聚合物材料力学响应特征简介
高聚物结构与性能
1．聚合物表面改性 聚合物表面改性方法可以分为以下几种：化学改性、光化学改性、表面改性剂改性、力化学处理、火焰处理与热处理、偶联剂改性、辐照与等离子体表面改性。 （1）化学改性是通过化学手段对聚合物表面进行改性处理，其具体方法包括化学氧化法、化学浸蚀法、化学法表面接枝等。 化学氧化法是通过氧化反应改变聚合物表面活性。常用的氧化体系有：氯酸-硫酸系、高锰酸-硫酸系、无水铬酸-四氯乙烷系、铬酸-醋酸系、重铬酸-硫酸系及硫代硫酸铵-硝酸银系等，其中以后两种体系最为常用。 化学浸蚀法是用溶剂清洗可除去聚烯烃表面的弱边界层，例如通过用脱脂棉蘸取有机溶剂，反复擦拭聚合物表面多次等。 聚合物表面接枝，是通过在表面生长出一层新的有特殊性能的接枝聚合物层，从而达到显著的表面改性效果。 （2）光化学改性主要包括光照射反应、光接枝反应。 光照射反应是利用可见光或紫外光直接照射聚合物表面引起化学反应，如链裂解、交联和氧化等，从而提高了表面张力。 光接枝反应就是利用紫外光引发单体在聚合物表面进行的接枝反应。 （3）表面改性剂改性 采用将聚合物表面改性剂与聚合物共混的方式是一种简单的改性办法，它只需要在成型加工前将改性剂混到聚合物中，加工成型后，改性剂分子迁移到聚合物材料的表面，从而达到改善聚合物表面性能的目的。 （4）力化学处理是针对聚乙烯、聚丙烯等高分子材料而提出来的一种表面处理和粘接方法，该方法主要是对涂有胶的被粘材料表面进行摩擦，通过力化学作用，使胶黏剂分子与材料表面产生化学键结合，从而大大提高了接头的胶接强度。力化学粘接主要是通过外力作用下高分子键产生断裂而发生化学反应，包括力降解、力化学交联、力化学接枝和嵌段共聚等。（5）火焰处理就是在特别的灯头上，用可燃气体的热氧化焰对聚合物表面进行瞬时处理，使其表面发生氧化反应而达到表面改性的效果。热处理是将聚合物暴露在热空气中，使其表面氧化而引入含氧基团。 （6）偶联剂是一种同时具有能分别与无机物和有机物反应的两种性质不同官能团的低分子化合物。其分子结构最大的特点是分子中含有化学性质不相同的两个基团，一个基团的性质亲无机物，易于与无机物表面起化学反应；另一个基团亲有机物，能与聚合物起化学反应，生成化学键，或者能互相融合在一起。偶联剂主要包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂两大类，其作用机理同表面活性剂的改性机理相同。 （7）辐照改性是聚合物利用电离辐射（直接或间接的导致分子的激发和电离）来诱发一些物理化学变化，从而达到改性的目的。等离子体表面改性是通过适当选择形成等离子体的气体种类和等离子体化条件，对高分子表面层的化学结构或物理结构进行有目的的改性。2．哪些物质能形成液晶，判断、表征 形成液晶物质的条件： （1）具有刚性的分子结构。 （2）分子的长宽比。棒状分子长宽比＞4左右的物质才能形成液晶态；盘状分子轴比＜1/4左右的物质才能呈现液晶态。 （3）具有在液态下维持分子的某种有序排列所必需的凝聚力。这种凝聚力通常是与结构中的强极性基团、高度可极化基团、氢键等相联系的。 液晶相的判断：各种液晶相主要是通过它们各自的光学形态即织构来识别的，即在正交偏光显微镜下可观察到各种不同的由双折射产生的光学图像，这些图像是由“畴”和向错构成的。
实验四 聚合物材料力学性能的测试
实验六聚合物材料拉伸性能的测试 一、实验目的： 1、通过实验了解聚合物材料拉伸强度及断裂伸长率的意义。 2、熟悉它们的测试方法 3、通过测试应力—应变曲线来判断聚合物材料的力学性能。 二、实验原理： 为了评价聚合物材料的力学性能。通常用等速施力下所获得的应力—应变曲线来进行描述。这里所谓应力是指拉伸力引起的在试样内部单位截面上产生的内应力而应变是指试样在外力作用下发生形变时，相对其原尺寸的相对形变量。 材料的组成、化学结构及聚态结构都会对应力与应变产生影响。应力—应变实验所得的数据也与温度、湿度、拉伸速度有关，因此应规定一定的测试条件。 三、主要仪器设备及原料： 1、主要仪器设备：万能试验机 2、主要原料：各种高分子试样 四、操作方法和实验步骤： 1、试样制备 拉伸实验中所用的试样依据不同材料加工成不同形状和尺寸。每组试样应不少于5个。试验前需对试样的外观进行检查试样，表面平整无气泡、裂纹、分层和机械损伤等缺陷。另外为了减小环境对试样性能的影响，应在测试前将试样在测试环境中放置一定时间，使试样与测试环境达到平衡。一般试样越厚，放置时间应越长。具体按国家标准规定。 2、拉伸性能的测试
①将合格试样编号并在试样平行部分划二标线，即标距。测量试样工作段任意三处宽度和厚度，取其平均值。 ②安装拉伸试验用夹具。 ③调整引伸计标距至规定值。 ④装夹试样，要使试样纵轴与上下夹头的中心线重合。 ⑤在工作段装夹大变形引伸计，使引伸计中心线与上下夹头的中心线重合。 ⑥录入试样信息并按照标准设置试验条件。 ⑦联机。检查屏幕显示的试验信息是否正确，如有不适之处进行修改，然后 对负荷清零、轴向变形清零、位移清零。按“试验开始”键进行试验。 ⑦横梁以设定的速度开始移动，同时屏幕显示出试验曲线，根据需要可随时打 开想要观察的曲线。如应力—应变曲线、负荷—变形曲线等多种曲线 ⑧观察试样直到被拉断为止，按“试验结束”键结束试验。按“数据管理”键查看试验结果。 五、实验报告： 1、简述实验原理。 2、明确操作步骤和注意事项。 3、附实验中测试所得的多种曲线。 六、思考题 1、影响拉伸强度的因素有哪些？ 2、在拉伸实验中如何测定模量？
结构与性能(聚合物部分)整理
高聚物结构与性能 一、高聚物的分子结构 概念： 1大分子(macromolecule)；是由大量原子组成的，具有相对高的分子质量或分子重量 2聚合物分子(polymer molecule)；也叫高聚物分子，通常简称为高分子，它意味着：(1) 这些部分是由相对低分子质量的分子衍生的单元(所谓的单体单元或链节)；(2) 并且只有一种或少数几种链节；(3) 这些需要的链节多重重复重现 3星形大分子(star macromolecule)；从一个公共的核伸出三个或多个臂(支链)的分子若从一个公共的核伸出三个或多个臂(支链)则称为星型高分子 则称为星型高分子 4共聚物(copolymer)；由两种或两种以上不同单体经聚合反应而得的聚合物 5共聚物分子(copolymer molecule)； 6构型(configuration)；是指分子中通过化学键所固定的原子的空间排列 7构象(conformation)；构象指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子放置所产生的空间排布（由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为~） 8链段(macromolecular segments)；高分子链上对应于伸直长度和柔性与该高分子链相同的自由连结链内一个统计单元的一段分子链 9高分子链的柔性(flexibility of polymer chain), 高分子链在绕单键内旋转自由度，内旋转可导致高分子链构象的变化，因为伴随着状态熵增大，自发地趋向于蜷曲状态，这种特性就称为高分子链柔性 10聚合度(degree of polymerization); 指聚合物大分子中重复结构单元的数目 11侧基(side group)；连接在有机物碳链上的取代基 12端基(end group)；聚合物分子链端的基团 13无规共聚物(random copolymer)；具有Bernoullian序列统计的统计聚合物（聚合物中组成聚合物的结构单元呈无规排列） 14嵌段共聚物(block copolymer)；由通过末端连接的均匀序列的嵌段组成的共聚物（聚合物由较长的一种结构单元链段和其它结构单元链段构成） 15统计共聚物(statistic copolymer)；通过聚合反应的统计处理给出单体单元在共聚物分子中的序列 16交替共聚物(alternating copolymer)单体单元A和单体单元B在共聚物分子中交替分布
一种新型的双重刺激响应性聚合物
Articles A New Double-Responsive Block Copolymer Synthesized via RAFT Polymerization:Poly(N-isopropylacrylamide)-block-poly(acrylic acid) Christine M.Schilli,?Mingfu Zhang,?Ezio Rizzardo,?San H.Thang,? (Bill)Y.K.Chong,?Katarina Edwards,§Go1ran Karlsson,§and Axel H.E.Mu1ller*,? Makromolekulare Chemie II,Universita¨t Bayreuth,95440Bayreuth,Germany,CSIRO Molecular Science,Bag10,Clayton South,Victoria3169,Australia,and Department of Physical Chemistry, Uppsala University,Box579,75123Uppsala,Sweden Received December4,2003;Revised Manuscript Received July23,2004 ABSTRACT:Poly(N-isopropylacrylamide)-block-poly(acrylic acid),PNIPAAm-b-PAA,with low polydis- persity was prepared by reversible addition-fragmentation chain transfer(RAFT)polymerization in methanol.The block copolymers respond to both temperature and pH stimuli.The behavior of the double- responsive block copolymers in solution was investigated by dynamic light scattering,temperature-sweep NMR,cryogenic transmission electron microscopy,and IR spectroscopy.The block copolymers form micelles in aqueous solutions in dependence of pH and temperature.Cloud point measurements indicated the formation of larger aggregates at pH4.5and temperatures above the lower critical solution temperature (LCST)of PNIPAAm.The solution behavior is strongly influenced by hydrogen bonding interactions between the NIPAAm and acrylic acid blocks. Introduction Block copolymers consisting of poly(acrylic acid),PAA, and poly(N-isopropylacrylamide),PNIPAAm,are of interest for a variety of reasons.First of all,poly(acrylic acid)is a polymer that responds to changes in pH and ionic strength with changes in its properties;e.g.,at pH <4precipitation occurs in aqueous solutions due to protonation of the carboxylate groups,which renders the polymer sparsely soluble in water.Poly(N-isopropyl- acrylamide),PNIPAAm,shows lower critical solution temperature(LCST)behavior in aqueous solutions,and a sharp phase transition is observed at32°C in water.1 The combination of pH-responsive PAA and temper- ature-responsive PNIPAAm creates systems that re- spond to combined external stimuli.Conjugation of drugs or proteins to PNIPAAm-b-PAA generates ther- mo-and pH-responsive entities that can be addressed through external stimuli. Furthermore,PNIPAAm-b-PAA may form micelles or other aggregates depending on solvent,temperature, pH,and block lengths(cf.Figure1).Temperature-or pH-sensitive micelles could eventually be used to confer bioadhesive properties;pH-sensitive micelles might be applied in the drug delivery to tumors,inflamed tissues, or endosomal compartments,where a pH lower than that in normal tissue is found.2 For that reason,we synthesized the corresponding block copolymers by reversible addition-fragmentation chain transfer(RAFT)polymerization of NIPAAm in the presence of a PAA RAFT agent synthesized earlier.3We investigated the behavior of these block copolymers in DMF and aqueous solution using turbidimetry,dynamic light scattering,cryogenic transmission electron mi-croscopy,Raman and IR spectroscopy. Experimental Section Materials.N-Isopropylacrylamide(Aldrich,97%)was re-crystallized twice from benzene/hexane3:2(v:v)and dried under vacuum prior to use.Azobis(isobutyronitrile)(AIBN, Fluka,purum)was recrystallized twice from methanol.Poly-(acrylic acid)(polymeric RAFT agent)was obtained from RAFT *Corresponding author.Fax:+49-921-553393.E-mail:axel. mueller@uni-bayreuth.de. ?Universita¨t Bayreuth. ?CSIRO Molecular Science. §Uppsala University. Figure 1.Possible modes of aggregate formation for PNIPAAm-b-PAA in aqueous solution in dependence of pH and temperature. 7861 Macromolecules2004,37,7861-7866 10.1021/ma035838w CCC:$27.50?2004American Chemical Society Published on Web09/21/2004
高聚物结构与性能的关系
高聚物结构与性能的关系 1. 高聚物的结构 按研究单元的不同分类，高聚物结构可分为两大类：一类为高聚物的链结构，即分子内的结构，是研究一个分子链中原子或基团之间的几何排列；另一类为高聚物的分子聚集态结构，即分子间的结构，是研究单位体积内许多分子链之间的几何排列。对高聚物材料来说，链结构只是间接影响其性能，而分子聚集态结构才是直接影响其性能的因素。 1.1 高聚物链结构 高聚物的链结构包括近程结构和远程结构。近程结构是指结构单元的化学组成、立体异构、连接顺序、以及支化、交联等；远程结构是指高分子链的构象、分子量等。 高聚物链结构是决定高聚物基本性质的主要因素，各种高聚物由于链结构不同其性质则完全不同。例如，聚乙烯柔软容易结晶，聚苯乙烯硬而脆不能结晶；全同立构聚丙烯在常温下是固休，可以结晶，而无规立构聚丙烯在常温下则为粘稠的液体等。 1.2 高聚物的聚集态结构 高聚物的分子聚集态结构包括晶态、非晶态、液晶态、取向态等；高聚物的分子聚集态结构是在加工成型过程中形成的，是决定高聚物制品使用性能的主要因素。即使具有相同链结构的同一种高聚物，由于加工成型条件的不同，其成型品的使用性能就有很大差别。例如，结晶取向程度不同直接影响纤维和薄膜的力学性能；结晶大小和形态不同可影响塑料制品的耐冲击强度，开裂性能和透明性。 因此对高聚物材料来说，链结构只是间接影响其性能，而分子聚集态结构才是直接影响其性能的因素。研究高聚物分子聚集态结构的意义就在于了解高聚物分子聚集态结构的特征，形成条件及其与材料性能之间的关系，以便人为地控制加工成型条件得到具有预定结构和性能的材料，同时为高聚物材料的物理改性和材料设计建立科学基础。 2.高聚物结构与力学性能的关系 2.1链结构与力学性能的关系 不同的高聚物，有不同的分子结构，当然会显示出不同的材料性能出来。聚
高分子材料力学性能
高分子材料的力学性能及表征方法 用途 聚合物的力学性能是高分子聚合物在作为高分子材料使用时所要考虑的最主要性能。它牵涉到高分子新材料的材料设计，产品设计以及高分子新材料的使用条件。因此了解聚合物的力学性能数据，是我们掌握高分子材料的必要前提。聚合物力学性能数据主要是模量（E），强度（σ），极限形变（ε）及疲劳性能（包括疲劳极限和疲劳寿命）。由于高分子材料在应用中的受力方式不同，聚合物的力学性能表征又按不同受力方式定出了拉伸（张力）、压缩、弯曲、剪切、冲击、硬度、摩擦损耗等不同受力方式下的表征方法及相应的各种模量、强度、形变等可以代表聚合物受力不同的各种数据。由于高分子材料类型的不同，实际应用及受力情况有很大的差变，因此对不同类型的高分子材料，又有各自的特殊表征方法、例纤维、橡胶的力学性能表征。 表征方法及原理 （1）拉伸性能的表征 用万能材料试验机，换上拉伸实验的样品夹具，在恒定的温度、湿度和拉伸速度下，对按一定标准制备的聚合物试样进行拉伸，直至试样被拉断。仪器可自动记录被测样品在不同拉伸时间样品的形变值和对应此形变值样品所受到的拉力（张力）值，同时自动画出应力－应变曲线。根据应力-应变曲线，我们可找出样品的屈服点及相应的屈服应力值，断裂点及相应的断裂应力值，样品的断裂伸长值。将屈服应力，断裂应力分别除以样品断裂处在初制样时样品截面积，即可分别求出该聚合物的屈服强度σ屈和拉伸强度（抗张强度）σ拉值。样品断裂伸长值除以样品原长度，即是聚合物的断裂伸长率ε。应力－应变曲线中，对应小形变的曲线中（即曲线中直线部分）的斜率，即是聚合物的拉伸模量（也称抗张模量）E值。聚合物试样拉伸断裂时，试样断面单维尺寸（厚或宽的尺寸）的变化值除以试样的断裂伸长率ε值，即为聚合物样品的“泊松比”（μ）的数值。 （2）压缩性能、弯曲性能、剪切性的表征。 用万能材料试验机，分别用压缩试验，弯曲试验，剪切试验的样品夹具，在恒定的温度、湿度及应变速度下进行不同方式的力学试验。并根据不同的计算公式，求出聚合物的压缩模量、压缩强度、弯曲模量、弯曲强度、剪切模量、剪切强度等数据。 （3）冲击性能的表征。
基于不同刺激源的刺激响应聚合物体系的构建
Vol.33高等学校化学学报No.92012年9月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1877~1885[综合评述] 基于不同刺激源的刺激响应 聚合物体系的构建 闫 强,袁金颖 (清华大学化学系,有机光电子与分子工程教育部重点实验室,北京100084) 摘要 刺激响应聚合物是一类具有 智能”行为的大分子体系.它可以接收外部环境的刺激信号,如pH 值二光二温度二电压二氧化还原剂和气体等,使自身大分子结构或状态发生较大改变,从而影响其物理化学性质,进而体现出相应的功能.大量的研究结果表明,刺激响应聚合物在纳米材料科学二生命科学及临床医学领域中有着广泛的应用前景.本文主要介绍了我们课题组在基于不同刺激源的刺激响应性大分子体系研究方面的一些进展. 关键词 刺激响应性;聚合物;智能行为;大分子自组装;功能组装体 中图分类号 O631 文献标识码 A DOI :10.3969/j.issn.0251?0790.2012.09.001 收稿日期:2011?11?23. 基金项目:国家自然科学基金(批准号:51073090,21174076,20836004)和国家 九七三”计划项目(批准号:2009CB930602)资助.联系人简介:袁金颖,女,博士,教授,博士生导师,主要从事高分子可控合成研究.E?mail:yuanjy@https://www.360docs.net/doc/f814811131.html, 智能大分子可以感受外部环境的变化,如温度二pH 值二光照,或一些场力,从而导致这些大分子的物理化学特性和功能状态发生较大转变,同时向外部反馈一些可检测或可视的信号[1~4].利用这种功能行为的变化可以制备出不同的功能材料.智能大分子中的一大类刺激响应聚合物(Stimuli?responsive polymer)近年来特别受到关注.这种聚合物对外部刺激敏感,接收刺激信号后,引起分子结构发生可逆或不可逆的变化,从而使大分子体系的体相或液相行为发生转变.由此可以得到各种聚合物材料或大分子器件.在药物控释二纳米催化二化学传感和生物技术等领域有重要的应用价值[5~10].刺激响应聚合物体系的基本信号传输模式如图1所示.特定结构的大分子得到外部环境的一种刺激,分子结构或超分子结构发生转变,直接影响该大分子的功能,同时向外部反馈相应的可检测或直接可视化的理化参数变化.目前,常规的刺激条件(如pH 值二温度二光照)二单一的刺激模式或者简单的功能输出已经不能满足日新月异的聚合物材料的需求.因此发展更新型的刺激条件二多元化的刺激方式和具有逻辑控制特点的功能响应已经成为构筑刺激响应性聚合物体系的难点与热点.增强体系的逻辑控制能力和刺激模式的复杂性可以使聚合物体系的功能更加多样化,从而更加切实地开发出基于大分子的智能器件或者纳米功能体.相对于发展较成熟的小分子器件和无机纳米材料,由聚合物发展而来的这类材料具有良好的体系稳定性,使用寿命将大大延长,这将为高分子材料的合理利用和新材料的开发开辟一条崭新的道路. Fig.1 General responding mode of stimuli?responsive polymer 很多学者对刺激响应大分子体系的构筑方法二在溶液中的自组装行为以及其功能应用进行了系统研究[1~25].本文仅结合本课题组最近在此方面取得的一些进展加以论述,并对此领域未来可能的发展方向和应用前景提出一些看法.
pH温度响应性聚合物的组成
pH/Temperature-Responsive Polymer Composed of Poly((N,N-dimethylamino)ethyl methacrylate-co-ethylacrylamide) Soon Hong Yuk,*Sun Hang Cho,and Sang Hoon Lee Advanced Materials Division,Korea Research Institute of Chemical Technology, P.O.Box107,Yusung,Korea305-600 Received May27,1997;Revised Manuscript Received September4,1997X ABSTRACT:The pH/temperature-induced phase transition of poly((N,N-dimethylamino)ethyl methacry- late(DMAEMA)-co-ethylacrylamide(EAAm))was investigated.Although polyDMAEMA and polyEAAm were reported to exhibit a lower critical solution temperature(LCST)at50and80°C,respectively,a LCST shift from50to4°C was observed with copolymers of DMAEMA with EAAm,and this behavior was quite different at pH4.0and7.4.This is due to the formation of hydrogen bonding between DMAEMA and EAAm residues with a hydrophobic contribution to the LCST.To apply this polymer system to glucose-controlled insulin release,a molded matrix consisting of poly(DMAEMA-co-EAAm),glucose oxidase,and insulin was prepared.This matrix exhibited a rapid change from insolubility to solubility when exposed alternately to solutions with ions and a high glucose concentration,resulting in glucose- controlled insulin release. Introduction Much interest has been focused on polymer systems that show a phase transition in response to external stimuli such as temperature,1,2pH,3,4ionic strength,5 and electric potential6because of their scientific or technological importance.Recently,polymer systems that demonstrate a phase transition in response to more than one variable,in particular temperature and pH,7-9 have been investigated.Feil et al.reported on the mutual influence of pH and temperature on the swelling of ionizable and thermosensitive hydrogels.7Later, Chen and Hoffman studied graft copolymers that exhibit temperature-induced phase transitions over a wide range of pH.8For both cases,N-isopropylacrylamide was used as the temperature-sensitive component and ionic monomers such as(N,N-diethylamino)ethyl meth-acrylate or acrylic acid were used as the pH-sensitive component.In our previous report,9a pH/temperature-sensitive polymer system with transitions resulting from polymer-water and polymer-polymer interactions has been demonstrated using poly((N,N-dimethylamino)-ethyl methacrylate(DMAEMA)-co-acrylamide(AAm)). In this study,we propose a new polymer system, which exhibits more significant pH/temperature respon-siveness compared to that of poly(DMAEMA-co-AAm), and show that glucose-controlled insulin release can be achieved with this polymer system.For this purpose, copolymers of DMAEMA and ethyl acrylamide(EAAm) were prepared and characterized as a function of the copolymer composition.Insulin release in response to glucose was observed. Experimental Section Materials.DMAEMA monomer,ammonium persulfate (APS),and tetramethylethylene diamine(TEMED)were pur-chased from Aldrich.Bovine insulin,N,N-azobis(isobutyroni-trile)(AIBN),and glucose oxidase(GOD)were purchased from Sigma Chemical Co.DMAEMA monomer was distilled before use.Other reagents were used as received. Synthesis.EAAm was synthesized in our laboratory as described previously.10Poly(DMAEMA-co-EAAm)was pre-pared by free radical polymerization as follows:7.8g of distilled monomers(mixture of DMAEMA and EAAm)and 0.02g of AIBN as an initiator were dissolved in100mL of water/ethanol binary solvent(5/5by volume).The feed compositions for copolymers are shown in Table1.The ampule containing the solution was sealed by conventional methods and immersed in a water bath held at75°C for15h.After polymerization,all polymers were dialyzed against distilled-deionized water at4°C and freeze-dried. Transmittance Measurements.The phase transition was traced by monitoring the transmittance of a500nm light beam on a Spectronic20spectrophotometer(Baush&Lomb). The concentration of the aqueous polymer solution was5wt %,and the temperature was raised from15to70°C in2-deg increments every10min.To observe their pH/temperature dependence,the phase transitions of polymers in citric-phosphate buffer solution versus temperature at two pH values (4.0and7.4)were measured. FT-IR Measurement.For Fourier transform infrared(FT-IR)measurement,thin films of polymers were cast from0.5 wt%distilled-deionized water onto separate CaF2plates at room temperature.Most of the water in the films was removed by evaporation at50°C in a vacuum oven for24h.FT-IR spectra of the dried polymer were measured on a Magna IR spectrophotometer(Nicolet Inc.,Madison,WI)using64aver-age scans at a resolution of4cm-1. Preparation of Insulin-Loaded Matrix.Lyophilized copolymer was ground down to colloidal dimensions(<1μm) using a laboratory planetary mill(Pulverisette,Fritsch GmbH, Germany).A110mg sample of copolymer powder,20mg of bovine insulin,and20mg of GOD were mixed,and the mixture was compressed into a disk-shaped matrix of5-mm thickness and15-mm diameter. Measurement of Weight Loss of Insulin-Loaded Ma-trix in Response to Glucose.After immersion in phosphate buffer solution(PBS)for a desired time at37°C,the insulin-loaded matrix was removed and dried in a vacuum oven at room temperature.The percent of weight of the matrix was determined as a function of time. *To whom correspondence should be addressed. X Abstract published in Advance ACS Abstracts,October15, 1997.Table1.Feed Composition for Copolymers in the Study DMAEMA EAAm code amt, g concn, mol% amt, g concn, mol%10-4M w a polyDMAEMA14.2100 2.8 copolymer I11.480 1.920 1.3 copolymer II8.560 3.940 2.4 copolymer III7.150 4.950 2.9 a Measured by laser scattering. 6856Macromolecules1997,30,6856-6859 S0024-9297(97)00725-0CCC:$14.00?1997American Chemical Society
聚合物结构与性能
一、名词解释（5个） 聚合物分子（高聚物分子，通常简称为高分子）：(1)这些部分是由相对低分子质量的分子衍生的单元(所谓的单体单元或链节) (2)并且只有一种或少数几种链节(3)这些需要的链节多重重复重现。 长周期：在纤维轴方向片晶和非晶能重复出现的最短距离，即片晶和非晶的平均厚度之和缚结分子：连结至少两个晶体的分子。 初期结晶：是指液态或气态初步形成晶体的过程 预先成核：晶核预先存在，成核速率与时间无关。 二、概念的区别与联系（4对） 1、微构象与宏构象 微构象：分子中的一小部分由于一个或数个键的内旋转所引起的构象。 宏构象：表示在单键周围的原子和原子基团的旋转产生的空间排列。 2、玻璃化转变温度与熔融温度 玻璃化转变温度：非晶态聚合物或部分结晶聚合物中非晶相发生玻璃化转变所对应的温度。熔融温度：晶体物质由固态向液态转变时固液两相共存的温度。 3. 应力与应变 应力：受力物体截面上内力的集度，即单位面积上的内力。 应变：物体内任一点因各种作用引起的相对变形。 4、质量结晶度与体积结晶度 质量结晶度：X-射线被高聚物中原子散射的强度与原子所处的状态无关，原子的聚集状态只决定衍射线的位置与形状，不影响总强度。因此可以认为非晶部分的质量与结晶部分的质量之比，等于非晶部分的衍射强度与结晶部分的衍射强度之比。即()。理论上，只要知道晶区和非晶区衍射的X射线的总强度，就可计算结晶度。在实际工作中，只能在一定的角度范围收集衍射强度数据，无法收集到样品衍射或散射X射线的总强度。这样，在所收集的数据中，晶区或非晶区对衍射强度的贡献可能偏高或偏低。所以，应加入比例常数即，，式中，K为比例常数。 体积结晶度：用X-射线衍射法体积结晶度。根据微原纤结构模型即可测得结晶度式中，D为晶片厚度，L为长周期。 三、球晶的光学性质与其内部结构的关系 在正交偏光显微镜下，球晶呈现特有的黑十字消光图像及明暗相间的消光环，其中黑十字消光图像反映的是球晶中晶片的径向生长，消光环反映的是球晶中晶片的扭曲生长。 四、什么是超分子结构？超分子结构参数有哪些？用简述或图示法说明用X-射线图确定超分子结构参数的基本依据。 答：超分子结构：高分子链之间通过强的或弱的相互作用所形成的聚集体。 结构参数：1.结晶度 2. 取向度 3 .晶粒尺寸 4.长周期 X-射线可测定质量结晶度和体积结晶度。 假设：X-射线被高聚物中原子散射的强度与原子所处的状态无关，原子的聚集状态只决定衍射线的位置与形状，不影响总强度。因此可以认为非晶部分的质量与结晶部分的质量之比，等于非晶部分的衍射强度与结晶部分的衍射强度之比。 理论上，只要知道晶区和非晶区衍射的X射线的总强度，就可根据上式计算结晶度。在实际工作中，只能在一定的角度范围收集衍射强度数据，无法收集到样品衍射或散射X射线的总强度。这样，在所收集的数据中，晶区或非晶区对衍射强度的贡献可能偏高或偏低。所以，
[凝胶,研究进展,聚合物]用于药物载体的刺激响应性聚合物及微凝胶的研究进展分析
用于药物载体的刺激响应性聚合物及微凝胶的研究进展分析 在癌症治疗中，目前传统的化疗都是应用一些小分子制剂，不但能杀死肿瘤细胞，对正常的组织也会产生危害。因此，人们发展了一系列药物载体，在其表面连接一些靶向基团，可以特异性的识别并进入到肿瘤细胞内。除了这种基于主动靶向的药物载体，另外一类利用被动靶向的药物载体也越来越受到人们重视。为了使进入肿瘤部位的药物能够快速可控释放，人们发展了一系列刺激响应性高分子，利用肿瘤部位环境的不同而释放药物。常见的刺激响应性聚合物包括:温度、pH、氧化还原以及光响应性的聚合物等，其中温度和酸敏感的聚合物是研究最为广泛的药物载体。这类聚合物载体包裹药物，在血液循环中比较稳定，当进入的到肿瘤组织中后，由于一些外部刺激，使聚合物解散，其中包裹的药物被迅速释放出来。此外，刺激响应性聚合物微凝胶在作为药物载体的方面的应用也越来越受到人们重视。下面主要介绍一下各种刺激响应性聚合物及微凝胶在药物传递方面的研究进展。 1温度响应性聚合物 温度敏感性聚合物由于在药物释放，催化和细胞培养等多方面的潜在应用而受到广泛研究。温敏性的聚合物在水溶液具有低临界溶解温度(LCST)，即在低温时能够与水形成氢键，从而能够溶解在水中，而温度升高时，氢键被破坏，聚合物链发生收缩，使聚合物与水发生相分离。聚丙基丙烯酞胺(PNIPAM)是发展最早的一类温敏性聚合物。由于PNIPAM的LCST在32℃附近，接近于人体温度，且随环境的变化程度较小，使它被较透彻的研究作为药物载体。例如，Chung等制备了聚甲基1丙烯酸丁酷( PBMA)和PNIPAM的嵌段共聚物，当温度较低时，该共聚物由于PBMA的疏水性和PNIPAM的亲水性而在水溶液中形成胶束，被包裹抗癌药阿霉素。当温度升高时，由于PNIPAM链段的收缩，是聚集体发生扰动，其中包裹的抗癌药被释放出来。 为了使聚合物的LCST具有可调性，人们将NI-PAM与其他的单体进行共聚，通过调节聚合物的亲疏水性，来调节它的LCST。例如，Neradovi等将NI-PAM与一种侧链为寡聚乳酸的甲基丙烯酞胺类单体HEMA进行共聚，利用侧链乳酸的数目，来调节它的疏水性，从而可以调节聚合物的LCST。其实HPMAm本身就具有很好的温敏特性，将HPMAm与HPMAm进行共聚，可以有效的调节共聚物的LCST;同时将PEG连接到该聚合物上，得到的嵌段聚合物在水溶液中形成胶束，由于侧链乳酸基团的水解，使胶束发生膨胀和解离。但是这类丙烯酞胺类的聚合物相转变的可逆性不好。在温度升高到聚合物的LCST以上时，酞胺键的存在会使聚合物链之间形成氢键。当降低温度时，这些氢键会阻止聚合物链的伸展，因此会出现明显的滞后现象。而且它们的生物相容性不是很好，从而限制了它在生物医药方面的应用。 Lut等发展了一类侧链包含有寡聚PEG的温敏性聚合物。它是将寡聚PEG甲基丙烯酸酷的单体进行聚合，由于聚合物主链的疏水性和PEG的亲水形成平衡，使这类聚合物具有LCST。其中PEG链段越长，其亲水性越好，LCST越高。将不同长度PEG的单体进行共聚，通过调节共聚单体的比例就可以在很宽的范围内调节共聚物的LCST。这类聚合物链之间没有氢键相互作用，使它具有可逆的相转变。而且这类非线性的PE G聚合物完全是由生物相容性的寡聚PEG构成，由于PEG具有非离子性，水溶性，无毒以及无免疫性等优点，使它也具有良好的生物相容性。相对于线性PEG，这类侧链包含有寡聚PEG的聚合物除了具有温敏性以外，还可以较方便的通过多种聚合方法，如阳离子、阴离子、开环复分解以及自由基聚合的方法得到较高分子量的聚合物。其中自由基聚合，特别是可控自由基聚合(ATRP 、NMP 、 RAFT)是