药用高分子材料学习题答案

药用高分子材料学习题答案

《绪论》练习题

一、名词解释

1．药用辅料：是药物制剂中经过合理的安全评价的不包括活性药物或前药的组分。

2．高分子药物：即把生理活性物质用化学的方法挂接到高分子上，使其达到持续释放和定位释放药物的目的，或本身具有强烈活性的高分子化合物

二、填空题

1．高分子特性；2．速度；稳定性；3．微晶纤维素；低取代羟丙基纤维素；羟丙甲纤维素；4．最基本理论和药剂学常用的高分子材料结构；物理化学性质；性能及用途；初步应用这些基本知识来理解和研究高分子材料在一般药物制剂；控释制剂及缓释制剂中的应用；5．品种多样性；应用的广泛性6．扩散；溶解；渗透；离子交换；高分子挂接；7．溶解度；_吸水性；挥发性；有限的功能性；

三、选择题

1．D；2．A；3．C；4．B；5．D；

四、简答题

1．药用高分子材料学研究的任务是什么？

答：(1)高分子材料的一般知识，如命名、分类、化学结构；高分子的合成反应及化学反应（缩聚、加聚、共聚、聚合物的改性与老化）；高分子材料的化学特性和物理、力学性能。

(2)药用高分子材料的来源、生产、化学结构、物理化学性质和应用。

2．药用高分子材料的研究在我国还有宽广的发展前途，主要体现在哪几个方面？

答：(1)开发性能优良的，国外已收载入法定文件中的药用聚合物，

(2)针对现已开发应用的高分子辅料规格不齐和型号不全情况，开发多种型号的产品，

(3)开发新的化学实体

(4)利用天然资源及化学修饰方法，寻找新的可供药用的高分子材料。

(5)开展再加工辅料产品的研究和生产，以改善各种常用辅料的应用性能。

(6)完善药用高分子辅料的质量标准，全面地开展工艺和物理化学性能的研究，缩短与国外质量的差距。

3．药用辅料是在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括生理有效成分或前体的组分，它的作用有哪些？

答：(1)在药物制剂制备过程中有利于成品的加工

(2)加强药物制剂稳定性，提高生物利用度或病人的顺应性。

(3)有助于从外观鉴别药物制剂。

(4)增强药物制剂在贮藏或应用时的安全和有效。

4．高分子材料作为药物载体的先决条件是什么？

答：(1)适宜的载药能力；

(2)载药后有适宜的释药能力；

(3)无毒、无抗原性，并具有良好的生物相容性。

(4)为适应制剂加工成型的要求，还需具备适宜的分子量和物理化学性质。

第二章练习题

一、名词解释

1．高分子化合物：简称高分子，是指分子量很高的一类化合物，其分子链是由许多简单的结构单元以一定方式重复连接而成。

2．自由基聚合：是单体经外因作用形成单体自由基活性中心，再与单体连锁聚合形成聚合物的化学反应

3．共聚物：所形成的含两种或两种以上单体组成的聚合物称为共聚物。

4．链结构：是指单个高分子链中原子或基团间的几何排列，即分子内结构。

5．柔性：由于内旋转而使高分子链表现不同程度卷曲的特性。

6．加聚反应：是指单体经过加成聚合起来的反应，所得产物称之为加聚物，加聚物的元素组成与其单体相同，只是电子结构有所改变，加聚物的分子量是单体分子量的整数倍。

7．离子型聚合：链增长活性中心为离子的聚合反应称为离子型聚合。

8．缩聚反应：是由含有两个或两个以上官能度的单体分子间逐步缩合聚合形成聚合物，同时析出低分子副产物的化学反应，是合成聚合物的重要反应之一。

9．线型缩聚：是指参加反应的单体都具有两个官能度，单体分子间官能团相互反应脱去小分子沿着两个方向增长成大分子，得到线型聚合物。

10．体型聚合物：若参加反应的单体中至少有一种带有三个以上的官能度，则可在这种单体上沿三个方向增长成大分子，形成支链聚合物。该支链聚合物间又经过缩合并联成网状结构，这种聚合物称体型聚合物

11．聚合物的化学反应应：聚合物分子链上的原子或基团（包括不饱和键）在本质上与小分子一样，具有相同的反应能力，可进行一系列化学反应，如取代、消除、环化、加成等，这些反应被称为聚合物的化学（转化）反应。

12．偶合终止：两个链自由基头部的独电子相互结合成共价键，形成饱和高分子的反应称为偶合终止。

13．歧化终止：链自由基夺取另一链自由基的氢原子或其他原子的终止反应称为歧化终止。

14．阻聚反应：自由基与某些物质反应形成稳定的分子或稳定的自由基，使聚合速率下降为零的反应称为阻聚反应。

15．凝胶现象：体型缩聚反应的特点是当缩聚反应进行到一定反应程度时，反应体系的粘度突然增加，出现凝胶现象。

二、填空题

1．沿拉伸力平行方向；2．双轴取向；3．大尺寸取向；小尺寸取向；4．热解型引发剂；氧化还原型引发剂；5．引发剂活性；6．引发效率；7、阻聚反应；8．吸电子集团；9．聚合物结构破坏的反应；10．分子链的无规断裂；11．不稳定；

三、选择题

1．D；2．A；3．B；4．A；5．C；6．A；7．B；8．A；9．C；10．B；11．B；12．C；13．A；14．C；15．A；16．B；17．A；18．B；19．A；20．B；21．A；22．B；23．C；24．A；25．C；26．ACD；27．ABD；28．ABCD；29．ABCD；30．ABCD；31．ABD；32．ACD；33．ABC；34．AB；35．ABD；36．ABCD；37．AD；38．BCD；39．ABCD；40．AD；41．ABD；

四、简答题

1．简述聚合物取向后的性能变化？

答：1．聚合物拉伸取向后在取向方向上的机械强度增大。聚氯乙烯纤维经过拉伸50%后，其强度比未拉伸者提高4倍多。单轴取向只提高拉伸方向强度，而垂直方向的强度不变或者下降。双轴取向对两个方向强度均有改善。在实际应用时，(1)纤维材料常作单轴拉伸取向，(2)薄膜材料常作双轴取向。单轴取向纤维在长轴方向具有很大强度又保持一定弹性；双轴取向薄膜各向有相等强度，耐折叠，提高了透明度，防止了存放中的不均匀收缩。

2．取向是一种分子链有序化的过程，取向有利聚合物的结晶。

3．取向也是一种分子热运动过程。如果取向过程处理不当，材料中可能残留较大的应力和潜伏较大的热收缩率，在贮存或使用时材料可能发生收缩、翘曲或开裂。

2．什么叫聚合反应？用不同的分类方法可分为哪向种？

答：聚合反应是指由低分子单体合成高分子化合物的化学反应。聚合反应按照单体与聚合物在元素组成和结构上的变化，分为加聚反应和缩聚反应。聚合反应按照聚合机理的不同分为链锁聚合和逐步聚合。

3．简述引发剂的选择？

答：首先要根据聚合反应实施的方法来选择，一般情况下：

1．本体聚合、悬浮聚合和有机溶液聚合选择偶氮类和过氧化物类油溶性引发剂；

2．乳液聚合和水溶液聚合则要选择过硫酸盐类的水溶性引发剂。

其次要根据聚合温度选择活化能或半衰期适当的引发剂，使聚合时间适宜。

4．自由基聚合反应的特征？

答：1)．自由基聚合反应的特征可概括为慢引发、快增长、速终止。

2)．引发速率是控制总聚合速率的关键；

3)．聚合体系中只有单体和聚合物组成；

4)．延长反应时间可提高单体转化率，耐分子量影响较少；

5)．少量阻聚剂即可终止自由基聚合反应。

5．自由基聚合产物的相对分子质量的影响因素？

答：分子量是鉴定聚合物的重要指标。自由基聚合过程中，影响分子量的主要因素有：单体的浓度、引发剂的浓度和反应温度。在没有链转移反应和除去杂质的条件下，①自由基聚合产物的分子量与单体的浓度成正比；②与引发剂浓度的平方根成反此；③温度升高，分子量下降；因此在较低温度下，可获得较高分子量的聚合物

6．线型缩聚反应的特点？

答：(1)逐步性①缩聚反应没有特定的活性中心，单体间相互缩合，先生成二聚体、三聚体等低聚物，然后低聚物之间再逐步反应生成分子量较高的聚合物，分子量随时间逐步增加；

②官能团的反应能力儿乎与链的长短无关，即单体分子间、单体与低聚物、低聚物与大分子间的缩合反应没有程度上的不同；

③反应开始，单体迅速消失，转化率较高，反应体系中存在着分子量递增的一系列中间严物，延长聚合时间主要目的在于提高产物聚合度，对单体转化率几乎无影响，这与连锁聚合不同。

(2)成环性：缩聚反应通常在较高温度和较长时间内方能完成，往往伴有一些副反应，成环反应就是其副反应之一。成环反应和成线反应是一对竞争反应，其与环的大小、分子链柔性、温度及反应物浓度有关。

(3)缩聚反应的可逆性：大多数缩合反应是可逆的，因而由缩合反应构成的缩聚反应也是可逆的，反应中存在着平衡问题，缩聚反应可逆的程度可用平衡常数的大小来衡量。

7．什么叫本体聚合，其优点、缺点分别为？

答：1）．定义：本体聚合是指单体本身不加其他介质，只加入少量引发剂或直接在热、光、辐射）作用下进行聚合的方法。自由基聚合、离子聚合或缩聚等都可采用这种方法。

2)．优点是产物纯净、杂质少、透明度高、电性能好。

3)．缺点：由于体系中没有分散介质和溶剂，致使体系粘度大、聚合热不易扩散、反应温度较难控制，引起局部过热、反应不均匀，结果导致聚合物分子量不均匀，且易发生爆聚。

8．利用聚合物的化学（转化）反应的意义？

答：1）．对聚合物进行化学改性，提高聚合物现有性能，扩大其使用范围；

2)．还可合成具有特殊功能的高分子材料，制备某些不能直接从单体聚合而得到的聚合物（如聚乙烯醇的制备）；

3)．利用聚合物的化学反应完成体型或网状结构高分子制品的成型加工。

9．聚合物的化学反应的特征？

答：虽然聚合物的化学反应与小分子的化学反应没有本质区别，但事实上由于聚合物分子量大，链结构复杂等特性，使得它和小分子的化学反应相比又具有许多特点：

1)在很多情况下，聚合物的官能团反应活性明显低于小分子，两者在反应程度上有很大的不同。大分子的反应速度较慢，并且聚合物的化学反应往往不完全，具有局部反应的特点；2）产物不纯，副反应多，如聚丙烯晴水解制备聚丙烯酸的反应过程中，大分子链上总同时含有未反应的情基和其他处于不同反应阶段的基团，如酚基、羧基、环亚胺基，因而不存在纯的聚丙烯酸；3）大分子化学反应只需加入少量的试剂即可引起性质上的巨大变化，而低分子化合物，一般需要等摩尔试剂。

10．列举化学降解的几种形式？

答：1）一种形式中，聚合物主链上不稳定键断裂，生成了小分子的水溶性产物；2）第二种形式中，因侧基水解，使整个聚合物溶解；3）在第三种形式中，聚合物是一个交联网络，不稳定的交联链断裂，释放出可溶解的聚合物碎片；4）第四种形式是以上三种形式的综合表现。

11．物理降解有哪两种形式？

答：一种是降解仅仅发生在聚合物材料表面，称之为表面降解(surface degradation)；另一种是聚合物的内部和外部以相同的速度同时发生降解，称之为本体降解(bulk degradation)。

12．影响聚合物生物降解水解的速度因素？

答：1．化学键的类型；2．结晶度和分子量；3．亲水性和疏水性；4．pH；

5．共聚物的组成；6．酶降解：大多数天然的生物降解聚合物可以经酶催化而被动或主动的水解；7．残留单体和其他水分子物质的存在；8．其他因素：品尺寸的大小、加工和消毒方法等因素也会影响降解速度。

五、论述题

1．论述自由基聚合反应的机理？

答：1）链引发

链引发是形成单体活性中心的反应。引发剂引发时，包括以下两步反应。

引发剂分解生成初级自由基

初级自由基与单体加成，形成单体自由基。

以上两步反应中，形成初级自由基反应的活化能高于形成单体自由基反应的活化能，说明链引发的控速步骤是引发剂的分解反应，而且也是整个自由基聚合反应的控制步骤。

2)．链增长

单体自由基能打开另一单体的丌键形成新的自由基，该自由基活性不变，仍能与其他单体继续不断地结合生成单元更多的链自由基，这个过程称为链增长反应。

链增长反应的活化能较低，因此链增长速率极快，在瞬间(0.01秒至几秒内)即可形成聚合度较大的链自由基，而后终止为大分子。因此，在聚合体系中只存在单体和聚合物两种组分，不存在分子量递增的一系列申间产物，这也是连锁反应的特征。链增长反应为放热反应，因此反应过程中必须及时散热，防止其逆反应一一解聚反应的发生。

3)．链终止

链自由基失去活性形成稳定聚合物分子的反应为链终止反应。两个链自由基相遇时终止方式有偶合终止和歧化终止。链自由基终止时，两种终止方式都有可能，以何种为主，与聚合条件和单体种类有关。

链终止活化能为8.4-2lKJ/mol，比链增长反应活化能还低，至使链终止速率常数极高，因此在聚合反应中始终存在着链增长反应与终止反应之间的竞争。在这两个反应中，虽然终止速率远大于增长速率，但从整个聚合体系来看，因为反应速率与反应物浓度成正比，所以在聚合之初、中期，由于单体浓度远远大于自由基浓度，而使增长总速率远大于终止总速率；但在反应末期，由于单体浓度很低，自由基碰撞机率增加，而使聚合以终止反应为主。

4)．链转移

链转移反应是指链自由基从单体、引发剂、溶剂等低分子或大分子等其他分子上夺取一个原子（氢或氯），终止成为稳定的大分子，而使失去原子的分子成为自由基，继续新的链增长反应。链转移只是活性中心的转移，并未减少活性中心的数目，所以链转移的结果通常不影响聚合速率，但却降低了聚合物的聚合度，并可能导致文化、交联产物的形成。

链转移反应是自由基聚合中常见的副反应，但有时也可利用它来调节聚合物的分子量。

5)．阻聚反应

自由基与某些物质反应形成稳定的分子或稳定的自由基，使聚合速率下降为零的反应称为阻聚反应，这些物质称为阻聚剂。阻聚反应不是聚合的基元反应，但很重要。

2．阴离子型聚合反应的机理？

答：阴离子型聚合反应属于链锁聚合反应，因此由链引发、链增长和链终止基元反应组成。

(1)链引发反应

①碱金属引发反应：碱金属引发单体的结果通常可生成2个活性中心，如金属钠引发苯乙烯。这种活性中心可沿两个方向同时进行链增长，可先引发一种单体聚合，达到一定聚合度后，再加入另一种单体，生成三嵌段共聚物。

②金属烷基化合物引发反应：工业上广泛应用的是烷基锂，如丁基锂可引发苯乙烯。

③活性高分子链引发高分子阴离子有强的解离和亲核能力，也能引发单体聚合。阴离子型聚合的引发反应不需加热，引发剂非常活泼，在常温甚至低温下即能分解而引发单体，并且引发速率很高，在极短的时间内引发剂几乎全部与单体结合，生成单体活性链，开始链增长。此时反离子总是在链末端活性中心附近，形成离子对。

(2)链增长反应

①链引发产生的阴离子活性中心继续同单体进一步加成，形成活性增长链，如苯乙烯聚合的增长反应。

②链增长反应活化能很低，反应速率很高。与自由基增长反应不同，阴离子聚合活性链端是一对反离子，反离子存在的形式不同将影响聚合速率、聚合物分子量及立构规整度。用AB代表以共价键形式存在的反离子对类型，如下所示。

③实验表明离子对以共价键存在时没有反应能力，紧离子对和松离子对反应能力较强；自由离子对反应能力最强，聚合速率最大。但同时随着离子对结合越来越松，单体进攻离子对的方向性越来越差，产物结构的规整度越低。

④离子对存在的状态取决于反离子性质、反应温度、溶剂的极性及溶剂化能力。

(3)链终止反应

①阴离子型聚合反应的一个重要特征是在一定条件下（无杂质存在）没有链终止反应或链转移反应。因而，链活性中心直至单体消耗完仍保持活性，通常把这种链称作”活性链”，如果再加入单体，仍能继续聚合形成高聚合度的高分子，如加入另一种单体则会生成嵌段共聚物，也可以利用这一点在阴离子型聚合结束时加入小分子添加剂，如环氧化物、异腈酸酯等，与活性链反应后，终止聚合反应，使聚合物分子链末端带上特殊的官能团，这些官能团可以进行化学转化反应或者赋予聚合物特殊的功能。

②虽然活性链本身不能终止，但微量的含有质子的化合物，如水、醇、CO2，等，都可立即终止聚合反应。

③因此阴离子型聚合需在高真空或惰性气氛下、试剂和玻璃器皿非常洁净、无水的条件下进行。

④在无终止聚合情况下，单体全部反应后，可加入水、醇等使活性聚合终止。

⑤阴离子型聚合机理的特点是快引发、快增长、无终止。

3．线型缩聚反应分子量的控制？

答：反应程度(P)和平衡条件是影响线型缩聚物聚合度的重要因素，反应程度是指参加反应的官能团数目(N)与初始官能团数目(No)的比值。聚合度依赖于反应程度p，所以应利用达到一定反应程度时停止反应的方法来控制分子量，但这种方法实际不稳定，因这种方法所得的聚合物两端仍带有可以反应的官能团，当条件适合时，可继续反应而改变聚合度。因此通常采用下述两种方法：

(1)使某一单体稍稍过量，以便形成两端具有相同官能团的高分子，使反应停止；

(2)在反应体系中加入一种能与大分子端基反应的单官能团物质，以起到封端的作用。

缩聚反应中如果要提高聚合产物的分子量，则首先要控制相互反应基团的等摩尔比投料，在这一前提下，不断的除去生成的小分子，则可提高聚合度。温度和压力对缩聚反应也有一定影响，提高反应温度可加快达平衡的速度，并有利于小分子的除去，有利于高聚物的形成。压力对平衡常数影响不大，但减小体系压力也有利于小分子的除去，从而提高反应程度，得到高分子量的聚合物

4．影响聚合物生物降解水解的速度因素？

答：1．化学键的类型：聚合物的降解速度主要取决于可降解聚合物骨架的官能团的性质，不同种类聚合物水解速度递增的次序为聚酸酐>聚原酸酯>聚酯>聚酰，它们的降解半衰期依次为1h、4h、3.3年、8300年。需要注意的是，有时这个次序会受到相邻基团和水解研发生的化学环境的影响而有所改变。

2．结晶度和分子量：聚合物的结晶度对降解有直接的影响，部分结晶聚合物比其无定型产品降解慢，聚合物的结晶区的降解慢于无定型区；分子量对降解的影响比较复杂，它有直接影响和间接影响。间接影响的一种情况是分子量对玻璃化温度的影响，分子量较高，引起玻璃化温度升高，导致降解缓慢，这是因为玻璃态聚合物比高弹态的聚合物降解速度慢。

3．亲水性和疏水性

4．pH

5．共聚物的组成

6．酶降解：大多数天然的生物降解聚合物可以经酶催化而被动或主动的水解。

7．残留单体和其他水分子物质的存在

8．其他因素：品尺寸的大小、加工和消毒方法等因素也会影响降解速度。

第三章练习题

一、名词解释

1．材料：是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质

2．高分子材料：是以聚合物为基本组分，大多情况下同时还含有各种添加剂的材料。如加入填料、增塑剂、稳定剂等，以期获得具有实用价值和经济价值的材料或改善其成型加工的性能。

3．渗透性：高分子材料通过扩散和吸收过程，使气体或液体透过一个表面传递到另一表面渗出、从浓度高的一侧扩散到浓度低的一侧，这种现象称为渗透性。

4．多孔性：多孔性是指材料有极小连通孔的性质。

5．扩散：当药物由剂型内向外扩散释放时，由于药物浓度差的关系，药物分子的热运动将朝着缩小浓度梯度，趋向平衡的方向进行，在这样的过程中，药物分子质量的转移，即为扩散。

6．玻璃化转变温度：合物从玻璃态到高弹态之间的转变（即玻璃态一高弹态）称为玻璃化转变，对应的转变温度称为玻璃化转变温度，以Tg表示。

7．粘流温度：合物由高弹态转变为粘流态时的温度称为粘流温度，以Tf表示。

8．熔融指数：在一定温度下，熔融状态的聚合物在一定负荷下，单位时间内经特定毛细管孔挤出的重量[用定温下l0min而内熔体从毛细管孔挤出重量(g)来表示]称熔融指数。

9．应变：材料在受外力作用而又不产生惯性移动时，物体相应外力所产生的形变为应变

10．应力：材料宏观变形时，其内部产生与外力相抗衡的力，称为应为。

11．蠕变：在一定温度，一定应力作用下，材料的形变随时间的延长而增加的现象称为蠕变。

12．应力松弛：在温度、应变恒定条件下，材料的内应力随时间延长而逐渐减小的现象称为应力松弛。13．内耗：如果形变的变化落后于应力的变化，发生滞后损耗现象，则每次循环变化中要消耗功，称为内耗。

二、填空题

1．溶胀和溶解；2．△Gm <0；3．物理；4．非共价键；5．冻胶；6．多分散性；7．脱水收缩性；透过性；8．玻璃区；高弹态；粘流态；

三、单项选择题

1．A；2．C；3．B；4．A；5．A；6．C；7．A；8．C；9．B；10．A；11．B；12．B；13．C；14．A；15．C；16．A；17．A；18．C；19．ABCD；20．AC；21．ABC；22．ABC；23．ABCD；24．ABC；25．BCD；

四、简答题

1．简述高分子分子运动的特点？

答：(1)．运动单元的多重性：可以是侧基、支链、链节、整段分子

(2)．高分子的热运动是一个松弛过程，它具有时间的依赖性：在一定的外界条件下，高分子从一种平衡态，通过分子热运动，达到与外界条件相适应的新的平衡态，由于高分子运动单元一般较大，这个过程通常是缓慢的，高分子热运动有松弛时间较长，在一般时间尺度下可以看到明显的松弛特。

(3)．高分子热运动与温度有关。温度有两中作用：一是活化运动单元，二是温度升高使体积膨胀，加大了分子间的空间，有利于远东单元自由迅速的运动，温度升高，使松弛时间边短，温度降低，松弛时间延长，二者之间有定量关系。

2．高分子热运动中，温度起到了那些作用？

答：一是活化运动单元，二是温度升高使体积膨胀，加大了分子间的空间，有利于远东单元自由迅速的运

动，温度升高，使松弛时间边短，温度降低，松弛时间延长，二者之间有定量关系。

3．简述高分子热运动对时间的依赖性

答：在一定的外界条件下，高分子从一种平衡态，通过分子热运动，达到与外界条件相适应的新的平衡态，由于高分子运动单元一般较大，这个过程通常是缓慢的，高分子热运动有松弛时间较长，在一般时间尺度下可以看到明显的松弛特。

4．影响聚合物实际强度的因素有那些？

答：1）．聚合物的化学结构：如氢键、极性基团、交联、结晶、取向都可提高强度；

2)．聚合物的分子量：在一定范围内分子量增加，强度增加；

3)．应力集中：如高分子制品的微小裂缝、切口、空穴等能引起应力集中，使制品中的局部破裂扩大，进而断裂；

4)．温度：温度改变，强度也变化；

5)．外力作用速度：处于R以上的线型聚合物，快速受力对此慢速受力时强度要大；

6)．外力作用时间：外力作用时间越长，断裂所需的应力越小；

7)．增塑剂：增塑剂减小了高分子链间的作用力，因而强度降低；

8)．填料：影响复杂，在薄膜包衣时，加大适量滑石粉作为填料，能提高强度；

9)．机械加工等外界因素。

5．聚合物的渗透性及透气性受聚合物的结构和物理状态影响较大。其主要因素有那些？

答：①温度：温度升高，高分子链运动激烈，增大分子透过的孔道，因此渗透性好；

②极性：透过物质与聚合物极性越相近，越易相容，越易透过；

③分子大小：分子直径大的透过性小；

④链的柔性：链的柔性增大，渗透性提高。结晶度越大，渗透性越小。交联使链段运动受阻，透气性降低。增塑剂提高分子链。

五、论述题

1．高分子分子量的特点有哪些？

答：(1).分子量大

a．分子量范围在104-106之间

b．高分子平均分子量有以下几种常用表达方法：①数均分子量②重均分子量③粘均分子量

c．高分子的分子量测定方法：①端基测定法②粘度法③光散射法

(2).具有分散性

a．聚合物是分子量大小不同的高分子同系物组成

b．分子量分布表示方法：①多分散性指数：②分子量分布曲线。(3)高分子分子量分布测定法：①凝胶色谱法②相平衡分析法

2．简述分子量及其分布对聚合物性能的影响？

答：(1)．分子量及其分布对聚合物物理性质的影响

a．物态：液体、固态

b．力学性质：强度、弹性、韧性、硬度

c．粘度

d．分子量对高分子材料的加工性能

一般而言，聚合物的力学性能，如：抗张强度、抗击强度、弹性模量、硬度以及粘合强度，随聚合物分子量的增加而增加，当分子量大到某一程度时，上述各种性能提高速度减慢，最后趋于某一极限值，而某些性能，如粘度、弯曲强度等，随分子量的增加而不断增加。

(2)．分子量及其分布对聚合物物理机械性能的影响

材料的抗张强度、抗冲击强度、耐疲劳性以及加工过程中的流动性和成模性，都与分子量分布有密切关系，一聚苯乙烯为例，当数均分子量相同时，HI大的样品力学强度较高，因为蛤蟆有高分子量的级分多些，而强度主要决定于高分子量级分。基于同样的原因，当当数均分子量相同时，HI小（即分子量分布窄），强度大，这是由于低分子量级分较小的缘故。

第四章练习题

一、名词解释

1．凝胶浓度一一是指胶液冷却成凝胶后的浓度，浓度愈大，粘度也愈高。

2．糊化：淀粉形成均匀糊状溶液的现象称为糊化( gelatinization)。

3．α化淀粉：糊化后的淀粉称α化淀粉

4．老化：淀粉凝胶经长时问放置，会变成不透明甚至发生沉淀现象，称为“老化”或“退减”作用(retrogradation)。

5．糊精：淀粉水解是大分子逐步降解为小分子的过程，这个过程的中间产物总称为糊精，

6．预胶化淀粉：预胶化淀粉(prepelatinized starch)又称部分化α化淀粉、可压性淀粉，它是淀粉经物理或化学改性，有水存在下，淀粉粒全部或部分破坏的产物。

7．纤维素分子：纤维素分子为长链线型高分子化合物，它的结构单元是吡喃环D-葡萄糖，每个纤维素大分子是由n (M/162)个葡萄糖互以β-1，4苷键构成。

8．纤维素醚化反应：是通过引入取代基来破坏其强的氢键作用，改善其亲水性，尤其是在水介质中的溶解。

9．昙点：将聚合物溶液加热，当其高过低临界溶液温度时，聚合物能从溶液中分离出来，此时成为昙点。

10．人血白蛋白：是自健康人血浆中分离制得的灭菌无热源血清白蛋白，又称清蛋白，是血浆中含量最多，但相对分子质量最小的蛋白质。

二、填空题

1、直链淀粉；支链淀粉；

2、D-吡喃环形葡萄糖；

3、糊化；

4、老化或退减；

5、3%-15%；5%-25%；

6、糊精；

7、酸化；

8、碱纤维素；

9、羧甲基纤维素钠；1 0、酸法明胶；1 1、3 00；1 2、滞后现象；1 3、热致凝胶化；

三、选择题

1．A；2．D；3．C；4．A；5．B；6．B；7．B；8．C；9．A；10．B；11．A；12．C；13．C；14．B；15．A；16．C；17．AC；18．ABC；19．ABCD；20．AC；

四、简答题

1．淀粉的生产主要是物理过程，其工艺过程有哪几部分？

答：原料的预处理——浸泡——粗破碎——细研磨——分离、脱水、干燥

2．预胶化淀粉在药物制剂领域的用途？

答：(1)预胶化淀粉由于其中游离态支链淀粉润湿后的巨大溶胀作用和非游离态部分的变形复原作用，因此具有极好的促进崩解作用且其崩解作用不受崩解液pH的影响。

(2)改善药物溶出作用，有利于生物利用度的提高。

(3)改善成粒性能，加水后具有适度粘着性，故适于流化床制粒，高速搅拌制粒，并有利于粒度均

匀，成粒容易。

(4)低含水量级预胶化淀粉，如维生素C片，阿司匹林片等遇湿气不稳定的药品用其作为胶囊剂的

稀释剂极为稳定。

3、粉状纤维素在药物制剂领域的应用？

答：(1)可用于片剂的稀释剂，硬胶囊或散剂的填充剂。

(2)在软胶囊中可用于降低油性悬浮性内容物的稳定剂，以减轻其沉降作用。也可作口服混悬剂的助

悬剂。

(3)用作片剂干性粘合剂的浓度为5%-2 0%，崩解剂浓度为5%-15%，助流剂浓度为1%-2%，但不得

用作注射剂或吸入剂辅料，因可致肉芽肿。

4、白蛋白在药物制剂领域的应用？

答：白蛋白注射液在医疗上主要作为血浆代用品，以治疗严重急性的白蛋白损失（如失血，脑水肿，低蛋白血症，肝硬化及肾脏病引起的水肿和腹水等）。白蛋白在注射剂产品中用作辅料，主要作为蛋白质类或酶类产品的稳定剂或作为新剂型微球的材料、抗癌药栓塞的载体。作稳定剂时浓度从0.003%-5%。也可

作为注射剂的共溶剂或冻干制剂的载体。白蛋白在人体内无抗原性，无过敏反应，在人体内能被降解吸收，故是很有价值的、安全的、但价昂的材料。

5、甲基纤维素在药物制剂领域的应用？

答：(1)在药剂产品中，低或中等粘度的甲基纤维素可作为片剂的粘合剂（2%-6%），用于片剂包衣的浓度为0.5%-5%，高粘度甲基纤维素可用于改进崩解（2%-10%）或作缓释制剂的骨架（一般浓度为5%-75%）。

(2)高取代度、低粘度级的甲基纤维素可用其水性或有机溶剂溶液喷雾包片衣或包隔离层。

(3)甲基纤维素可作为助悬剂、增稠剂、乳剂稳定剂、保护胶体，亦可作隐形眼镜片的润湿剂及浸渍剂0.5%-1%(w/v)的高取代、高粘度甲基纤维素可作滴眼液用。

(4)甲基纤维素1%-5%浓度可用作乳膏或凝膏剂的基质。

五、论述题

1．微晶纤维在药物制剂领域的应用？

答：(1)微晶纤维素PH型广泛用作口服片剂及胶囊剂的稀释剂和吸附剂，常用浓度为20%-90%，适用于湿性制粒及直接压片；用作崩解剂时的浓度为5%-15%，用作抗粘附剂的浓度为5%-20%，此外也可作为倍散的稀释剂和丸剂的赋形剂。

(2)微晶纤维素RC型作为胶体分散系主要用于干糖浆、混悬剂，有时也作为水包油乳剂和乳膏的稳定剂。

(3)近年来微晶纤维素又推出一些新型号如AvicelPH-300系列，具有快速崩解性、较好的流动性、可减小片重差异等优点；AviceKG-801可以提高片剂硬度、降低磨损性、少量添加适于在低压力下压片等优点。

(4)国外市场上近年来推出微晶纤维素球形颗粒(microcrystalline cellulose spheres)．为具有高圆度和机械强度的球形细粒剂，可作为包衣型缓释制剂、苦味掩盖制剂的核芯，己广泛用于缓释微丸包衣。本品与蔗糖球形颗粒相比，颗粒之间的粘连作用较小，便于药物包衣。

2．论述纤维素具有哪些重要的性质？

答：1）．化学反应性

纤维素大分子的每个葡萄糖单元中有3个醇羟基，其中2个为仲醇羟基，另一个为伯醇羟基，纤维素的氧化、酯化、醚化、分子间形成氧键、吸水、溶胀以及接枝共聚等都与纤维素分子中存在大量羟基有关，这些羟基酯化能力不同，以伯羟基的反应速度最快。纤维素分子的两个末端葡萄糖单元性质不同，一个末端第4碳原子上多1个仲醇；另一末端葡萄糖单元中则在第1碳原子上多一个内缩醛羟基，其上的氢原子甚易移位与氧环的氧结合，使环式结构变为开链式结构，因此1位碳原子便变成醛基，显醛基的反应。

2）．氢键的作用

纤维素大分了间和分子内存在大量的羟基，符合氢键形成的条件，由于纤维素的分了链聚合度很大，如果其所有的烃基都被包含在氢键中，则分予间的氢键力非常之大，可能大大超过C-O-C的主价键力。一般来说，纤维素中结晶区内的羟基都已形成氢键，而在无定形区，则有少量没有形成氢键的游离羟基，所以水分子可以进入无定形区，与分子链上的游离羟基形成氢键，即在分子链间形成水桥，发生膨化作用。

3）．吸湿性

纤维素结晶区和无定形区的羟基，基本上是以氢键形式存在，氢键的破裂和重新生成对纤维素的性质有很大影响，而在许多情况下对其反应能力也有影响，氢键破裂，生成游离羟基数量多，其吸湿性增加。纤维素吸水后，再干燥的失水量，与环境的相对湿度有关，纤维素在经历不同湿度的环境后，其平衡含水量的变化，存在滞后现象，

4）．溶胀性

纤维素在碱液中能产生溶胀，这一点在纤维素衍生物的合成上有很大的意义。纤维素的有限溶胀可分为结晶区间溶胀（液体只进到结晶区间的无定形区，其X-射线衍射图不发生变化）和结晶区内溶胀（此时纤维素原来的X-射线衍射图谱改变，而出现新的X-射线衍射图谱）。水有一定的极性，能进入纤维素的无定形区发生结晶区间的溶胀，稀碱液(l%-6%NaOH)的作用也类似于水，但浓碱液(12.5%-19%NaOH)在20℃能与纤维素形成碱纤维素，具有稳定的结晶格子，所以也只能发生有限溶胀。纤维素溶胀能力的大小取决于碱金属离子水化度，碱金属离子的水化度又随离子半径而变化，离子半径越小，其水化度越大，如氢氧化钠的溶胀能力大于氢氧化钾；纤维素的溶胀是放热反应，温度降低，溶胀作用增加；对同一种碱液并在

同一温度下，纤维素的溶胀随其浓度而增加，至某一浓度，溶胀程度达最高值。

5）．机械降解特性

纤维素原料经磨碎、压碎或强烈压缩时，纤维素可发生降解，结果聚合度下降，机械降解后的纤维素比氧化、水解或热降解的纤维素具有更大的反应能力。

6）．可水解性

纤维素大分了的苷键对酸的稳定性很低，在酸碱度、温度适合的条件下，能产生水解降解，酸是催化剂，可降低甙键破裂的活化能，增加水解速度。纤维素对碱在一般情况下是比较稳定的，但在高温下，纤维素也产生碱性水解。

3．羧甲基纤维素钠在药物制剂领域的应用？

答：羧甲基纤维素钠在我国是最早开发应用的纤维素衍生物之一，作为药用辅料，常用为混悬剂的助悬剂，乳剂的稳定剂、增稠剂，凝胶剂、软膏和糊剂的基质（中等粘度，用4%-6%浓度），片剂的粘合剂、崩解剂，也可用作皮下或肌内注射的混悬剂的助悬剂，以延长药效，但CMCNa不宜应用于静脉注射，因其易沉着于组织内，静脉注射在动物体内显示有过敏性。CMCNa无毒，LD50(大鼠，口服29g/kg)不被胃肠道消化吸收，口服吸收肠内水分而膨化，使粪便容积增大，刺激肠壁，故USP收载作膨胀性通便药。在胃中微有中和胃酸作用，可作为粘膜溃疡保护剂。

第五章和第六章练习题

一、名词解释

1．最低成膜温度(MFT)——指树脂胶乳液在梯度加热干燥条件下形成连续性均匀而无裂纹薄膜的最低温度限。

2．醇解度一一聚醋酸乙烯醇醇解百分率。

3．硅橡胶：是一系列不同黏度的低相对分子质量聚二甲氧基硅氧烷的总称。

4．离子交换树脂：是一类带有功能基团的不溶性惰性高分子材料，可以再生、反复使用，不被生物体吸收。

5．水分散体：是指以水为分散剂，聚合物以直径约50nm-1.2μm的胶状颗粒悬浮的具有良好物理稳定性的非均相系统，其外观成不透明的乳白色，故也称为胶乳。

6．压敏胶：是对压力敏感的胶黏剂，它是一类无需借助溶剂、热或其他手段，只需施加轻度指压，即可与被粘物牢固粘合的胶黏剂。

7．交换容量：是指离子交换树脂具有的交换反离子的能力，它包括了聚合物链结构中所有荷电基团或可能荷电基团的总交换能力。

二、填空题

1．丙烯酸钠；2．卡波普；3．稳定；4．甲基丙烯酸酯；5．聚醋酸乙烯；6．88%；7．聚维酮；8．过氧化物或偶氮异丁腈；9．环氧乙烷与水；10．1000；11．沉淀温度；12．环氧丙烷；13．硅橡胶；

三、选择题

1．B；2．A；3．C；4．B；5．B；6．B；7．D；8．B；9．B；10．B；11．D；12．D；13．A；14．D；15．C；16．ABD；17．CD；18．ABCD；19．ABCD；

四、问答题

1．丙烯酸树酯用于药片包薄膜衣的机理？

答：(1)分子中酯基与药片表面分子带电负性原子形成氢键

(2)分子链对药片隙缝的渗透

( 3)包衣液中其他成分的吸附

2．卡波沫在药物制剂领域的用途？

答：(1)粘合剂量、与包衣材料

(2)局部外用制剂基质

(3)乳化剂增稠剂和助悬剂

(4)缓释控释材料

3．丙烯酸树脂在药物制剂领域的应用？

答：(1)丙烯酸树脂的安全性

丙烯酸树脂是一类安全、无毒的药用高分子材料，动物口服半数致死量LD50为6～28 g/kg（大鼠、家兔和狗），动物慢性毒性试验亦未发现组织及器官的毒性反应。

(2)丙烯酸树脂做薄膜包衣材料

丙烯酸树脂主要用作片剂、微丸、缓释颗粒等的薄膜包衣材料。

(3)丙烯酸树脂做骨架材料

用作缓释、控释制剂的骨架材料，用量可达5%~20%，用于直接压片，用量可高达10%~50%。

(4)近年来，丙烯酸树脂亦用于制备微囊、用作透皮吸收系统骨架、压敏胶及直肠用凝胶剂等。

4．聚乙烯醇在药物制剂领域的应用？

答：(1)聚乙烯醇的安全性；聚乙烯醇对眼、皮肤五毒、无刺激，是一种安全的外用辅料。

(2)聚乙烯醇是一种良好的成膜和凝胶材料。广泛用于凝胶剂、透皮制剂、涂膜剂、膜剂中。

(3)聚乙烯醇是较理想的助悬剂及增稠、增粘剂，最大用量10%。

(4)近年来，聚乙烯醇已有用于经口给药系统的报道如片剂粘合剂、缓释控释骨架材料、经皮吸收制剂和口腔用膜剂等。

5．聚乙二醇在药物制剂领域的应用？

答：(1)注射用的复合剂：以液态聚乙二醇较常用。用大量不超过30%(PEG3 00、PEG 400)，用量达40%即可能发生溶血作用。

(2)栓剂基质：常以固及液态聚乙二醇复合使用以调节硬度与熔化温度。对直肠粘膜可能有轻度刺激，分子量越大，刺激性较强，水溶性药物的释放也越慢。

(3)软膏及化妆品基质：常以固态及液态聚乙二醇混合使用以调节稠度，具有润湿、软化皮肤、润滑效果。

(4)液体药剂的助增粘与增溶：以液态聚乙二醇较多用，与其他乳化剂合用，PEG还具有稳定乳剂作用。

(5)固态分散体的载体：分子量在1.0×10~2.0×10之间的聚乙二醇特别适合采用热熔法制备一些难溶性药物的低共熔物以加速药物的溶解和吸收。

(6)此外：聚乙二醇亦是常用的薄膜衣增塑剂、致孔剂、打光剂、滴丸基质以及片剂的固态粘合剂、润滑剂等，美国药典2 4版明确规定聚乙二醇400为软胶囊制剂新型稀释剂。

五、论述题

1．聚维酮在药物制剂领域的应用？

答：(1)作固体制剂的粘合剂

由于聚乙烯吡咯烷酮在水中和常用有机溶剂中可溶，使得其适用于多种需要制粒的场合。

泡腾剂的制备必须严格控制水分含量，聚维酮无水乙醇溶液则是泡腾剂配方中理想的粘合剂

聚维酮还是直接压片的干燥粘合剂，但聚合物中保留适量水分对其作为干燥粘合剂具有重要作用。

(2)作包衣材料

聚维酮作为薄膜包衣材料，其柔韧性较好。实际工作中为增强衣膜的抗潮性能，聚维酮常与其他成膜材料（如丙烯酸树脂、乙基纤维素、醋酸纤维素等）合用。

(3)用作固体分散体载体

由于聚维酮极强的亲水性和水溶性而非常适合用作固态分散体载体，以提高难溶性药物的溶出度和生物利用度，以此法先增溶后控释也是制备难溶性药物缓控释制剂的一种方法。

(4)用于缓释控释制剂

在制备不溶性骨架或溶蚀性骨架缓控缓制剂时，PVP常用作骨架的致孔剂和粘合剂，调节药物释放速率。

(5)其他

在液体药剂中，10%以上的本品具有明显的助悬、增稠和胶体保护作用，是一种对pH变化和添加电解质不敏感的粘度改善剂，少量PVP K90就能有效地使乳剂或悬乳液稳定；较高浓度下可延缓可的松、青

霉素、胰岛素等的吸收，PVP K90还具有阻碍晶体生长、增强香味及掩盖异味的功能，可显著改善制剂的口感。聚维酮是涂膜剂的主要材料。

2．泊洛沙姆在药物制剂领域的应用？

答：泊洛沙姆是目前使用在静脉乳剂中唯一合成乳化剂，其中Poloxamer188具有最佳乳化性能和安全性，以Poloxamer188为乳化剂的乳剂，经热压灭菌，乳剂物理稳定性将受一定程度的影响。

高分子量的亲水性泊洛沙姆是水溶性栓剂、亲水性软膏、凝胶、滴丸剂等的基质材料。在一些化妆品以及牙膏中亦曾作为基质材料使用。

在口服制剂中，主要利用水溶性泊洛沙姆作为增溶剂、分散剂、助悬剂；在化妆品中用作湿润剂和香精的增溶剂；作为蛋白质分离的沉淀剂以及消泡剂等。近20年来，泊洛沙姆或PEG作为生化试剂应用于血浆蛋白的分离是一种理想而有效的方法。由于一般水溶性聚合物（如PEG）难与最终产品分离，泊洛沙姆不溶血，且其处理血浆过程一般在室温和低温条件下进行，在低于室温时，血浆中各种蛋白，在泊洛沙姆108溶液中有不同溶解度，能形成不溶性络合物，已经成功地被应用于白蛋白、免疫、血清球蛋白，第8因子浓缩制剂和复合凝血酶原等的分离、精制。

近年来，利用高分子泊洛沙姆水凝胶制备药物控释、缓释制剂，如埋植剂、长效滴眼液等。

3．水分散体包衣的成膜机制？

答：高分了水分散体包衣的成膜机理与有机溶剂包衣截然不同。在有机溶剂聚合物系统包衣时，薄膜形成经历从粘性液体到粘弹性固体的转变，干燥衣膜的性质取决于聚合物与溶剂的相互作用及溶剂的挥发情况。水分散体的成膜过程：水分散体粘着于固体表面后水分不断蒸发使聚合物粒子越来越靠近，包围在胶乳粒子表而的水膜不断缩小产生很高的表而张力，促进粒子进一步靠近，并且发生因高分子链中残留能量导致的高分子链自由扩散，在最低成膜温度以上，最终产生粘流现象而发生粒子问的相互融合

第七章练习题

一、名词解释

1．高分子助剂一一改善单一塑料的性能，改善加工成型条件以及降低成本，在高分子制品生产中常添加的辅助材料。

2．“水泡眼”一一用于片剂、胶囊剂和安瓿的一种新颖的复合包装形式。

3．压缩强度：是与拉伸强度的物理意义相反的强度指标，指在试样两端施加轴向静压缩载荷直至破坏或产生屈服现象的最大载荷。

4．冲击强度：是量度材料在高速冲击作用下的任韧性、表征材料抗冲击破坏能力的指标。

5．吸水性：是指材料直接与水接触时的吸水程度。

6．吸湿性：是指材料在一定湿度环境中吸附水汽的程度。

二、填空题

1．聚氯乙烯；2．硬质聚氯乙烯；3．稳定剂；

三、单项选择题

1．C；2．C；3．B；4．A；5．C；6．B；7．D；8．D；9．D；10．B；11．ABCD；12．ABCD；四、简答题

1．高分子包装材料中常用助剂，各举一例？

答：(1)增塑剂——邻苯二甲酸酯、磷酸、脂肪族二元酸酯

(2)稳定剂——螯合剂、硫醇类，硬脂酸皂类

(3)抗氧剂——酚类、芳基仲胺

(4)填充剂——受阻酚、甲酚、亚磷酸酯

(5)硫化剂——基于硫的硫化体系

(6)抗静电剂——季铵类、吡啶盐、咪唑衍生物

(7)润滑剂——硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸

2．药用高分子包装材料的测试指标？

答：(1)物理试验——热稳定性、气密性、吸水性和吸湿性、透明性和遮光性

(2)化学试验——吸着性、浸出物、鉴别试验、纯度实验、耐溶剂性、耐酸碱性、耐老化性

(3)安全性及其生物试验——毒性试验、体外生物学反应性试验、体内生物学试验

(4)力学性能——拉伸强度、冲击强度、压缩性、撕裂性、硬度和耐磨性

3．药品包装材料的选择经过哪些阶段？

答：1）、确定材料的级别。确定材料及所含成分符合食品级标准，明确残留物、添加剂和加工助剂等成分；核对已有的安全性数据。需要注意的是，添加剂含量应较低，且不含镉、铅等重金属。

2）、浸出、化学和生物学试验。这一阶段仅对某些类型的材料有要求。可以采用企业内部或被广泛认同的标准进行进浸出物的化学和生物学试验。

3）、产品、包装相容性和研究测试阶段。包括可行性及研究性质的试验，和加速试验。

4）、正式的药品-包装稳定性试验。一般持续5年，采用一系列贮存条件和贮存期，在规定的时间点对处方和包装的变化、降解和迁移性等变化进行分析，包括回归方法等统计分析。可能包含进一步的生物学和微生物破坏试验，以确证贮存期间药品和包装均未发生显著变化。

五、论述题

1．论述玻璃类、金属类和高分子类包装材料的优缺点？

答：1）、玻璃类：优点：化学性质稳定（硅酸盐），可根据不同要求选择适宜添加剂。

缺点：耐冲撞能力差，易破碎。

2）、金属类：优点：具有一定机械强度，耐冲撞能力，可承受一定压力。

缺点：价格较贵，化学性质活泼，使药物与溶酶发生反应。

3）、高分子材料类：优点：价廉，利于加工，不易破碎，外形美观，易于成型，在包装材料中表现出巨大潜力。

缺点：易老化，物理化学性质不及玻璃稳定，易有潜在的生理活性，聚合单体可能对人体有害。