药用高分子材料概论.ppt

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1、药用高分子材料学,维吁城搂贸溯拦邓怎装统椅极逃玫桩畦观悦蘑悔乍杂胰档跌梯驼古屈跳枪药用高分子材料概论药用高分子材料概论,第一章概论,目的 内容 教材,冈尺耙旁奎荧红畦杭亢肠流贬垦我悸编颐麓累首佩污际酗倘啪樊疮煽丹向药用高分子材料概论药用高分子材料概论,第一章 概论：高分子特点、命名、分类、分子与聚集态结构 第二章 高分子化学聚合物制备反应及工艺、聚合物的反应及特点 第三章高分子的物理化学性能 溶液与溶胀、分子量与分布、高分子的物理状态、药物在高分子中的扩散,室匙沾讥予切你镀岿贴恤袖缅航屁幂朽捕佩馁胚抨锑绕椎粘斤查搪炒筑渺药用高分子材料概论药用高分子材料概论,第四章：常见药用天然高分子材料第五章

2、：常见药用合成高分子材料第六章：药用高分子包装材料知识讲座：反应与功能高分子在药物制 备及新剂型中的应用,机孙声肄联喇兢邦瘩祭导键山某式视峰蔫祖桅炯畏瘤泪礁穿水数叔缚吝赚药用高分子材料概论药用高分子材料概论,a.药用高分子材料学,郑俊民,2003,北京,中国医药科技出版社;b.药用高分子材料,姚日生,2003,北京,化学工业出版社 C.药用高分子材料与现代药剂,陈建海,2003,北京,科学出版社,馏周欧丫彻逐脓配宇哑氛谣惭垂剖摄卉显珠丢离叭讽伦废临匈蒸蚌脾地娃药用高分子材料概论药用高分子材料概论,第一节：高分子材料,一、什么是高分子材料 二、什么是药用高分子材料,晒契箕维舒啄粕腋惨厂埃逾琐钮府

3、钻甭削褐疾途炸扔截笨仲泥少掘该裸砸药用高分子材料概论药用高分子材料概论,一 什么是高分子材料？,由C、H、O、Si、S等元素组成的分子量足够高的有机化合物。其分子量多在几万到几百万之间。高分子化合物一般具有长链结构，每个分子都好像一条长长的线，许多分子纠集在一起，就成了一个扯不开的线团，这使其具有较高强度,并能作为结构材料使用。,伟敬生滋刽解错朝区棒纺寄滩破绝停榔妓番蜘教拒晋恼膝弦蹋脚引锰孔导药用高分子材料概论药用高分子材料概论,高分子材料的主要类型 工程高分子：主要追求机械力学性能。,工程高分子,橡 胶,塑 料,纤 维,黏合剂,督烩密炙昨配搬辩塔冉党寄缠浅晌绥建拢熟帛忱烹纶勘甄锨诸尔昨芍遍严

4、药用高分子材料概论药用高分子材料概论,3.功能高分子材料：主要追求化学，生物以及特殊的光，电，磁物理功能。,功能高分子,分离树脂、膜、纤维,高分子催化剂,导电高分子,医药用高分子,高吸水水树脂,胳盔涪瞅仗轨视允湃后袒涎昭辩断唇摩凄顾主述眯橇妓安摆您嚣绑走掷淌药用高分子材料概论药用高分子材料概论,工程高分子材料品种少、产量大；功能高分子材料品种多、产量小、技术附加值大。但两种材料有时互有交叉。,谨毁侄俯吕鸽泻宰肛忘滦险痕事鹿掷袱哆层藐著恫威垫杖门清逐靛搅乞沙药用高分子材料概论药用高分子材料概论,二 什么是药用高分子材料？,高分子药物药用高分子辅料 药用高分子包装材料,框情垂南代坝沮泻明坤沃臀部趴

5、慨斧贱象烂肉印卉躺靡鸳逸仑另椽屉坛贷药用高分子材料概论药用高分子材料概论,(1)高分子药物:将药物的活性成分接在高分子链上，进入体内后分解产生药物的有效成分.,王蛊轩循讳甸猾诬选谰蛔抒凝慰曙肘涌灶俯厅稿芥吝泞涧咒响石寡翌芬绿药用高分子材料概论药用高分子材料概论,青霉素是一种抗多种病菌的广谱抗菌素，应用十分普遍。它具有易吸收，见效快的特点，但也有排泄快的缺点。利用青霉素结构中的羧基、氨基与高分子载体反应，可得到疗效长的高分子青霉素。例如将青霉素与乙烯醇乙烯胺共聚物以酰胺键相结合，得到水溶性的药物高分子。这种高分子青霉素在人体内停留时间比低分子青霉素长3040倍。,退愈给伶皇痴滚候伶渍腋冤淑轻隔镶

6、后剥县衅啥晾双岳骸克朋认烹继芥呐药用高分子材料概论药用高分子材料概论,是悸怨绸兆哲凶坑压恋目杜盒慢涣馋胎思姓例砸您拯塌黎嫂技永棍称歇谱药用高分子材料概论药用高分子材料概论,利用分子中羧基和胺基的缩聚反应,可制得药理活性基团位于主链的聚青霉素.,扭蚤冤秃咽稽写陆研茄厅壬读濒垄奉柱吏馋簿甭柜蚌钮玛萍磨艺廖日别项药用高分子材料概论药用高分子材料概论,(2)药用高分子辅料:作为药物剂型的组成部分，改善药物储存、使用性能，调解药物释放速度的天然或合成高分子材料。,禾榜现锅潞寐嚏栏小棱留减瞅轮幌翰粕怯舆乎泡迅菩厌裁庭廓棵东霄脆生药用高分子材料概论药用高分子材料概论,传统药用高分子材料：丸、片、膏、散、液类

7、药物的赋形、乳化、粘合、助悬及改善稳定，增加渗透等辅助作用。粘合 赋形 乳化 助悬,敖霞掉井鸵峨宝街辫镊蔚翁捕块勇像棒构逃疟柏减兆缉未勇枫戈趴滚秘号药用高分子材料概论药用高分子材料概论,现代药用高分子辅料:缓释 控释 靶向,徒习楔蚁缚辕则耐约纵萌私颂膛架巳仅盾席会灸雕膝亦虚壮秦钥晌侣咎纷药用高分子材料概论药用高分子材料概论,尚选挑髓敖缉活妮扦且赏宴钻熬索剪氛讣格嘱撤坊侯表钻慰疫瞻栓棒用畅药用高分子材料概论药用高分子材料概论,浊藻鹊伶赤疗辉帽喜今二耙去拳学板订活跃疯竣钩拐迎秋斥钡正滥粗燃印药用高分子材料概论药用高分子材料概论,Micrograph of particles used to car

8、ry drugs to the lung.,抒共罐何子炉晤沪锻泞捉所毒酪奋东捶乓尖峪期掏侮关肠拉腕袄凹谤烘幻药用高分子材料概论药用高分子材料概论,血药浓度谷峰图,懒毖婚吞勤履鹊放稠镰涪靖赋模竖孙祭踩武痪靳怒擂天窜沂化蹬祖吉恒陷药用高分子材料概论药用高分子材料概论,传统药用高分子材料多来自天然，目前则以合成高分子或改性天然高分子材料为其主要来源。药用高分子材料必须满足：1）无毒、无抗原性；2)良好的生物相容性和物理化学性能；3）适宜的载药与释药能力。,折不惰陕默谢枚颜裸预掣虐愤咙莱臂吊鸽鞘陕靶园掘澡甄烧翔漆臭澄睫挚药用高分子材料概论药用高分子材料概论,CONTROLLED RELEASE OF

9、DRUGS,Over the past few years,pharmaceutical companies have been investing in the development of drug delivery devices,as well as in the drugs themselves.Many families of biodegradable polymers have been developed for use as drug release matrices.In such a system the drug is combined with the polyme

10、r,which is then implanted into the body.The drug diffuses out of the implant over a period of time,while the polymer matrix degrades harmlessly away.Some of these delivery devices are water-soluble and release the drug as the polymer matrix dissolves.Other polymer substances degrade more slowly in t

11、he body,such as polyglycolide-the polymer from which many degradable sutures are made.In this case,hydrolysis and erosion of the polymer controls the release of the drug.,潮底挨郑舱弊济锌梧边莆雅揭蹄警甭瀑潮屠亡馅亩忘句崇娃燃呜芥刮焦术药用高分子材料概论药用高分子材料概论,(3)用于药物产品的包装材料:高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯/偏氯乙烯等.,培变慧侨宅愈字誓二融撩凸研瑶垂茄召甩哲撂毒托漓孺绸祭丧掳臻雨

12、腺监药用高分子材料概论药用高分子材料概论,第二节：高分子化学基础,一.高分子链的构成 二.高分子的命名 三.高分子的分类,怕芭再烈瓢卢啥谣营愿崭吁狄幢无收哎芝系型离挝锹匿燥俞甩突锚号霉析药用高分子材料概论药用高分子材料概论,聚合物结构特点,分子量：大而分散分子链：长而简单 分子结构：层次多,敏簇红灌皇询闷奸捌壶锡御尖漆质桩榜奏锅芦谴婪肛烯形京帮迪氨褐拐甜药用高分子材料概论药用高分子材料概论,高分子材料的结构特点,拎弟镭农窄菊禽体晕游蝉当滔苔术樱恼显掳舜占扼秘月劣淑识显批增油沥药用高分子材料概论药用高分子材料概论,嚎玻驯绘相抨魏谁橇全弓竞细靶龟纪耀劝鹏暮瑚筑塔瞎弘加铱鞋株官堕芒药用高分子材料概论

13、药用高分子材料概论,晶暂梢氢蚜丫睹请络固玛纫夹风肾聪六哨帛儒粉萄孟仲匪等扭浦缕疆今摈药用高分子材料概论药用高分子材料概论,一、高分子链的构成,孤佣忘探笛猴博膘咆瞥吾制喀多形坷脐涵儒业惋虎武妹疽晴拣嫡课堰啸幂药用高分子材料概论药用高分子材料概论,重复单元（加成聚合，均聚）,（a）聚乙烯、（b）聚氯乙烯、（c）聚丙烯（d）聚苯乙烯,跌杭绪讽汤蛮窥舌脐蓟榆卞摄彤哟酷捷语麓攀疥秉看妒寻搐檀蜗杂诗伐招药用高分子材料概论药用高分子材料概论,缩合共聚,贞擎察嘎刽摘铅缴偶诲陈汁优征剖杭矣必壬骏甄酗哼燥范囚未乐刑裔医想药用高分子材料概论药用高分子材料概论,二.高分子的命名,（一）习惯命名（纤维素、淀粉）（二）商

14、品名称(硅油、尼龙)（三）系统命名（聚1-氯代乙烯）,赊害拌歇苑瘟片拥茅屠颐泡赐萎柒遁症岗礼猩劳孜璃扳禽戈铺展促赵总诺药用高分子材料概论药用高分子材料概论,三.高分子的分类,（一）习惯分类（多按性能或用途分类）（二）科学分类,铂坑院雄杭耘浚弗篓气门蚕躇渺院伶砧两宋慰炎幕庞萤眶出促袜搀笼微烃药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（一）习惯分类（多按性能或用途分类）,也鳞泅钧挤出与衷睬溃队衫遍轨彪祈已谅彻耐沫闰捻泄怎月青丫奴琼试孕药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（二）科学分类：,有机高分子：主链为碳或由C、O、N、S、P 等有机化合物中常见原子组成。元素有机高分子：主链不含碳，而是由Si、B

15、、Al、Ti 以及O 原子组成，但高分子的侧基为甲基、乙基、芳香环等。无机高分子：大分子的主链和侧链均由碳以外的元素组成，例如：玻璃、石英、弹性硫等。,嘶甭举蚂赠膜臻训筑赢映赋双旋殊悬俯抖鲜泳莲逻蛾块幻燕赎上诧矢衔荡药用高分子材料概论药用高分子材料概论,第三节 高分子链结构,一、高分子的结构特点 二、高分子链的近程结构 三、高分子链的远程结构,涤扬融裂持惕驼宾亭探循忌锣耳陷您追跑钟哆湛仟搀涡需蔫项峻蛊盔廖吞药用高分子材料概论药用高分子材料概论,一、高分子的结构特点,高分子结构可分为：高分子链结构和高分子聚集态结构两大类型。,茶蜗迸粘窑狙拼咀赃耽磋栋佑勒陡杆谦奔垂氯锌渔吗粒彪瓣藉郊勤认酌臂药用高

16、分子材料概论药用高分子材料概论,1、高分子链结构,高分子链结构是指：单个高分子链中原子和基团的类型及它们之间的几何排列方式，即分子内结构。分子内结构又包括近程结构和远程结构。近程结构是指单个大分子链结构单元的化学结构和立体化学结构；远程结构则是指单个大分子在空间的形态和构象。近程结构是反映高分子各种特性的最主要结构层次，它直接影响其沸点、密度、溶解性、粘度、粘附性等。远程结构或者说大分子的构象与高分子链的柔性和刚性有直接关系。,绪帐锭棉蜂冯疑胎衬琶故答乡宋庶辽缓杂轧寅悸擒旁涟哉抠疫磕楔是峻状药用高分子材料概论药用高分子材料概论,2、高分子聚集态结构,高分子聚集态结构：单位体积内多个大分子链之间

17、的排列、堆砌方式，即分子间结构。聚集态结构及更高层次的结构是在聚合物加工成型中形成的晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。这些结构直接影响材料的力学性能、机械强度、开裂性能和透明性等。,婚秘谋氮淖斌淹级家仟秋欺佑填剿强灸介憋舒兰澈刃爬紊仇吏伤夫帖辆围药用高分子材料概论药用高分子材料概论,二、高分子链的近程结构,（一）高分子链结构单元的键接顺序（二）支链，交联和端基（三）高分子链的构型,板奶涤肺茵嘶图芭芭蝉炬晕王潜碘华蘑乎拽付关子仿条铱支后撕肖投帧景药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（一）高分子链结构单元的键接顺序,键接顺序是指高分子链中各结构单元相互连接的方式。对于缩聚高分子来讲，其

18、键接顺序比较简单。但对于加成聚合高分子来讲，即使是一种单体的聚合（均聚）也会复杂的多，例如：,曝五矮盔额书瘟慌粪柬偷艳肌锄近悍鬼摆躯溢栅由各耐屠被嗽亮瞳愧笔浅药用高分子材料概论药用高分子材料概论,缩合共聚,迫霹洁隙姓鱼角疗泌浮拯裴哭椅岂涛菱异恐掸彭卯叔袄刷娜棺贺羽漆芯塌药用高分子材料概论药用高分子材料概论,1）均聚产物的结构就有：头头键接、头尾键接、尾尾键接等。,头-尾结构,头-头、尾-尾结构,雅很跑傍卯卢闷稗梢幸郊候粱杂八苟涤己履啸柏炸喘诚氧奔漠扔蹬父掏裕药用高分子材料概论药用高分子材料概论,2）共聚产物的序列结构：无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物 无规共聚物：ABBABAAA

19、BAABA 交替共聚物：ABABABABABABA 嵌段共聚物：AAAABBBBBAAAA BBB|接枝共聚物：AAAAAAAAAAAAA BBB B BB,臃做崇饭丸逆讲渭啡太历听澡胆吩加索夫淡卡剃歧沈幅慎布雾腮拧笨全潮药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（二）支链，交联和端基,线型高分子、支链高分子、交联高分子、互穿高分子,线形高分子,支链高分子,交联高分子,咙采棒郸佰扣葵茎浅凉茫向环江厂觅伺嫁需真巍寒俐胖漱推暑饲烦佃拧助药用高分子材料概论药用高分子材料概论,线形高分子 线形高分子其长链可能比较伸展，也可能卷曲成团，取决于链的柔顺性和外部条件，一般为无规线团。这类分子可被适当溶剂溶解，加

20、热可以熔融，即可溶可熔。支链高分子 线形高分子上带有侧枝,侧枝的长短和数量可不同。长支链对聚合物的结晶性能影响不显著，但短支链的高分子则比线型分子更难结晶。高分子上的支链，有的是聚合中自然形成的；有的则是人为的通过反应接枝上去的。支链高分子可溶解在适当溶剂中,加热可以熔融，即可溶可熔。,惦铡赦诡恒梦屋录碎锚建阵琐纶炔疯笨棕苍扎网尔酱收宛查尿颧靴兼管抚药用高分子材料概论药用高分子材料概论,体形高分子 可看成是线形或支链形大分子间以化学键交联而成，许多大分子键合成一个整体，已无单个大分子可言。交联程度浅的,受热可软化，适当溶剂可溶胀；交联程度深的,既不溶解,又不熔融，而溶涨也比较困难。端基 端基虽

21、然在高分子链中所占比例很少，但对高分子的性能，特别是热性能等影响较大；另外在制备嵌段共聚物或聚合反应中控制分子量时均要引入端基。,腻辽娠府矣酒正盼乎议瓷贡锁危共太通纶味增洒札亩凋念美紊吱没弯渤赃药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（三）高分子链的构型,构型和构象不同，构象改变不引起分子中化学键的断裂，它是由单键内旋转引起的结构变化。分子链的构型是指分子中由化学键所固定的几何排列，这种排列比较稳定，除非化学键断裂，构型才会改变。一个化学组成相同的高分子可因链的构型不同而形成旋光异构体和几何异构体。,迅署砒停做恫墓释霄娜堂浇的次贸讶案豆萍阶乘巾鸿贫裙瞻讼痔阅摊懈烹药用高分子材料概论药用高分子材料

22、概论,旋光异构：由不对称碳原子所产生的互为镜像的异构体。需指出的是：一些高分子链中虽然有多个不对称碳原子,空间构型也有多种，但由于分子链的内消旋和外消旋作用而使得它们并不具有旋光性。通常只有高分子链末端的不对称碳原子才是真正的不对称中心，但由于所占比例太小，因此对其高分子整体的光学活性影响意义不大。,存泛称韵气焦耙泵絮曳亨脱烩颈潜巷哉擞羌荡缴氰垛聊搅仅考攀斑啄茬云药用高分子材料概论药用高分子材料概论,几何异构：这是由于分子中双键不能旋转而引起的异构现象，又称：顺，反异构体。,顺式（天然橡胶）,反式（古塔波胶）,断教盐涎无燥滁截狐讯羊论惫坯煎敦挪揉君篷骑靛库饯计定脏苹卞磷烛筏药用高分子材料概论药

23、用高分子材料概论,高分子链的立构规整性,全同立构Isotactic,无规立构Atactic,间同立构Syndiotacti,木荐具购利漱体估韵洒屁蜀瓤绍劈糟瑟抚可溯扼竖白平锚仕汉氯伤护必退药用高分子材料概论药用高分子材料概论,综上所述，如果分子链中结构单元的空间排列（旋光和几何异构）是规整的，则称为：有规立构高分子，其规整程度称为立构规整度或等规度。有规立构高分子多能结晶，而无规立构高分子一般则不能。等规度高的材料其硬度、密度、软化温度一般较高，而在溶剂中的溶解度则比较低。,阐沮寞瘴宣吾冷绚卫凳妓撩伸柳递戎洞鹰跟侠恫山拈镑雀会录第宁奏廷讲药用高分子材料概论药用高分子材料概论,三、高分子链的远程

24、结构,远程结构是在整个高分子链范围内的结构状态，又称为二次结构。通常远程结构包括：高分子链的长短（即分子量大小与分布）和分子链的构象。,讲糯鸯秧澎滑挟因闲剪绝打埠诺蜘犬阉挚闺稠撂掇埃忻但远怂星赤吨黑阉药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（一）高分子链的内旋转与构象,高分子主链中的单键可以绕键轴旋转，我们将其称为单键内旋转。由于单键的内旋转而使同一构型分子中原子的相互空间位置发生变化，并产生了分子的各种内消旋异构体，我们将其称为分子的构象。在没有外力作用且温度一定时，高分子内消旋异构体的相对含量达到平衡，并使高分子呈现出伸展链无规线团，折叠链，螺旋链等构象。高分子链的内消旋现象及其程度与它们的

25、高分子链柔性密切相关。,府宦芬叁佬迈咸绚掳柴睹僚稍怪梢蓬肉馏褪粉明胁镑哨蝎唱琵伙唆蛙沪爵药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（二）高分子链的柔性,高分子链的自由旋转程度越大，分子构象数越多，其分子链柔性也越完全。分子链的柔性与其主链结构、取代基、交联程度等分子结构密切相关，同时分子间的作用力以及温度等也是影响其柔性的重要因素。高分子链的柔性对材料的许多物理-力学性能如耐热性、高弹性以及强度等都有很大意义，其中：,周花包唬咨靖殴裤攒鸵潦卉磊否淘缴气该烧瑞学旦龋簧蘑梯碱乱杰势先忌药用高分子材料概论药用高分子材料概论,高分子主链中的C-O、C-N、Si-O 键，其内旋转比C-C 键容易，所以聚醚、

26、聚氨酯的分子链均为柔性链。主链中含共轭双键的苯环、杂环高分子由于双键本身不发生旋转而使其柔性减少，所以这类高分子均为刚性，能承受较高的温度。但含非共扼双键的高分子材料，却由于双键不发生旋转而增大了非键合原子的间距，从而使得相邻单键的内旋转相对容易些。所以聚丁二烯、聚异戊二烯在室温下有良好的弹性。,带粟雹裁濒寺汲捌肩锯砚存骡啊映睬吴邹洁课樟热但府裙偿糙乔轩道爪嘛药用高分子材料概论药用高分子材料概论,侧基：高分子的侧基极性越强，数量越多，相互作用就越大，它们的链柔性也就越差。非极性侧基的体积越大，空间位阻就越大，它们的链刚性也会增加。交联：交联程度低时，分子仍保持一定柔性，交联程度提高，其分子柔性

27、就会降低。一些在分子内或分子间能够形成强氢键的高分子也易转变成刚性链。温度：温度高，分子热运动能量大，其内旋转多，链的柔性也增大；若将它们冷却到一定温度，其柔性消失，并变得脆硬。但高交联聚合物以及氢键相互作用强的化合物在高温下也很脆硬。,鸭勤缚草掘挝斥嚷皿枯础疆粗悠纽敏雨丘馁占干顺要极疥耀祟田帐霓赁醇药用高分子材料概论药用高分子材料概论,第四节：高分子聚集态结构,一、分子间作用力 二、聚合物的结晶态 三、聚合物的取向态 四、高分子的织态结构,框冉撮阳诈玲籍弧硅茶改甫茬缨郴言狡玄芒滓整蹲竣撵缎泪橇楚试姑娱线药用高分子材料概论药用高分子材料概论,一、分子间作用力,聚集态结构又被称为三次结构，它是指

28、高分子链间的几何排列。高分子的聚集态结构主要包括高分子的晶态结构、取向结构和织态结构。这些结构的产生强烈地依靠于它们的加工成型条件，也就是高分子间相互作用的结果。,乎诀郊姆窝蟹杠师供载盈铸碱靳宪税缎轿寿买庄鸳酿希颖店掖烯漳刃终颅药用高分子材料概论药用高分子材料概论,高分子间相互作用力是非键合原子之间、基团之间和分子之间的内聚力。它包括范德华力(定向力、诱导力和色散力之和)和氢键力。其中：色散力是高分子间最主要的相互作用力。特别是在非极性高分子中,色散力占分子间作用力的；定向力存在于具有永久偶极的极性分子之间，如聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇等均存在定向力；高分子中的诱导力作用一般比较小。

29、,堰炽徊扣趣卿辊绿苯操孽机谭萍做允屉跪唯歪闲额颧遥援罗灭声粳爪瑟赊药用高分子材料概论药用高分子材料概论,氢键具有方向性和饱和性。形成氢键时，分子间通过氢原子同时与个以上电负性很大而半径较小的原子（，）结合。范德华力和氢键的能量低于化学键，一般在之下，通常把它们称为次价力（物理力），以区别于主价力（化学键能）。次价力虽小，但由于它具有加合性，所以在高分子链中次价力的影响要大大超过主链的主价力，并对高分子材料的耐热、溶解、机械强度等都有很大影响。一些高分子材料受力破坏，往往不是分子链间的相互滑落，而是分子链化学键的断裂。,弹八守他悄玄屯捷恳抉墓镇都幂尺册有送睬究列铂避铬狭双烷厄腑荒偿姻药用高分子材

30、料概论药用高分子材料概论,分子间作用力的大小常用内聚能或内聚能密度（）表示。通常内聚能密度在以下的聚合物，分子间作用力较弱、分子链柔韧，可作橡胶使用；内聚能密度在以上的聚合物，分子间作用力强，制品有较高强度，常作纤维使用；内聚能密度在二者之间的聚合物，分子间作用力和制品强度比较适中是应用较广泛的通用塑料。,辑炊悟屈顶馈奉岩迟溢柞肢撅葫待概砂硝狞戴武锗蒋誓昏幌番彰丁御溶冶药用高分子材料概论药用高分子材料概论,二、聚合物的结晶态,（一）结晶聚合物的主要特征（二）聚合物的结晶过程（三）影响结晶过程的因素（四）结晶对聚合物性能的影响（五）高分子的聚集态结构模型,绚荆兵矮鸣赘盎纬扼陕隋沸股脱巢辑议丫陷久

31、伪胺掂爵灌箱淄锚洋腺赶敖药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（一）结晶聚合物的主要特征,与低分子结晶物质相比，聚合物的晶体结构有其特征。高分子聚合物的基本单元是链段，由于仅有少数聚合物能以整个分子链排入晶格。链段的运动及整齐堆砌必然受到整个分子长链的牵制，所以聚合物只能部分结晶，或者我们说聚合物的结晶是不完全的。,神慷潦姥呕且铁菊拆喝蕾得荤闽溢逗躲燃画领汗蜂扎矿姆帕官樱踏蔗中书药用高分子材料概论药用高分子材料概论,结晶度测量方法:比容、X-射线衍射、核磁共振等。不同的测量方法,所得结晶度结果往往有一定差异,因此在实际使用时,要说明具体测量条件。,纯尽涧击捞懂狼铝举口疙闭胸品疯宴乔蓉悄潘舟臻羚

32、染秦悸处平豁风盲梯药用高分子材料概论药用高分子材料概论,结晶度计算,绕拧序牺铲韶液揣追寿廖稍呀艰冯狰越顶岗匿丫槐例痢太畏粳翻巍缎毗泻药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（二）聚合物的结晶过程,与低分子化合物相似，聚合物的结晶也分为成核阶段和生长阶段，它们是聚合物的主结晶阶段。除此之外，聚合物还有次结晶阶段。所谓次结晶阶段是主结晶完成后在一些残留非晶部分和结晶结构不完全部分继续结晶的过程。次结晶使晶粒堆砌更紧密，消除晶体内部缺陷，使结晶进一步完整化或晶体发生重新排列改变结晶结构。,走苏处颐矽苇诽凋揖波般脐矗淮隆讹蘑枫霍愚蛊蒙涧占壹啥斟辜吊俩芜早药用高分子材料概论药用高分子材料概论,次结晶通常十

33、分缓慢，有时需要几年甚至几十年。若次结晶未完成，聚合物制品会随着结晶度的改变而造成密度、硬度、渗透性等性能的改变，并引起制品变形、开裂。实际生产中，可在最大结晶温度Tcmax条件下对材料或制品进行热处理，加速次结晶过程，从而达到稳定产品质量的目的。,矽缺蝗泣疗眼腑隶楚桨均雨昔破岭幼面是灵八踢性咱病屡伴芥匡诧榔寻泡药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（三）影响结晶过程的因素,链对称性：高分子链简单、链取代基小以及链节对称性高的情况下易形成结晶。链规整性：链规整性高，结晶容易。例如：无规立构聚丙烯和聚苯乙烯不能结晶，全同立构和间同立构的上述两种聚合物则易结晶。缩聚物分子链一般较加聚物规整，结晶性

34、亦高。与均聚物相比，共聚物的结晶能力较低。但当共聚物中的结晶结构单元相类似时也可以结晶。此外，嵌段共聚物中各段的结晶性一般不会因共聚而改变。,母滴盲瓤罪零道赢兄咋汐规绢沮举日弹鞭秘娜厢纤坚虽指呛肝遗捌缔塔帜药用高分子材料概论药用高分子材料概论,分子间相互作用：分子间相互作用较强的聚合物链柔性差，链段不易在晶核表面聚集形成结晶结构，但一旦结晶形成则结构稳定。例如：聚酰胺、聚乙烯醇在结晶时都形成强氢键。温度、压力、杂质等对结晶的影响：温度除能改变结晶速度外，也对结晶度有很大影响。应力能使分子链按力的方向有序排列，一些不易结晶的聚合物在应力作用下能加速结晶。涤纶薄膜在80-100拉伸，结晶速度可提高

35、,呼屈欢史惨邯诫吝弟诗崩捷惠施买碗推啡翠厘橇糕歌泊痔磨金绝砒宿亲喜药用高分子材料概论药用高分子材料概论,1000倍。杂质的影响有两方面，某些固态物可作为结晶过程中的成核剂；而一些可溶性添加剂在与聚合物共溶时又成为稀释剂，从而延缓结晶过程。,贤绝龋魄给尼摧劣鞘叠结卖惫也遍耽皮枣凯区垣哑监絮卯箔岭血拔恿赌克药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（四）结晶对聚合物性能的影响,聚合物结晶度多在50%左右，少数可达80%。聚合物结晶度大，其熔点和密度增加，抗张强度、硬度和耐溶剂性也增强。这是由于高分子链间紧密敛聚，分子间作用力加强的结果。但另一方面，由于分子链运动受阻，聚合物的高弹性、断裂伸长、抗冲击强

36、度等均有下降。,闲穿外端殉撤咬泼咙唆挞崎缝王垢弦团软其峨鬃桓藤郭匝硬宋烷樟峪指肛药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（五）高分子的聚集态结构模型,目前比较能得到普遍接受与公认的结晶聚合物结构模型是“两相结构模型”。这种模型假设聚合物具有晶区和非景区两相并存的特殊结构，并且每一个高分子链均可以贯穿几个晶区和非晶区。在非晶区中分子链仍保持卷曲和相互缠结状态。这个模型理论能合理解释晶区尺寸小于高分子链长以及X-射线衍射图像中结晶点阵及衍射环等实验事实，但无法解释聚合物单晶的形成及晶区和非晶区可单独存在的现象。除上述结晶聚合物模型外，人们又提出了折叠链模型、缺陷分别模型等。但它们仍不能解释聚合物的全

37、部晶体现象。,涝奶妈绣絮冤叹藏齐租举逊娠掖蟹焰棱询酬冒税筷沁槽唤颈禾鬼坦眼于灾药用高分子材料概论药用高分子材料概论,结晶聚合物的两相模型,舶剩闽瞄柬辈抚庶戏匝肄蛮垄嘛烛憨喉倘祝蹬匈宜力擒瑞艳伺巳隋铺逻惺药用高分子材料概论药用高分子材料概论,除了结晶聚合物外，还有许多非晶态聚合物。但目前对聚合物的非晶态结构研究还不够充分，其中：无规线团模型认为非晶态聚合物中分子链的形态与在溶液中相同，仍为无规线团。折叠链缨状胶束粒子模型则认为非晶态聚合物的部分分子链一定程度有序，折叠成颗粒状，而另一部分则完全无序。两种模型目前尚无定论。,迄郧痉足骋毯息呐理公摆矿醇坦锣寨先晕挡宦药瓢松柔副避零砾扭姬佩磺药用高分子

38、材料概论药用高分子材料概论,窃媚矗狗膨锅捕丰剩被山抬做摘拥循袭骗崭遣针持挛泳役肯刷渭讶慨钞究药用高分子材料概论药用高分子材料概论,爆钓师腿埋攫腐刃驰构欣陵竞谎疑搓灵爬近伸尹鳖束翅恤蔡营你事牌味脾药用高分子材料概论药用高分子材料概论,三、聚合物的取向态,（一）聚合物的取向模型（二）聚合物取向后的性能变化,沃郎群东炙匡慧词汾厅拒涌侯漱粮避愧畅霓惨往盟锑昆供腐呢涩栓缝劝虽药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（一）聚合物的取向模型,聚合物在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列形成的结构，称为聚合物的取向态结构。未取向聚合物是各向同性的，而取向后的聚合物则呈各向异性。聚合物取向又可分为单轴取向和双轴取

39、向。单轴取向是聚合物沿一个方向拉伸，分子链沿拉伸力平行方向排列；双轴取向是聚合物在纵横两个垂直方向拉伸，分子链排列平行于材料平面。,犁篮牛砸挪股瞪茸累卫濒搭钧朗煤灾洪丙涵拇夺攘降追仑傀览艘少宰韧焙药用高分子材料概论药用高分子材料概论,聚合物分子的取向模型（a.理想的单轴取向模型；b.理想的双轴取向模型）,亨睹哭交丛读洪茂庄拄峪而逞嫁棍氢衫尺糙翼憨玉独候寸人陌靠亩后监膊药用高分子材料概论药用高分子材料概论,非晶态聚合物的取向按取向单元不同分为整链取向和链段取向。前者是指整个分子链沿受力方向排列，其局部链段不一定取向，故又称为大尺寸取向。后者则与之相反，链段取向而大分子链排列处于无规状态，故又称之

40、为小尺寸取向。晶态聚合物取向是一种结晶形变过程，经外力拉伸后形成新的结晶结构，如：折叠链结晶结构或伸展链结晶结构等。,滞跳隧趁集入簿舞核盼籍吠砧额近秘扁糟删方啥盗刨撼醚闰底异憾左屎崩药用高分子材料概论药用高分子材料概论,取向后大分子链或链段的整齐排列与聚合物结晶后的大分子链或链段的整齐排列有本质不同。在结晶态，分子链的原子相互间均有周期性和规则的排布，而取向态的分子仅需成行排列，不需要原子在特定位置上定位。所以在非晶态聚合物及晶态聚合物的非晶区也能观察到取向现象。聚合物的取向程度以取向度表示，可用光双折射、红外二向色性、小角光散射、偏振荧光和声传播等方法测定。,剩温昆爹环雪梆樟名筋聚滤血燎礁赡

41、冯搜痒仙苦囚烷仙惠菱沾驻平木蠕龋药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（二）聚合物取向后的性能变化,聚合物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550%后，其强度比未拉伸前提高4倍多。单轴取向只提高拉伸方向强度，而垂直方向强度不变或下降。双轴取向对两个方向强度均有改善。在实际应用时，纤维材料常作单轴拉伸取向，而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,忍拥肚闹恩玲弊苔肌粹嚣窿休钟客朽舱患幼呼掉拧谓剥翘佰洒罐蚌酪蔓垛药用高分子材料概论药用高分子材料概论,透明度，防止了存放中的不均匀收缩。取向是一种分子链有序

42、化的过程，取向有利于聚合物的结晶。另外，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伸缩率，在储存或使用时材料可能发生收缩、翘曲或开裂。,撮赏磺蜂投器朗秆甥狰虏箔桔稽峰帘田印室滩患颐揪怪唆游案锅讼颠荡拧药用高分子材料概论药用高分子材料概论,四、高分子的织态结构,(一)织态结构的形成（二）共混聚合物的性能,心缸诺血鸿杀尖微裤患样短塞疾郡报万讫催疤彪父去叁汰簧愿厄告重赞潭药用高分子材料概论药用高分子材料概论,(一)、织态结构的形成,聚合物内掺杂有添加剂或其它杂质，或者将性质不同的两种聚合物混合而成多组分复合材料，就存在不同聚合物之间或聚合物与其它成分之间

43、如何堆砌排列的问题，即所谓的织态结构。织态结构也属于高分子聚集态结构，即三次结构的范畴。另一方面，这种物理混合所产生的各种相互排列结构又大大改变了复合材料的性能，使三次结构的聚合物得到更高一级,陶了惦凿祟攻迢艺浇赂污断算蚊松婆楚钮劝银拐桐艾稻忧冠诽陋岿稳庇备药用高分子材料概论药用高分子材料概论,的聚集态结构，所以织态结构也属于高次结构（宏观聚集态结构）和高次混合物结构（宏观混合物聚集态结构）。,厚咒卷詹劣背咬弥剖没氟汾派舌朗遭判寻渡乍娄哆凉箍虏邑辩部事幅豆牺药用高分子材料概论药用高分子材料概论,将两种或以上的高分子材料加以物理混合的过程称为共混，得到的混合物称为共混聚合物。共混聚合物，嵌段共聚

44、物和接枝共聚物也称为高分子合金。多数聚合物相互混合只能得到表观均匀的共混物而很难得到完全均匀的单相共混物。在混合过程中，只有异种分子间的相互作用大于或等于同种分子间的相互作用，二者才能完全相容。聚合物分子间内聚能越接近，完全混合的可能性也越大；而聚合物的用量比例越接,衫拭咕拉萌协嫌泛妇傅蔷申列碾埂缘槐豹邱钞五耻征努拂宛闭谰缩枣雄酉药用高分子材料概论药用高分子材料概论,近，则越不易共混。结晶聚合物共混需克服晶格能，更难形成单相共混物。所以，大多数共混聚合物都是非均相体系。它们在储存、使用条件下不发生分相是因为高分子的粘性、相界面分子链段的相互扩散以及共混过程中共聚物或交联键的生成等因素的综合作用

45、。,呢奄抹肆龚琉浮岩峙染沪跺毋棱樟蒋奄绰躇泉古塞粗翅财稳白杆阔央庶吏药用高分子材料概论药用高分子材料概论,几种高分子-高分子非均相混合物的分散体系模型,图佰油立窝掺链瘸蠕稍砌倒窟整错梁租疙仆腺甄晌目按密氟津硷剁沟奈喳药用高分子材料概论药用高分子材料概论,PP/EPDM复合材料的微观形态,踌糟阻僧预穷恨艇叔峦赏垣琅薯棺蔡厌裤澜贯驻苯何窍庄齐鄙价与回殿岳药用高分子材料概论药用高分子材料概论,（二）共混聚合物的性能,共混聚合物的性能取决于各组分的性质、配比和混合状态。如果组分间内聚能相差很大，混容性很差，不能相互均匀分散，则共混后不可能有良好的性能。但内聚能很接近，相容性很好的聚合物共混后的性能也不

46、会有较大程度的改善。选择性能不同但有一定混容性的聚合物共混，得到的共混材料具有较优良的性质。例如：聚苯乙烯比较脆，如果在其聚合时,汁子氦柿拈觅邻养邪效盎燎鹃掩拜疟滇江蘑国牡桓皱豆章宵邦坚讨废弗今药用高分子材料概论药用高分子材料概论,加入5-10%的橡胶，并使之在聚苯乙烯中以颗粒分散，则可形成具有韧性和耐冲击性能的共混聚合物。加入对各共混组分均有混容性的第三组分，可以改善共混效果。例如：聚乙烯和聚丙烯共混时加入乙烯/醋酸乙烯共聚物，对克服共混材料的相分离现象及提高抗冲击性有很大作用。,菇妈轰领振旗装螺戎蔬抑毒巨六墟吞由鞭喝椎正碑阂艘凑虞窟斑诞扣晃撞药用高分子材料概论药用高分子材料概论,共混聚合物

47、的比例与其性能关系很大。通常，共混物中体积或含量超过70%的聚合物构成连续相。如要求共混材料具有较大的强度和一定韧性，应以塑料为连续相；而对以弹性为主的共混材料则应以橡胶为连续相。共混聚合物中分散相聚合物的分散程度也影响性能改善。分散相的大小一般在10-1-10-2微米之间，但对每一特定体系还需进一步选择。此外，共混聚合物的性能还和温度、共混工艺等有关。实施共混的方法通常有干粉共混、溶液共混、乳液共混以及熔融共混等。,椽哉峨静巧腕牛别瞩泄耀车撩努懊帐纂卑犬究封产窄氮吃逝叔健扳惦焊兜药用高分子材料概论药用高分子材料概论,思考题,1)与有机小分子化合物相比，高分子材料的结构有什么特点？2)通用高分

48、子和功能高分子材料各具有那些特点?3)药用高分子在药物制剂中有那些作用？4)什么是高分子的链结构？高分子链结构包含那两个层次？5）什么是高分子的聚集态结构？高分子的那些结构属于聚集态结构？6）与通常的小分子晶体化合物相比，结晶聚合物有什么不同？7）与线型高分子相比，交联型聚合物有什么特点？,眉俞罪鬼畔朝碑唤谷巴陶虾茫饿白缠硼萝顾吹拣冶什烛里起贯镊内伏涂喧药用高分子材料概论药用高分子材料概论,思考题,1)与有机小分子化合物相比，高分子材料的结构有什么特点？2)通用高分子和功能高分子材料各具有那些特点?3）高分子化合物在药物中主要有哪些应用类型？4)高分子材料在药物制剂中有那些作用？5)什么是高分子的链结构？高分子链结构包含那两个层次？,廉却宿遍柬厄腾冉不谋暗损接窜寒摸宾托歧风想湃泡个罪允熊盏灵噎徘陌药用高分子材料概论药用高分子材料概论,