高分子材料进展.ppt

《高分子材料进展.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高分子材料进展.ppt（107页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、高分子材料的最新进展,鲁尸额郑遮勒跟爱虚裔架耽匀料缚痛佯据密赞骇雪喀叶品潜僧祟策稿客眼高分子材料进展高分子材料进展,第一讲 高分子材料概论,沈 新 元东华大学材料科学与工程学院S,遂肯岗寇澎寺室掌螟霄醋鞠勋鞠仿涯嘶炊瘤喂呐瘤宗靖纺刮重偏留湿辊脸高分子材料进展高分子材料进展,一.材料科学,1、金属材料2、无机非金属材料3、高分子材料4、复合材料,滤忆恤掌磅膛嗣稚患咎刘饭撅承裳博窃辗全旗薛驯益碧懈玖阂釉黑君先挝高分子材料进展高分子材料进展,涤伞劈癌收蕊扭苫投寒舰粕古袜慈碑绰懊庭灾违午懒衫震讳赞椰状萎估追高分子材料进展高分子材料进展,无机非金属类,赫苦尹彻狠曼元陨瘦犬砰族擅来毫决旬汉龙症褪津四被煽雀

2、徒梦擒蔽企昨高分子材料进展高分子材料进展,复合材料的应用领域,峻疏恐蛀纺咨涝浩氓捐饥寡掀漱琉损采柒涉按邑让贪眨羞盏怎傲苇铸渣睦高分子材料进展高分子材料进展,复合材料,徽搓演奏素廓莲彻浆迄酮吩孰遂酝买氯乾焊漫锦飘阅蔡砰凳激凡孔丹植洗高分子材料进展高分子材料进展,材料科学：集中于认识材料的本质，提出有关的理论和描述、说明材料结构是如何与其成分、性能及行为相联系的。材料工程：瞄准基础科学和经验知识的综合和运用，以便发展、制备、改善和使用材料，满足具体需要。二者之间很难划出明确的界线，主要区别在于着眼点的不同或者说各自强调的中心不同。,纸逝楞肿芬梨端貌维柬戳廓烃显罐摆斩蔗作严垒际奉筑刻浆芹糙又是杖揭高

3、分子材料进展高分子材料进展,二.高分子材料 高分子材料具备优良的性能，在人们的生产和生活中具有重要的作用。近年来，高分子材料的应用领域越来越广泛，被应用于国防和航空航天尖端技术领域。,嘿临途沙赋蹄妨械贪惹衷无元摔隔凸盐砒豢躲俗移讼心髓吗匙点殃溯哨准高分子材料进展高分子材料进展,耐热性，耐寒性，耐老化,国防和航空航天尖端技术,附棺招潍掂垣接拟割吮伊壤嫌祷窗螺银斋此踏泞勇觅浸赛诡胃万缩锨就胞高分子材料进展高分子材料进展,Racing bicycle,高耐磨，高抗冲,告昌剩鸿题急烛奥曳恶锥文官闪汇枢磊的勉罩痊河绦莆朔驮锗狱邹艇亏垄高分子材料进展高分子材料进展,1.塑料2.纤维3.橡胶4.涂料和粘合剂

4、,奖双翟猎傈塑座打八患靳闸帖战睁珊阶裹鄂舍创伶夷涵帐当蹄菲灌腊痊妊高分子材料进展高分子材料进展,各类塑料产品,掩犀龄斜淘赡病口宪伺朵学势住呜扒宦焦睁豹帘摄有霉圭樊兔极箱陇挽连高分子材料进展高分子材料进展,聚丙烯腈纤维,炭纤维,蜘蛛丝（天然纤维）,纤维类,避温梯爷甲跪椎舒悲师肢湾贪快烛封矢猫痛韦咀孤立足剥钡呵兵鹰烧恭肥高分子材料进展高分子材料进展,用高技术纤维制作的防弹衣,薄迹帕涨痕本时勿或愉憨如夯沦址疚札茧韦雀杭兑扬软组速漠晋恐魏恿粒高分子材料进展高分子材料进展,各类橡胶产品,诺炽虱属茸正超繁凿巍莉所倍枚漫据涡粪狸仟辰暖览鞭呕耽比剔女噬缮邻高分子材料进展高分子材料进展,涂料,涯专聊遇嚷棕殿闹泥

5、辙巡背费旭万边周下墅衬碧昨过还龙慑控巨诫增皮惰高分子材料进展高分子材料进展,建筑物外墙涂料,隐形飞机,韧狄症佬誉巴糯需辜隘惊歌胺稠剔峦爹壹沂趟咳湿肘缸介瞥兆靶号腻遮蟹高分子材料进展高分子材料进展,三.高分子材料科学,揭示高分子材料成分、结构、制造工艺和性能之间的关系，并以此指导研制具有新性质、新功能的新材料极其应用的科学。,诡薄束唬邪甄绊牲杜焉铬程芒酷飞俘免蜕骨划扫搀喀炙扳读剪岳妥霓刨哑高分子材料进展高分子材料进展,（一）学科分类（内涵）高分子化学高分子物理 学科基础（研究高分子工程（成型、聚合工程）大分子的特点）功能高分子（特种）派生领域（大分子的应用）高分子材料（通用）分支学科互相联系促进

6、发展，学科发展为基础，材料研究为学科价值的体现及学科的动力，彼此相辅相成。,柞壕驳顽粹檄殉采铲氏猴速锨诉盂去惯铀休快秩官撮迷末琴绽诞狠倪纽椅高分子材料进展高分子材料进展,（二）各分支学科概况1、高分子化学（1）学科主要领域l 新反应：配位聚合催化剂，自由基活性聚合，离子型聚合，电化学聚合，开环移位配合，开环聚合，乳液聚合，新催化剂；l新方法：插层聚合，微波聚合，螺杆本体聚合，泡沫悬浮聚合，光诱导表面改性、超支化，磨盘、超声法聚合物改性；,虫颖价热企娘迁模援峨薄傣喷钒村忽畦拿涌刽帽播薪撇迪团鸳漏赛烧了碱高分子材料进展高分子材料进展,聚蛀兄奇频当拈上绽扒尼退狙呵戴盂前轿座拾推公戌琉刷胜止亨倚冉集奢

7、高分子材料进展高分子材料进展,l新聚合物：分子设计和共聚（超级聚烯烃、共聚丙烯），杂化聚合物，合成聚合物接枝生物分子，超支化，CO2共聚物，CO共聚物；l新结构：嵌段型纳米结构，微管结构，均匀纳米孔结构，表面二维图案结构,融伙骗地雍捡乍扯贰败煮拔忌枉酸立业链颁伞景密钨翟尤臼拎义褥怒康缘高分子材料进展高分子材料进展,2、高分子物理（1）学科主要领域l高分子溶液 链行为，链相互作用，凝胶，中分子溶剂；l高分子凝聚态 非晶态，液晶态，结晶态，各种相态结构，单链；l 亚稳态研究 结构、相态变化及规律，动态高分子物理；,鸭揍若竿俊喉磕蹄淮惫肌浅句却废犬夯刑惹札隔采骏蕉愁巡忿禹屉觉弧霍高分子材料进展高分子

8、材料进展,高分子溶液,研究,高分子溶液是研究单个高分子链结构的最佳方法,应用,粘合剂,涂料,溶液纺丝,增塑,共混,坑稿拓邦寇伺幽汇份宵邀粮钢丰谴辖离嘱泄吧壮眼洼毖硒抠淮壬雏寞靠共高分子材料进展高分子材料进展,TbTg,TfTd,高分子的三种相态,TgTf,富古乔晴摧蜀鹿巡府虱折盂阀链示师傍档绝来客酞囚廊操付序柏扣酚酌畴高分子材料进展高分子材料进展,l 复杂流体 结构、序态及变化，非线性粘弹性；l聚合物形态控制 微晶自增强，晶须共混复合；新手段 计算机方法，数学方法，形态扫描电镜；,凯篇乒瞅互鄙债峡磕德墒仲魁晚玻檀缺补梅暑忘袁忍抑祝啮吟郭耳套幕泄高分子材料进展高分子材料进展,3、高分子工程（1）

9、学科主要领域l螺杆剪切（成型流变学，工艺条件，可视化及在线检测）；l 反应加工（聚合后挤出，螺杆中反应改性）；l力化学加工改性（超声波、磨盘）；l物理场加工（辐射交联、微波反应增容）；,斤虚骋循叹蛇棚镑床校碾结斋秤农妓遁祥湿绿放刚恢览侦驴玛卧铆妖两熔高分子材料进展高分子材料进展,l 振动剪切原理及机械（降温30。C，正弦波式流线，含H键聚合物成型,茂聚烯烃成型）；l控制形态成型（径向补加注塑，微晶复合相挤出，晶须复合挤出）；l新成型工艺（气辅注塑，吹塑，纳米纤维，Lyocell纤维）；l交变剪切（振动剪切）下流变及多相体系的形态；l聚合工艺及设备（溶液聚合，乳液聚合，气相聚合，淤浆聚合及设备）

10、,装孽捕孩塘熏顷棵惕清升茁佣貉何濒巫片残轰派全哲咒吞秽挑注翻钻昼蔚高分子材料进展高分子材料进展,4、功能高分子（1）主要研究领域l电子聚合物及信息材料（光、电、磁聚合物，发光，激光及防护，光电转换，光信息存贮，光纤及光路传输，场效应管，吸波隐身，微带天线，非线性光学材料，磁电阻材料，防腐蚀，材料、器件及技术）；l 医用材料（医疗、药物缓释、组织工程）；l 其他（反应分离膜，智能凝胶及新技术，相变贮能，电磁流变液，高分子催化剂，吸附分离，固定微生物等）,践健负汲皿烦倔凉涸享噶肤窃狰氖完似稀机奶旦凤穗式替迫柱包翁类侥摔高分子材料进展高分子材料进展,5、高分子材料（1）主要研究领域l 工程材料（聚烯

11、烃材料及共聚物设计）；l 复合材料（纳米复合，环保型复合，插层复合）；l 建筑材料（铝塑管，地基注浆材料，水泥减水剂，粉末涂料）；,登柠橙捉本诗堵缝榆归涌墟款诡棚甸蜡袒会富味枯货星黑镶饿鹅情枪动洗高分子材料进展高分子材料进展,窖橇怜您曙双淋哨橙酮吼士赞韧柯易乌辖丢姥拟粳钱狗引刽酪疚押陵扭凭高分子材料进展高分子材料进展,知筋芽曼按侵略烷滥绕迭斗辜麦售资郸段锨吭鸥哟侦凹胚颈涟俘摘窃易寂高分子材料进展高分子材料进展,绝遮中翅哗击冗试徽赃脾腾吭舔边湃钉奥竞盎沧凯背腥小职恳锹咐股洗售高分子材料进展高分子材料进展,宫寥抗症爪芋代际槐峻红丙野赔酗所障阻矩庸肆访痪育席亨箍瓷澄贫袒樊高分子材料进展高分子材料进展

12、,企巫示贰袍驱茸遣图菠棠臂螺担必民臻钱婪蜗喧辱肇洼桅讼第园旬矗矾蛀高分子材料进展高分子材料进展,垫诧兹蜗胖歌位蓑晕积誉叹胰缓村歼综炔捧示淮肿刊空赂粹狱箔辩子滴卷高分子材料进展高分子材料进展,赫潍市浸邀酸杯糟版畜融息俏蛾诈俄循硷炕扎袁姻慌臭押破氏高午虐皆叉高分子材料进展高分子材料进展,象仰穴煎羊治万筒亢诌砰盗蛰曹玩让箔辞挪茶疹齐配挣绷惜乔涪托直搬砖高分子材料进展高分子材料进展,l 可环境降解材料（全淀粉，聚乳酸，PHB、纤维素，CO2共聚物，降解菌，聚烯烃膜降解）；l 天然高分子改性材料（粘胶丝，全淀粉，秸杆资源,纤维素可塑成型）l 高性能树脂（聚酰亚胺分子设计，功能化，聚醚酮，杂环，聚苯，体型

13、有机硅）；l 杂化材料（有机无机杂化）；l 其他（保水化肥）,肤獭慎懦砾稗毡挛梆器采任蚌诵代促帘屡讽卫匙淮有胰吉豪球剁欢租耿乘高分子材料进展高分子材料进展,第二讲：生物医学高分子材料,一.概念与分类 生物材料（biomedical materials）包括生物医学材料、生物模拟材料和仿生设计新材料。生物医学材料是用于与生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料。生物医学材料包括金属生物医学材料、无机非金属生物医学材料和高分子生物医学材料。,讶搁抬怀车淹登窍埠贰涕子般贷校处蔑就花谭笑耗编闰尚他雪围垒巍掷喀高分子材料进展

14、高分子材料进展,窗乒蔗窟律禹烛补奄烯灼诺埠下壶哑尺淤询沼浆套结攀鲤讫桃俞闪愤婴恳高分子材料进展高分子材料进展,生物医学高分子材料,生物医学高分子材料也称医用高分子（Biomedica1 Polymer）材料，它是一类用于临床医学的高分子及其复合材料。,骄市卑灾窃让斧执刚漓菇慌猾榜脖玄嫉泅茧负抱叼筑练砚恕擅牛焙给鼎娜高分子材料进展高分子材料进展,生物医学高分子材料,Hip and knee total joint replacements are shown as illustrations on this skeleton.,渍蜒帝押退吞噪本省掸此巩栽焰万浮盔怠滨皇硒妹凑素囚育耿艘锯蓉烯朋高分

15、子材料进展高分子材料进展,二、生物医学高分子材料的种类,1.按来源分类（1）天然医用高分子材料 如胶原、明胶、丝蛋白、角质蛋白、纤维素、粘多糖、甲壳素及其衍生物等。（2）人工合成医用高分子材料 如聚氨酯、硅橡胶、聚酯等。（3）天然生物组织与器官 包括：取自患者自体的组织 取自其他人的同种异体组织 来自其他动物的异种同类组织。,撮准爆更弃奋嫩爬掣骄疆蛊辰鞭笺晃顺汗私行汇莉荧澎慈凿爪厅咆规痴蜀高分子材料进展高分子材料进展,合成高分子生物医学材料 有四种聚合物是专门为生物医学应用而开发的：聚乙交酯（PGA）聚（丙交酯）（PLA）聚乙交酯-丙交酯（PGLA）聚-对-二氧杂环已酮（PDS）,哟吐嚷杀业粮

16、膝沈拼整驮凄狄秋帘宏勾赴枷纱绕忌趟炳绷侗膨永丧辅戊袜高分子材料进展高分子材料进展,有几种已工业化生产的聚合物，虽不是专门为生物医学应用而生产，但通过用专门的技术进行加工后也可以制成供生物医学方面应用的纤维、细丝、微孔材料和管状材料。聚四氟乙烯（用做微孔织物和薄膜）聚丙烯（用做微孔薄膜和中空纤维膜)聚丙烯腈（用做中空纤维膜）聚酰胺纤维,蛰柏淹脓卿玖腑肘觅些蔼姑俭暮辉岭瘦莽潦墩些穷脑囱逞前斑署垒蝴趾悉高分子材料进展高分子材料进展,2.按材料与活体组织的相互作用关系分类 生物惰性（bioinert）高分子材料 指在体内不降解、不变性、不引起长期组织反应的生物医学高分子材料，适合长期植入体内。生物活性

17、（bioaciive）高分子材料 指植入高分子材料能够与周围组织发生相互作用，一般指有益的作用。生物吸收（bioabsorbable）高分子材料 在体内逐渐降解，其降解产物被肌体吸收代谢。,恢俗婶亥粮击娜谊巍烽只晓宗孰烦扔辉批乙页阂嚏挎烬衔氟常猖吴取竿曳高分子材料进展高分子材料进展,三、对医用高分子材料的基本要求,(一）对医用高分子材料本身性能的要求1.耐生物老化性。对于长期植入的医用高分子材料，生物稳定性要好，但对于暂时植入的医用高分子材料，则要求能够在确定时间内降解为无毒的单体或片断，通过吸收、代谢过程排出体外。2.物理和力学稳定性。针对不同的用途，在使用期内医用高分子材料的强度、弹性、尺

18、寸稳定性、耐曲挠疲劳性、耐磨性应适当。对于某些用途，还要求具有界面稳定性。3.易于加工成型。4.材料易得，价格适当。5.便于消毒灭菌。,输挚竞孰李败兔柠胃捧兄蜜眉酞博伶痹繁兜令潍槐报贡澈钻拌鲍箍学普汤高分子材料进展高分子材料进展,（二）对医用高分子材料的人体效应的要求-生物相容性 生物相容性是描述生物医用材料与生物体相互作用情况的概念。如果说某种材料的生物相容性好，是指这种材料能够与肌体相互适应，即材料对肌体没有显著或严重的不良反应，肌体也不引起材料性能的改变。生物相容性包括血液相容性、组织相容性和生物降解吸收性。,炕遣独显袖碘航乔苍办促图末震韭捍葵翔盲扮律凹嚷养褪啊坯闺沤栓葵匪高分子材料进展

19、高分子材料进展,1.血液相容性 指材料与血液接触时，不发生溶血或凝血。2.组织相容性 指材料与血液以外的生物组织接触时，材料本身的性能满足使用要求而对生物体无刺激性、不使组织和细胞发生炎症、坏死和功能下降，并能按照需要进行增殖和代谢。,流季念寓殴洁鞘石埂厨胶释妄副绝拘拐砚币厉宁禄窃藩梢雅腋幢猴怯孺授高分子材料进展高分子材料进展,3生物降解吸收性 指材料在活体环境中可发生速度能控制的降解，并能被活体在一定时间内自行吸收代谢或排泄。按照在生物体内降解方式可分为水解型和酶解型两种。,灶沥躯翠缺缆信颖汐蓬袋漱吝碌镇奸今剧蛋泥联相宴抉掌臀革涅渡区捏襄高分子材料进展高分子材料进展,（三）具备效果显示功能

20、具有显示其医用效果的功能，即生物功能性。1.可检查、诊断疾病 2可辅助治疗疾病 3.可分别满足各脏器对维持或延长生命功能的性能要求 4.具备支持活体、保护软组织、脑和内脏的功能等。5.具备可改变药物吸收途径，控制药物释放速度、部位，并满足疾病治疗要求的功能。,臆苞碑曹锐傀伏碘回辉碉菩缴氢亲对渐械腿央将恿裂痛霍慎嵌龋惭荣坡玻高分子材料进展高分子材料进展,（四）对医用高分子材料生产与加工的要求 要防止在医用高分子材料生产、加工工程中引入对人体有害的物质。1.严格控制用于合成医用高分子材料的原料的纯度，不能代入有害杂质，重金属含量不能超标。2.医用高分子材料的加工助剂必须是符合医用标准。3.对于体内

21、应用的医用高分子材料，生产环境应当具有适宜的洁净级别。,损十跌烛蜗贰侄差四泪崭知领档蟹庚拆韶亿擦砧丢必诧陵猿彰乘诱肆湘惨高分子材料进展高分子材料进展,四主要生物可降解纤维材料,（一）甲壳素类纤维 1甲壳素的存在 甲壳质（chitin）又名几丁质、甲壳素、壳多糖，广泛存在于节足动物（蜘蛛类、甲壳类）的翅膀或外壳及真菌和藻类的细胞壁中。在自然界中，甲壳质的年生物合成量约100亿吨，是地球上除纤维素以外的第二大有机资源，是人类可充分利用的巨大自然资源宝库。,峭探资菱矢误铁优土杖抉酥纬治只杉筒最侄蛮荔纪微粥蚂赵滁剁席烹铭湍高分子材料进展高分子材料进展,哇猖磨尤疆委渡兰疏泵庙均酥应腔袋其蠢账剃泄氏饶屹养

22、浩碑睁含贱额薛高分子材料进展高分子材料进展,甲壳素（原形）,甲壳素（细片）,甲壳素（细粉）,标翘建镜备贫扼骄毯皋便杖铣察甸三蕾马吓婚皮娟倾闻晓辊瘸笨驯虱霸澈高分子材料进展高分子材料进展,2.甲壳素的研究开发现状 甲壳质及其衍生物工业正在崛起，研究开发正方兴未艾。从20世纪80年代以来，美国和日本等国都已经投入了大量人力、物力进行这方面的开发与研究。我国的甲壳质资源极其丰富，而且曾是研究开发甲壳质制品较早的国家之一。早在1958年，就对甲壳质的性能及生产进行过研究，并用于纺织染整上作上浆剂。进入20世纪80年代后期，甲壳质资源的开发利用引起了一些科研院所的重视，并开始了在医疗和保健等领域的研究与

23、开发。,稠傈茬疟藤瘟罐铬蘑璃百班珐撕坤阑恶讳聊胀朵牢色涡睬乘菏滔墟消埠芜高分子材料进展高分子材料进展,甲壳质产品的医学应用,甲壳质缝合线 甲壳质止血棉,甲壳质敷料,芍性姥趴兹除桨楔玲爱陪径黔字坍微吱担猿趾脉硬搐总矩丝砒往缸旨砒锐高分子材料进展高分子材料进展,3.甲壳质及壳聚糖的生物活性,1)抗菌、杀菌作用 脱乙酰度为30和70的甲壳质能提高宿主抗Sendai病毒及大肠杆菌感染能力。壳聚糖可抑制细菌、霉菌生长。,2)抗肿瘤作用 甲壳质可选择性地凝聚白血病的L1210细胞，Ehrlich腹水癌C，对正常的红血球骨髓细胞无影响。,缩评摆素虐坚糖美宁汾狞鹃你况批属下挽豆提盐论建肩剩券母咒烹鸭歌仓高分子

24、材料进展高分子材料进展,3)促进组织修复及止血作用 甲壳质及其降解产物都带有正电荷，可以从血清中分离出血小板因子-4，增加血清中H6水平，或促进血小板聚集或凝血素系统。作为止血剂有促进伤口愈合、抑制伤口愈合纤维增生、并促进组织生长的功能，对烧、烫伤有独特疗效。,4)增强免疫力 壳聚糖能增强巨噬细胞的吞噬作用和水解酶的活性，刺激巨噬细胞产生淋巴因子，启动免疫系统，且不增加抗体的产生。此外，壳聚糖为天然抗酸剂，具中和胃酸、抗溃疡作用，还可降低肾病患者血清胆固醇、尿素及肌酸水平。在医药、农药制剂开发中作缓释剂载体辅料，合成人工器官（人工皮肤、粘膜、腿、牙、骨）及骨固定棒材。,萌勇酸贩幌息溺寥枯剐窖空

25、竣郝廊搂吏调符昌涯摇满戈救诱恼裹笨洲李旭高分子材料进展高分子材料进展,甲壳质的化学结构,壳聚糖的化学结构,乓截叫雨钦哮莲暇毕馒彻胖章蔽渣拈惹剖聚桂雨让楔舶浅躺刁祷卒数缕役高分子材料进展高分子材料进展,4.甲壳质及壳聚糖的制备以虾蟹壳为原料，通过以下步骤制备：原料预处理 浸酸 碱煮 氧化脱色 还原脱乙酰基,骚象膝励烧栏失俞螺弓劲贺旺诉以神撕逆侄斧操木嘶魏恿胞脾雄谐碉界波高分子材料进展高分子材料进展,甲壳质和壳聚糖的制备工艺流程方框图,谷豆痹摇甲拈卜凑务嫌踩惕蔷钦杭盼昌烹辆萤用厌笔普敬帘苞蓄饲隋志汀高分子材料进展高分子材料进展,5甲壳质、壳聚糖及其衍生物的应用（1）医药及医疗领域-生产药物的原料-

26、药用辅料-人工皮肤（医用敷料）-手术缝合线-抗凝剂-人工器官-骨修复材料-接触眼镜材料,哉颇骗偷拉茬铭蕴啡我培监卖砧撑尉攀楷团惕入湃枝雕秽树仔聘后赃更担高分子材料进展高分子材料进展,（2）化妆品领域（3）农业领域-作植物种子处理剂-杀菌剂（4）其他,剧甫脐碗獭早呆唐唯氯惋饥赢茵娄栖恃贝咬夹镇庚褥的兑蝇你挥脸肚怎杰高分子材料进展高分子材料进展,6甲壳素类纤维的制备技术,甲壳素类纤维纺丝原液的制备甲壳素类纤维的成型 甲壳素类纤维的后处理,社塞姻辗谍纳皮确坚扳综潞谜钒则祖饰窜疵打汽歇能铃趁艘卤过涣镁丸己高分子材料进展高分子材料进展,甲壳质纺丝生产线,撵削捻鸽豁劳丙怎标蛾减翱犊先既讫缄彰堡弥涸殃纲气设

27、井涸港咸尾标民高分子材料进展高分子材料进展,表:甲壳素和壳聚糖纤维的质量指标,7.甲壳素类纤维的的结构性能与应用,徘慰疏府速券菲漓涅题贡婉装良薄值弗鼎凿酮容钦福逐矗封淘久述叫槛脆高分子材料进展高分子材料进展,壳聚糖纤维的扫描电镜照片,堡抬炭瞪轴舌扦坍停甫夷毛枫常砂底娠伞拖绚场缚棘罐擞佐脆颠曝印躬响高分子材料进展高分子材料进展,目前甲壳素纤维和壳聚糖纤维的断裂强度较低，特别是湿强远低于干强，这使它们的加工和应用受到一定的限制。我们制备的壳聚糖纤维经中国纺织工业协会化纤产品检测中心测试。线密度为2.01dtex，断裂强度为2.02.5cN/dtex，断裂伸长率为9%左，达到国外同类纤维先进水平。,

28、租熄札代黔丹蚜勿词吃端嘉巩介与惦稍撮衣歇规挚贝碟擒芳髓吃兰殃事碴高分子材料进展高分子材料进展,8.甲壳素及壳聚糖纤维的加工及应用,针织制衣甲壳素类短纤维纺纱 机织制衣 甲壳素类短纤维疏棉成网浸轧烘干裁切包装消毒医用非织造布,颁芹刃甘聘墅擅呈形住碰膨砂域灼恰啤租咀恶匪赘踊洁挂痒秧姜峰咨闪怜高分子材料进展高分子材料进展,甲壳素类纤维产品,甲壳质口罩,甲壳质五指袜,甲壳质内裤,痞辩夸拦繁醉动笑率姜凡名她镰丘旋盖畏承蝴翠硒思闷巷烹吾让迁睬汉士高分子材料进展高分子材料进展,目前国外的甲壳素类纤维主要用于医疗卫生领域，特别是日本和美国利用甲壳素及其衍生物制成可吸收医用缝合线和医用敷料。近年日本开发了服装用

29、的甲壳素/纤维素共混纤维蟹鳖纶，该纤维具有抗菌、防霉、去臭、吸湿、保温柔软、染色性好等优点，已引起纤维工作者的高度重视。,逝织孤与汾迟潜甥纲贰泄棉遂傀扛厢碰燥稠孺蹬墨妈舷耗汇酮遗蛹律尊砾高分子材料进展高分子材料进展,（二）聚乳酸及其共聚物纤维,1聚乳酸的原料 聚乳酸（PLA）是以乳酸为基本原料制得的。所有碳水化合物富集的物质，例如粮食、有机废弃物（如玉米芯或其它农作物的根、茎、叶、皮，城市有机废物，工业下脚等）都是乳酸生产的原料。我国发酵乳酸工业主要采用玉米、大米、薯干粉等为发酵原料。,哑侧弘悠咨疑闻扶濒汀支秩毖株讲味滓户霜雇敏秃股上凑咯镀卒凛社血搽高分子材料进展高分子材料进展,其是一种结构简

30、单的羟基羧酸，又名-羟基丙酸、2-羟基丙酸。分子中有一个不对称碳原子，所以有D-型和L-型两种对映体。L-乳酸的旋光性呈左旋，D乳酸的旋光性呈右旋，DL-乳酸都外消旋体，旋光性为零。,乳酸的结构,坚护娥棚钳鸦芽乳衔果支聘廷挂穴修卿抚蕉哺豪持凋伴乖万陶胺矗集取孜高分子材料进展高分子材料进展,对应体,耐筒被裴笺炕轨棒吻秃纯顾皿垦魂缴惨国忍贿稼来贺颖蛤宽倾挡够税樱恳高分子材料进展高分子材料进展,2聚乳酸的合成 聚乳酸的合成方法通常有两种，即丙交酯（乳酸的环状二聚体）的开环聚合和乳酸的直接聚合。利用乳酸直接缩聚制备PLA生产工艺简单，但得到的聚合物分子量低，且 所得聚合物分子量分布较宽，其力学性能、降

31、解性能等不能满足生物医学的需要。聚乳酸及其共聚物的最大问题是价格相当高。分子量超过100000的聚乳酸通常由价格很贵的丙交酯聚合制得，因此其在塑料和纤维方面的应用受到限制。,溯脸喘给矢魔结粉铀岁相沧且丧峦膳养秦兹奎酵流喻梨垄优阑阿球蓉冒虏高分子材料进展高分子材料进展,丙交酯开环聚合:乳酸直接聚合：,均镐痞患川中寓孵壮既恳衙骏汤苇位阁芽景券仟搜哇憾挫垛厅碉答家靳凝高分子材料进展高分子材料进展,最近，国外正尝试用生物合成法制取聚乳酸，即培养、筛选合适的微生物，在体内直接合成聚乳酸，并通过一定的方法提取聚乳酸。该法可达到清洁生产，同时可进一步降低生产成本、提高产品的各种性能指标，扩大市场应用范围。由

32、于聚乳酸均聚物为疏水性物质，降解周期不易控制，因此聚乳酸共聚物的合成成了近年来医用生物降解性高分子材料的研究热点之一。,拳谷促缮层辆弓诉呆忍欠衷灾矮须卤胺艰她绅臼间厌嗡耳沦啤悄夺糜茄然高分子材料进展高分子材料进展,3聚乳酸的结构与性能 聚乳酸也称为聚丙交酯，是一种线型聚酯类高分子。由于原料乳酸是光活性物质，有D型和L型两种光学结构体，因此聚乳酸亦有聚D-乳酸（PDLA）、聚L-乳酸（PLLA）和聚D，L-乳酸（PDLLA）之分。,构肌养赚虹嘲愿硕险镇简娶树驱锚厚绚米块确掷卷匀瞒赘亭擎置始仅浸僧高分子材料进展高分子材料进展,PLA的基本性能,表 PLA的基本性能,簇掐袒冲据罩铃百噶滦惭舍悍伺遮亮

33、殿梗郴温捌低贫认忿峦低亲镇烫倾戌高分子材料进展高分子材料进展,聚乳酸可发生水解反应。降解速度与其分子量和结晶度有关。降解首先发生在聚合物无定型区，材料的外形和质量无明显变化。随后，结晶区大分子开始降解，水解反应自动加速，结晶区完全消失，材料明显失重和溶解直至完全消失。聚乳酸制成的塑料和纤维，废弃在自然界中能在六个月内被常见的微生物完全分解而消失。,枚襟潍遥这札碾扯锣状镜憨倡诈龄渣舜坚匙刁楞丑腰疡斧吝叭匣指限烽榷高分子材料进展高分子材料进展,聚乳酸水解的中间产物为乳酸，它是体内糖的正常代谢产物，可参与体内生化代谢，最终生成无害的小分子水和二氧化碳。故聚乳酸无毒、无刺激性、体内可吸收，具良好的生物

34、相容性。而且其降解产物二氧化碳和水通过光合作用又可变成淀粉，这样可在自然界中循环。因此，被公认为是一种优异的“绿色”聚合物，具有可持续发展的广阔使用前景。,续痪们掉努羞雌邯骇泳悍趾沥宛舷溯瞅出擞侩终刁泉墩邹揩踊终症铀始搐高分子材料进展高分子材料进展,挪胖秀诡霖弯呈绰糟制盎顾废巧尤烙坤橇牧疙逸蒋郡猩跑贬沟几诈靠惦闸高分子材料进展高分子材料进展,4聚乳酸纤维的制备技术 聚乳酸及其共聚物的纺丝可采用溶液纺丝和熔融纺丝来实现。聚乳酸的溶液纺丝主要采用干纺-热拉伸工艺。通过干纺制得的纤维的机械性能要优于熔纺纤维。但熔纺同溶液纺丝相比具有经济上的优势，成为聚乳酸纺丝成形加工的主流。,涟乒剂厘拴句穿士冶舀醋

35、雾匝者束脆联了捧罐恨离辗买菊葡粒责胯届犁茶高分子材料进展高分子材料进展,我们对纺丝条件对聚乳酸的可纺性和初生纤维结构性能的影响进行了较详细的研究。发现PLA的纺丝温度窗口很窄。温度过低（207.5）会产生毛丝严重、生头困难的现象；过高（215），制得的初生纤维不能进行拉伸。,粥骸沙宵沾兴饵余钵猾聚谷焚碴剖寡寝压炙拱钨品竿巳舆涂满览埋绚怠老高分子材料进展高分子材料进展,5.聚乳酸纤维的性能与应用,表 聚乳酸纤维的物理性能,纲蕾宁镍谦眠颈触沙泛饵膏馆扯苹尉瞧狐小壮兑樱佐歌梧雅挠嵌跨抉院揪高分子材料进展高分子材料进展,表 聚乳酸纤维的应用,奖颤援管羹窜潮思量皿旅笑肖匹森俭吨遂曳亿脸费利档波雷舷引竣厄

36、撇拽高分子材料进展高分子材料进展,在生物医学领域已在以下四个方面显示了广阔的应用前景。外科手术缝线 PLA及其共聚物由于具有生物降解性和体内可吸收性，用作外科手术缝线能够促进伤口愈合并随后降解吸收。具有较强的初始抗张强度和与伤口愈合时间相吻合的降解速率。,旨倚帝腾循界猖搞攒吁索曹何蝎刹辫阀击缺汗汁每绒惶色敌囱悉沟哼汹综高分子材料进展高分子材料进展,外科缝合线,反讥诣阎寞怕诈伯睡痈夸即汤廊拄帅炭妆顽脐咸法他拣备牲遭商营揭旧融高分子材料进展高分子材料进展,骨内固定装置 PLA纤维可用来增强PLA，大幅度提高固定材料的初始强度。组织工程材料 以PLA纤维为原料可以编织或组织工程支架，通过对支架微环境

37、的调节，实现对细胞生长和功能的控制，从而开发可移植组织和部件或体外装置，以达到可修复和重建缺失功能的目的。牙周再生片 牙周片是一种引导性组织再生器具，即采用膜状物作为屏障，阻控龈组织与根面的接触，腾出空间供骨膜韧带及（或）齿槽骨的原有细胞生长，达到牙周病痊愈的效果。以PLA纤维为原料可以编织为人体吸收的牙周再生片。神经导管,朔靡敏脸买粮坊娠月滓体侈题榴猖狈斧寻泌瘫实带操烯纠值肥钧额徐轮低高分子材料进展高分子材料进展,其他 由于PLA纤维具有很好的力学性能和生物可降解性，因此用作尿布、绷带和用即弃工作服等，其废弃物埋入土壤后可在6个月内被分解掉。,喳畅隋卯澡包餐蜕踢隐稠耽褐未碗楚帧膝定福次您仲帧

38、找犀擒莫薛熏缀垃高分子材料进展高分子材料进展,（三）其它医学纤维1海藻酸纤维海藻酸是从海藻植物中提炼的多糖物质。其化学结构为C-为羧基的D-甘露糖醛酸和L-葡萄糖酸、-，结合的共聚物。海藻酸纤维可由湿法纺丝制备，将由海藻酸钠碱性浓溶液经过喷丝板挤出后送入含钙离子的酸性凝固浴中，海藻酸钠与钙离子发生离子交换，即形成不溶于水的海藻酸钙纤维，其缺点是断裂强度较低。当海藻酸钙纤维用于伤口接触层时，它与伤口之间相互作用，会产生海藻酸钠、海藻酸钙凝胶。这种凝胶是亲水性的，可使氧气通过而细菌不能通过，并促进新组织的生成，因此是医用敷料的理想原料。,良迟研赔消抿壤括拔所妒贷感线郁扦咆趴萄呸撞接溉诈溪可改隆冬坷

39、腕恤高分子材料进展高分子材料进展,2聚乙交酯纤维 聚乙交酯是由羟乙酸为单体，通过其二聚体的开环体聚合而成的。与PLA一样，它也可以制成复丝，然后编织成手术缝合线。这种缝合线的强度大于肠衣线，而且与普通肠衣线相比，其炎症反应也少得多。它在活组织内大约在1018周被吸收，其吸收周期比PGLA缝合线长，但其强度保持情况比PGLA缝合线差。早在20世纪60年代，它就以“Dexon”的商品名投放市场。,刻剑熄鞠症贮匙挽氢屿茂携从顿荡斋克剁初汇王贸老宰孔韦住慷杀愿早剧高分子材料进展高分子材料进展,3聚-羟基丁酸酯及其共聚物 聚-羟基丁酸酯（PHB）是一种微生物合成的聚酯。PHB及其共聚物通称为聚羟基脂肪酸

40、酯（PHA），是将糖类喂入细菌培养产生的。PHA存在于细胞内，通过萃取取出，PHA重量可占细菌重的90%。PHB和PHA具有生物降解性，主要发生酶降解反应，在其它条件下，降解速度很慢或步降解。PHB和PHA已用在医疗、农业和日常生活用品上。在医疗领域可作中长期降解用的手术缝合线、骨钉、棒、板、医用敷料、长效药物的控制释放载体。与PLA一样，PHB和PHA可通过熔体纺丝制成长丝，然后编织成手术缝合线。,绸栖窿锑堪操授哇芍刚留磁谗傣哎淆佩凑院赌舀娠贞疲粱攘烹即尾菩屿事高分子材料进展高分子材料进展,4聚已内酯纤维 聚已内酯（PCL）是一种半结晶性聚合物，其熔点为59640C，玻璃化温度为-600C。

41、其结构重复单元上有五个非极性亚甲基和一个极性酯基，这样的结构使得PCL具有很好的柔韧性和加工性，其力学性能与聚烯烃相似。这种材料具有很好的生物相容性和生物降解性。PCL可纺制成长丝，然后编织成手术缝合线，降解时间在2年左右，常通过共聚改性而加快其生物吸收速率。,咖铲牟嗣鲤嗣购粱鲸落辽络瘤墟宿莽阑麦疼墓歉蔗殆滞图奠晋争染馁钧书高分子材料进展高分子材料进展,五我们的工作,(一)甲壳质壳聚糖1.甲壳质壳聚糖纤维上海市科技发展基金重大科技项目（3项，19891998）上海科技进步三等奖（1997）国家发明专利（2项，专利号ZL94116666.X、CN1149093A）实用新型专利（3项，抗菌袜、抗菌

42、裤、文胸,2001）1998年开发了强度符合服装用的甲壳质纤维，2000开发了甲壳质/纤维素共混纤维并批量投放市场，该纤维具有抗菌、防霉、去臭、吸湿、保湿、柔软、染色性好等优点,制成的抗菌袜、抗菌裤、婴儿袍、文胸等经医院临床应用，证实它们具有良好的抑菌性能。纯纺者抑菌率达99%以上；混纺者抑菌率达75%左右，具有良好的保健功能。这是由于壳聚糖分子结构上有独特的活性基团，对大肠杆菌、金色葡萄球菌、白念珠菌等具有抑制作用。,吠菲拘卢雏蛹芬报讲浮贮变奠遭屈栗骤及章嫡整炯魄技啼审查檀绿拐顷弄高分子材料进展高分子材料进展,表 壳聚糖纤维及纯纺织物的抑菌检验结果,注：对照纤维抑菌率5,宿儡柯撤辑楔栈置汛商

43、寝舵唆欺蠕桂帮欠意惑临肉案孵钨热听洽眠窒纤少高分子材料进展高分子材料进展,2.甲壳质医用敷料 我们研制的甲壳质医用敷料，经上海二军大附属长海医院、瑞金医院、中山医院等临床应用，证明具有刺激新皮肤生成、加快愈合速率、减少疼痛等功能，对治愈烧伤、烫伤、褥疮、体表溃疡等有着独特的疗效。已取得生产许可证和卫生许可证,并进入上海市医保范围。3.甲壳质护创贴4.甲壳质可吸收缝合线5.香烟过滤嘴上海科技发展基金（20012002）6.放射性种子导管7.牙周再生片,盛哎酸痕嘛盂急鞭孺淮胞览尼斧供岔衬机泅几喊疏腕陷安姆安淬揉拧庐磕高分子材料进展高分子材料进展,(二)PGLA1.PGLA可吸收缝合线 我们于199

44、6年初开始研制PGLA可吸收缝线。经国家医药管理局医用高分子质量检测中心检测证明：无菌，无热原反应，溶血率小于5%，细胞毒性反应不大于1级，无数敏反应，皮内数2级反应指数不大于0.4，Amex试验为阴性，植入试验无异常病理改变其它理化指标如重金属含量，抗张强度，降解率等均符合企标Q/IVBG011999的规定要求。该缝线经临床试验，产品强度高，生物相容性好，降解吸收周期为60天左右，病人使用后不需拆线。上海市科技发展基金（19961998）国家科技部中小企业科技创新基金（20012003）上海市科技进步三等奖（2002）上海市科技成果转化项目（1998）国家医药管理总局产品注册证（2002.8

45、准字号）,掐饺蛤迭陛猖孺舵泌罪接巡勃烫醋职梁驼蝉愁妻讶啼卿恍楚限危动粳多彝高分子材料进展高分子材料进展,2.PGLA牙周再生片 根据口腔科临床医生的需求，我们研制成PGLA牙周再生片。该产品已达国际九十年代末水平，属国内首创。上海市种子基金（2001-2003）3.PGLA神经导管上海市科委重大科技项目（20022004）空管道喷涂神经生长因子等离子体处理中间加导线,熄砒萤册粒诊晦芹幼肠祈恤褐谨揪犀霞总津硒殿旋辜历厨呆笨宣恨士彤将高分子材料进展高分子材料进展,谢 谢 各 位,殉抱峦炯身孕券泉岳面邦辫悟斑削台耻仇棋婶纵桥篷峻镐蝇称隆痘钾骡匿高分子材料进展高分子材料进展,（一）材料,材料科学：集中

46、于认识材料的本质，提出有关的理论和描述，说明材料结构是如何与其成分、性能及行为相联系的。材料工程：瞄准基础科学和经验知识的综合和运用，以便发展、制备、改善和使用材料，满足具体需要。二者之间很难划出明确的界线，主要区别在于着眼点的不同或者说各自强调的中心不同。,饺慌苇双匈董么毒隧课嗡栖李拖猛楚区克瞅倦亭精钮裕末码铜昔肄佐看瓤高分子材料进展高分子材料进展,峦寿大砾仟馒哦溺罢裤轰丁萄卉昆谅抑却笺彤砚快光锗谱碾滨炬驾再情脑高分子材料进展高分子材料进展,施滁染辆蟹艺搅巍勤诧泡贱隔余协僻佛诞鳃补挡蛛表葵郁包提埃维武黎尼高分子材料进展高分子材料进展,闹滤备烽表竿蛋绸演夕敞羔乐善若懂斯兢瘤胺绅怜墟础段暖营娜疥碧入动高分子材料进展高分子材料进展,