1、精選優質文檔-傾情為你奉上精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業專心-專注-專業精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業有關智能高分子材料的應用的綜述 作者：傅彪 西北師范大學化學化工學院 化學工程與工藝2班摘要：本文首先介紹了智能高分子材料的概念，并進行了詳細地分類。同時本文還對其研究現狀即從合成、加工、新產品開發及其應用諸方面綜述了智能高分子材料。關鍵詞：智能高分子材料、合成、加工、新產品開發及應用Intelligent Polymer for ReviewAuthor:Fu-Biao(College of chemistry and chemical ,Northeast Norm

2、al University,Lanzhou,Gansu)Abstract:This paper introduces the concept of intelligent polymer and carried out a detailed classification. At the same time,This paper also introduces intelligent polymers machining,synthesis,development of new products and new products applications.Keyword:Intelligent

3、polymer,synthesis,machining,development of new products,new products applications引言：材料是現代科技賴以生存、發展的基礎。每項重大技術的出現都有賴于新材料的發展，和新材料息息相關。材料發展的總趨勢可以概括為高性能化、高功能化、復合化、精細化與智能化1。隨著科學技術尤其是高新技術的飛速發展,智能材料悄然崛起,并創造出驚人的奇跡。“智能材料”這一概念是由日本的高木俊宜教授于1989年提出來的2。所謂智能材料,就是具有自我感知能力,集累積傳感、驅動和控制功能于一體的材料,也是具有感知功能即識別功能、信息處理功能以及執行

4、功能的材料,具備感知、反饋、響應三大基本要素。同時，在與化學有著密切關系的材料科學領域中,率先發展并已經初見成效的也當推智能高分子材料,這是因為與人工智能關系最密切的是功能,而在化學功能材料中,智能高分子材料的研究才是最廣的。現如今，科學家不僅對其加工、合成以及對其新產品的開發和應用方面做出了詳細地分析，也對它的分類做出了細致的表達。有關智能高分子材料的功能圖智能高分子材料的分類：1光致變色高分子材料光致變色高分子材料是近年來備受關注的新型功能高分子材料之一,其研究始于20世紀初。光致變色高分子是將功能性染料引入到高分子的側鏈或主鏈中,或與高分子化合物共混,開發出來的一系列具有光致變色特性的新

5、型高分子材料。形狀記憶高分子聚合物SMP(Shape Memory Polymer)形狀記憶高分子聚合物是日本十年前率先開發出來的,屬于彈性記憶材料。形狀記憶高分子是一種新型的功能高分子材料,應用范圍極為廣泛。這類材料,當其溫度達到相變溫度時,便從玻璃態轉變為橡膠態,此刻材料的彈性模量發生大幅度變化,并伴隨產生很大變形。即隨著溫度的增加,材料變得很柔軟,加工變形很容易;反之,溫度下降時,材料逐漸硬化,變成持續可塑的新形狀。在一定的條件下發生形變后,SMP還可再次成型得到二次形狀,通過加熱等外部刺激手段的處理又可使其發生形狀回復,從而“記憶”初始形狀。智能高分子凝膠智能高分子凝膠是其結構、物理性

6、質、化學性質可以隨外界環境改變而變化的凝膠。當受到環境刺激時,這種凝膠就會隨之響應,發生突變,呈現相轉變行為。這種響應體現了凝膠的智能性。根據所受的刺激信號不同,可以將高分子凝膠分為不同的類型。它主要有pH性凝膠, 化學物質影響性凝膠,溫敏性凝膠,光敏性凝膠,磁場響應性凝膠,影響內部刺激性凝膠。智能高分子膜材高分子膜材具有物質滲透和分離功能,現正以生體膜為模型研究開發刺激響應性多肽膜,利用可逆的構象及分子聚集體變化,制成穩定性優異的膜材。它對物質的滲透作用可隨鈣離子濃度、pH值及電場刺激而變化。目前研究主要集中于增大響應感度和改善其通-斷控制等。它屬于人工細胞膜和仿生治療系統3。5本征導電智能

7、高分子材料本征導電聚合物是經化學或電化學方法合成的以共軛雙鍵為主鏈的聚合物,如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺和聚乙炔等。它在化學摻雜或電化學摻雜過程中性質發生可逆變化,是一種潛在的智能材料,有望實現或部分實現傳感、處理和執行功能, 適于制成電機執行器、智能窗、化學分離與釋放體系、傳感器和非線性光學器件等。6智能復合材料人類肌肉被認為是一種天然智能復合材料,具有高度的自適應性。通過慎重地選擇組分和加工技術,可以合成具有多功能的智能復合材料。正在研究之中的幾類具有特殊性能的復合材料有:由凝膠纖維或分散在凝膠、非凝膠基質中的凝膠纖維組成的復合材料;在凝膠基質中的非凝膠纖維;分散在一種基質中的凝膠或非

8、凝膠納米粒子;由凝膠/凝膠和凝膠/非凝膠薄膜混合組成的分層薄片。智能高分子材料的合成、加工1光致變色高分子材料含有光色基團的化合物受一定波長的光照射時發生顏色變化，而在另一波長的光或熱的作用下又恢復到原來的顏色，這種可逆的變色現象稱為光致變色。光致變色功能高分子體系材料的合成、加工一般分為三種。第一種方法：把光致變色體混在高分子之內，使共混物具有光致變色的功能；第二種方法:通過側鏈所連接的烷基或主鏈連接的光致變色體的單體的均聚和共聚制得光致變色分子。第三種方法:先制得某種高分子然后通過大分子反應，即與光致變色體反應，使其接在側鏈上，從而得到在側鏈的烷基上含有光致變色體的高分子。2形狀記憶高分子

9、聚合物SMP(Shape Memory Polymer)形狀記憶高分子材料的合成及加工過程是利用結晶或半結晶高分子材料經過輻射交聯或化學交聯后形成一段具有記憶效應的一類新型智能高分子材料。這類聚合物的形狀記憶機理可解釋為:當溫度上升到軟鏈段的熔點或高彈態時,軟鏈段的微觀布朗運動加劇易產生形變,但硬鏈段仍處于玻璃態或結晶態,阻, 止分子鏈滑移,抵抗形變,施以外力使其定形;當溫度降低到軟鏈段玻璃態時,其形變被凍結固定下來,提高溫度,可以回復至其原始形狀。也可以認為,形狀記憶高分子就是在聚合物軟鏈段熔化點溫度上表現為高彈態,人為地在高彈態變化過程中引入溫度下降或上升等因素,高分子材料則發生從高彈態到

10、玻璃態之間轉化的過程。形狀記憶高分子材料機理圖3智能高分子凝膠例光敏性凝膠它是光輻照(光刺激)時發生體積相轉變的凝膠。將光敏性分子引到聚合物分子鏈上,可得到光刺激響應聚合物凝膠。（其加工及合成過程極為復雜，這里沒有做過多的說明）它在有紫外光和無紫外光的照射下有不同的表現。光響應凝膠能反復進行溶脹-收縮,可用作光能轉變為機械能的執行元件和流量控制閥等。智能高分子材料在新產品領域中的應用例如在智能給藥系統中的應用腫瘤的藥物治療一直是醫藥學工作者關注的熱點。納米粒緩釋抗腫瘤藥物能延長藥物在腫瘤細胞內的停留時間,減慢腫瘤的生長,與游離藥物相比，延長了腫瘤患者的存活時間。Yoo等4研究發現，將阿霉素包載

11、到聚乳酸乙醇酸共聚物(PLGA)的納米粒中,高分子量的聚乳酸乙醇酸共聚物更有利于藥物的緩慢釋放,從而減慢腫瘤的生長。纖維素類衍生物作為藥用輔料,在緩釋藥物制劑的生產和開發中具有非常重要的作用,已廣泛應用在各種類型緩釋制劑的輔料中5-7。在此體系中,纖維素類一般作為藥物的載體,控制藥物在人體內的釋放速率,即要求在一定的時間范圍內按設定的速率在體內緩慢釋放,以達到有效治療的目的8。四、智能高分子材料的展望智能高分子材料是我國最近十年內一直在著力研究的項目，例如上文所說的它的合成、加工及其在新產物領域（例如上文所說的它在智能給藥系統中的應用）中的重大突破，都將被視為一個永垂不朽的功績。同時，智能高分

12、子材料在其他領域中也會獲得一個更好的進展。致謝感謝西北師范大學化學化工學院感謝西北師范大學化學化工學院工程與工藝2班感謝西北師范大學化學化工學院王慶濤教授感謝西北師范大學化學化工學院秦冬冬副教授參考的文獻：1、盧義程,李天琪,趙建夫.濕式空氣氧化法處理石油化工廢水J.環境導報,1999,6:15-17.2、陳旭東,沈家瑞,夏成林.未來屬于智能材料J.化工新型材料,1995(5):39-42.3、辛曉晶.智能高分子材料的應用現狀及研究進展(L).甘肅石油和化工,2006,(2):6-10.4 、Yoo HS,Park TG.(J)Polym.Prepr.,2000,41(1):9929935、李寶紅(Li B H),張立堅(Zhang L J),鄧亦峰(Deng Y F) 等.智能高分子材料在智能給藥系統中的應用 （J）實用醫藥雜志(Practical Journal of Medicine and Pharmacy),2004,21(8):7277286、馬福家(Ma F J).智能高分子材料在智能給藥系統中的應用(J)中國臨床藥學雜志(Chinese Journal of Clinical P