高分子溶液及其应用
高分子溶液在药剂学中的应用
高分子溶液在药剂学中的应用
在药剂学中，高分子溶液具有广泛的应用，以下是其中一些常见的应用：
1. 控释系统：高分子溶液可以被用作药物的控释系统，通过将药物与高分子材料混合形成溶液或胶体，可以控制药物的释放速率和时间，从而实现长效控释。
这种控释系统广泛应用于缓释药物、植入物和医用纺织品等领域。
2. 着色剂和填料：高分子溶液可以用作着色剂和填料，使药物具有一定的颜色和质感，从而满足患者的审美需求。
3. 增稠剂和黏度调节剂：高分子溶液在药剂制剂中可用作增稠剂和黏度调节剂，可以增加制剂的黏稠度和粘度，改善药物的口感和使用体验，同时提高制剂的稠度。
4. 乳化剂和分散剂：高分子溶液可以用作乳化剂和分散剂，在药物制剂中使不溶性药物均匀分散于溶液中，提高药物
的稳定性和口服吸收性。
5. 载体和保护剂：高分子溶液可以用作药物的载体和保护剂，将药物包裹在高分子材料的内部，提高药物的稳定性
和生物利用度，同时减少药物的毒性和副作用。
总之，高分子溶液在药剂学中具有重要的应用价值，可以
改善药物的稳定性、控制药物的释放速率和时间、提高药
物的吸收性和生物利用度，从而提高药物的疗效和患者的
治疗体验。
高分子溶液在药剂学中的应用
高分子溶液在药剂学中的应用引言高分子溶液是指在水或其他溶剂中，高分子聚合物以分散态存在的体系。
由于高分子溶液具有独特的物理化学性质，因此在药剂学中有着广泛的应用。
本文主要介绍了高分子溶液在药剂学中的应用，并探讨了其在药物载体、控释系统和药物传递等方面的优势。
高分子溶液在药物载体方面的应用高分子溶液常被用作药物的载体，用于改善药物的溶解性、稳定性以及生物利用度。
其中，聚合物纳米粒子是常用的药物载体之一。
聚合物纳米粒子能够有效地包封药物，提高药物的稳定性，并使药物在体内的释放更加持久。
高分子溶液中的纳米粒子由于具有较大的比表面积，可以增加药物与周围环境的接触面积，从而提高药物吸收速度和生物利用度。
高分子溶液在控释系统方面的应用高分子溶液在制备控释系统方面有着重要的应用价值。
例如，利用高分子溶液制备的聚合物微球可以用于制备控释药物系统。
通过调控高分子的分子量和浓度，可以调节药物的释放速率，实现药物的持续释放效果。
高分子溶液制备的聚合物微球具有较高的稳定性和可控性，具备广泛的应用前景，可用于治疗慢性疾病和长期使用药物的情况。
高分子溶液在药物传递方面的应用高分子溶液在药物传递方面也有着重要的应用。
相比传统的药物给药方式，高分子溶液可以通过改变药物的分子结构和性质，从而提高药物的溶解度和生物利用度。
此外，高分子溶液还可以用于改善药物的肝素样效应，增强药物在体内的负载量，降低药物的副作用。
通过调节高分子溶液的性质和浓度，可以实现药物的精确控制释放，提高药物在体内的靶向性和生物利用度，达到更好的治疗效果。
结论高分子溶液在药剂学中的应用具有广泛的前景。
通过调控高分子溶液的性质和浓度，可以实现药物的精确控制释放，提高药物在体内的吸收速度和生物利用度。
高分子溶液在药物载体、控释系统和药物传递等方面都具有重要的应用价值，有望成为未来药剂学研究的热点领域之一。
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高分子物理(高分子溶液)要点
溶度参数
所以
CED E V
1 E1 V 1
C.E.D:内聚能密度
，
2 E 2 V
2
代入Hildebrand溶度公式得：
H VM 1 2 ( E1 E 2 )2
V1
V2
(1)小分子溶剂的溶度参数由ClapeyronClausius公式计算： ①先求得 H（摩尔蒸发热） V
1.溶胀： 溶剂分子渗入聚合物内部，即溶剂分 子和高分子的某些链段混合，使高分子体积膨 胀 2.溶解：高分子被分散在溶剂中，整个高分子 和溶剂混合 溶解度与分子量的关系：分子量大，溶解度小； 分子量小，溶解度大
交联聚合物中，由于存在交联键，使得溶胀达 到一定程度后，不在继续胀大，而是处于一种 溶胀平衡状态。
What Why
is polymer solution? to study polymer solution?
to study polymer solution?
HOW
传统上 广义上
在理论研究方面: 高分子溶液是研究单个高 分子链结构的最佳方法 在实际应用方面:
粘合剂
涂料
溶液纺丝
1.特点 ① 热力学稳定相态，分子链排列紧密、规整， 分子间作用力大，所以溶解要比非晶聚合物 困难得多。 ② 溶解有两个过程：首先吸热，分子链开始运 动，晶格被破坏，形成熔融态聚合物。然后 被破坏晶格的聚合物与溶剂发生作用，同非 晶聚合物一样，先发生溶胀，再溶解。
1）. 非极性结晶聚合物的溶解（要加热）
HM < TSM 能进行溶解。所以，HM 越小越有利于溶
解的进行
如何计算HM ?
H VM 1 2 (1 2 )
高分子溶液特点
高分子溶液特点
高分子溶液是指由高分子物质（聚合物）溶解在溶剂中形成的混合物。
它具有以下特点：
1. 高分子溶液的粘度较高：高分子溶液中的聚合物分子量较大，分子间的相互作用力较强，因此溶液的粘度较高。
这也是高分子溶液在实际应用中常被用作润滑剂、黏合剂等的原因之一。
2. 高分子溶液的流变性能复杂：高分子溶液的流变性能是指其在外力作用下的变形和流动行为。
由于聚合物分子的特殊结构和形态，高分子溶液的流变性能常常呈现出非牛顿流体的特点，即其流动性随剪切速率的改变而变化。
3. 高分子溶液的溶解度有限：由于溶剂与聚合物分子之间的相互作用力，高分子溶液的溶解度有限。
当聚合物分子量较大时，其在溶剂中的溶解度会进一步降低。
这也是高分子溶液在制备过程中需要控制溶解条件的重要原因之一。
4. 高分子溶液的稳定性较低：由于高分子溶液中的聚合物分子具有较大的分子量和较强的相互作用力，所以高分子溶液的稳定性较低。
在外界条件的变化下，高分子溶液容易发生相分离、凝胶化等现象，从而影响其性能和应用。
5. 高分子溶液的性能可调控性强：高分子溶液的性能可以通过改变聚合物分子量、溶液浓度、溶剂选择等方式进行调控。
这使得高分
子溶液能够应用于各种不同的领域，如涂料、纺织品、药物传递系统等。
总结起来，高分子溶液具有粘度高、流变性能复杂、溶解度有限、稳定性较低和性能可调控性强等特点。
这些特点使得高分子溶液在材料科学、化学工程、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
第三章 高分子溶液
φ > x ，高分子体积大于小分子溶
i ∆S M > ∆S M
剂，高分子在溶液中不止起一个小分子的作用，因而 。
由于高分子中每个链段是相互连结的，一个高分子又起不
x段 ∆ S M < ∆S M
到 x个小分子的作用，因此
高聚物在“ 中分子 ” 溶剂中的溶液理论，中分子溶 剂的分子量 =400~500，可占3 ~40个格子。
N2 个高分子在 N个格子中排列方式的总数为 :
1 N2 −1 W= W j +1 ∏ N 2 ! j =0 1 z − 1 ( x−1) N2 N! W= ( ) N2 ! N ( N − xN 2 )!
S溶液
N1 N2 z −1 = − k[ N1 ln + N 2 ln − N 2 ( x − 1) ln N1 + xN 2 N1 + xN 2 e
二、高分子溶液的混合热 (Mixing Enthalpy)：
应用晶格模型在推导混合热的表达式时，只考虑最近邻 分子间的相互作用。这时混合过程可用下式表示：
1 1 [1 − 1 ] + [ 2 − 2 ] = [1 − 2 ] 2 2 这里，用符号 1表示溶剂分子，符号 2表示高分子的一个链段，
符号 [1-1]表示相邻的一对溶剂，符号 [2-2] 表示相邻的一对链 段，符号[1-2]表示相邻的一对溶剂与链段。
小分子溶液
2）高分子链是柔性的，所有的构象具有相同的能 量。（自由旋转链） 3）溶液中，高分子链段是均匀分布的，即链段占有 任意一个格子的几率相等。 4）所有的高分子具有相同的聚合度（假定聚合物是 单分散的）。 5）每个格子的配位数为Z。
一、高分子溶液的混合熵 △SM :
高分子溶液性质及其应用
第八章高分子溶液性质及其应用第一部分内容简介§高分子的溶解一.溶解的过程：非交联高聚物：溶胀溶解；结晶高聚物：晶区破坏→再溶解交联高聚物：只溶胀特点：(1) 溶胀→溶解，对结晶高聚物则是先(2) 溶解时间长二.溶剂的选择原则1. 极性相近原则: 非极性体系PS ：苯甲苯丁酮2. 溶度参数相近原则: δ=(ΔE/V)1/2△Fm=△Hm-T△Sm<0T>0,△Sm>0,则△Hm<T「△Sm「△Hm=Vφ1φ2〔(△E/V1)1/2-(△E/V2)1/2〕2V 总体积φ1 φ2 体积分数令(△E/V)1/2=δ则△Hm=Vφ1φ2(δ1-δ2)2若「δ1-δ2「→0 则△Hm越小△Hm-T△Sm<0对于混合溶剂δ=φAδA+φ2δB3.溶剂化原则—广义的酸碱原则如PAN-26（δ=）不溶于乙醇（δ=26)而能溶于甲基甲酰胺—C(O)—NH2—因为C—C(CN)—和CH3—CH2(OH)—都是亲电基团亲核(碱)基团有：CH 2NH 2>C 6H 6NH 2>—CO —N(CH 3)2>—CO —NH>PO 4 >—CH 2—CO —CH 2>CH 2—O —CO —CH 2>—CH 2—O —CH 2—亲电(酸) 基团有：—SO 2OH>—COOH>—C 6H 4OH>—CH(CN)—>—C(NO 2)—>—C(Cl)—Cl> —C(Cl)—§ 高分子稀溶液热力学理想溶液性质△S mi =-R(N 1lnx 1+N 2lnx 2) △H mi =o△F mi =RT(n 1lnx 1+n 2lnx 2)高分子稀溶液(Flory-Huggin 理论)假设(1) 每个溶剂分子和链段占有格子的几率相同 (2)高分子链是柔性的,所有构象能相同思路: △μ→△F →△S m = △H m =一、△S m 的求法设溶剂分子数为N 1链,大分子数为N 2 每个链段数为x 则格子总数为N=N 1+xN 2若已放入i 个链,则i +1个链的放法数为w i +1第1个链段放法为 N-iN 2 第2个链段放法为 NiN N z12--第3个链段放法为Nxj N z 2)1(---第x 个链段放法为Nx xj N z 1)1(+---则i+1个链段放法为1x 2)1(1-+-=+Nz z Wi x N I 个大分子总的放法为 n=∏-=+1122!1N i i w N =!!)1(!12)1(22xN N N N z N x N --- S 溶液=kln n=-k[N 1lnez x N xN N N N xN N N 1ln )1(ln 12212221---+++N 1=0时 S 溶质=-k(N 2lnx+(x+1)N 2lnez 1-) △S m =S 溶液-(S 溶质+S 溶剂)=-k (N 1ln2122211ln xN N xN N xN N N +++)△S m =-R(n 1ln φ1+ n 2ln φ2)二、△H m 的求法△Hm=P 12△ε12 △ε12=ε12-(21ε11+ε12) P 12=[(z-2)x+2]N 2211xN N N +=(z-2)N 1φ2X 1=Tz )2(-△ε12 △H m =RTx 1n 1φ2(1)ΔSm=-R(n 1ln φ1+ n 2ln φ2)其中φ1=211xN N N + φ2=212xN N xN +(2)△Hm=RTX 1n 1φ2 其中X 1=RTz 12)2(ε∆-三、△F m =△H m -T ΔS m=RT[n 1ln φ1+ n 2ln φ2 +n 1X 1φ2 ]四、△μ1的求法△μ1=[P Tn n Fm 2])(1∂∆∂ = RT[ln φ1+ )11(x-ln φ2 +X 1φ2 2] ln φ1= ln(1-φ2)=- φ2-(1/2)φ22△μ1= RT[(-1/X)ln φ2 +X 1-21φ2 2] 而理想溶液 △μ1I =-RTX 2=-RTN 2=-xRTφ2 超额化学位 △μ1E =△μ1-△μ1I△μ1E =RT(X 1-21)φ22 溶解过程判据 五、Θ温度的定义X 1-21=Κ1-Ψ1 Κ1:热参数Ψ1:熵参数定义 Θ=11ψK T/Θ=11K ψΘ温度即为热参数等于熵参数的温度 § 相分离原理∵ 化学位 △μ1/(RT)→φ2 的关系: △μ1=-RT[x 1φ2-(X-21)φ22]产生相分离可能性 (1) φ2↑→φ2c (2) X 1↑→X 1c (3) T ↓→T 1cTP )(221φμ∂∆∂=0 φ2c =x10)(2212=∂∆∂TP φμ X 1c =x121+由X 1-21=Ψ1()1-Tθ当X 1= X 1c 时 T c =)111(1xψ+Θ 相分离时 φ2c =x1X 1c =x121+ T c =)111(1xψ+Θ § 膜渗透压法测分子量纯溶剂的化学位是溶剂在标准状态下的化学位， 为纯溶剂的蒸汽压溶液中溶剂的化学位p 1为纯溶剂的蒸汽压溶液中溶剂化学位与纯溶剂中化学位之差为对于恒温过程有如果总压力的变化值为根据Van’t Hoff方程，对于小分子而言而高分子不服从Raoult定律，则有将Flory-Huggins稀溶液理论中溶剂中化学位表达式代入把展开，在稀溶液中远小于1因为定义第二维利系数为第二维利系数可量度高分子链段与链段之间以及高分子与溶剂之间相互作用的大小。
高分子溶液剂的概念与应用
高分子溶液剂的概念与应用高分子溶液剂是指由高分子化合物作为溶解介质的溶液。
高分子溶液剂具有许多独特的性质和应用。
下面我将从概念、性质和应用三个方面进行详细阐述。
概念：高分子溶液剂是指由高分子化合物作为主要溶质的溶液。
在高分子溶液剂中，高分子化合物通过溶解在溶剂中形成分子间或链段间的相互作用力（如静电相互作用、氢键、范德华力等）而稳定存在。
与普通溶液相比，高分子溶液剂具有高聚物的特殊性质和行为，并且常常显示出非线性的流变行为。
性质：高分子溶液剂的性质主要与高分子本身的结构和溶剂的性质有关。
首先，高分子溶液剂的粘度通常较高，这是因为高分子链的自由度较低，链与链之间的相互干扰较大。
其次，高分子溶液剂的扩散速度较慢，这是由于高分子链的体积较大，阻碍了溶剂分子的扩散。
此外，高分子溶液剂还具有渗透压效应，即在溶液中存在浓度梯度时，高分子链能够吸引溶剂分子进入溶液内部，产生渗透流。
应用：高分子溶液剂在许多领域具有广泛的应用。
其中，最常见的应用之一是在聚合物工业中。
在聚合物的合成过程中，高分子溶液剂可以提供较高的反应活性，促进高分子的形成。
此外，在某些特定的聚合反应中，高分子溶液剂还可以用作反应介质、控制反应速度和改变高分子的分子量。
此外，高分子溶液剂还被广泛应用于聚合物材料的改性和功能化过程中。
高分子溶液剂还被广泛应用于生物医学领域。
由于高分子链具有良好的生物相容性和可调性，高分子溶液剂可以被用作生物医学材料（如人工血管、人工关节等）的基质。
此外，高分子溶液剂还可以被用作药物载体，通过调控高分子链的结构和性质，来实现药物的控制释放。
另外，高分子溶液剂还被广泛应用于传感器、涂料、墨水等领域。
在传感器领域，高分子溶液剂可以用作传感器材料的基质，通过修饰高分子链的结构和表面性质，实现对特定物质的响应。
在涂料和墨水领域，高分子溶液剂可以提供涂料和墨水的特殊性能，如高粘度、良好的附着性和流变行为。
综上所述，高分子溶液剂具有许多独特的性质和应用。
第十四章 高分子溶液
第十四章高分子溶液14.1 本章学习要求1 了解高分子化合物的相对分子质量的表示方法、计算及实验测定。
2 了解溶液中高分子的特性、高分子的溶解过程及影响因素、高分子溶解过程的热力学。
3 掌握高分子溶液与溶胶、小分子真溶液的异同点。
4 掌握高分子溶液的渗透压、粘度、光散射、超速离心沉降等特性及其应用。
5 了解高分子电解质溶液的性质及其应用。
6 了解高分子对溶胶稳定性的影响。
7 了解高分子物质的降解方式及其原理。
14.2 内容概要14.2.1 高分子化合物的均相对分子质量高分子化合物通常为相对分子质量大小不等的高分子混合体。
高分子化合物的相对分子质量用均相对分子质量（molecular mass averages）来表示。
高分子化合物的均相对分子质量为组成该物质的各高分子级分相对分子质量的统计平均值，不同的实验测定方法代表不同的统计平均结果，所得均相对分子质量的数值和含义亦不相同。
常用的均相对分子质量有以下几种：1．数均相对分子质量式中x B是相对分子质量为M B的级分的物质的量分数。
渗透压等依数性测定方法测定的均相对分子质量为数均相对分子质量（melecular mass of the number average）。
2．质均相对分子质量光散射法等测定的均相对分子质量为质均相对分子质量（melecular mass of the mass average）。
3．粘均相对分子质量式中α=0.5~1.0，为经验常数。
粘度法测定的均相对分子质量为粘均相对分子质量（melecular mass of the viscosity average）。
4．Z均相对分子质量超速离心沉降平衡法测得的均相对分子质量为Z均相对分子质量（molecular mass of the Z-average）。
对多分散的高分子化合物，其均相对分子质量的数值：。
各种均相对分子质量的数值相差愈大，说明其相对分子质量分布愈宽。
5．高分子化合物的相对分子质量分布宽度指数D高分子化合物相对分子质量分布状况用分布宽度指数（the parameter of the breadth of the distribution）D值表示。
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来自 选择高分子溶液的浓度在1%以下，此时对 大多数高分子溶液而言，在没有化学变化 的条件下，其性质不随时间而变化。 浓溶液(dense solution)：指高分子溶液浓度 在5%以上者，实际中应用较多。 ①溶液纺丝(filature)：浓度在20-30%，粘 度大，稳定性差。PVC,PAN ②油漆(oil paint)，涂料(dope/paint)：浓度 可达60%，粘度更大。 ③凝胶（gel）：半固体状态。 ④增塑高聚物(plasticized polymer)：固体状 浓溶液，有一定的机械强度。 ⑤能互容的高聚物共混物(miscible polymer blend)。
4.高分子溶液与小分子溶液性质的比较 ①高聚物的溶解过程包括溶胀(swelling)，溶解 (dissolution)两个过程，其速度比小分子物质慢的多， 溶解时间长（几天—几个星期），而且分子量增加， 溶解时间增加。
tHPVC溶解 tPVC溶解
Dp 2500 ~ 4000
Dp 1000
第一节 概述(introduction)
一、高分子溶液 1.高分子溶液：高聚物以分子状态分散在溶剂中所形成的混合物。 举例：PVC溶于THF /CR溶于乙苯/NR 溶于甲苯 2.浓溶液与稀溶液 高分子溶液性质随浓度不同有很大变化，据此将高分子溶液分为 浓溶液和稀溶液。 稀溶液(dilute solutiom)：一般认为高分子溶液的浓度在5%以下者 称为稀溶液。 实际研究： ①高分子溶液的热力学性质(thermodynamic properties) ②高分子溶液的动力学性质（dynamic properties） ③分子量测定和分级
第三章 高分子溶液及其应用
基本要求
掌握高分子溶液、溶度参数的基本概念，求取 高聚物溶度参数的实验方法和计算方法；不同 的线型高聚物（结晶、非晶、极性、非极性） 的溶解特性和交联高聚物的溶胀；高分子稀溶 液的Huggins参数、混合热、混合熵、混合自 由能和化学位表达式。掌握超额化学位、θ溶 剂、θ溶液、渗透压的概念和高分子浓溶液、 凝胶和冻胶等基本概念。
目前对高分子稀溶液的研究较多，已经可以用定量或半 定量的规律来描述他们的性质，但对浓溶液的研究不够， 而浓溶液体系在生产实践中较重要。 3.高分子溶液性质所涉及的内容 ①热力学性质(thermodynamic properties)：溶解过程中的 H、S、V 高分子溶液的渗透压(osmotic pressure)， 高分子溶液的分子形态(morphology)和尺寸(size)，高分 子溶液的相互作用(interaction)，高分子溶液的相分离 (phase separation)等。 ②流体力学性质(rheologic properties)：高分子溶液的粘 度(viscosity)，高分子在溶液中的扩散(diffusion)和沉降 (sedimentation)等。 ③光学性质(optical properties)：高分子溶液的光散射 (light scattering)，折光指数(refractive index)，透明性 (transparency)，偶极距(dipole moment)等。 ④电学性质(electrical properties)
②胶体溶液(gel solution)：由分散物和分散介质组成 的两相体系，是热力学不稳定体系。胶体粒子很容 易结合发生聚沉现象，每一胶体粒子含有成百上千 个分子。
T ,能溶解，
T ,能分相
第二节 高聚物的溶解
一、高聚物溶解的特点
1.特点概述 由于高聚物结构的复杂性：分子量大且存在多分 散性(polydispersity)；形状有线性(linear)，支化 (branched)，交联(crosslinked)；聚集态又存在晶态 和非晶态 因此高聚物的溶解现象比小分子复杂的 多，具体详述如下：
①高分子与溶剂分子尺寸相差大。两者的分子运动速度存在 差异，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶 剂扩散速度却慢的多，结果是溶剂先进入高聚物内部，使高 分子体积膨胀，即溶胀(swelling)，然后是高分子均匀分散在 溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。 ②溶解度反比于分子量，分子量增加，溶解度(solubility)减 小。 ③非晶态高分子结构中，由于分子堆砌较松散，分子间相互 作用力较弱(weak intermolecular interaction)，因此溶剂分子 比较容易进入高聚物内部使之发生溶胀 溶解，晶态高聚 物由于分子排列规整，堆砌紧密，分子间作用力强，溶剂进 入比较困难。
②小分子溶液稳定，C增加，仍为液体，但无机械强 度。 大分子溶液性质随C增加变化较大，液体—>半固—> 固，此时有强度。 ③小分子稀溶液性质接近于理想溶液(ideal solution) 大分子稀溶液性质同理想溶液相比有较大偏差。 ④动力学和光学性质同小分子有较大不同。
5.高分子溶液与胶体溶液的区别 高分子溶液中溶质的粒子(solute particle)（高分子） 比较大，达到100－1000A数量级，他和胶体粒子 (gel particle)大小差不多，因此再与粒子大小有关的 性质（扩散慢，不能透过半透膜，有光散射能力） 显示出了与胶体溶液相似的特性。因此在40-50年前， 高分子科学的发展史上，曾一度把高分子溶液看成 是胶体溶液。 ①高分子溶液(polymer solution)：是分子分散体系， 是真溶液，是一个平衡体系，有一定的溶解度，符 合相平衡规律，是热力学平衡体系，不会发生聚沉 现象。
重
点
重点要求掌握高分子溶液、溶度参数的基本概 念；不同的线型高聚物（结晶、非晶、极性、 非极性）的溶解特性和交联高聚物的溶胀；高 分子稀溶液的 Huggins参数、混合热、混合熵、 混合自由能和化学位表达式。
难
点
正确理解和掌握溶度参数、凝胶和冻胶的基本 概念。区别不同的线型高聚物（结晶、非晶、 极性、非极性）的溶解特性和交联高聚物的溶 胀特征。