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1、功能高分子 第1页，此课件共47页哦功能高分子功能高分子:具有特殊的物理或化学性能的高分子，如吸附性能、反应性具有特殊的物理或化学性能的高分子，如吸附性能、反应性能、光性能、电性能、磁性能等。能、光性能、电性能、磁性能等。10.1吸附分离功能高分子吸附分离功能高分子吸吸附附：液液体体或或气气体体中中的的某某些些分分子子通通过过各各种种亲亲和和作作用用结结合合于于固固体体材材料料上。上。应应用用：利利用用吸吸附附的的选选择择性性，可可实实现现复复杂杂物物质质体体系系的的分分离离与与各各种种成成分分的的富集与纯化及检测。富集与纯化及检测。吸附分离功能高分子吸附分离功能高分子：对某些特定离子或分子具
2、有选择性吸附作用的：对某些特定离子或分子具有选择性吸附作用的高分子。高分子。第2页，此课件共47页哦吸附分离功能高分子分类：吸附分离功能高分子分类：按吸附机理按吸附机理:化学吸附、物理吸附和亲和吸附高分子；化学吸附、物理吸附和亲和吸附高分子；按其形态按其形态:无定形、珠状、纤维状；无定形、珠状、纤维状；按其孔结构按其孔结构:微孔型微孔型(凝胶型凝胶型)、中孔型、大孔型等。、中孔型、大孔型等。10.1.1吸附分离功能高分子骨架结构的合成吸附分离功能高分子骨架结构的合成为了保证吸附树脂在使用时不被溶解，其骨架结构通常需有一定程为了保证吸附树脂在使用时不被溶解，其骨架结构通常需有一定程度的交联，常常
3、是由单乙烯基单体和多乙烯基交联单体共聚而成的交度的交联，常常是由单乙烯基单体和多乙烯基交联单体共聚而成的交联结构，可以有无定形、珠状和纤维状三种基本形态，其中珠状材料联结构，可以有无定形、珠状和纤维状三种基本形态，其中珠状材料应用最为广泛。应用最为广泛。第3页，此课件共47页哦 成珠技术成珠技术:悬浮聚合悬浮聚合 501500m沉淀聚合沉淀聚合微米级微米级乳液聚合乳液聚合0.050.7m其中以悬浮聚合的应用最为广泛。其中以悬浮聚合的应用最为广泛。无无致致孔孔剂剂存存在在下下，悬悬浮浮聚聚合合所所得得的的交交联联聚聚合合物物小小球球为为凝凝胶胶型型（微微孔孔型型），凝凝胶胶型型交交联联小小球球在
4、在干干态态时时孔孔隙隙非非常常小小，只只有有在在添添加加良良溶溶剂剂后后才才会会重重构构一定的孔隙。因此，凝胶型交联小球常常必须在良溶剂中使用。一定的孔隙。因此，凝胶型交联小球常常必须在良溶剂中使用。第4页，此课件共47页哦致孔技术致孔技术:(I)惰性稀释剂致孔惰性稀释剂致孔(II)线形高分子致孔线形高分子致孔 如如果果在在聚聚合合反反应应过过程程中中加加入入致致孔孔剂剂，则则可可得得到到大大孔孔型型交交联联小小球球，其其多多孔孔结结构构是是永永久久的的，在在气气相相和和不不良良溶溶剂剂中中也也可可使使用用，并并且且大大孔孔型型交交联联小小球球比比凝凝胶胶型型交交联联小小球球吸吸附附能能力力更
5、更强强，在在进进行行化化学学改改性性时时，更更容容易易获得高的功能基引入率。获得高的功能基引入率。第5页，此课件共47页哦10.1.2化学吸附功能高分子化学吸附功能高分子（1）离子交换树脂）离子交换树脂离子交换树脂：通过离子键与各种阳离子或阴离子产生吸附作离子交换树脂：通过离子键与各种阳离子或阴离子产生吸附作用，对相应的离子进行离子交换。用，对相应的离子进行离子交换。强酸型阳离子交换树脂强酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂第6页，此课件共47页哦强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂第7页，此课件共47页哦离子交换树脂的应用离子
6、交换树脂的应用(I)清清除除离离子子:如如阳阳离离子子交交换换树树脂脂用用于于清清除除水水溶溶液液中中的的阳阳离离子子，阴阴离离子子交交换换树树脂脂用用于于清清除除水水溶溶液液中中的的阴阴离离子子，将将阳阳离离子子交交换换树树脂脂与与阴阴离离子子交交换换树树脂脂分分别别装装柱柱串串联联使使用用或或混混合合装装柱柱，可可消消除除水水中中的的阴阴离离子子和和阳阳离离子子，用用于于制备去离子水、废水处理等。制备去离子水、废水处理等。(II)离离子子交交换换:利利用用其其离离子子交交换换的的可可逆逆性性，用用于于离离子子交交换换反反应应，最最成成功的应用是离子交换色谱，可以用来分离由多种离子组成的混合
7、物。功的应用是离子交换色谱，可以用来分离由多种离子组成的混合物。(III)酸、碱催化反应酸、碱催化反应:如质子型的阳离子交换树脂可作为非常有效的如质子型的阳离子交换树脂可作为非常有效的高分子酸催化剂，氢氧根型阴离子交换树脂则是一种性能良好的高分子碱高分子酸催化剂，氢氧根型阴离子交换树脂则是一种性能良好的高分子碱性催化剂。性催化剂。第8页，此课件共47页哦（2）高分子螯合树脂高分子螯合树脂 高分子螯合树脂的特征是在高分子骨架上连接有对金属离子具高分子螯合树脂的特征是在高分子骨架上连接有对金属离子具有配位功能的螯合基团。有配位功能的螯合基团。如如-二酮螯合树脂二酮螯合树脂,可以由甲基丙烯酰丙酮的聚
8、合反应而得，可以由甲基丙烯酰丙酮的聚合反应而得，也可由聚乙烯醇与乙烯酮等反应而得：也可由聚乙烯醇与乙烯酮等反应而得：第9页，此课件共47页哦 冠醚类螯合树脂中的冠醚结构可以在主链上，也可在侧基上，其中以侧冠醚类螯合树脂中的冠醚结构可以在主链上，也可在侧基上，其中以侧链形式较多，如：链形式较多，如：螯螯合合树树脂脂应应用用:通通过过选选择择性性螯螯合合作作用用而而实实现现对对各各种种金金属属离离子子的的浓浓缩缩和和富集，可广泛地应用于分析检测、污染治理、环境保护和工业生产。富集，可广泛地应用于分析检测、污染治理、环境保护和工业生产。第10页，此课件共47页哦10.1.3物理吸附功能高分子物理吸附
9、功能高分子物理吸附功能高分子：物理吸附功能高分子：主要是一些非离子吸附树脂，根据其极性大小主要是一些非离子吸附树脂，根据其极性大小可分为非极性、中极性和强极性三类。可分为非极性、中极性和强极性三类。非非极极性性吸吸附附树树脂脂:主主要要是是交交联联聚聚苯苯乙乙烯烯大大孔孔树树脂脂，可可通通过过范范德德华华力力吸附具有一定疏水性的物质。吸附具有一定疏水性的物质。中中极极性性吸吸附附树树脂脂：主主要要是是交交联联聚聚丙丙烯烯酸酸酯酯类类及及其其与与苯苯乙乙烯烯的的共共聚聚物物。其吸附作用除范德华力外，氢键也起一定的作用。其吸附作用除范德华力外，氢键也起一定的作用。强强极极性性吸吸附附树树脂脂：聚聚
10、丙丙烯烯酸酸酯酯树树脂脂利利用用水水解解反反应应释释放放出出强强极极性性的的羧羧基，其吸附作用主要通过氢键和偶极作用进行。基，其吸附作用主要通过氢键和偶极作用进行。第11页，此课件共47页哦10.2高分子试剂与高分子催化剂高分子试剂与高分子催化剂10.2.1概述概述将将具具有有反反应应活活性性或或催催化化活活性性的的功功能能基基通通过过适适当当的的方方法法引引入入高高分分子骨架就可得到子骨架就可得到高分子试剂高分子试剂或或高分子催化剂高分子催化剂。活性功能基的引入可有三种基本方法：活性功能基的引入可有三种基本方法：（I）含功能基单体的聚合）含功能基单体的聚合;（II）对聚合物载体进行功能化改性
11、）对聚合物载体进行功能化改性;(III)前两种方法的结合，即通过含功能基单体的聚合引入前两种方法的结合，即通过含功能基单体的聚合引入某种功能基，再通过化学改性将之转化为另一种功能基。某种功能基，再通过化学改性将之转化为另一种功能基。第12页，此课件共47页哦10.2.2高分子试剂与高分子催化剂的优越性高分子试剂与高分子催化剂的优越性（1）稳定性和安全性：）稳定性和安全性：高高分分子子骨骨架架的的引引入入对对功功能能基基具具有有一一定定的的屏屏蔽蔽作作用用，可可大大大大提提高高其其稳稳定定性性；其次高分子化后可大大减小试剂的挥发性，提高安全性。其次高分子化后可大大减小试剂的挥发性，提高安全性。（
12、2）易回收、再生和重复使用）易回收、再生和重复使用:可降低成本和减少环境污染。可降低成本和减少环境污染。（3）化学反应的选择性更高）化学反应的选择性更高:利用高分子载体的空间立体效应，可实现立体选择合成及分离。利用高分子载体的空间立体效应，可实现立体选择合成及分离。第13页，此课件共47页哦（4）后处理较简单：后处理较简单：在在反反应应完完成成后后可可方方便便地地借借助助固固-液液分分离离方方法法将将高高分分子子试试剂剂或或高高分分子子催化剂与反应体系中其他组分相互分离。催化剂与反应体系中其他组分相互分离。（5）可使用过量试剂使反应完全，同时不会使后处理变复杂。）可使用过量试剂使反应完全，同时
13、不会使后处理变复杂。（6）可应用于组合化学合成，实现化学反应的自动化）可应用于组合化学合成，实现化学反应的自动化。第14页，此课件共47页哦10.2.3高分子试剂高分子试剂高分子氧化还原试剂高分子氧化还原试剂第15页，此课件共47页哦高分子氧化剂高分子氧化剂高分子还原剂高分子还原剂 第16页，此课件共47页哦高分子卤化试剂高分子卤化试剂 高分子亲核取代试剂高分子亲核取代试剂第17页，此课件共47页哦10.2.4高分子催化剂高分子催化剂强酸型阳离子交换树脂催化剂强酸型阳离子交换树脂催化剂 高分子负载高分子负载Lewis酸酸强碱型阴离子交换树脂催化剂强碱型阴离子交换树脂催化剂 第18页，此课件共4
14、7页哦 高分子相转移催化剂高分子相转移催化剂 高分子超强酸高分子超强酸第19页，此课件共47页哦10.3高分子分离功能膜高分子分离功能膜当当膜膜处处在在某某两两相相之之间间时时，由由于于膜膜两两侧侧存存在在的的压压力力差差、浓浓度度差差以以及及电电位位差差等等，驱驱使使液液态态或或气气态态的的分分子子或或离离子子等等可可从从膜膜的的一一侧侧渗渗透透到到另另一一侧。侧。在在渗渗透透过过程程中中，由由于于渗渗透透物物的的大大小小、形形状状、化化学学性性质质、电电荷荷等等不不同同，其其渗渗透透速速率率也也不不同同，即即膜膜对对渗渗透透物物具具有有选选择择性性，因因此此可可利利用用膜膜的的这这种种渗渗
15、透透选选择择性性来来分分离离不不同同的的化化合合物物，具具有有这这种种分分离离功功能能的的高高分分子子膜膜称称高分子分离功能膜高分子分离功能膜。膜的渗透性膜的渗透性：渗透物在膜中的渗透速率。：渗透物在膜中的渗透速率。第20页，此课件共47页哦10.3.1高分子分离功能膜分类高分子分离功能膜分类按被分离物质的不同按被分离物质的不同：（a）气体分离膜）气体分离膜（b）液体分离膜）液体分离膜（c）固体分离膜）固体分离膜（d）离子分离膜）离子分离膜（e）微生物分离膜）微生物分离膜第21页，此课件共47页哦按膜的孔径或被分离物的体积大小按膜的孔径或被分离物的体积大小：（a）5000nm以上，微粒过滤膜。
16、以上，微粒过滤膜。（b）1005000nm，微滤膜，可分离血细胞、乳胶等。，微滤膜，可分离血细胞、乳胶等。（c）2100nm，超滤膜，可用于分离蛋白质等。，超滤膜，可用于分离蛋白质等。（d）10，纳滤膜，可用于分离游离酸和糖等。，纳滤膜，可用于分离游离酸和糖等。（e），反渗透膜（超细滤膜），可分离，反渗透膜（超细滤膜），可分离NaCl等。等。第22页，此课件共47页哦按膜的结构主要分为按膜的结构主要分为：（a）致密膜）致密膜：紧密无孔的膜，可由聚合物熔融挤出成膜或由聚合物溶紧密无孔的膜，可由聚合物熔融挤出成膜或由聚合物溶液浇铸成膜。液浇铸成膜。（b）多孔膜）多孔膜：有无规分布且相互连接的多孔结
17、构。有无规分布且相互连接的多孔结构。可由烧结法可由烧结法、拉伸、拉伸法法、径迹蚀刻、径迹蚀刻等方法获得。等方法获得。第23页，此课件共47页哦10.3.2高分子分离膜的分离机理高分子分离膜的分离机理高分子分离膜主要有三种基本的分离机理：高分子分离膜主要有三种基本的分离机理：（1）筛分效应分离机理）筛分效应分离机理多孔膜的分离机理是筛分机理，即在膜渗透过程中，只有体积小于膜多孔膜的分离机理是筛分机理，即在膜渗透过程中，只有体积小于膜孔的分子能够由膜孔通过，并且体积较小的渗透物比体积较大的渗透物渗孔的分子能够由膜孔通过，并且体积较小的渗透物比体积较大的渗透物渗透速率更快。透速率更快。第24页，此课
18、件共47页哦（2）溶解扩散效应分离机理）溶解扩散效应分离机理致密膜的一个重要性能是如果被分离物在膜中的溶解性差别显著时，即致密膜的一个重要性能是如果被分离物在膜中的溶解性差别显著时，即使其分子大小相近也能有效地分离。使其分子大小相近也能有效地分离。其分离机理是溶解其分离机理是溶解-扩散机理：首先，渗透分子溶解在膜的表面，扩散机理：首先，渗透分子溶解在膜的表面，然后扩散穿过分离膜，出现在膜的另一面。然后扩散穿过分离膜，出现在膜的另一面。其中溶解性取决于膜与渗透物的亲和性；而扩散性则取决于膜聚合物的其中溶解性取决于膜与渗透物的亲和性；而扩散性则取决于膜聚合物的化学结构及其分子链运动。化学结构及其分
19、子链运动。第25页，此课件共47页哦（3）电化学效应分离机理）电化学效应分离机理在微孔分离膜上接枝离子基团便可得到离子交换分离膜。在微孔分离膜上接枝离子基团便可得到离子交换分离膜。离子交换分离膜的分离机理除筛分效应外，主要是离子交换分离膜的分离机理除筛分效应外，主要是电化学效应分离电化学效应分离机理机理:吸附分离膜上固定离子基团的反离子，而排斥固定离子基团的同离子。吸附分离膜上固定离子基团的反离子，而排斥固定离子基团的同离子。第26页，此课件共47页哦10.3.3膜分离技术膜分离技术（1）透析）透析其原理是溶质在浓度差的驱动下从浓度高的一侧通过分离膜渗透到浓其原理是溶质在浓度差的驱动下从浓度高
20、的一侧通过分离膜渗透到浓度低的另一侧，通过下游侧的溶液流动完成分离过程。度低的另一侧，通过下游侧的溶液流动完成分离过程。（2）电渗析）电渗析在电场的作用下，离子通过离子选择性分离膜分别向与之对应的电极迁在电场的作用下，离子通过离子选择性分离膜分别向与之对应的电极迁移，使不同离子相互分离的过程。移，使不同离子相互分离的过程。（3）全蒸发）全蒸发原理是将待分离的混合物放于膜的一侧，其中高挥发性的有机溶剂以原理是将待分离的混合物放于膜的一侧，其中高挥发性的有机溶剂以蒸汽的形式渗透分离膜，在膜的另一侧收集。其驱动力是渗透物蒸发所蒸汽的形式渗透分离膜，在膜的另一侧收集。其驱动力是渗透物蒸发所引起的蒸汽压
21、差。引起的蒸汽压差。第27页，此课件共47页哦（4）微滤、超滤、纳滤和超细滤）微滤、超滤、纳滤和超细滤都是以压力差为驱动力，促使被分离物从压力高的一侧向压力低的一侧都是以压力差为驱动力，促使被分离物从压力高的一侧向压力低的一侧移动，利用筛分原理进行的连续膜分离过程。移动，利用筛分原理进行的连续膜分离过程。(a)微滤微滤:清除溶液中的微生物以及悬浮微粒清除溶液中的微生物以及悬浮微粒(0.1-10um)。应用应用:除菌除菌(饮用水处理等）、果汁澄清、溶液澄清等。饮用水处理等）、果汁澄清、溶液澄清等。(b)超滤超滤:清除液体中的胶体级微粒以及大分子溶质清除液体中的胶体级微粒以及大分子溶质(2100n
22、m)。应用应用：合成和生物来源的大分子溶液中溶质的分离、分子：合成和生物来源的大分子溶液中溶质的分离、分子量分布较宽的大量分布较宽的大分子溶液进行分级处理、从食品工业废弃的乳清中回收蛋白质等。分子溶液进行分级处理、从食品工业废弃的乳清中回收蛋白质等。第28页，此课件共47页哦纳滤纳滤:主要用来处理一些中等分子量溶质主要用来处理一些中等分子量溶质(0.55nm)。应用应用：生活和生产用水的纯化和软化处理、化学工业中的催化剂回：生活和生产用水的纯化和软化处理、化学工业中的催化剂回收、药物的纯化与浓缩、活性多肽的回收与浓度、溶剂回收等。收、药物的纯化与浓缩、活性多肽的回收与浓度、溶剂回收等。超细滤（
23、反渗透）超细滤（反渗透）:高压下使被分离物从膜的高浓度一侧向低浓高压下使被分离物从膜的高浓度一侧向低浓度一侧度一侧渗透。渗透。应用应用：于海水的脱盐、高硬水的软化、高纯水的制备等。：于海水的脱盐、高硬水的软化、高纯水的制备等。第29页，此课件共47页哦10.4 10.4 生物医用高分子材料生物医用高分子材料10.4.1 10.4.1 生物医用高分子材料的范畴及其基本要求生物医用高分子材料的范畴及其基本要求 生物医用材料：生物医用材料：以医疗为目的、用于与组织接触以形成功能的无生命的材以医疗为目的、用于与组织接触以形成功能的无生命的材料。被广泛地用来取代和料。被广泛地用来取代和/或恢复那些受创伤
24、或退化的组织或器官的功能，从或恢复那些受创伤或退化的组织或器官的功能，从而提高病人的生活质量。而提高病人的生活质量。生物医用材料必须满足以下的基本要求：生物医用材料必须满足以下的基本要求：（1）无急性毒性、致敏、致炎、致癌和其他不良反应；）无急性毒性、致敏、致炎、致癌和其他不良反应；（2）具有良好的耐腐蚀性能以及相应的生物力学性能和良）具有良好的耐腐蚀性能以及相应的生物力学性能和良好的加工性能。好的加工性能。第30页，此课件共47页哦 （3）体内使用的医用材料，还必须具有良好的组织相容性、）体内使用的医用材料，还必须具有良好的组织相容性、血液适应性和适宜的耐生物降解性。血液适应性和适宜的耐生物
25、降解性。适当的生物降解性可从两方面来看：适当的生物降解性可从两方面来看：对于一些长期植入人体内的医用高分子材料要求具有很好的耐生物对于一些长期植入人体内的医用高分子材料要求具有很好的耐生物降解性，不致因发生生物降解而需定期更换。降解性，不致因发生生物降解而需定期更换。而有些高分子材料植入人体内后，只需在一定时期内发挥作用，在完成而有些高分子材料植入人体内后，只需在一定时期内发挥作用，在完成其功能后必须从体内去除，如外科手术的缝合线、医用胶粘剂和接骨材料等。其功能后必须从体内去除，如外科手术的缝合线、医用胶粘剂和接骨材料等。第31页，此课件共47页哦生物医用材料主要有生物医用材料主要有金属、陶瓷
26、和高分子材料金属、陶瓷和高分子材料。高分子材料的优点：高分子材料的优点：组成、性能和形状（固体、纤维、织物、组成、性能和形状（固体、纤维、织物、膜和凝胶）上具有多变性，易于加工成复杂的形状和结构，并且易膜和凝胶）上具有多变性，易于加工成复杂的形状和结构，并且易于与其他材料复合以克服单一材料的许多不足，因此聚合物材料几于与其他材料复合以克服单一材料的许多不足，因此聚合物材料几乎遍布了生物医学的各个领域。乎遍布了生物医学的各个领域。常用生物医用高分子材料常用生物医用高分子材料：聚乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯：聚乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、硅橡胶、聚砜、聚
27、乳酸、聚羟基乙酸等。酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、硅橡胶、聚砜、聚乳酸、聚羟基乙酸等。第32页，此课件共47页哦10.4.2修复性医用高分子修复性医用高分子人体组织通常可分为人体组织通常可分为软组织软组织（如皮肤、血管、软骨、韧带等）和（如皮肤、血管、软骨、韧带等）和硬组硬组织织（如骨、牙等）两大类，相应地高分子医用材料在组织修复上的应（如骨、牙等）两大类，相应地高分子医用材料在组织修复上的应用也可分为软组织修复材料和硬组织修复材料。用也可分为软组织修复材料和硬组织修复材料。（1）软组织修复材料）软组织修复材料可应用于软组织修复的高分子材料是一些生物惰性的生物相容性高分可应用于软组织修复的高分子
28、材料是一些生物惰性的生物相容性高分子材料，常用的有聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚氨酯和子材料，常用的有聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚氨酯和硅橡胶、异丁烯硅橡胶、异丁烯/聚苯乙烯嵌段共聚物等。聚苯乙烯嵌段共聚物等。第33页，此课件共47页哦 填充材料填充材料 用来弥补一些容貌缺陷、萎缩或者发育不完全，使之符合审美要求的用来弥补一些容貌缺陷、萎缩或者发育不完全，使之符合审美要求的医用材料。常用的高分子材料有硅橡胶、聚乙烯和聚四氟乙烯。医用材料。常用的高分子材料有硅橡胶、聚乙烯和聚四氟乙烯。血管移植材料血管移植材料 必须具有血液相容性，且其机械性能与疲劳性能也必须与主体血管相
29、必须具有血液相容性，且其机械性能与疲劳性能也必须与主体血管相近。近。聚酯布用于大直径人造血管（聚酯布用于大直径人造血管（1238mm），聚四氟乙烯用于中等），聚四氟乙烯用于中等直径（直径（6-12mm）血管。）血管。第34页，此课件共47页哦导液管导液管 用于插入人体深处输入液体（如养分、生理盐水、药物、血液等）用于插入人体深处输入液体（如养分、生理盐水、药物、血液等）或通过血管插入心脏进行有关检查的导管。制造材料必须是血液相容、或通过血管插入心脏进行有关检查的导管。制造材料必须是血液相容、不凝血、不感染的材料。不凝血、不感染的材料。PUPU等由于良好的挠曲性和易于加工成不同的等由于良好的挠曲
30、性和易于加工成不同的大小和长度，是应用广泛的导液管材料。大小和长度，是应用广泛的导液管材料。伤口包扎材料伤口包扎材料烧伤包敷：烧伤包敷：一些生物降解性高分子如骨胶、壳多糖、一些生物降解性高分子如骨胶、壳多糖、聚聚乳酸等乳酸等高分子绷带：高分子绷带：纱布浸渍聚氨酯预聚体制成纱布浸渍聚氨酯预聚体制成外科缝合线：外科缝合线：聚乳酸及其共聚物聚乳酸及其共聚物医用胶粘剂：医用胶粘剂：-腈基丙烯酸丁酯单体（腈基丙烯酸丁酯单体（504胶）胶）第35页，此课件共47页哦骨固定材料骨固定材料理想的骨固定材料是一些生物降解性高分子复合材料，随着骨折的愈理想的骨固定材料是一些生物降解性高分子复合材料，随着骨折的愈合
31、，夹板材料也逐渐地被人体分解吸收，在骨折愈合后，不需要象金属材合，夹板材料也逐渐地被人体分解吸收，在骨折愈合后，不需要象金属材料或非再吸收性材料一样需要进行二次手术。料或非再吸收性材料一样需要进行二次手术。人工骨人工骨 人工骨以置换病人体内无法愈合的伤骨，特别是关节。人人工骨以置换病人体内无法愈合的伤骨，特别是关节。人工骨将长久地留在人体内代替骨的功能，对材料的机械性能要工骨将长久地留在人体内代替骨的功能，对材料的机械性能要求很高，用于制备人工骨的主要是一些高分子复合材料，如陶求很高，用于制备人工骨的主要是一些高分子复合材料，如陶瓷瓷/超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯。(2)硬组织修复材料硬
32、组织修复材料第36页，此课件共47页哦骨水泥骨水泥固定人工骨等人造修补件与骨之间的连接。丙烯酸双组分粘固定人工骨等人造修补件与骨之间的连接。丙烯酸双组分粘结剂骨水泥使用最广泛，其中的固体粉末组分的主要成分为甲基结剂骨水泥使用最广泛，其中的固体粉末组分的主要成分为甲基丙烯酸甲酯类聚合物、引发剂（如丙烯酸甲酯类聚合物、引发剂（如BPO），液体组分的主要成分），液体组分的主要成分为甲基丙烯酸甲酯单体、少量的引发促进剂（如为甲基丙烯酸甲酯单体、少量的引发促进剂（如N,N-二甲基甲苯二甲基甲苯胺，与胺，与BPO组成氧化还原引发体系）等组成。组成氧化还原引发体系）等组成。使用时将两组分混合均匀后，注入修补
33、部位原位聚合固化，形成功使用时将两组分混合均匀后，注入修补部位原位聚合固化，形成功能。能。第37页，此课件共47页哦牙科修复材料牙科修复材料如牙冠填充和制备假牙。丙烯酸酯树脂是较早使用的牙冠填充高如牙冠填充和制备假牙。丙烯酸酯树脂是较早使用的牙冠填充高分子材料，但其机械强度较差，使用寿命较短，因此现在多已被一分子材料，但其机械强度较差，使用寿命较短，因此现在多已被一些牙科复合树脂所取代。牙科复合树脂主要组分包括基体树脂、填些牙科复合树脂所取代。牙科复合树脂主要组分包括基体树脂、填料、降粘单体、引发剂和稳定剂。基体树脂主要有双酚料、降粘单体、引发剂和稳定剂。基体树脂主要有双酚A与甲基丙与甲基丙烯
34、酸缩水甘油酯的反应产物或聚氨酯双甲基丙烯酸树脂；填料包括烯酸缩水甘油酯的反应产物或聚氨酯双甲基丙烯酸树脂；填料包括石英、钡玻璃和硅胶，降粘单体如三甘醇双甲基丙烯酸酯，其作用石英、钡玻璃和硅胶，降粘单体如三甘醇双甲基丙烯酸酯，其作用是降低复合树脂粘度，以使树脂能够完全填满牙洞；引发剂如是降低复合树脂粘度，以使树脂能够完全填满牙洞；引发剂如BPO或如安息香烷基醚。或如安息香烷基醚。第38页，此课件共47页哦组织工程支撑材料以多孔固体支撑材料应用最广泛。用于组织工程组织工程支撑材料以多孔固体支撑材料应用最广泛。用于组织工程多孔固体支撑材料的高分子主要是一些线形脂肪族聚酯，包括有聚羟多孔固体支撑材料的
35、高分子主要是一些线形脂肪族聚酯，包括有聚羟基乙酸（基乙酸（PGA）、聚乳酸（）、聚乳酸（PLA）、羟基乙酸和乳酸的共聚物。）、羟基乙酸和乳酸的共聚物。（3）组织工程材料）组织工程材料组织工程中的一个重要领域是以高分子材料作为支撑材料，在其上移植组织工程中的一个重要领域是以高分子材料作为支撑材料，在其上移植器官或组织的生长细胞，使之形成自然组织，用来修复、维持或提高组织功器官或组织的生长细胞，使之形成自然组织，用来修复、维持或提高组织功能的一种外科替代疗法。能的一种外科替代疗法。第39页，此课件共47页哦10.4.3高分子药物高分子药物高分子材料在药物中的应用主要有三方面：高分子材料在药物中的应
36、用主要有三方面：(a)高分子载体药物控制释放体系高分子载体药物控制释放体系(b)小分子药物高分子化小分子药物高分子化(c)高分子药物高分子药物其中以高分子载体药物控制释放体系应用最为广泛。其中以高分子载体药物控制释放体系应用最为广泛。第40页，此课件共47页哦（1）高分子载体缓释药物）高分子载体缓释药物血血液液中中药药物物浓浓度度时间时间中毒浓度中毒浓度有效浓度有效浓度第41页，此课件共47页哦药物释放机理：药物释放机理：(a)通过可溶性高分子载体的缓慢溶解释放药物通过可溶性高分子载体的缓慢溶解释放药物由于高子化合物的溶解是一个缓慢的过程，因此将药物由于高子化合物的溶解是一个缓慢的过程，因此将
37、药物与水溶性高分子载体混合均匀后制成片剂或微粒，利用高分与水溶性高分子载体混合均匀后制成片剂或微粒，利用高分子载体溶解慢的特性，使药物缓慢释放。子载体溶解慢的特性，使药物缓慢释放。(b)通过高分子载体的生物降解释放药物通过高分子载体的生物降解释放药物通过高分子载体的生物降解速度来调节药物的释放速度。通过高分子载体的生物降解速度来调节药物的释放速度。(c)在压力、温度、在压力、温度、pH及酶的作用下通过高分子微胶囊的半透及酶的作用下通过高分子微胶囊的半透性膜缓慢释放。性膜缓慢释放。第42页，此课件共47页哦（2）高分子靶向药物）高分子靶向药物简单的高分子靶向药物是将药物用高分子载体包裹，利用高分
38、子载简单的高分子靶向药物是将药物用高分子载体包裹，利用高分子载体在不同环境下溶解性的不同，使之选择性地在目标部位溶解释放药物。体在不同环境下溶解性的不同，使之选择性地在目标部位溶解释放药物。例如胃液是酸性的（例如胃液是酸性的（pH12），肠液是微碱性的），肠液是微碱性的(pH78)，若选用一，若选用一些含羧基的水凝胶作载体，在胃酸环境下，由于羧基之间的氢键作用，水些含羧基的水凝胶作载体，在胃酸环境下，由于羧基之间的氢键作用，水凝胶的结构紧密，溶胀度小，其包裹的药物难释放；而在肠的微碱性环境凝胶的结构紧密，溶胀度小，其包裹的药物难释放；而在肠的微碱性环境下，羧基被离子化，水凝胶溶胀大，药物被释放
39、，从而实现对肠的定向给下，羧基被离子化，水凝胶溶胀大，药物被释放，从而实现对肠的定向给药。药。第43页，此课件共47页哦10.5导电高分子导电高分子广义上的导电高分子材料可分为两大类：广义上的导电高分子材料可分为两大类：一类是由绝缘高分子与导电材料（如金属粉、炭黑等）共混而一类是由绝缘高分子与导电材料（如金属粉、炭黑等）共混而成的成的复合型导电高分子材料复合型导电高分子材料，该类导电高分子材料的导电性能主要由其，该类导电高分子材料的导电性能主要由其中的导电填料所决定，其中的高分子主要提供可加工性能。中的导电填料所决定，其中的高分子主要提供可加工性能。另一类是高分子本身的结构拥有可流动的载流子，
40、即高分子本另一类是高分子本身的结构拥有可流动的载流子，即高分子本身具有导电性，其导电性能主要取决于高分子本身的结构，常称为身具有导电性，其导电性能主要取决于高分子本身的结构，常称为“本征导电高分子本征导电高分子”（intrinsicallyconductingpolymer,ICP）或）或“合合成金属成金属”。第44页，此课件共47页哦所有导电高分子都是共轭高分子，其分子结构都是含有所有导电高分子都是共轭高分子，其分子结构都是含有-共轭结构或同共轭结构或同时含有时含有-共轭和共轭和p-共轭结构。典型的导电高分子有以下几类：共轭结构。典型的导电高分子有以下几类：第45页，此课件共47页哦导电高分子的应用导电高分子的应用 (1)发光二极管发光二极管共轭高分子可光致发光和电致发光。其光致发光机理如下共轭高分子可光致发光和电致发光。其光致发光机理如下:共轭高分子的电致发光机理与之类似。共轭高分子的电致发光机理与之类似。第46页，此课件共47页哦 （2）导电性应用）导电性应用透明导体透明导体反复充放电的二次电池的电极材料反复充放电的二次电池的电极材料聚合物电容器聚合物电容器（3）电磁屏蔽与隐身）电磁屏蔽与隐身（4）抗抗静电静电 第47页，此课件共47页哦