性能一般、主要作非結構材料使用PVC、PE、PP、PS等。工程塑料：指可作為結構材料使用，能經受較寬的溫度變化范圍和較苛刻的環境條件，具有優異的力學性能、耐熱、耐磨性能和良好的尺寸穩定性聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛等。但：目前兩者之間的界限模糊，如PP經改性之后也可作結構材料用。BIT Zhuhai campus4 3、特性 質輕：相對密度大致0.9-2.2，僅為鋼鐵的1/4-1/6密度大小主要決定于填料用量。 電絕緣：表面電阻109-1018導電填料（金屬粉、石墨等）或經特殊處理一定導電率的導體或半導體。 絕熱。 摩擦系數：有些很低軸承、軸瓦、齒輪等可用水作潤滑劑；有些較高制

3、動裝置的摩擦零件。BIT Zhuhai campus5 耐化學腐蝕。 容易成型加工各種裝飾品，薄膜、型材、配件及產品。 性能可調范圍寬：應用領域廣泛。 力學性能比金屬差，表面硬度亦低。 大多數品種易燃。 耐熱性較差。BIT Zhuhai campus6BIT Zhuhai campus7 4、添加劑類型 有助于加工的潤滑劑和熱穩定劑； 改進材料力學性能的填料、增強劑、抗沖改性劑、增塑劑等； 改進耐燃性能的阻燃劑； 提高使用過程中耐老化性的各種穩定劑。BIT Zhuhai campus8 一、通用塑料 (一)、聚乙烯（PE）分子量要求：1萬以上（塑料） 合成方法：（1）單體乙烯的制備方法 主要方

4、法：由石油烷烴熱裂解后，分離精制而得。 次要方法：乙醇脫水、乙炔加氫、天然氣中分離出乙烯等。 BIT Zhuhai campus9（2）乙烯聚合方法 高壓聚合法（ICI法）：壓力150-300MPa、溫度180200，引發劑為有機過氧化物，自由基聚合機理。要求乙烯純度99%。 產物特點：支化度較大，密度較低（0.910.93g/cm3），結晶度為55%65%。BIT Zhuhai campus10 中壓法（菲利浦法）：壓力1.58.0MPa、溫度130270，催化劑為過渡金屬氧化物，溶劑為烷烴，離子聚合機理。 產物特點：結晶度為90%，密度0.9260.940g/cm3（中密度），0.9410

5、.965g/cm3（高密度）。BIT Zhuhai campus11 低壓法（齊格勒法）：以Al(C2H5)3+TiCl4體系在烷烴（汽油）中的漿狀液為催化劑，壓力1.3MPa、溫度100，離子聚合機理。 產物特點：高密度（0.9410.965g/cm3）、高結晶度（85%90%），支化程度很小，大分子是線型的控制不同的工藝條件可制得分子量在150萬以上的超高分子量聚乙烯（工程塑料）。BIT Zhuhai campus12性能： 外觀：白色蠟狀半透明材料，柔而韌； 密度：比水輕； 毒性：無毒； 介電性能：優異； 燃燒特性：易燃，且離火后繼續燃燒，火焰上端呈黃色而下端為藍色，燃燒時產生熔融滴落；

6、 透水率：低，有機蒸氣透過率較大；BIT Zhuhai campus13 透明度：隨結晶度增加而下降，退火處理后不透明，淬火處理后透明；在一定結晶度下，透明度隨分子量增大而提高； 熔點：線性高密度PE132-135，支化低密度PE112且范圍寬； 溶解性：常溫下不溶于任何已知溶劑中，僅礦物油、凡士林、植物油、脂肪等能使其溶脹并使其物性產生永久性局部變化；70可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松節油、氯代烴、四氫化萘、石油醚及石蠟中。BIT Zhuhai campus14 化學穩定性：優異。室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、氨、胺類、過氧化氫、氫氧化鈉、氫氧化鉀、稀硫酸和稀硝酸；發煙硫酸、濃

7、硝酸、硝化混酸、鉻酸-硫酸混合液在室溫下能緩慢溶解；90，硫酸和硝酸能迅速破壞PE； 其它穩定性：易光氧化、熱氧化、臭氧分解；光降解（紫外線炭黑優異的光屏蔽作用）；輻射可發生交聯、斷鏈、形成不飽和基團等（主要傾向交聯反應）；BIT Zhuhai campus15 力學性能：結晶部分較高強度；非結晶區良好的柔性和彈性；力學性能隨分子量增大而提高，分子量150萬的PE極為堅韌（優異的工程塑料）。其力學性能與其制備方法密切相關。BIT Zhuhai campus16 BIT Zhuhai campus17用途 PE品種不同，用途也不同； 高壓PE：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線

8、包覆層等； 中、低壓PE：以注射成型制品、中空制品為主； 超高分子量PE：工程塑料。BIT Zhuhai campus18BIT Zhuhai campus19 （二）、聚丙烯（PP）相對分子量：10-50萬；現狀：目前生產的PP 95%皆為等規PE。無規PP是生產等規聚丙烯的副產物。間規聚丙烯是采用特殊的齊格勒催化劑并于-78低溫聚合而得。 BIT Zhuhai campus20合成方法（1）單體丙烯的制法：大致與乙烯相仿，主要是從煉廠氣、天然氣、輕油、石腦油等石油餾分熱裂解、分離、精制而得。 （2）PP的制備方法 均采用齊格勒-納塔催化劑，其聚合工藝基本上與低壓PE相同。聚合過程中有5%7

9、%的無規PP，可用己烷、庚烷溶劑進行萃取分離。等規PP結晶不溶，無規物溶解進行分離。在正庚烷中不溶部分的質量分數作為PP的等規定。 BIT Zhuhai campus21性能 耐化學性：好，抗硫酸、鹽酸及氫氧化鈉的能力優于PE及PVC； 耐熱性：高，對80%的硫酸可耐100； 穩定性：易受光、熱、氧的作用發生降解和老化（叔碳原子上H的存在）添加穩定劑； 燃燒性：與PE一樣，易燃，火焰有黑煙，燃燒后滴落并有石油味。 軟化溫度：高。BIT Zhuhai campus22應用：十分廣泛。主要用于制造： 薄膜 電絕緣體 容器 包裝品等 機械零件如法蘭、接頭、汽車零部件、管道等 拉絲成纖維BIT Zhu

10、hai campus23注塑制品 BIT Zhuhai campus24薄膜類制品 BIT Zhuhai campus25 （三）、聚氯乙烯塑料合成方法（1）單體的制備 電石乙炔法 烯炔法 電石乙炔與二氯乙烷聯合法 氧氯化法：以石油化工原料為基礎，成本比其他方法低，為當前生產氯乙烯的主要方法，世界上82%左右的氯乙烯均為此法生產。 BIT Zhuhai campus26（2）PVC聚合方法氯乙烯單體，引發劑過氧化物、偶氮二異丁腈等，或光、熱，自由基型連鎖聚合反應的機理。聚合實施方法： 懸浮法（目前主要方法） 乳液法（最初實現工業化） 溶液法 本體法 BIT Zhuhai campus27（3）

11、結構與性能 工業PVC：無規結構，單體分子以頭-尾方式連接； 數均分子量約512萬；工業牌號以分子量的大小來區分。BIT Zhuhai campus28 脆化溫度：170或光作用，PVC會脫去HCl而形成共軛鍵，這是PVC加工過程中變色的原因； 溶解性：溶于四氫呋喃和環己酮。 其它性能：無定形聚合物，結晶度在5%以下，難燃，離火即滅。BIT Zhuhai campus29（4）成型加工及應用 一般加工工藝：將PVC與增塑劑、穩定劑、顏料等按一定配方比例均勻混合將混合料進行塑化在擠出機或兩輥機上進行塑化后的物料可直接成型（如壓延）或經造粒后再成型（擠出、注射等）。BIT Zhuhai campu

12、s30 主要應用于：a.軟制品，主要是薄膜和人造革；薄膜制品有農膜、包裝材料、防雨材料、臺布等。b.硬制品，主要是硬管、瓦楞板、襯里、門窗、墻壁裝飾物等；c.電線、電纜的絕緣層；d.地板、家具、錄音材料等。 BIT Zhuhai campus31(四)、聚苯乙烯（PS）合成方法（1）單體的合成 乙苯通過不同的方法制得； 乙炔與苯直接反應而得。BIT Zhuhai campus32（2）PS的合成方法 連鎖聚合BIT Zhuhai campus33 機理：機理：自由基聚合機理（氧或過氧化物引發劑）自由基聚合機理（氧或過氧化物引發劑） 聚合實施方法（工業）：聚合實施方法（工業）：本體法、溶液法、懸

13、浮法和乳液法。本體法、溶液法、懸浮法和乳液法。 PSPS分子量：分子量：2020萬左右。萬左右。性能 光學性能：非結晶聚合物，透明度達88%92%，折光率高，1.591.60，良好的光澤； 耐熱性：變形溫度為6080，300解聚，易燃燒； 導熱性：導熱系數不隨溫度而改變，良好的絕熱材料； 電絕緣性：優異，體積電阻和表面電阻高，功率因數接近于0，良好的高頻絕緣材料； 耐化學性：耐某些礦物油、有機酸、鹽、堿及其水溶液；BIT Zhuhai campus34 溶液性：溶于苯、甲苯及苯乙烯； 耐輻射性：PS為最耐輻射的聚合物之一。大劑量輻射時發生交聯而變脆； 印刷性能好；價廉、剛性大； 缺點：性脆、耐

14、熱性低。BIT Zhuhai campus35應用 廣泛應用于工業裝飾、照明指示、電絕緣材料以及光學儀器零件、透明模型、玩具、日用品等。 重要用途：制備泡沫塑料，PS泡沫塑料是重要的絕熱和包裝材料。BIT Zhuhai campus36PSPS半硬泡制品半硬泡制品熱固性塑料品種： 酚醛塑料、 氨基塑料、 環氧塑料、 不飽和聚酯塑料、 有機硅塑料等。BIT Zhuhai campus37 1、酚醛塑料概念：以酚類化合物與醛類化合物縮聚而得的樹脂稱為酚醛樹脂，其中主要是苯酚與甲醛縮聚物（PF）。歷史：于1909年開始工業生產，歷史最為悠久。BIT Zhuhai campus38特點：價格便宜、尺寸

15、穩定性好、耐熱性優良，根據不同的性能要求可選擇不同的填料和配方以滿足不同用途的需要。 酚醛塑料主要用作電絕緣材料，故有“電木”之稱。在宇航中可作為燒蝕材料以隔絕熱量防止金屬殼層熔化 。BIT Zhuhai campus39 2、環氧樹脂概念：分子中含有環氧基團 的聚合物稱為環氧樹脂（EP）。歷史：自1947年首先在美國投產以來，世界年產量已達十幾萬噸。BIT Zhuhai campus40用途：用途：塑料，粘合劑（環氧樹脂型粘合劑有塑料，粘合劑（環氧樹脂型粘合劑有“萬能萬能膠膠”之稱）。之稱）。 3、不飽和聚酯塑料不飽和聚酯樹脂：亦稱聚酯樹脂，通常由不飽和二元酸混以一定量的飽和二元酸與飽和二元

16、醇縮聚獲得線型初聚物，再在引發劑作用下固化交聯即形成體型結構。 經玻璃纖維增強后的塑料俗稱“玻璃鋼”。BIT Zhuhai campus41塑料制品上的三角標塑料制品上的三角標BIT Zhuhai campus42纖維（fibre，fiber）:是指長/徑比非常大，具有一維各向異性和一定柔韌性的纖細材料。 常用的紡織纖維，長/徑比一般大于10001，其直徑為幾微米至幾十微米，而長度超過25mm。 4344如棉、麻、羊毛、蠶絲等。如棉、麻、羊毛、蠶絲等。即用天然或合成高分子化合物經化即用天然或合成高分子化合物經化學加工制得的纖維。學加工制得的纖維。三、合成纖維 特點：具有優良的物理、機械性能和化

17、學性能，如強度高、密度小、彈性高、耐磨性好、吸水性低、保暖性好、耐酸堿性好、不會發霉或蟲蛀等。 用途：不僅可以紡制輕暖、耐穿、易洗快干的各種衣料，還可用作輪胎簾子線、運輸帶、傳送帶、漁網、繩索、耐酸堿的濾布和工作服等。45 1、聚酰胺纖維 中國商品名為中國商品名為“錦綸錦綸”，國外商品名為，國外商品名為“尼尼龍龍”、“耐綸耐綸”、“卡普隆卡普隆”等。等。 性能特點：性能特點：耐磨性好，強度高、耐沖擊性好，耐磨性好，強度高、耐沖擊性好，彈性、耐疲勞性好，密度小。彈性、耐疲勞性好，密度小。 缺點：缺點：彈性模量小，使用中易變形，耐熱、彈性模量小，使用中易變形，耐熱、耐光較差。耐光較差。46 2、聚

18、酯纖維 中國商品名為中國商品名為“滌綸滌綸”，俗稱俗稱“的確良的確良”；國外；國外商品名有商品名有“達克綸達克綸”、“帝特綸帝特綸”、“特麗綸特麗綸”、“拉扶桑拉扶桑”等。等。 性能特點：性能特點：彈性好，強度大，吸水性小，耐彈性好，強度大，吸水性小，耐熱性好。織物有易洗易干、保形性好、免熨熱性好。織物有易洗易干、保形性好、免熨等特點。等特點。47 3、聚丙烯腈纖維 以丙烯腈為原料。以丙烯腈為原料。 中國商品名為中國商品名為“腈綸腈綸”，國外商品名有，國外商品名有“奧綸奧綸”，“開司米綸開司米綸”等。等。 聚丙烯腈纖維無論外觀或手感都很像羊毛，因此聚丙烯腈纖維無論外觀或手感都很像羊毛，因此有有

19、“合成羊毛合成羊毛”之稱，而某些性能已超過羊毛。之稱，而某些性能已超過羊毛。 性能特點：彈性模量高，保形性好。性能特點：彈性模量高，保形性好。 應用：毛織物、棉織物、軍用帆布、窗簾、帳篷應用：毛織物、棉織物、軍用帆布、窗簾、帳篷等。等。48 4、其他纖維 1)1)、聚丙烯纖維：、聚丙烯纖維：“丙綸丙綸”“帕綸帕綸”“”“梅梅克麗綸克麗綸”。 2)2)、聚乙烯醇纖維：、聚乙烯醇纖維：“維綸維綸”“”“維尼維尼綸綸”“”“維納綸維納綸”“合成棉花合成棉花”； 最大用途：與棉混紡制成維棉混紡布或針織品。最大用途：與棉混紡制成維棉混紡布或針織品。 3)3)、聚氯乙烯纖維：、聚氯乙烯纖維：“氯綸氯綸”“

20、”“天美天美綸綸”“”“羅維爾羅維爾”49 4)、特種合成纖維、特種合成纖維耐高溫纖維：耐高溫纖維：芳香族聚酰胺（芳綸），芳香族聚酰胺（芳綸），碳纖維（碳碳纖維（碳素、石墨），聚酰亞胺；素、石墨），聚酰亞胺；耐腐蝕纖維：耐腐蝕纖維：聚四氟乙烯；聚四氟乙烯；阻燃纖維：阻燃纖維：阻燃滌綸、阻燃腈綸、阻燃丙綸；阻燃滌綸、阻燃腈綸、阻燃丙綸；彈性纖維：彈性纖維：聚氨酯纖維（氨綸），聚氨酯纖維（氨綸），聚丙烯酸酯彈性聚丙烯酸酯彈性纖維；纖維； 抗吸濕纖維和抗靜電纖維抗吸濕纖維和抗靜電纖維（主要制作無塵衣、無菌（主要制作無塵衣、無菌衣、防爆衣）。衣、防爆衣）。5010.1.4 膠黏劑BIT Zhuhai

21、campus5151分類及組成分類及組成1膠接及其機理膠接及其機理2各類材料的膠接各類材料的膠接3環氧樹脂膠黏劑環氧樹脂膠黏劑4酚醛樹脂膠黏劑酚醛樹脂膠黏劑5丙烯酸酯類膠黏劑丙烯酸酯類膠黏劑6其他常用的膠黏劑其他常用的膠黏劑7BIT Zhuhai campus52一、分類一、分類 1 1、按膠接強度特性分類、按膠接強度特性分類 結構型膠粘劑：結構型膠粘劑：具有足夠高的膠接強度，膠接接頭可具有足夠高的膠接強度，膠接接頭可經受較苛刻的條件，因而此類膠粘劑可用以膠接結構件。經受較苛刻的條件，因而此類膠粘劑可用以膠接結構件。 非結構型膠粘劑：非結構型膠粘劑：膠接強度較低，主要用于非結構部膠接強度較低，

22、主要用于非結構部件的膠接。件的膠接。 次結構型膠粘劑：次結構型膠粘劑：則介于二者之間。則介于二者之間。 BIT Zhuhai campus532 2、按主要組成成分分類、按主要組成成分分類動物膠：魚膠、骨膠、蟲膠等無機膠粘劑硅酸鹽型硼酸鹽型玻璃陶瓷及其它低熔點物等膠粘劑有機膠粘劑天然膠粘劑合成膠粘劑植物膠：淀粉、松香、阿拉伯樹膠等熱塑性樹脂膠粘劑：聚醋酸乙烯酯、聚酰胺等熱固性樹脂膠粘劑：環氧樹脂、酚醛樹脂等橡膠型膠粘劑：如氯丁膠、丁腈膠等混合型膠粘劑：如環氧-酚醛、酚醛-丁腈、環氧-尼龍等磷酸鹽型圖4-21 膠粘劑按組成成分分類 A化學反應型膠粘劑 其主成分是含有活性基團的線型聚合物，當加入固

23、化劑時，由于化學反應而生成交聯的體型結構，從而產生膠接作用。主要包括熱固性樹脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、橡膠類膠粘劑及混合型膠粘劑。 B熱塑性樹脂溶液膠粘劑 它是熱塑性聚合物加溶劑配制而成，如聚醋酸乙烯酯膠粘劑、聚異氰酸酯膠粘劑等。 C熱熔膠粘劑 這種膠粘劑是以熱塑性聚合物為基本組分的無溶劑型固態膠粘劑，通過加熱熔融粘合，然后冷卻固化。如乙烯-醋酸乙烯共聚物熱熔膠、低分子聚酰胺熱熔膠等。BIT Zhuhai campus543、合成膠粘劑，按固化類型可分為以下三種：、合成膠粘劑，按固化類型可分為以下三種： BIT Zhuhai campus55四、環氧樹脂膠粘劑四、環氧樹脂膠粘劑 凡是以環氧樹脂為

24、基料的膠粘劑統稱為凡是以環氧樹脂為基料的膠粘劑統稱為環氧環氧樹脂膠粘劑樹脂膠粘劑，簡稱為，簡稱為環氧膠環氧膠。環氧膠是當前應用。環氧膠是當前應用最廣泛的膠種之一。環氧膠有很強的粘合力，它最廣泛的膠種之一。環氧膠有很強的粘合力，它對大部分材料如對大部分材料如金屬、木材、玻璃、陶瓷、橡膠、金屬、木材、玻璃、陶瓷、橡膠、纖維、塑料、皮革纖維、塑料、皮革等都有良好的粘合能力，故有等都有良好的粘合能力，故有“萬能膠萬能膠”之稱。之稱。五、 酚醛樹脂膠黏劑 主要以甲階酚醛樹脂為粘料，以酸類如石油磺酸、對苯磺酸、磷酸的乙二醇溶液、鹽酸的酒精溶液等為固化催化劑而組成的，在室溫或加熱下固化。 優點：粘接力強，耐

25、高溫，配方優良膠可在300以下使用。 缺點：性脆，剝離強度差。 用途：主要用于膠接木材、木質層壓板、膠合板、泡沫塑料，也可用于膠接金屬、陶瓷。56六、 丙烯酸酯類膠黏劑|一類：以聚合物本身作膠黏劑，例如溶液型膠黏劑、熱熔膠、乳液膠黏劑等；|另一類：以單體或預聚體作膠黏劑，通過聚合而固化，例如a-氰基丙烯酸酯膠黏劑和厭氧膠等。 1)、 a-氰基丙烯酸酯膠黏劑 基本組分：基本組分： a-a-氰基丙烯酸酯單體（常用的氰基丙烯酸酯單體（常用的a-a-氰基丙烯氰基丙烯酸甲酸甲/ /乙乙/ /丁酯），穩定劑，增塑劑，增稠劑，阻聚劑丁酯），穩定劑，增塑劑，增稠劑，阻聚劑等。等。 市售的市售的“501501”

26、、“502502”膠就屬于此類膠黏劑。膠就屬于此類膠黏劑。 用途：膠接玻璃、金屬、寶石、有機玻璃、橡皮、硬用途：膠接玻璃、金屬、寶石、有機玻璃、橡皮、硬質塑料等。質塑料等。57 2)、厭氧性膠黏劑 儲存時與空氣接觸，一直保持液態，不固化，儲存時與空氣接觸，一直保持液態，不固化，但一旦與空氣隔絕就很快固化而起到粘接或密但一旦與空氣隔絕就很快固化而起到粘接或密封作用。封作用。 組成：組成：可聚合的單體（甲基丙烯酸酯類），引可聚合的單體（甲基丙烯酸酯類），引發劑和促進劑。發劑和促進劑。 用途：用途：螺栓緊固防松，密封防漏，固定軸承以螺栓緊固防松，密封防漏，固定軸承以及其他機件的膠接。及其他機件的膠接

27、。58 3)、第二代丙烯酸酯膠黏劑 組成：組成：丙烯酸酯類單體或低聚物、引發劑、彈丙烯酸酯類單體或低聚物、引發劑、彈性體、促進劑等。性體、促進劑等。 組分應分裝，可將單體、彈性體、引發劑裝在組分應分裝，可將單體、彈性體、引發劑裝在一起，促進劑另裝。混合后發生固化反應。一起，促進劑另裝。混合后發生固化反應。 用途：用途：膠接鋼、鋁、青銅等金屬；膠接鋼、鋁、青銅等金屬；ABSABS、PVCPVC、玻璃鋼、玻璃鋼、PMMAPMMA等塑料以及橡膠、木材、玻璃、等塑料以及橡膠、木材、玻璃、混凝土等。混凝土等。5910.1.5 涂 料BIT Zhuhai campus6060涂料的組成涂料的組成1涂料的類

28、型涂料的類型2油基樹脂漆油基樹脂漆3合成樹脂漆合成樹脂漆4水性樹脂涂料水性樹脂涂料5粉末涂料粉末涂料6BIT Zhuhai campus61桐桐 油油亞麻油亞麻油豆豆 油油天然樹脂：蟲膠、松香天然樹脂：蟲膠、松香人造樹脂：硝化棉、松香衍生物人造樹脂：硝化棉、松香衍生物合成樹脂：酚醛、醇酸、聚酯、合成樹脂：酚醛、醇酸、聚酯、聚氨酯等聚氨酯等植物油植物油有機有機成膜成膜物質物質無機成無機成膜物質膜物質原硅酸乙酯原硅酸乙酯堿性硅酸鹽等堿性硅酸鹽等樹樹 脂脂涂料的類型1)、根據施工的層次，涂料可分為：膩子底漆面漆罩光漆等。2)、根據稀釋介質的不同可分為：溶劑型、水溶型、水乳型。3)、根據漆膜的光澤可分

29、為：無光漆、半光（平光）漆和有光漆等。4)、根據用途可分為：防銹漆、絕緣漆、耐高溫漆、地板漆、罐頭漆、船舶漆、鉛筆漆、美術漆等。5)、根據施工方法可分為：噴漆、烘漆、電泳裝漆。6)、按成膜物質中的樹脂類型可分為：油性涂料，合成樹脂類涂料。62BIT Zhuhai campus10.2.1 生物醫用高分子材料研究內容：設計、合成和加工等適合不同醫療目的的高分子材料與制品；最大限度的克服這些材料對人體的傷害和副作用。（1）化學隋性，不會因與體液接觸而發生）化學隋性，不會因與體液接觸而發生反應反應 人體環境對高分子材料主要有以下一些影響：人體環境對高分子材料主要有以下一些影響： 1) 體液引起聚合物

30、的降解、交聯和相變化；體液引起聚合物的降解、交聯和相變化； 2) 體內的自由基引起材料的氧化降解反應；體內的自由基引起材料的氧化降解反應； 3) 生物酶引起的聚合物分解反應；生物酶引起的聚合物分解反應； 4) 在體液作用下材料中添加劑的溶出；在體液作用下材料中添加劑的溶出； 5) 血液、體液中的類脂質、類固醇及脂肪等物質滲入血液、體液中的類脂質、類固醇及脂肪等物質滲入高分子材料，使材料增塑，強度下降。高分子材料，使材料增塑，強度下降。65三、三、 對醫用高分子材料的基本要求對醫用高分子材料的基本要求 但對醫用高分子來說，在某些情況下，但對醫用高分子來說，在某些情況下，“老化老化”并不一定都是貶

31、意的，有時甚至還有積極的意義。并不一定都是貶意的，有時甚至還有積極的意義。 如作為醫用粘合劑用于組織粘合，或作為醫用手如作為醫用粘合劑用于組織粘合，或作為醫用手術縫合線時，在發揮了相應的效用后，反倒不希術縫合線時，在發揮了相應的效用后，反倒不希望它們有太好的化學穩定性，而是希望它們盡快望它們有太好的化學穩定性，而是希望它們盡快地被組織所分解、吸收或迅速排出體外。地被組織所分解、吸收或迅速排出體外。 在這種情況下，對材料的附加要求是：在這種情況下，對材料的附加要求是：在分解過在分解過程中，不應產生對人體有害的副產物程中，不應產生對人體有害的副產物。66（2）對人體組織不會引起炎癥或異物反）對人體

32、組織不會引起炎癥或異物反應應 有些高分子材料本身對人體有害，不能用作醫用有些高分子材料本身對人體有害，不能用作醫用材料。而有些高分子材料本身對人體組織并無不材料。而有些高分子材料本身對人體組織并無不良影響，但在合成、加工過程中不可避免地會殘良影響，但在合成、加工過程中不可避免地會殘留一些留一些單體單體，或使用一些，或使用一些添加劑添加劑。當材料植入人。當材料植入人體以后，這些單體和添加劑會慢慢從內部遷移到體以后，這些單體和添加劑會慢慢從內部遷移到表面，從而對周圍組織發生作用，引起炎癥或組表面，從而對周圍組織發生作用，引起炎癥或組織畸變，嚴重的可引起全身性反應。織畸變，嚴重的可引起全身性反應。6

33、7（3）不會致癌）不會致癌 根據現代醫學理論認為，人體致癌的原因是由根據現代醫學理論認為，人體致癌的原因是由于于正常細胞發生了變異。當這些變異細胞以極正常細胞發生了變異。當這些變異細胞以極其迅速的速度增長并擴散時，就形成了癌其迅速的速度增長并擴散時，就形成了癌。而。而引起細胞變異的因素是多方面的，有化學因素、引起細胞變異的因素是多方面的，有化學因素、物理因素，也有病毒引起的原因。物理因素，也有病毒引起的原因。68 當醫用高分子材料植入人體后，高分子材料當醫用高分子材料植入人體后，高分子材料本身的性質，如本身的性質，如化學組成、交聯度、相對分子化學組成、交聯度、相對分子質量及其分布、分子鏈構象、

34、聚集態結構、高質量及其分布、分子鏈構象、聚集態結構、高分子材料中所含的雜質、殘留單體、添加劑分子材料中所含的雜質、殘留單體、添加劑都都可能與致癌因素有關。可能與致癌因素有關。 但研究表明，在排除了小分子滲出物的影響但研究表明，在排除了小分子滲出物的影響之外，與其他材料相比，高分子材料本身并沒之外，與其他材料相比，高分子材料本身并沒有比其他材料更多的致癌可能性。有比其他材料更多的致癌可能性。69（4）具有良好的血液相容性）具有良好的血液相容性 當高分子材料用于人工臟器植入人體后，必然要長當高分子材料用于人工臟器植入人體后，必然要長時間與體內的血液接觸。因此，時間與體內的血液接觸。因此，醫用高分子

35、對血液的醫用高分子對血液的相容性相容性是所有性能中最重要的。是所有性能中最重要的。 高分子材料的血液相容性問題是一個十分活躍的研高分子材料的血液相容性問題是一個十分活躍的研究課題，但至今尚未制得一種能完全抗血栓的高分子究課題，但至今尚未制得一種能完全抗血栓的高分子材料。這一問題的徹底解決，還有待于各國科學家的材料。這一問題的徹底解決，還有待于各國科學家的共同努力。共同努力。70（5）長期植入體內不會減小機械強度）長期植入體內不會減小機械強度 許多人工臟器一旦植入體內，將長期存留，有許多人工臟器一旦植入體內，將長期存留，有些甚至伴隨人們的一生。因此，要求植入體內的些甚至伴隨人們的一生。因此，要求

36、植入體內的高分子材料高分子材料在極其復雜的人體環境中，不會很快在極其復雜的人體環境中，不會很快失去原有的機械強度失去原有的機械強度。 事實上，在長期的使用過程中，高分子材料受事實上，在長期的使用過程中，高分子材料受到各種因素的影響，其性能不可能永遠保持不變。到各種因素的影響，其性能不可能永遠保持不變。 我們僅希望變化盡可能少一些，或者說壽命盡可我們僅希望變化盡可能少一些，或者說壽命盡可能長一些。能長一些。 71（6）能經受必要的清潔消毒措施而不產生變）能經受必要的清潔消毒措施而不產生變性性 高分子材料在植入體內之前，都要經過嚴格高分子材料在植入體內之前，都要經過嚴格的滅菌消毒。目前滅菌處理一般

37、有三種方法：的滅菌消毒。目前滅菌處理一般有三種方法：蒸汽滅菌、化學滅菌、蒸汽滅菌、化學滅菌、射線滅菌。國內大多射線滅菌。國內大多采用前兩種方法。因此在選擇材料時，要考采用前兩種方法。因此在選擇材料時，要考慮能否耐受得了。慮能否耐受得了。72（7）易于加工成需要的復雜形狀）易于加工成需要的復雜形狀 人工臟器往往具有很復雜的形狀，因此，用于人人工臟器往往具有很復雜的形狀，因此，用于人工臟器的高分子材料應具有優良的成型性能。否工臟器的高分子材料應具有優良的成型性能。否則，即使各項性能都滿足醫用高分子的要求，卻則，即使各項性能都滿足醫用高分子的要求，卻無法加工成所需的形狀，則仍然是無法應用的。無法加工

38、成所需的形狀，則仍然是無法應用的。 此外此外還要防止在醫用高分子材料生產、加工工還要防止在醫用高分子材料生產、加工工程中引入對人體有害的物質。應嚴格控制原料的程中引入對人體有害的物質。應嚴格控制原料的純度。純度。加工助劑必須符合醫用標準加工助劑必須符合醫用標準。生產環境生產環境應應當具有適宜的潔凈級別，符合國家有關標準。當具有適宜的潔凈級別，符合國家有關標準。7311. 藥用高分子材料藥用高分子材料厚德厚德 明志明志 篤學篤學 力行力行 使學生了解高分子材料學的最基本理論和藥劑學中常用的使學生了解高分子材料學的最基本理論和藥劑學中常用的高分子材料的結構，物理化學性質，性能及用途，并能初步應高分

39、子材料的結構，物理化學性質，性能及用途，并能初步應用這些基本知識來理解和研究高分子材料在一般藥物制劑、控用這些基本知識來理解和研究高分子材料在一般藥物制劑、控釋制劑及緩釋制劑中的應用。釋制劑及緩釋制劑中的應用。1.1.高分子高分子材料的一般知識；合成材料的一般知識；合成反應及化學反應；高分子材料的化反應及化學反應；高分子材料的化學特性和物理、力學性能。學特性和物理、力學性能。2.2.藥用藥用高分子高分子材料的來源、材料的來源、生產、化學結構、物理化生產、化學結構、物理化學性質和應用。學性質和應用。區別：區別：高分子材料與高分子藥物高分子材料與高分子藥物 高分子藥物即高分子藥物即把生理活性物質用

40、化學的方法掛接到高分把生理活性物質用化學的方法掛接到高分子上，使其達到持續釋放和定位釋放藥物的目的，或本身具有強子上，使其達到持續釋放和定位釋放藥物的目的，或本身具有強烈活性的高分子化合物。烈活性的高分子化合物。 藥用高分子的類型和基本性能：藥用高分子的類型和基本性能：（一）（一） 藥用高分子的類型藥用高分子的類型 在不少專著中，將在不少專著中，將藥用高分子藥用高分子按其按其應用目應用目的的不同分為不同分為藥用輔助材料藥用輔助材料和和高分子藥物高分子藥物兩類。兩類。 藥用輔助材料是指在藥劑制品加工時所用藥用輔助材料是指在藥劑制品加工時所用的、為改善藥物使用性能而采用的高分子材料，的、為改善藥物

41、使用性能而采用的高分子材料，例如例如稀釋劑、潤滑劑、粘合劑、崩解劑、糖包稀釋劑、潤滑劑、粘合劑、崩解劑、糖包衣、膠囊殼衣、膠囊殼等。等。 藥用輔助材料藥用輔助材料本身并不具有藥理作用，只是在本身并不具有藥理作用，只是在藥品的制造和使用中起藥品的制造和使用中起從屬或輔助從屬或輔助的作用。的作用。76（二）（二） 高分子藥物高分子藥物 按分子結構和制劑的形式，高分子藥物可按分子結構和制劑的形式，高分子藥物可分為三大類：分為三大類： (a) (a) 高分子化的小分子藥物高分子化的小分子藥物 這類高分子藥物亦稱這類高分子藥物亦稱高分子載體藥物高分子載體藥物，其其藥效部分是低分子藥物，以某種化學方式連接

42、藥效部分是低分子藥物，以某種化學方式連接在高分子鏈上在高分子鏈上。77 (b) (b) 本身具有藥理活性的高分子藥物本身具有藥理活性的高分子藥物 這類藥物只有整個高分子鏈才顯示出醫這類藥物只有整個高分子鏈才顯示出醫藥活性，它們相應的小分子模型化合物一般并藥活性，它們相應的小分子模型化合物一般并無藥理作用。無藥理作用。 (c) (c) 物理包埋的小分子藥物物理包埋的小分子藥物（藥物緩釋）（藥物緩釋） 這類藥物中，起藥理活性作用的是小分這類藥物中，起藥理活性作用的是小分子藥物，它們以物理的方式被包裹在高分子膜子藥物，它們以物理的方式被包裹在高分子膜中，并通過高分子材料逐漸釋放。典型代表為中，并通過

43、高分子材料逐漸釋放。典型代表為藥物微膠囊。藥物微膠囊。78（三）（三） 藥用高分子應具備的基本性能藥用高分子應具備的基本性能 由于藥用高分子的使用對象是生物體，由于藥用高分子的使用對象是生物體，通過口服或注射等方式進入消化系統、血液或通過口服或注射等方式進入消化系統、血液或體液循環系統，因此必須具備一些基本的特性。體液循環系統，因此必須具備一些基本的特性。對高分子藥物的要求對高分子藥物的要求包括：包括： (1) (1) 高分子藥物本身以及它們的分解產高分子藥物本身以及它們的分解產物都應是無毒的，不會引起炎癥和組織變異反物都應是無毒的，不會引起炎癥和組織變異反應，沒有致癌性；應，沒有致癌性； (

44、2) (2) 進入血液系統的藥物，不會引起血進入血液系統的藥物，不會引起血栓；栓；79 (3) (3) 具有具有水溶性或親水性水溶性或親水性，能在生物體內，能在生物體內水解下有藥理活性的基團。水解下有藥理活性的基團。 (4) (4) 能有效地到達病灶處，并在病灶處積能有效地到達病灶處，并在病灶處積累，保持一定濃度。累，保持一定濃度。 (5) (5) 對于口服的藥劑對于口服的藥劑，聚合物主鏈應不會，聚合物主鏈應不會水解，以便高分子殘骸能通過排泄系統被排水解，以便高分子殘骸能通過排泄系統被排出體外。出體外。如果藥物是導入循環系統的如果藥物是導入循環系統的，為避，為避免其在體內積累，聚合物主鏈必須是

45、易分解免其在體內積累，聚合物主鏈必須是易分解的，才能排出人體或被人體所吸收。的，才能排出人體或被人體所吸收。8081ESTD藥物基團可溶性基團輸送用基團連接基團 從圖中可見，高分子載體藥物中應包含從圖中可見，高分子載體藥物中應包含四類基團四類基團：藥理活性基團、連接基團、輸送用基團和使整個高分子能藥理活性基團、連接基團、輸送用基團和使整個高分子能溶解的基團溶解的基團。1 1、高分子載體藥物、高分子載體藥物 Ringsdorf 模型模型（1975）一、小分子藥物與高分子的結合方式一、小分子藥物與高分子的結合方式2 2、端基型和主鏈型、端基型和主鏈型高分子載體藥物模型高分子載體藥物模型 82藥物基團可溶性基團輸送用基團連接基團ETSDDSSDSE高分子主鏈藥物基團連接基團可溶性基團T輸送用基團SDS高分子主鏈藥物基團可溶性基團輸送用基團連接基團ETSDDSSDSE高分子主鏈藥物基團連接基團可溶性基團T輸送用基團SDS高分子主鏈高分子載體藥物有以下優點高分子載體藥物有以下優點：能控制藥物緩慢釋放，使代謝減速、排泄減少、藥性持久、療效提高；載體能把藥物有選擇地輸送到體內確定部位，并能識別變異細胞；穩定性好；副作用小。釋放后的載體高分子是無毒的，不會在體內長時間積累，可排出體外或水解后被人體吸收。83 設計高分子載體藥物需要合理地選擇大分子載體和活性藥物,此外,還需采