功能高分子微球

功能高分子微球
功能高分子微球

得分:_______ 南京林业大学

研究生课程论文2013 ~2014 学年第二学期

课程号:23412

课程名称:材料现代分析原理与方法

论文题目:功能高分子微球及其制备的研究进展

学科专业:材料学

学号:3130161

姓名:王礼建

任课教师:高勤卫

二○一四年五月

功能高分子微球及其制备的研究进展

王礼建

(南京林业大学理学院,江苏南京210037)

摘要:由于功能高分子微球具有比表面积大、吸附性强等性质,应用前景诱人,已引起国内外学者的广泛关注。本文主要介绍了功能高分子微球及其若干制备技术的研究进展,对其在众多领域中的应用进行了综述,并扼要分析了功能高分子微球的研究前景和方向,为功能高分子微球技术的应用和推广提供一定的思路。

关键词:功能高分子微球;制备;应用;进展

Research Progress of Functional Polymer Microsphere

and its Preparation

WANG Li-jian

(College of Science, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)

Abstract: Functional polymer microspheres have attracted wide attention of scholars at home and abroad, because of their large surface area, strong adsorption properties and good potential future in applications. In the present article, the preparing ways for and research progress in functional polymer microspheres are addressed. In addition, possible hotspots of future study on functional polymer microspheres are analyzed, so as to provide perspectives on applications and promotions of its technology.

Key words:f unctional polymer microspheres; preparation; application; progress 近年来,随着现代科学技术的飞速发展,高分子微球材料的研究与应用发展也异常迅速,由于其特殊的尺寸和外貌形态,因此具有了其他材料所不具备的功能。在当今社会中,高分子微球材料的应用已经深入到生活中的方方面面,从纸张表面涂层、涂料、化妆品等大宗产品到用于药物缓释的微胶囊、分离蛋白质的层析介质等高附加价值产品,都用到了高分子微球材料[1]。

目前制各功能高分子微球的常用方法有无皂乳液聚合[2]、分散聚合[3]、种子聚合[4]等。其中无皂乳液聚合由于在聚合反应体系中不含或仅含少量乳化剂,而且所制备的微球表面比较洁净,形态规则,单分散性好,因此成为制备纳米级功能高分子微球的主要方法之一。分散聚合由于其能通过一步法制备微米级、单分

散的高分子微球,因此也成为制备微米级功能高分子微球的主要方法之一。

1 高分子微球的定义及功能

高分子微球是指直径在纳米级至微米级,形状为球形或其他几何体的高分子材料或高分子复合材料,其形貌可以是多种多样的,包括实心型、空心型、多孔型、哑铃型、洋葱型、汉堡型等等。高分子微球也包括微囊,微囊通常是指微球中间有一个或多个微腔,而且微腔内包埋了某种特殊物质的微球。微球和微囊因其特殊尺寸和特殊结构在许多重要的领域起到了特殊并且关键的作用。

图1 PVA空心微球的TEM图[5]

Fig.1 TEM image of PVA hollow microspheres

高分子微球由于其特殊的形态和结构在许多领域里起了重要作用[6]。例如可作为微存储器,存储和保护某些重要物质,以便在需要的地点和时间,以一定的速度释放这些特殊物质;微分离器,有选择的筛选某种特殊物质或让某些特殊的物质通过,主要应用于提纯蛋白质、血液净化用等;微反应器,使反应在特殊的空间里进行,从而生成特定的物质;微结构单元,微球作为材料的特定组成部分,从而提高材料的某些特殊性能,主要应用为塑料添加剂、涂料等。

2 高分子微球的发展

高分子微球材料的起源很悠久,起先高分子微球材料主要用于橡胶制品的添加剂,这些高分子微球材料都是具有弹性的高聚物,如聚丁二烯等。随着技术的发展,高分子微球开始用于涂料、胶黏剂、塑料添加剂、建筑材料等领域。近十几年来,高分子微球的应用领域由传统的工业应用发展到高端技术领域,如医药

领域、生物化学领域等。因此,高分子微球的制备与应用又进入一个新的发展高潮。

高分子微球材料的研究进展可以分为制备研究和应用研究两个阶段,这两者既是先后相继的,同时又是相互独立和相互促进的。高分子微球制备技术已发展相对完善,建立了制备0.01-l00um尺寸的高分子微球体系。尤其在近十年,纳米微球和超大型微球的制备技术也有了突破性进展。一般采用自由基聚合方式来直接制备高分子微球,这种制备方法能够低成本、简单的制备出满足各种需求的功能高分子微球;因此受到了科学家和企业家的青睐。但是,一些天然高分子、生物可降解的高分子微球以及其他一些特殊的高分子微球无法用自由基聚合法来制备,针对这些特殊的高分子微球科学家也已经研发出了许多其他的制备方法。

在高分子微球的应用领域方面,传统工业领域中的产品得到了进一步发展,如涂料领域,产品的结构已由大众化走向个性化,即产品的多样化和环保化。在药物输送系统中的应用是近年来发展最快的,这一方面是由于人类对医疗设备的要求随着物质生活的提升而越来越高;另一方面,围绕药物包埋、微胶囊的制备方法及其应用所研究的内容远比其他领域要多,导致对微球的质量要求也越来越高。

3 高分子微球的制备方法

高分子微球的主要制备方法有乳液聚合、无皂乳液聚合、分散聚合和悬浮聚合等。不同的聚合方法可得到不同组成、粒径的聚集体,其粒径的分散度也不同。乳液聚合和无皂乳液聚合方法一般适合制备粒径不超过1μm的微球,分散聚合和大分子单体参与的分散共聚合方法可制备得到粒径尺寸范围更大的高分子微球。

3.1 乳液聚合

乳液聚合法是制各高分子微球最常用的方法,它以水作溶剂,对保护环境十分有利。用此方法可以较容易地合成几十到几百纳米的高分子微球[7]。

乳液聚合最简单的配方主要由单体、水、水溶性引发剂和水溶性乳化剂四部分组成。乳液聚合和本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合同属于自由基反应,但乳液聚合相对于其它聚合方法,由于其特殊的聚合机理,从而表现出许多优点[8]:(1)以水为介质,价廉环保安全。乳液粘度较低,利于传热、管道输送和连续生产;

(2)有利于产品的直接使用和环保产品的生产,如粘结剂、皮革、纸张处理剂等;

(3)聚合速率快,产物分子量高,可以在较低温度下进行反应。

Xu等[9]用w/o/w乳液聚合的方法一步合成笼子形状的多孔聚合物微球作为催化剂载体。他们巧妙地使用了N-(4一乙烯基苄基)-N,N-二甲胺(VBA)这种物质。季铵盐本身的结构使得微球具有笼子形状,用作催化剂载体时其本身可以起到表面活性剂的作用,省去了离心的步骤,简化了操作。整个过程仅需用苯乙烯、VBA合成PS-co-PVBAH(聚苯乙烯一聚乙烯基苯胺盐酸盐的共聚物)多孔微球。

当然乳液聚合也有许多缺点,比如需要固体产品时,乳液需要进行破乳、凝聚、洗涤、干燥等许多后处理步骤,成本太高;产品中留有乳化剂,给产品性能带来不良因素等。赵大庆等[10]应用乳化聚合技术,以醛或硼砂为交联剂,获得PVA微球,但该技术只能使用低浓度的PVA溶液,致使PVA微球的力学性能不足。李志伟等[11]用乳液聚合的方法合成了表面富含梭基的聚苯乙烯纳米微球,并用自组装的方法将其在玻璃表面组装成膜。图2中(a)和(b)分别为空白玻璃和40%混合溶剂中PS/PAA纳米微球组装薄膜的AFM形貌图。从图(b)我们可以看到,组装后薄膜的表面形貌、平均粗糙度(RMS,3.2nm)与玻璃表面图(a)的形貌、平均粗糙度(RMS,7.4nm),有极大的区别,所以我们认定聚苯乙烯纳米微球已组装在玻璃表面,图(b)表面微粒为聚苯乙烯纳米粒子而不是粗糙的玻璃表面。从图(b)还可以看出,聚苯乙烯纳米微球在玻璃表面形成了均匀、覆盖度大的聚合物纳米微球薄膜。

图2 (a) 空白玻璃表面的AFM图;(b) 聚苯乙烯/聚丙烯酸纳米薄膜的AFM图

Fig.2 (a) AFM photographic images of glasses

(b) AFM photographic images of PS/PAA nanoparticles ultra-thin film

3.2 无皂乳液聚合

无皂乳液聚合是指在反应过程中完全不加乳化剂或仅只入微量乳化剂的乳液聚合过程,又称为无乳化剂乳液聚合。此方法是在传统的乳液聚合的基础上进化而来的。由于传统的乳液聚合要使用乳化剂,所以产品的性能往往达不到人们的要求,因此人们就想办法尽量不使用乳化剂,后来发现只要在聚合过程中加入少量的亲水性单体,聚合反应也可以快速进行。由于无皂乳液聚合方法制备出的高分子微球形状规则、单分散且表面洁净,因此越来越受到人们的关注。无皂乳液聚合过程中由于不使用乳化剂或乳化剂浓度很低,因此比传统的乳液聚合有以下特点[12]:

(1) 聚合过程中不含乳化剂,在某些应用场合不用进行除乳化剂的后处理过程,避免了在使用过程由于乳化剂的存在对产品性能的不良影响,降低了产品成本。

(2) 制备的高分子微球表面洁净,形态规整,粒径单分散性好。

李玉等[13]等采用无皂乳液聚合法制备了亚微米级聚苯乙烯(Ps)微球,然后通过加入微量乳化剂或伊环糊精对无皂乳液聚合法进行改进。结果表明,Ps微球的粒径随St单体浓度和氯化钠浓度的增加而增加、随着K2S2O8浓度的增加而减小。通过调节这3种原料的浓度,可制得粒径在450-1000nm且单分散系数小于0.08的Ps微球,但产品收率较低,仅为30%左右。

3.3 分散聚合

分散聚合是指单体溶于介质,而生成的聚合物不溶于介质中的聚合方法,分散聚合也常常被认为是一特殊类型的沉淀聚合。目前该领域研究最多的是在极性介质中的分散聚合和分散共聚,用于制备单分散微米级高分子微球。

分散共聚是向微球中引入功能基团或功能高分子链最方便的方法之一。姚尚风等[14]以对氯甲基苯乙烯为功能单体,经分散聚合制备了表面带有适量氯原子、粒径均匀的交联聚苯乙烯微球,利用微球表面氯原子的活性,引发单体进行ATRP 反应,可达到对微球表面的改性。为考察氯原子是否聚集在疏水性交联微球的表面,采用XPS进行了定量分析。孙静等[15]以甲苯/庚烷为致孔剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,乙醇/水为分散介质,利用分散聚合技术制备了1μm左右的多孔交联PS微球,并研究了单体、引发剂、稳定剂、交联剂的用量对微球平均粒

径的影响。

3.4 悬浮聚合

利用悬浮聚合技术可以制备数微米至数百微米的大微球,聚合系统由疏水性单体、水(分散相)、稳定剂以及疏水性引发剂构成。悬浮聚合与细乳液聚合所不同的是,悬浮聚合的液滴大,通常为数微米至数十微米。其优势在于:第一,在水相中可以一步制备尺寸均一的大微球,而不需要使用有机溶剂,这对环境保护有着重大的意义;第二,将功能性材料混合于分散相中,可以得到包埋功能性材料的微球;第三,由于液滴粒径非常均一,每个液滴之间的表面能相似,在聚合过程中不会发生液滴之间的合并和液滴的破裂,尤其包埋药物或其它功能性物质时,被包埋的物质不会在聚合过程中溢出,包埋率非常高;第四,乳化条件温和,不使用高剪切力搅拌,包埋牛物活性物质时,不容易失去活性。

Kamiyama等[16]开发了连续给料技术,他们将油相(炭黑或磁性铁分散在单体内)和水相分别装在不同的容器内,然后两者以一定的速度送人分散器内。这种技术得到了粒径比较均一的微球。范德勇等[17]用悬浮聚合制备多孔和中空微球,用光学显微镜观察聚合物微球的形态并测量微球的尺寸,讨论了交联剂和亲水性单体对聚合物微球形态的影响。他们将致孔剂异辛烷和单体苯乙烯混合,超声分散成悬浮液,开始发生聚合反应。聚合反应进行一段时间后,得到的PS不溶于致孔剂,便会与致孔剂发生相分离。由于PS亲水性较弱,不能完全移动到液滴表面将致孔剂包覆,致孔剂以小液滴的形式分散在PS的内部和表面,然后进一步发生聚合反应,PS便会固化。最后除去致孔剂,便得到PS多孔微球。

4 功能高分子微球的制备方法与应用

4.1 功能高分子微球的制备方法

有关功能性高分子微球的制备,近年来越来越受到科研工作者以及相关企业的高度重视。一方面这类高分子微球具有比表面积大、表面吸附性能强、聚集体结构组成的可设计性等优点,同时颗粒尺寸可控、形态多样,在相关领域有着广泛的应用前景。

4.1.1 磁性高分子微球

磁性高分子微球是最近几十年发展起来的一种功能高分子材料,它是通过适

当的方法使无机磁性物质与有机高分子结合起来形成的具有磁性及特殊结构的微球。近些年来,利用磁性高分子微球作为固定化脂肪酶载体材料的研究,取得了较快发展。杨鹏飞等[18]通过渗透沉积过程合成单分散的磁性聚甲基丙烯酸缩水甘油酯高分子微球,用于吸附废水中Cr(VI)离子。余煜玺等[19]在油酸包覆的Fe 3O 4磁流体存在条件下,以醋酸乙烯酯为聚合单体,二乙烯苯为交联剂,过氧化苯甲酰为引发剂,聚乙烯醇为稳定剂,采用改良悬浮聚合法制备了粒径在数微米之间的磁性聚醋酸乙烯酯微球,对制备的磁性微球进行了表面功能化修饰。研究发现,如图3和图4所示,微球大小在1-7μm ,平均粒径为3.8μm ,粒径分布相对较窄;同时,比饱和磁化强度为15.0 emu/g ,具有超顺磁性。

图3 改良悬浮聚合法制备的磁性PVAc 微球的SEM 照片 Fig.3 SEM photograph of PVAc microspheres

prepared by the modification suspension

polymerization

图4 SEM 照片的磁性PVAc 微球的尺寸分布

Fig.4 Size distribution of magnetic PVAc

microspheres prepared from SEM photograph 4.1.2 温敏性高分子微球

在水中具有最低临界溶解度(LCST)的PNIPAAm ,当水溶液温度超过LCST 时会发生可逆的相分离,利用这种可逆相分离行为可进行蛋白质的分离和纯化。丁小斌等[20]报道了同时具有热敏性和磁性功能微球的制备方法,并进行了人血清蛋白(HSA)的吸附/解吸研究,微球在分离过程中无凝集现象,可循环使用。

Leobandung 等[21]采用PEG 大分子单体与NIPAAm 共聚,制得温敏性单分散纳

米微球,低温时药物通过溶胀进入微球内部,当温度高于LCST时,微球的体积收缩,大量的药物被释放出来,达到有效治疗疾病的目的。姜晶等[22]采用沉淀聚合机理,由一步法和两步法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸缩水甘油酯)[P(NIPAM-co-GMA)]温敏性微球。研究表明,两种方法制备的微球均具有良好的单分散性和球形度,均能成功地固载β-环糊精(β-CD)基团,并且都有温度响应特性;但是,同一步法制备的微球相比,两步法制得的微球粒径明显较大,且微球固载有更多的β-CD。图5为PNG-CD微球的FTIR图谱,引入β-CD后,PNG-CD3在1030cm-1处出现了比PNG-CDl及PNG-CD2较强的特征峰,它是β-CD骨架中C—C的伸缩振动。说明β-CD成功地固载到PNG微球上,并且证明两步法制得的微球引入的β-CD量更多。

图5 P(NIPAM-co-GMA/β-CD)微球的FTIR图谱

Fig.5 FTIR spectra of the P(NIPAM-co-GMA/β-CD) microspheres

4.1.3 pH敏感性高分子微球

pH敏感性微球主要是以羧基为功能基团,原料为丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸(MAA),该类微球根据pH的变化可发生溶胀与收缩。通常以苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯为主单体,加入少量的AA或MAA由乳液聚合制备。研究发现利用大分子单体技术,由分散聚合的方法合成了全同立构聚甲基丙烯酸接枝聚苯乙烯纳米微球[23]和聚N-乙烯胺接枝聚苯乙烯纳米微球[24],此类微球对于pH的敏感范围比较宽。Huang等[25]首先聚合得到单分散的非交联聚甲基丙烯酸(PMAA)微球,然后以此为种子、以进行DVB或EGDMAPMAA壳层,然后在碱性下采用乙醇溶去芯层得到交联型PMAA空心微球,该空心微球具有pH响应性和盐响应性。Lu等[26]

采用SPS微球为模板,壳聚糖为聚阳离子,羧甲基壳聚糖为聚阴离子,进行连续多次层层静电白组装,制备得到了多重响应特性的新型多层壳聚糖空心微球。这种壳聚糖空心微球具有pH和盐离子强度双重响应,可望在药物释放领域获得应用。

4.1.4 催化性聚合物微球

将催化活性成分以吸附、包埋或化学键合作用等固定在聚合物载体上得到具有催化功能的高分子复合微球。Chen等[27]采用PNIPAAm大分子单体参与的分散聚合制得了高分子微球,在乙醇介质中将Pt离子原位还原,在微球上形成粒径为nm尺度的Pt粒子,或同时还原Au和Pt离子,形成复合金属纳米粒子作为非均相催化剂加氢还原烯丙醇化合物,聚合物微球负载Pt纳米粒子的催化活性与普通的Pt/C和Pt/Pst的催化活性相比要高数倍,并且多次循环使用后仍能保持很高的催化活性[28]。曹利静等[29]采用种子乳液聚合制备了聚苯乙烯/聚吡咯(PS/PPY)复合微球,以其为载体负载钼活性中心制备了PS/PPY复合微球负载钼系催化剂,系统研究了载体性质对负载型催化剂催化环辛烯环氧化反应的催化活性。结果表明:亲水性的负载型催化剂在以过氧化氢为氧源的催化体系中催化活性较高;聚合物的掺杂离子对催化剂的催化性能具有重要影响,以硝酸铁为氧化剂制备的负载型催化剂的催化活性最高,催化环辛烯环氧化的转化率可以达到90%。

4.1.5 生物活性高分子微球

功能高分子微球作为生物活性物质的固相载体,可减少使用过程中扩散的影响,并能保留其生物活性。例如,聚乙烯醇( PVA) 微球具有无毒和生物相容性良好的特点,广泛用于控制药物释放速度、延长作用时效、对特定组织和器官靶向释放等方面[30]。Li等[31]以酰胺化果胶为聚阴离子材料采用复凝聚法得到了果胶一壳聚糖复合微囊,发现加入壳聚糖能有效地延长药物的释放,达到控释效果。Akagi等[28]以聚(γ-谷氨酸)为基本原料,通过L-苯基丙氨酸的改性处理制成了纳米微球,作为蛋白质的载体,可有效保护蛋白质的原有活性。张正国等[32]在交联聚乙烯醇微球表面接枝聚合甲基丙烯酸,并对含氮代谢及药物分子吸附特性进行了初探,接枝微球CPVA-g-PMAA既具有生物相容性,表面又存在有大量羧基,对含氮的代谢分子及药物分子会产生强吸附作用,在血液净化治疗领域及药物控制释放领域,具有潜在的应用价值。图6为制备接枝微球CPVA-g-PMAA的反应过程。

图6 制备接枝微球CPVA-g-PMAA的反应过程

Fig.6 Schematic illustration of preparation process of the grafted microspheres CPVA-g-PMAA 4.2 功能高分子微球的应用

不同尺寸大小、不同表面积以及不同表面性质的高分子微球可以应用在不同的领域。当前最广泛的是应用在生物技术及医药工程领域,它也经常使用在涂料、分离与吸附等智能材料领域。一般高分子微球主要应用在生物分离、药物载体、分子化学和光学等方面。

4.2.1 生物分离方面的应用

生物大分子如核酸、蛋白质等一般都具有自己特殊的物理化学性质,可以根据其物理化学性质在溶液中进行分离和浓缩。一般来说,凝胶粒子是最常用的浓缩和分离试剂。通过静电相互作用,疏水缔合作用,大粒径微球可以用于蛋白质的分离与提纯[33]。

亲和分离是广泛应用于蛋白质、糖类和核酸分离的方法之一。通过在载体微球表面上共价结合上亲水基团,再将此微球装在色谱柱内,当混合液流经色谱柱时,由于物质相互之间的特异亲水作用,目标分离物就留在了色谱柱内,继而洗涤分离,这样就可以实现对目标产物的分离与提纯现在又研究出一些新的微球用于分离与提纯,以磁性微球为典型。磁性高分子微球与目标产物结合后,在磁场的作用下,目标产物很容易就被分离,因此,该微球是一种具有发展潜力的分离新材料。

4.2.2 化学功能

高分子微球在分析化学中也有其特殊的用途,可以作为高效液相色谱填料,单分散的高分子微球可以有效的提高分离和检测效果[34]。在化学反应工程中,单分散、大粒径且多孔的高分子微球可以作为催化剂的载体,其在催化过程中,副反应少,活性高,选择性和利用率高,并且易于回收再利用。还可以作为离子

交换树脂。

4.2.3 光电和光学功能

大粒径、单分散的高分子微球可以用作标准计量的基准物[35-36],可以作为光学显微镜、电镜等仪器的基准物粒子,可以用于聚合物乳液研究、胶体体系以及半透膜孔径的测定,也可以在电子检测仪器中作为基准物质。此外,大粒径、单分散的高分子微球也应用于电子印刷的照相材料和光电摄影调色剂中。高分子微球的另外一个用途是作为液晶片之间的空隙维持剂,可以有效及准确的保持液晶片之间的空隙,维持液晶显示屏的清晰度[37]。

4.2.4 流变学功能

高分子微球可以控制流体的粘度。微球表面带有离子基团的在电场中具有电泳行为[38],可以应用在涂料的电沉降涂刷[39],同时也可以用于自身性质的研究。高分子微球在新型材料中都有广泛的应用。

5 展望

随着科学技术的发展,人们希望能根据不同的使用要求设计合成出不同结构与性能的新材料,而功能性高分子微球的发展正顺应了这种发展趋势.如何正确选择单体的类型、进行分子设计,开发合适的制备方法,并使高分子微球进一步功能化,是扩展高分子微球应用领域的有效保证。无论是上述功能高分子微球。还是拓展到具有荧光性、导电性等其他性能,将是高分子学科研究的热点。

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常用高分子聚合物名称缩写 塑料原料名称中英文对照表(无忧塑料网https://www.360docs.net/doc/e618245340.html,版权所有) 塑料类别俗称中文学名英文学名英文简称主要用途 热 塑 性 塑 料 聚苯乙烯类硬胶通用聚苯乙烯General Purpose Polystyrene PS灯罩、仪器壳罩、玩具等 不脆胶高冲击聚苯乙烯High Impact Polystyrene HIPS日用品、电器零件、玩具等 改性聚苯乙烯类ABS料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯Acrylonitrile Butadiene Styrene ABS电器用品外壳,日用品,高级玩具,运动用品 AS料(SAN料)丙烯腈-苯乙烯Acrylonitrile Styrene AS(SAN)日用透明器皿,透明家庭电器用品等 BS(BDS)K料丁二烯-苯乙烯Butadiene Styrene BS(BDS)特种包装,食品容器,笔杆等 ASA料丙烯酸-苯乙烯-丙烯睛Acrylonitrile Styrene acrylate copolymer ASA适于制作一般建筑领域、户外家具、汽车外侧视镜壳体 聚丙烯类PP(百折胶)聚丙烯Polypropylene PP包装袋,拉丝,包装物,日用品,玩具等 PPC氯化聚丙烯Chlorinated Polypropylene PPC日用品,电器等 聚乙烯类LDPE(花料,筒料)低密度聚乙烯Low Density Polyethylene LDPE包装胶袋,胶花,胶瓶电线,包装物等 HDPE(孖力士)高密度聚乙烯High Density Polyethylene HDPE包装,建材,水桶,玩具等 改性聚乙烯类EVA(橡皮胶)乙烯-醋酸乙烯脂Ethylene-Vinyl Acetate EVA鞋底,薄膜,板片,通管,日用品等 CPE氯化聚乙烯Chlorinated Polyethylene CPE建材,管材,电缆绝缘层,重包装材料 聚酰胺尼龙单6聚酰胺-6Polyamide-6PA-6轴承,齿轮,油管,容器,日用品 尼龙孖6聚酰胺-66Polyamide-66PA-66机械,汽车,化工,电器装置等 尼龙9聚酰胺-9Polyamide-9PA-9机械零件,泵,电缆护套 尼龙1010聚酰胺-1010Polyamide-1010PA-1010绳缆,管材,齿轮,机械零件 丙烯酸脂类亚加力聚甲基丙烯酸甲脂Polymethyl Methacrylate PMMA透明装饰材料,灯罩,挡风玻璃,仪器表壳 丙烯酸脂共聚物改性有机玻璃372#,373#甲基丙烯酸甲脂-苯乙烯Polymethyl Methacrylate-Styrene MMS高抗冲要求的透明制品 甲基丙烯酸甲脂-乙二烯Methyl Methacrylate-Butadiene MMB机器架壳,框及日用品等

医用高分子常用材料 学校名称:华南农业大学 院系名称:材料与能源学院 时间:2017年2月27日

3.结构与性能 3.3 常用材料 1.硅橡胶 硅橡胶是一种以Si-O-Si为主链的直链状高分子量的聚有机硅氧烷为基础,添加某些特定组分,按照一定的工艺要求加工后,制成具有一定强度和伸长率的橡胶态弹性体。 硅橡胶具有良好的生物相容性、血液相容性及组织相容性,植入体内无毒副反应,易于成型加工、适于做成各种形状的管、片、制品,是目前医用高分子材料中应用最广、能基本满足不同使用要求的一类主要材料。 具体应用有:静脉插管、透析管、导尿管、胸腔引流管、输血、输液管以及主要的医疗整容整形材料。 2.聚乳酸 聚乳酸是以乳酸或丙交酯为单体化学合成的一类聚合物,属于生物降解的热塑性聚酯,具有无毒、无刺激、良好的生物相容性、可生物分解吸收、强度高、可塑性加工成型的合成类生物降解高分子材料。 其降解产物是乳酸、CO2和H2O。经FDA批准可用作手术缝合线、注射用微胶囊、微球及埋置剂等制药的材料。u=3351883538,102612699&fm=21&gp=0 3.聚氨酯 聚氨酯是指高分子主链上含有氨基甲酸酯基团的聚合物,简称PU,是由异氰酸酯和羟基或氨基化合物通过逐步聚合反应制成的,其分子链由软段和硬段组成。聚氨酯具有一个主要的物理结构特征是微相分离结构,其微相分离表面结构与生物膜相似。 由于存在着不同表面自由能分布状态,改进了材料对血清蛋白的吸附力,抑

制血小板黏附,具有良好的生物相容性和血液相容性。目前医用聚氨酯被用于人工心脏、心血导管、血管涂层、人工瓣膜等领域。 参考文献 [1] 李小静,张东慧,张瑾,等.医用高分子材料应用五大新趋势[J].CPRJ中国塑料橡胶,2016 [2]杂志社学术部,医用高分子材料的临床应用:现状和发展趋势.中国组织工程研究与临床康复,2010,14(8)

高分子聚合物改性概述 1概述 高分子聚合物作为20世纪发展起来的新材料,因其综合性能优越、成形工艺相对简便以及应用领域极其广泛,因而获得了较为快速的发展。 然而.高分子材料又有诸多需要克服的缺点。以塑料为例,有许多塑科品种性脆而不耐冲击,有些耐热性差而不能在高温下使用。还有一些新开发的耐高温聚合物又因为加工流动性差而难以成形。再以橡胶为例,提高强度、改善耐老化性能、改善耐油性等都是人们关注的问题,诸如此类的同题都要求对聚合物进行改性。用以强化或展现聚合物某些或某一特定性能为目标的工艺方法.通称为聚合物改性(poly-mermodification)。可以说,聚合物科学与工程这门学科就是在不断对聚合钧进行改性中发展起来的。聚合物改性使聚合物材料的性能大幅度提高,或者被赋予新的功能,进一步拓克了高分子聚合物的应用领域.大大提高了聚合物的工业应用价值。 聚合物的改性方法多种多样,总体上可划分为共混改性、填充改性及纤维增强复合改性、化学改性、表面改性及其他方法改性。 聚合物改性的目标如下。

1)功能性使某一聚合物具有特定的功能性,而成为功能高分子材料,如磁性高分子、导电高分子、含能高分子、医用高分子、高分子分离膜等。 2)高性能使聚合物的力学性能.如拉伸强度、弹性模量、抗蠕变、硬度和韧性等,获得全面或大部分提高。 3)耐久性使聚合物的某些性能,如耐热性、耐寒性、耐油性、耐药溶剂性、耐应力开裂性、耐气候性等,得到持久的提高或改善。而成为特种高分子材料。 4)加工性许多高性能聚合物,因其熔融温度高,熔体流动性差,难以成形加工,采用改性技术,可成功地解决这一难题。 5)经济性在不影响使用性能的前题下,采用较低廉的有机材料或无机材料,与聚合物共混或填充改性,可降低材料成本,增强产品竞争能力;另外采用共混或填充改性手段,还可提高某些一般聚合物的工程特性.如采用聚烯烃与PA、ABS、PC等共混,或玻璃纤维填充PA、PP、PC等就是典型的范例。 2共混改性 聚合物的共混改性的产生与发展,与冶金工业的发展颇有相似之处。尽管已经合成的裹台物达到了数千种之多,但能够有工业应用价值的只有几百种,而能够大规模工业生产的以及广泛应用的只有

1.1 高分子微球概述 高分子微球应用几乎涉及到所有领域。高分子微球的起源非常悠久,最早的天然高分子微球来自天然的橡胶树的树液,被称为乳胶(Latex)。也许由于这个原因,最早的合成高分子微球被应用于橡胶制品或橡胶制品的添加剂,这些高分子微球都是由具有弹性的聚合物组成,如聚丁二烯、聚异戊二烯等。以后,随着微球制备技术的发展,聚合物微球又开始被应用于涂料、纸张的表面加工、胶粘剂、塑料添加物、建筑材料等领域。近十几年来,由于高分子微球应用领域又从以往的一般工业应用发展到高尖端技术领域,如医疗和医药领域、生物化学领域和电子信息领域等。在高分子微球应用方面,传统应用领域的产品得到进一步提升,如在涂料应用领域,产品的结构已经从大众化走向个性化,即品种多样化和少量化,但附加价值较高。高分子微球在药物输送系统的应用应该是近年来发展最为迅速的领域,这是因为人们对医疗质量的要求越来越高。 复合高分子微球又称核壳高分子微球,是制备共混高聚物的一种新技术。它是材料科学发展的重要方向,现已从宏观的聚合物共混物发展到亚微观的复合高分子乳胶。近年来,通过复合技术制备复合乳胶以及对复合型乳胶的研究十分活跃。其中,核壳结构乳胶聚合物尤其令人感兴趣。核壳结构乳胶聚合物属于异种高分子复合乳胶,是由性质不同的两种或多种单体分子在一定条件下进行聚合,即种子聚合或多阶段聚合,一般以先聚合的材料为中心,后形成的聚合物为外层,使乳胶粒子的内侧和外侧分别富集不同种成分,通过核壳的不同组合,得到不同形态的非均相乳胶,从而可赋予核、壳各不相同的功能,可获得一般无规共聚物、机械共混物难以具有的优异性能。 核壳高分子的性能与其结构关系十分密切。80年代初,Okubo等提出“粒子设计”的新方法,主要内容包括控制乳胶粒子的形状、异相结构、粒径分布及功能基的分布等。复合乳胶能有效改善材料的力学性能,在塑料、涂料和油漆方面有重要的应用。近年来,人们通过化学和物理的手段(如:交联、包埋、附着和反应)赋予乳胶颗粒以光导、电导、热敏和磁等功能,广泛应用于电子、生物、医药和照相工业[1~5]。 1.2 高分子微球的合成方法 1.2.1 乳液聚合 高分子微球的合成一般采用乳液聚合技术。乳液聚合是有单体和水在乳化剂作用下配制的乳液中进行的聚合,聚合体系主要有单体、水、乳化剂及溶于水的引发剂四种基本组分组成。该技术开发起始于本世纪早期,二十年代末已有和目前生产配方类似的乳液聚合过程的专利出现。二十世纪三十年代初,乳液聚合方

河北联合大学Hebei United University 2008级 《医用高分子》课程论文医用高分子微球 姓名陈朝阳 班级08应用化学 学号02 分数

医用高分子微球 陈朝阳 (河北联合大学化工与生物技术学院,唐山,063009) 摘要:本文对高分子微球的结构性能做了简要介绍,综述了生物医用高分子微球载体的制备方法、表面功能化途径以及生物活性物质的固定化方法,并对高分子微球在医学领域的应用作了概要介绍,最后对其性能及制备技术的改进和在生物医用及其他方面的应用发展前景做了简单预想。 关键词:高分子微球;功能化;生物活性物质;固定化;医学应用 高分子微球是指直径在纳米级至微米级形状为球形或其它几何体的高分子材料或高分子复合材料。生物医用高分子微球由载体、键合在微球表面上的功能基以及所固定的生物活性物质三部分组成。可分为天然高分子微球和合成高分子微球两大类。前者有聚多糖类和蛋白质后者多以苯乙烯、乙烯基吡啶、丙烯酸酯、丙烯酰胺及它们的衍生物为原料制备。 由于其分子结构的可设计性吸引了越来越多的科学工作者的兴趣,进而更加快了其开发应用的步伐。可以通过选择聚合单体和聚合水平上来设计合成和制备,并且可以比较方便地控制其尺寸的大小和均一性,使之具有所需要的特定性能与功能。这种微观结构和性能的可设计性,使得高分子微球在对材料特性要求较高的生物医学领域中显示出巨大的发展潜力。 与无机材料微球或来源于生物体的血球等相比,高分子微球除具有固相化载体特有的易于分离和提纯的优点外,还具有廉价、比表面积大、单分散性好、易于制备及功能化以及对生物体相容性可调、有利于研究与生物体成份相互作用等特点。 1. 高分子微球载体的制备 天然高分子微球本身带有反应性基团,可直接用于生物活性物质的固定化。合成高分子微球则必须通过如下方法引入功能基团:(1)功能单体共聚法。即少量功能单体与主单体进行共聚的方法,有时可以加入交联剂以获得交联的微球;(2)微球载体表面修饰法。其中,功能单体共聚由于易控制功能度及交联度,不易产生

医用用高分子材料

医用用高分子材料 壳聚糖 1 甲壳质和壳聚糖的性质 2 甲壳质和壳聚糖的制备 3 甲壳质和壳聚糖的应用 3.1 医用纤维和膜材料 3.2 药物载体 3.3 凝血作用 3.4 抗肿瘤作用 3.5 增强免疫力 3.6 降低脂肪和胆固醇 3.7 其他方面 4 甲壳素、壳聚糖的化学改性及应用4.1 酰化改性及应用 4.2 烷基化改性及应用 4.3 醚化改性及应用 4.4 酯化改性及应用 4.5 Shiff碱反应及应用 4.6 壳聚相季铵盐 4.7 接枝反应及应用 4.8 交联及应用 4.9 其它反应和应用

5 壳聚糖与再狭窄 聚乳酸 1 聚乳酸的基本性质 1.1 物理机械性能 1.2 生物降解性 2 PLA的制备 2.1 直接缩聚法 2.2 丙交酯开环聚合法 3 PLA在医药及医用制品中的应用 3.1 药物控释载体 3.2 医用缝合线 3.3 外科生物植片 4 在预防在狭窄方面的应用 4.1 聚乳酸作为支架涂层 4.2 聚乳酸作为生物可降解性支架 4.3 制备纳米微球用于再狭窄的防治 4.3.1 纳米粒子 4.3.2 纳米粒子在治疗血管再狭窄中的应用 聚羟基乙酸及其共聚物 1 简介 2 聚羟基乙酸的性质

3 聚羟基乙酸的制备 4 羟基乙酸的共聚物 4.1 乙交酯与丙交酯的共聚物(PGA-co-PLA,PLGA) PLGA的制备和性质 4.2 乙交酯与ε-己内酯(ε-CL)的共聚物(PGA-co-PCL) 4.3 乙交酯/丙交酯/己内酯三元共聚物(PGLC) 4.4 聚(羟基乙酸-co-氨基乙酸)和聚酯酰胺(PEA) 4.5 乙交酯与2-氢-2-氧1,3,2-二氧磷杂环己烷的开环共聚物(聚磷酸酯/乙交酯 4.6 其它 5 羟基乙酸均聚物及其共聚物的应用 (1)生物体吸收缝合线 (2)缝合补强材料 (3)骨折固定材料 (4)药物控制释放系统 (5)组织工程 6 PLGA载体的制备方法

生物大分子药物 近年来,生物大分子药物发展迅猛,受到的关注也越来越多。与传统小分子药物相比,生物大分子药物具有相对分子质量大、不易透过生物膜、给药剂量低、易在体内降解等特点,这导致其具有与小分子药物不同的药代动力学特征。以蛋白多肽药物、单克隆抗体药物、抗体药物偶联物和核酸药物4 类生物大分子药物为例,综述近年来生物大分子药物的药代动力学研究进展,旨在为生物大分子药物及生物类似药的研发提供参考。 [ 关键词] 生物大分子药物;蛋白多肽药物;单克隆抗体药物;抗体药物偶联物;核酸药物;药代动力学生物大分子药物是指一类利用现代生物技术方法生产的源自生物体内并被用于疾病的诊断、治疗或预防的生物大分子,狭义上也称为生物技术药物。随着分子生物学、基因工程和基因组学的研究发展,生物技术药物得以迅猛发展,其种类也日趋增多。目前生物技术药物包括DNA 重组技术生产的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、单克隆抗体(mono-clonal antibody ,mAb )和细胞因子药物,也包括蛋白质工程技术生产的上述产品的各类修饰物,还包括用于基因治疗的基因、反义寡核苷酸和核酶及病毒和非病毒基因递送载体等。 药代动力学研究对于药物的有效性和安全性评估非常重要,如选择合适的给药途径,设定合适的给药频率和给药剂量,明确药物是否可以到达相应的靶器官等。但不同于传统的小分子化学药物,生物大分子药物具有相对分子质量大、不易透过生物膜、给药剂量低、易在体内降解等特点,使其在生物体内的处置过程变得更为复杂(见表1),也给药代动力学研究提出了新的挑战。本文将分别围绕蛋白多肽药物、mAb 药物、抗体药物偶联物(antibody-drug ConjUgate, ADC)和核酸药物,对其药代动力学特点进行分析和讨论。 1 生物大分子药物的体内吸收 生物大分子药物包括蛋白多肽药物、核酸药物、ADC 药物和mAb 药物等, 与传统小分子药物(相对分子质量为200 ~ 700)相比, 其相对分子质量(1 500 ~ 150 000)较大,不易被吸收,同时存在口服后易被消化道酶降解破坏的问题,各种生物大分子药物在吸收方面存在许多相似的特点,在此一并阐述。 1.1 给药方式的选择由于存在不易被吸收、消化道降解等问题,生物大分子药物口服给药后生物利用度极低。目前绝大多数生物大分子药物均选用肠道外方式给药,主要以静脉注射方式给药,其次是皮下注射给药,少数也可以肌肉注射给药。静脉注射给药时,血药浓度迅速达到峰值,但易产生安全性问题,同时长期多次静脉注射给药存在患者耐受性不好等问题,另外静脉注射给药一般需要在医疗机构完成,容易带来较高的费用。为了解决生物大分子药物给药途径带来的问题,研究主要集中在2 个方面:一是如何实现生物大分子药物的口服用药;二是不同给药方式的药物吸收机制研究。大量研究集中在前者,如近期发现羧甲基纤维素-弹性蛋白(CMC-EIa)作为蛋白酶抑制剂可以很好地抑制胰蛋白酶、弹性蛋白酶等的活性;吸收促进剂如脂肪酸、胆盐等,可以可逆性地打开紧密连接而提高胰岛素的渗透性。但蛋白酶抑制剂容易造成体内蛋白酶的缺乏,而吸收促进剂容易损坏生物膜造成局部炎症。此外,载药系统如纳米、微球、脂质体以及衍生化或化学修饰也是研究如何实现生物大分子药物口服用药的主要方法。环孢素是一种预防同种异体器官或组织移植发生排斥反应的药物,特殊的环肽结构使得其口服后具有较好的生物利用度。一项meta 分析数据表明,山地明(环孢素的普通制剂)是新山地明(环孢素微乳

作者简介:吴颉,1978年生,硕士研究生,研究方向为高分子材料化学。 开发与应用 磁性高分子微球的制备及应用 吴 颉 王 君 景晓燕 张密林 (哈尔滨工程大学化学工程系,哈尔滨 150001) 摘 要  本文对新型功能材料磁性高分子微球的组成、制备方法、应用及其发展前景进行了 简要介绍。 关键词 磁性高分子微球,磁性载体,固定化酶 The preparation and utilization of magnetic microspheres Wu Jie Wang J un Jing Xiaoyan Zhang Milin (Department of Chemical Engineering ,Harbin Engineering University ,Harbin 150001)Abstract The composition ,preparation ,application and development prospect of magnetic microspheres are re 2 viewed in this article 1 K ey w ords magnetic microspheres ,magnetic carrier ,immobilized enzyme 磁性高分子微球是最近发展起来的一种新型功 能高分子材料。它兼具磁性粒子和高分子粒子的特性,既可方便地从介质中分离,又可对其表面进行修饰从而赋予其表面多种功能团。因为其具有优异的特性,得以广泛地应用于精细化工、生物医学、生物工程学、细胞学等诸多领域。近年来适应不同要求的磁性高分子微球已成为一个新的研究热点。本文就磁性高分子微球的制备及应用作简要介绍。 1 磁性高分子微球的制备 111 组成材料 目前制备的磁性高分子微球主要有核-壳式结构和壳-壳-核结构。核-壳式结构中,核既可为 磁性材料,也可由聚合物组成,壳则相应为聚合物或无机物。通过单体共聚可以在磁性微球表面载上一定的功能团,实现磁性微球的表面功能化。如果单体共聚反应困难或表面无功能团,则可通过功能团 的转化得到所需的功能团。 制备磁性微球通常应用的磁性物质有:纯铁粉、羰基铁、磁铁矿、正铁酸盐、铁钴合金等,尤以Fe 3O 4磁流体居多。与磁性材料结合的高分子材料中天然高分子材料有壳聚糖、明胶、纤维素等,合成高分子材料最常用的是聚丙烯酰胺(PAM )和聚乙烯醇(PVA )。其中天然高分子材料因具有价廉易得、生物相容性好、可被生物降解等优点,得到了广泛的研究和应用。112 制备方法 磁性高分子微球的制备方法主要有包埋法、单体聚合法、化学转化法、生物合成法等。11211 包埋法 包埋法是运用机械搅拌、超声分散等方法使磁性粒子均匀悬浮于高分子溶液中,通过雾化、絮凝、沉积、蒸发等手段制得磁性高分子微球。磁性粒子表面与亲水性高分子之间存在一定的亲和力,所以 第30卷第8期 化工新型材料 Vol 130No 182002年8月 N EW CHEMICAL MA TERIAL S Aug.2002

高分子聚合物的表征方法及常用设备 高分子聚合物的结构形貌分为微观结构形貌和宏观结构形貌。微观结构形貌指的是高分子聚合物在微观尺度上的聚集状态,如晶态,液晶态或无序态(液态),以及晶体尺寸、纳米尺度相分散的均匀程度等。高分子聚合物的的微观结构状态决定了其宏观上的力学、物理性质,并进而限定了其应用场合和范围。宏观结构形貌是指在宏观或亚微观尺度上高分子聚合物表面、断面的形态,以及所含微孔(缺陷)的分布状况。观察固体聚合物表面、断面及内部的微相分离结构,微孔及缺欠的分布,晶体尺寸、性状及分布,以及纳米尺度相分散的均匀程度等形貌特点,将为我们改进聚合物的加工制备条件,共混组份的选择,材料性能的优化提供数据。 高分子聚合物结构形貌的表征方法及设备包括: 1.偏光显微镜(PLM) 利用高分子液晶材料的光学性质特点,可以用偏光显微镜观测不同高分子液晶,由液晶的织构图象定性判断高分子液晶的类型。 2.金相显微镜 金相显微镜可以观测高分子聚合物表面的亚微观结构,确定高分子聚合物内和微小缺陷。体视光学显微镜通常被用于观测高分子聚合物体表面、断面的结构特征,为优化生产过程,进行损伤失效分析提供重要的信息。 3、体视显微镜 使用体视显微镜时需要注意在取样时不得将进一步的损伤引入受观测的样品。使用金相显微镜时,受测样品需要首先在模具中固定,然后用树脂浇铸成圆柱形试样。圆柱的地面为受测面。受测面在打磨、抛光成镜面后放置于金相显微镜上。高分子聚合物亚微观结构形貌的清晰度取决于受测面抛光的质量。 4.X射线衍射 利用X射线的广角或小角度衍射可以获取高分子聚合物的晶态和液晶态组织结构信息。有关内容参见高分子聚合物的晶态和高分子聚合物液晶态栏目。 5.扫描电镜(SEM) 扫描电镜用电子束扫描聚合物表面或断面,在阴极射线管上(CRT)产生被测物表面的影像。对导电性样品,可用导电胶将其粘在铜或铝的样品座上,直接观察测量的表面;对绝缘性样品需要事先对其表面喷镀导电层(金、银或炭)。 用SEM可以观察聚合物表面形态;聚合物多相体系填充体系表面的相分离尺寸及相分离图案形状;聚合物断面的断裂特征;纳米材料断面中纳米尺度分散相的尺寸及均匀程度等有关信息。 6.透射电镜(TEM) 透射电镜可以用来表征聚合物内部结构的形貌。将待测聚合物样品分别用悬浮液法,喷物法,超声波分散法等均匀分散到样品支撑膜表面制膜;或用超薄切片机将高分子聚合物的固态样样品切成50nm薄的试样。把制备好的试样置于透射电子显微镜的样品托架上,用TEM可观察样品的结构。利用TEM可以观测高分子聚合物的晶体结构,形状,

磁性微球 磁性高分子微球是近年发展起来的一种新型磁性材料,是通过适当方法将磁性无机粒子与有机高分子结合形成的具有一定磁性及特殊结构的复合微球。磁性复合微球不仅具有普通高分子微球的众多特性还具有磁响应性,所以不仅能够通过共聚及表面改性等方法赋予其表面功能基(如-OH、-COOH、-CHO、-NH2,等),还能在外加磁场作用下具有导向功能。目前,磁性复合微球已广泛用于生物医学、细胞学和分离工程等诸多领域。 一、功能化高分子磁性微球 具有生物活性的高分子生物材料是高分子功能团, 可以作为生物活性物质的载体,另一方科学与生命科学之间相互渗透而产生的一个重面又因其具有超顺磁性, 在外加磁场的作用下要的边缘领域, 是近50年以来高分子科学发展能快速、简单的分离, 使其在生物工程(固定化的一个重要特征。功能化的高分子磁性微球一酶)、生物医学(靶向药物、酶标、临床诊断)、细胞方面因其具有能够与生物活性物质反应的特殊学(细胞分离、细胞标记)等领域的研究日益活跃,并显示出较好的应用前景。 (1)功能化磁性微球与生物大分子的作用机理 包覆磁性颗粒的高分子材料带有多种具有反应活性的功能基团, 如羧基(—COOH)、羟基(—0H)、氨基(—N H2)、巯基(—SH)等, 这些功能基团能够与生物高分子(氨基酸、蛋白质、酶等)中的活性基团共价结合, 从而实现磁性微球作为生物载体的功能。同时通过磁性微球的功能基团也可在颗粒表面偶联特异性的靶向分子,如特异性配体、单克隆抗体等, 通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合, 在细胞摄粒作用下进入细胞内, 可实现安全有效地用作靶向性药物、基因治疗、细胞表面标记、同位素标记等。 瑞典皇家理工学院的Mikhaylova等[ 3] 利用表面含有的—NH 2功能团的磁性微球运载BSA (牛血清蛋白), 先将功能基团—N H2 修饰到磁性纳米颗粒表面, 然后将BSA 中的—COOH 活化,利用—CO OH 和磁性微球表面的—NH2 形成肽键,从而实现磁性微球对BSA 的运载。红外光谱(FTIR)证实BSA 分子成功地联接到磁性纳米颗粒上;化学分析表明表面功能化的磁性纳米粒子对BSA 的运载能力远远大于未功能化的磁性纳米颗粒;磁性测试表明, 磁性微球表面包覆BS A 分子后, 仍呈超顺磁性,但饱和磁化强度有所降低。沈鹤柏等[ 4] 用微乳液的方法将SiO2 包覆在磁性粒子γ-Fe2 O3 表面, 通过脱水反应在纳米颗粒表面引入3-巯基丙基三甲氧基硅烷(M PTS)进行表面巯基化, 然后使修饰有过硫键的DNA 分子与M P TS 分子中的—SH 配位基形成-S-S-双键, 从而将磁性微球与生物大分子键合在一起。表面增强拉曼光谱(SERS)分析证实DN A 被有效地联接到磁性纳米粒子表面。 (2)磁性微球的功能化方法 磁性微球的功能化主要通过四种方法来实现:共混包埋法、界面吸附法、活化溶胀法和单体聚合法。 ○1共混包埋法:共混包埋法制备磁性高分子微球主要是通过范德华力、氢键、配位键或共价键等作用, 使溶解的高分子链缠绕在磁性纳米颗粒表面, 形成高分子包覆的磁性微球。Bahar 等[ 20] 通过共混包埋法将悬浮有Fe3 O4 的油相倒入水相, 经搅拌后在室温下蒸发出油相溶剂氯仿, 制得带有反应性醛基的磁性聚苯乙烯微球。 ○2界面吸附法是利用纳米颗粒本身的表面效应来制备磁性微球的一种方法。纳米颗粒由于表面原子的周围缺少相邻的原子, 导致了表面原子的晶体场环境和结合能与内部的原子不同, 具有很高的化学活性;并且, 纳米颗粒表面原子数与总原子数之比随着粒径的减小而急剧增大。这使得纳米颗粒表面能大大增加, 从而比较容易与其它原子相结合而稳定下来。生物大分子大都是两性分子, 因而当与纳米颗粒均匀混合后, 调节溶液的pH 值使生物大分子与纳

PA 聚酰胺(尼龙) PA-1010 聚癸二酸癸二胺(尼龙1010) PA-11 聚十一酰胺(尼龙11) PA-12 聚十二酰胺(尼龙12) PA-6 聚己内酰胺(尼龙6) PA-610 聚癸二酰乙二胺(尼龙610) PA-612 聚十二烷二酰乙二胺(尼龙612) PA-66 聚己二酸己二胺(尼龙66) PA-8 聚辛酰胺(尼龙8) PA-9 聚9-氨基壬酸(尼龙9) PAA 聚丙烯酸 PAAS 水质稳定剂 PABM 聚氨基双马来酰亚胺 PAC 聚氯化铝 PAEK 聚芳基醚酮 PAI 聚酰胺-酰亚胺 PAM 聚丙烯酰胺 PAMBA 抗血纤溶芳酸 PAMS 聚α-甲基苯乙烯 PAN 聚丙烯腈 PAP 对氨基苯酚 PAPA 聚壬二酐

PAPI 多亚甲基多苯基异氰酸酯 PAR 聚芳酰胺 PAR 聚芳酯(双酚A型) PAS 聚芳砜(聚芳基硫醚) PB 聚丁二烯-[1,3] PBAN 聚(丁二烯-丙烯腈) PBI 聚苯并咪唑 PBMA 聚甲基丙烯酸正丁酯 PBN 聚萘二酸丁醇酯 PBR 丙烯-丁二烯橡胶 PBS 聚(丁二烯-苯乙烯) PBS 聚(丁二烯-苯乙烯) PBT 聚对苯二甲酸丁二酯 PC 聚碳酸酯 PC/ABS 聚碳酸酯/ABS树脂共混合金 PC/PBT 聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯弹性体共混合金PCD 聚羰二酰亚胺 PCDT 聚(1,4-环己烯二亚甲基对苯二甲酸酯) PCE 四氯乙烯 PCMX 对氯间二甲酚 PCT 聚对苯二甲酸环己烷对二甲醇酯 PCT 聚己内酰胺

PCTEE 聚三氟氯乙烯 PD 二羟基聚醚 PDAIP 聚间苯二甲酸二烯丙酯PDAP 聚对苯二甲酸二烯丙酯PDMS 聚二甲基硅氧烷 PE 聚乙烯 PEA 聚丙烯酸酯 PEAM 苯乙烯型聚乙烯均相离子交换膜PEC 氯化聚乙烯 PECM 苯乙烯型聚乙烯均相阳离子交换膜PEE 聚醚酯纤维 PEEK 聚醚醚酮 PEG 聚乙二醇 PEHA 五乙撑六胺 PEN 聚萘二酸乙二醇酯 PEO 聚环氧乙烷 PEOK 聚氧化乙烯 PEP 对-乙基苯酚聚全氟乙丙烯薄膜PES 聚苯醚砜 PET 聚对苯二甲酸乙二酯 PETE 涤纶长丝 PETP 聚对苯二甲酸乙二醇酯

知识介绍 基金项目:航空基金资助项目(99G 53074); 作者简介:谢钢(1975— ),男,重庆市人,博士研究生,主要从事磁性功能材料方面的研究。磁性高分子微球 谢 钢1,张秋禹1,李铁虎2 (11西北工业大学化学工程系,西安 710072; 21西北工业大学材料科学与工程系,西安 710072) 摘要:对磁性高分子微球的研究现状进行了综述,详细探讨了目前常用的各种合成制备方法, 并对各种方法的优缺点进行了分析。在此基础上,对磁性高分子微球在细胞分离、有机合成、环境Π 食品微生物检测等领域的最新应用进展及存在的问题进行了分析,指出了该领域今后的研究方向。 关键词:磁性高分子微球;制备;细胞分离;有机合成;微生物检测 磁性高分子微球是指通过适当的方法使有机高分子与无机磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的微球。因磁性高分子微球同时兼具高分子微球的众多特性和磁响应性,不但能通过共聚及表面改性等方法赋予其表面功能基(如—OH 、—C OOH 、—CH O 、—NH 2、—SH 等),还能在外加磁场下方便迅速地分离,因此自70年代以来,磁性高分子微球作为一种新型的功能材料,在磁性材料、生物医学、细胞学和生物工程、分离工程,以及隐身技术等诸多领域显示出强大的生命力。 目前有关磁性高分子微球的研究工作主要集中在制备、表征和应用几个方面,也有少量有关磁 性微球宏观物理性能的研究[1,2]。其中有关磁性高分子微球的分类、早期的一些应用等已有较详细 的综述[3~5],本文主要就磁性高分子微球的合成制备方法、研究发展状况及所存在的问题做一介绍。 1 制备方法的分类及研究现状 就目前的研究现状来看,磁性高分子微球按结构可分为三类:一是核为磁性材料,壳为聚合物的核/壳式结构,该类微球研究得最多;二是以高分子材料为核,磁性材料作为壳层的核Π壳式结构;三是内层、外层皆为高分子材料,中间层是磁性材料的夹心式结构。其中研究较多且具有广泛应用前景的主要是第一类磁性高分子微球,因此主要就第一类磁性高分子微球的制备方法及其应用情况进行介绍。 从制备方法来看,主要包括包埋法[6,7]、单体聚合法[8~28]和原位法[29]三类。 1.1 包埋法 包埋法是制备磁性高分子微球最早的一类方法,它是将磁性微粒分散于天然或合成高分子溶

生物医用高分子材料——聚乳酸 姓

生物医用高分子材料——聚乳酸 摘要:聚乳酸由于其突出特点如可降解、生物相容性好且对人无毒等而备受重视,并且在生物医学领域的应用中得到了良好的效果。本文对聚乳酸的发展史、现状、性能、优缺点及其等做了简介,并对其未来应用前景做了展望。 关键词:聚乳酸;性能;展望 聚乳酸在医学领域中的发展史 聚乳酸(PLA)是一种具有优良生物相容性和可生物降解的合成高分子材料,它是美国食品和药物管理局(FDA)认可的一类生物医用材料。20世纪50年代,由丙交酯(LA)开环聚合制得了高分子量的聚乳酸,但由于这类脂肪族聚酯对热和水比较敏感,长时间未引起人们的足够重视。直到20世纪60年代,科学工作者重新研究PLA对水敏感这一特性时,发现聚乳酸适合作为可降解手术缝合线材料。1966年,Kulkarni等提出:低分子量的PLA能够在体内降解,最终的代谢产物是CO2和H2O,中间产物乳酸也是体内正常代谢的产物,不会在体内积累,因此PLA在生物体内降解后不会对生物体产生不良影响。随后报道了高分子量的PLA 也能在人体内降解,由此引发了以这类材料作为生物医用材料的开端。 聚乳酸性能、优缺点 PLA的制备以乳酸为原料进行,较为成熟的方法有两种:一种是乳酸直接缩聚法,另一种是先由乳酸合成丙交酯,再在催化剂的作用下开环聚合。 PLA无毒、无刺激性、具有良好的生物相容性,可生物分解吸收,强度高、不污染环境,可塑性好,易于加工成型。如:在体内,PLA分解成乳酸,再经 酶的代谢生成CO 2和H 2 O,由人体排出,没有发现严重的急性组织反应和毒性反 应。但PLA仍会导致一些温和的无菌性炎症反应。如颧骨固定术后3年产生了无痛的局部肿块,皮下组织出现了缓慢降解的结晶PLLA颗粒引发的噬菌作用,产生组织反应的真正原因没有定论。Sugonuma认为PLA降解所产生的碎片是导致迟发性无菌炎症反应的根本原因。植入部位也决定组织反应类型和强度,皮下植入时炎症发生率较高,在吞噬细胞较少的髓内固定组织反应发生率较低。

常用高分子材料汇总

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常用高分子材料总结 塑料:1、热固性塑料 2、热塑性塑料:①通用塑料(五大通用塑料) ②工程塑料(通用工程塑料特种工程塑料) 工程塑料具有更高的力学强度,能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件,具有较高的尺寸稳定性, 五大通用工程塑料为:聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性聚酯、聚苯醚。 分 类 名称概述性能特点加工性能主要应用 酚醛树脂(PF)酚类和醛类缩聚而 成的合成树脂的总 称。最常用的是苯 酚和甲醛 力学强度高;性能稳定;坚硬耐磨; 耐热、阻燃、耐腐蚀;电绝缘性良好; 尺寸稳定性好;价格低廉;色深,难 于着色 本身很脆,成型时需排气,须加入纤 维或粉末状填料。有层压和模压 电绝缘材料(俗称电 木)、家具零件、日用品、 工艺品、耐酸用的石棉 酚醛塑料 3

热固性塑不饱和聚酯 (UP) 由二元酸(或酸酐) 与二元醇经缩聚而 制得的不饱和线型 热固性树脂 力学强度高,强度接近钢材,可用作 结构材料,可在常温常压下固化 在不饱和聚酯中加入苯乙烯等活性 单体作为交联剂(影响其性能),并 加入引发剂和促进剂,可以在低温或 室温下交联固化形成。 主要用途是玻璃纤维增 强制成玻璃钢,大型化 工设备及管道,飞机零 部件,汽车外壳小型船 艇,透明瓦楞板,卫生 盥洗器皿、 氨 基 塑 料 脲甲醛 树脂UF 氨基模塑料俗称电 玉粉,是由氨基树 脂为基质添加其他 填充剂、脱模剂、 固化剂、颜料等, 经过一定塑化工艺 制成 (UF)坚硬耐刮伤、有较好的耐电 弧性和一定的机械强度,有自熄性、 无臭、无味、耐热性、耐水性比酚醛 塑料稍差,外观美丽鲜艳,耐霉菌, 制造电器开关、插座、照明器具 (MF)的吸水性比脲醛树脂要低, 而且耐沸水煮,耐热性也优于脲醛塑 料一般可在150-200℃范围内使用, 并有抗果汁、洒类饮料的沾污,密胺 餐具而出名 (UMF)制品具有优良 的耐电弧性能和很高的 机械强度,以及良好的 电绝缘性和耐热性;耐 电弧防爆电器设备配 件,要求高强度的电器 开关和电动工具的绝缘三聚氰 胺甲醛 树脂MF 脲三聚 氰胺甲 4

丙烯酸酯自交联高分子微球的研究 阎翠娥Ξ 程时远 (湖北大学化学与材料科学学院,武汉,430062) 摘要 采用半连续种子乳液聚合方法合成了聚丙烯酸丁酯/聚(丙烯酸丁酯甲基丙烯酸甲酯交联单 体)核/壳型胶乳,用TEM 、AU TOSIZER 、DSC 、TG 及IR 等手段对胶粒进行表征,探讨3种不同交联单体及含量对胶粒结构形态、胶乳性能及胶膜性能的影响.结果表明:尽管交联单体不同,但胶粒都是核/壳结构;随交联单体含量减少,粒径逐渐减小;交联单体尽可能地分布在粒子表面;热处理过程中功能基团之间发生交联反应,使得胶膜的耐水性及机械性能大幅度提高. 关键词 半连续种子乳液聚合;丙烯酸酯;自交联高分子微球分类号 O63116 合成丙烯酸酯乳液时加入一定量的功能单体,得到功能型丙烯酸酯共聚物胶粒,性能优于丙烯酸酯 共聚物胶粒.功能单体的种类及含量不同,所得胶乳性能各异,乳胶的许多性能主要取决于功能基团.本文选用羟甲基丙烯酰胺、甲撑双丙烯酰胺及丁氧甲基丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和新戊二醇二丙烯酸酯的复配体DJ 75253种功能单体,它们的亲水性从羟甲基丙烯酸酯易溶于水到甲撑双丙烯酰胺可溶于水过渡到DJ 7525不溶于水,含有的双键数目逐渐增多,且功能基团不同,以期对含不同功能 单体的胶乳进行较系统的研究. 1 实验部分 111 原料 丙烯酸丁酯(BA ),甲基丙烯酸甲酯(MMA )均为工业纯,经减压蒸馏收集一定沸程的馏份. 引发剂过硫酸铵分析纯,经重结晶处理.N 羟甲基丙烯酰胺,DJ 7525及甲撑双丙烯酰胺均为化学纯, 未进一步处理,其中DJ 7525由天津化学试剂研究所提供.阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS )与非离子乳化剂OS 15按一定比例配成复合乳化剂,去离子水为分散介质.112 聚合实验 11211 种子乳液的制备 在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的四口反应烧瓶中,将复 合乳化剂、单体BA 、引发剂、水等按115∶30∶0115∶100的比例加入,通入氮气保护,搅拌,逐渐升温到68℃左右,经自加速升温过程,保温熟化,即得种子乳液. 11212 滴定法制备复合胶乳 在上述同样条件下,在种子乳液中用连续滴加法加入MMA 、BA 、功能单体、去离子水及复合乳化剂的预乳化液,滴完后再继续反应一段时间,熟化,过滤,即得PBA/P (MMA -BA -功能单体)的复合胶乳.113 复合胶粒的表征 11311 复合胶粒的结构形态 用日本株式会社的100 SX 透射电子显微镜(TEM )测定,试样由原乳 液稀释一定的倍数后,用磷钨酸染色.11312 复合胶粒大小及分布 在英国Malvern 公司生产的Autosizer LO -CFC 963粒度分析仪上测 Ξ阎翠娥,女,1969年生,在职博士生 收稿日期:19970127 第19卷第3期1997年9月湖北大学学报(自然科学版) Journal of Hubei University (Natural Science )No.3 Vol.19Sept.1997

生物医用高分子https://www.360docs.net/doc/e618245340.html,work Information Technology Company.2020YEAR

《生物医用高分子材料》复习题 一、名词解释: 1、人工器官: 即人造器官,是模仿人体或生物体器官的部分或全部功能,通过特定的方式和方法制造的器官。 2、血液净化 血液净化是把血液引出体外,通过一个净化装置清除血液中的有害成物质,或补充营养成分到血液中达到治疗某些疾病的目的。 3、血浆分离 血浆分离是对患有某些疾病病人的血液进行整体处理,将其血浆分出,然后从血浆中除去致病的大分子蛋白质,用以治疗某些难于对付的血液和免疫性疾病。 4、血液灌流 让溶解在血液中的物质,如某些代谢产物、外源性药物和毒物质吸附到具有丰富表面积的固态物质上,从而清除血中的毒物。 5、缓释制剂 指用药后能在较长时间内持续释放药物以达到长效作用的制剂,其中药物按一级速率释放。 6、控释制剂:是指药物能在预定时间范围办自动以预定速率释放,使血 药浓度长时间恒定维持在有效范围内的制剂。 7、人工肾 又称人工透析机,人工肾是一种透析治疗设备。是用人工方法模仿人体肾小球的过滤作用,在体外循环的情况下,去除人体血液内过剩的含氮化合物、新陈代谢产物或逾量药物,调节水和电解质平衡,以使血液净化的一种高技术医疗仪器。 8、药用高分子:

药用高分子指的是药品生产和制造加工过程中使用的高分子材料,包括作为药物制剂成分之一的药用辅料与高分子药物,以及与药物接触的包装贮运高分子材料。 9、人工血液 也称人工替代血液,是利用和血红蛋白相同的加工处理方法,维持血压不变,在扮演搬运各种物质角色的白蛋白中放入血红素分子,制成白蛋白血红素,这就是人工血液,严格来说只能取代人体血液携带氧气的功能,并无法取代白血球的免疫功能与血小板的凝血功能。 10、磁性生物高分子微球: 指通过适当的方法使有机高分子与无机磁性物质结合起来形成具有一定磁性及特殊结构的微球。 11、软组织 软组织是指人体的皮肤、皮下组织、肌肉、肌腱、韧带、关节囊、滑膜囊、神经、血管等 二、简答题: 1. 高分子药物按分子结构和制剂的形式,它可分为哪三大类: 答:(1)高分子化的低分子药物(即高分子载体药物) (2)本身具有药理活性的高分子药物 (3)物理包埋的低分子药物 2. 理想透析膜材料的特点主要有哪些?

高分子微球的制备及应用研究进展 * 李 如,于良民,高丙娟 (中国海洋大学,海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东 青岛 266100) 摘 要:高分子微球材料具有提高材料强度和寿命,以及可作为反应物微存储器、微分离器等很多优良的应用特性。本文综述 了近年来不同尺寸高分子微球的制备工艺以及性能,介绍了其在生物医药、食品工业、废水处理以及涂料领域中的应用进展,并展望 其研究和开发前景。 关键词:高分子微球;制备工艺;应用 R e s e a r c hP r o g r e s s o f P r e p a r a t i o n a n dA p p l i c a t i o no f P o l y m e r M i c r o s p h e r e s * L I R u ,Y UL i a n g -m i n ,G A OB i n g -j u a n (K e y L a b o r a t o r y o f M a r i n e C h e m i s t r y T h e o r y a n d T e c h n o l o g y ,M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ,O c e a n U n i v e r s i t y o f C h i n a , S h a n d o n g Q i n g d a o 266100,C h i n a )A b s t r a c t :P o l y m e r m i c r o s p h e r e w i t h l o s s o f e x c e l l e n t p r o p e r t i e s ,s u c h a s i m p r o v i n g m a t e r i a l s t r e n g t h a n d f a t i g u e a n d c a n b e u s e d a s a m i c r o m e m o r y o r m i c r o s e p a r a t o r .P r e p a r a t i o n o f p o l y m e r m i c r o s p h e r e s b y d i f f e r e n t m e t h o d s a n d c h a r a c -t e r i z a t i o n w e r e r e v i e w e d .T h e a p p l i c a t i o n s o f p o l y m e r m i c r o s p h e r e s i nb i o m e d i c a l ,f o o d i n d u s t r y ,w a s t e w a t e r t r e a t m e n t ,a n d c o a t i n g f i e l d s w e r e a l s o i n t r o d u c e d a n d t h e i r b r i g h t f u t u r e s w e r e p r o s p e c t e d f o r f u r t h e r r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t . K e y w o r d s :p o l y m e r m i c r o s p h e r e ;p r o c e s s i n g m e t h o d s ;a p p l i c a t i o n * 基金项目:国家自然科学基金(批准号:50673085、20060423017、A 1420080191);863计划(2006A A 09Z 224);新世纪人才(N C E T-04-0644;N C E T -06 -0601);基础科研项目资助。作者简介:李如:(1985-),女,硕士研究生,从事环境友好型海洋防污材料的研究。E-m a i l :n o r o y b l @126.c o m 通讯作者:于良民,男,教授,博导,长期从事环保型海洋防污材料的研究开发工作。E-m a i l :y u y a n @o u c .e d u .c n 高分子微球是指直径在纳米级至微米级,形状为球形或其他几何体的高分子材料或高分子复合材料。高分子微球也包含微囊,微囊通常是指微球中间有一个或多个微腔,而且微腔内包埋了某种特殊物质的微球。微球和微囊因其特殊尺寸和特殊结构在许多重要的领域起到了特殊并且关键的作用。 高分子微球的起源非常悠久,最早的天然高分子微球来自天然橡胶树的树液,被称为乳胶(L a t e x )。合成的高分子微球最早被应用于橡胶制品或橡胶制品的添加剂中。以后随着微球制备技术的发展,高分子微球又开始被应用于涂料、纸张的表面加工、胶粘剂、塑料添加物、建筑材料等领域,并且又进一步从一般的工业应用发展到高尖端技术领域,如医疗和医药领域、生物化学领域、电子信息领域等,由此高分子微球和微囊的制备和应用研究又进入了一个新的高潮[1]。 本论文阐述了几种常见微球制备的方法及其在不同领域中的应用,并对其发展前景进行了展望。 1 高分子微球的制备方法 高分子微球的制备方法有很多,如:水热合成法、低温合成 法、分散聚合法、自组装法等。不同方法可得到不同组成、粒径的聚集体,其粒径的分散度也不同。根据制备原料的不同可以分为:以单体为原料的微球制备方法和以聚合物为原料的微球制备方法,本文着重综述了制备原料不同的几种制备方法。 1.1 以单体为原料制备高分子聚合物微球 以单体为原料制备高分子聚合物微球的方法分为乳液聚合、无皂乳液聚合、沉淀聚合、悬浮聚合、微乳聚合、细乳液聚合、以及种子聚合。1.1.1 乳液聚合 乳液聚合是最常用的微球制备方法,一般使用疏水性较强的单体来制备。用乳液聚合法可以较容易得到数十至数百纳米的微球。聚合系统由疏水性单体(如苯乙烯)、水(分散媒体)、乳化剂(如十二烷基硫酸钠)以及水溶性引发剂组成。乳液聚合的主要优点是:聚合速度快、得到的聚合物分子量高(105g /m o l )、 粒径均匀,通常乳液聚合反应在1h 内基本完成。N a g a i [2] 等将乳液聚合限制在硅胶表面,得到了表面覆盖聚合物的复合微球。将其与聚苯乙烯溶液混合后制膜,所得到的膜将兼备硅胶和聚合物的优点,且膜的延伸率和应力增大了2倍。1.1.2 无皂乳液聚合 无皂乳液聚合,是在乳液聚合基础上发展起来的聚合技术,是指体系中完全不含乳化剂或仅含微量乳化剂(低于乳化剂的临界胶束浓度)。它解决了传统乳液聚合后处理难以及乳化剂对产品带来的不良影响;同时降低了生产成本,减轻对环境的负荷。由于无皂聚合体系中无外加乳化剂,聚合和存储过程中微球的稳定性差,因此固含量一般较低,大规模应用于涂料和粘合剂还存在一些问题[3-4]。Y a n a s e 等[5-6]发现磁流体中的纳米磁

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