高分子材料的性質(zhì)范文

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篇1

關(guān)鍵詞：高分子阻尼材料；減振降噪；環(huán)保

一、高分子阻尼材料的工作機(jī)理

高分子阻尼材料的工作機(jī)理是在交變應(yīng)力等作用到聚合物時(shí)，由于因鏈狀大分子必須花費(fèi)一定時(shí)間去克服鏈段間的內(nèi)摩擦阻力才能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，在應(yīng)力變化過程中，變形往往會(huì)更為緩慢，特別是在某種頻率或溫度下這種滯后表現(xiàn)的更為明顯。這種變形滯后必須消耗更多的能量所以減小了振動(dòng)體動(dòng)能，最終實(shí)現(xiàn)減震的效果。

現(xiàn)如今，阻尼材料已經(jīng)有了更多的發(fā)展，新型阻尼材料的出現(xiàn)讓高分子阻尼材料的工作機(jī)理變得更為復(fù)雜，因此用傳統(tǒng)的方式來解釋是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。當(dāng)代的學(xué)者為了更好的解釋高分子阻尼材料的工作機(jī)理，試圖從粘彈性性能和微觀分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系來進(jìn)行剖析。學(xué)者Fradlin是最早定義阻尼性能和分子結(jié)構(gòu)關(guān)系的，他認(rèn)為互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物具有協(xié)同效應(yīng)，它可以使兩聚合物之間相互交聯(lián)而限制相區(qū)，促使分子水平混合，從而具有寬廣的阻尼峰。Thomas指出，聚合物中各個(gè)分子基團(tuán)對(duì)阻尼的貢獻(xiàn)不僅與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且還與在聚合物分子中所處的位置有關(guān)，進(jìn)而定量地提出了基團(tuán)貢獻(xiàn)分子理論。相關(guān)學(xué)者的分析，加深了對(duì)高分子阻尼材料的研究，讓新型高分子阻尼材料能夠應(yīng)用的更為廣泛，也擴(kuò)寬了高分子阻尼材料的研發(fā)領(lǐng)域和設(shè)計(jì)水平。

二、高分子阻尼材料的結(jié)構(gòu)性能

傳統(tǒng)的高分子阻尼材料具有一定局限性，結(jié)構(gòu)上呆板和單一的特性約束了使用者的使用需求，其主要包括離散型、約束型和自由型阻尼結(jié)構(gòu)。最近這些年以來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子阻尼材料已經(jīng)取得了更多的研究進(jìn)展，在設(shè)計(jì)上取得了矚目的成就，其中最值得關(guān)注的便是復(fù)合型高分子阻尼材料。它主要是通過簡(jiǎn)單物理組合來實(shí)現(xiàn)各種單一阻尼材料的混合，并轉(zhuǎn)換其中的性能和結(jié)構(gòu)從而衍生出具有更多性能的高分子阻尼材料。

（一）具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)

具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)在阻尼層和基本彈性層之間添加了一層隔離層，這是它和自由阻尼結(jié)構(gòu)最大的區(qū)別點(diǎn)。隔離層的主要材質(zhì)是鋁蜂窩、紙蜂窩、硬質(zhì)泡沫塑料等，具有高剛度、輕質(zhì)的性能特點(diǎn)。在彎曲振動(dòng)力作用于基本彈性層時(shí)，這個(gè)隔離層將拉壓變形的力度增大，從而阻尼層材料的能效隨之增加，類似于杠桿放大的作用，所以也叫擴(kuò)變層。具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)

（二）吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)

吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)和具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)存在一定相似之處，但是中間的聚氨酯泡沫不具備高剛度的物理特性，它呈現(xiàn)出的是柔軟的特性。因此，吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)往往在低頻震動(dòng)上具有更好的效果，如圖2所示。

圖2 吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)

為適應(yīng)低頻振動(dòng)，增加了泡沫層，該泡沫層就相當(dāng)于一根很軟的彈簧，而普通阻尼層就相當(dāng)于一個(gè)質(zhì)量塊，故其本身就構(gòu)成質(zhì)量彈簧減振系統(tǒng)，根據(jù)隔振理論，其有效隔振頻率k的范圍為k≥ 2 P，式中P為質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的固有頻率，可由下式求出：

式中m為上層普通阻尼材料的質(zhì)量，k為泡沫層的剛度，只要泡沫層很軟，就意味著P很小，有效隔振頻率就更低。適當(dāng)選擇質(zhì)量及彈簧，便可控制有效隔振頻率范圍。

（三）消聲復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)

消聲復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)的組成材料是對(duì)聲音具有特定作用的，纖維型或是泡沫型阻尼材料內(nèi)部有著空洞結(jié)構(gòu)，在聲波進(jìn)入到這些空隙中時(shí)，孔壁和空氣之間具備摩擦力，伴隨空氣間的粘性力，材料細(xì)纖維和空氣產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)能隨之降低，因此消聲復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)的消聲效果較為明顯。

（四）用于隔離地震的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)

用于隔離地震的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)，顧名思義是運(yùn)用到地震災(zāi)害中去的阻尼材料。把建筑物同地震運(yùn)動(dòng)相隔離的主要條件，一是支承座既能確保建筑物和其地基在水平方向上柔性連接，又能在垂直方向上提供足夠的支承剛度，二是支承座具有吸收振動(dòng)能量的能力，圖6即為其原理圖。

圖5 用于隔離地震的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)原理圖

三、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，高分子阻尼材料也得以展開深入研究，并應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域中去。現(xiàn)如今的高分子阻尼材料主要呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì)。

一是高分子阻尼材料的寬溫域和高性能。高性能阻尼材料的要求主要為材料在寬溫域內(nèi)應(yīng)具備高損耗因子（tanδ）。互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（IPN）由于網(wǎng)絡(luò)間的相互貫穿、強(qiáng)迫互容、協(xié)同效應(yīng)及特殊的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)、雙相連續(xù)等形態(tài)特征，可有效拓寬高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg），這已成為目前制備此類材料頗具前景的方法。

二是高分子阻尼材料需要對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響小。由于當(dāng)前社會(huì)環(huán)境壓力不斷增大，因此對(duì)于任何新型材料都要求具備較好的環(huán)保性能，因此高分子阻尼材料也朝著無溶劑型材料、高固體分、水性材料方向發(fā)展，從而具備環(huán)境友好性。

三是高分子阻尼材料的精細(xì)化和智能化。隨著科技的發(fā)展，高分子阻尼材料已經(jīng)朝著智能方向不斷發(fā)展，也表現(xiàn)出更多的應(yīng)用前景。在未來的研究工作中，改進(jìn)智能材料成為了重中之重，只有這樣才能符合科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的需要。

四、結(jié)語

現(xiàn)如今，高分子阻尼材料已經(jīng)在全世界各地廣泛應(yīng)用開來，也形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，德國(guó)漢高便是行業(yè)里的重要代表。在未來的發(fā)展過程中，高分子阻尼材料已經(jīng)朝著寬溫域、高性能、環(huán)境友好型、精細(xì)化和智能化的方向不斷發(fā)展，也成為了各個(gè)生產(chǎn)S家研發(fā)的重要考慮因素，特別是在開發(fā)環(huán)保型材料，水性材料和無溶劑材料方面成為了該領(lǐng)域研究中的重中之重。相信只要加快材料的綠色化進(jìn)程，高分子阻尼材料將會(huì)表現(xiàn)出更為重要的應(yīng)用作用，逐步縮小我國(guó)同國(guó)外材料發(fā)展的距離。

參考文獻(xiàn)

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篇2

關(guān)鍵字：新型高分子材料；高分子材料應(yīng)用；新型高分子材料的開發(fā)

引言：

高分子材料是指由相對(duì)分子質(zhì)量較大的化合物分子構(gòu)成的材料。按其來源，高分子材料可分為天然，合成，半合成材料，包括了塑料，合成纖維，合成橡膠，涂料，粘合劑和高分子基復(fù)合材料。從1907年高分子酚醛樹脂的出現(xiàn)以來，高分子材料因其普遍具有許多金屬和無機(jī)材料所無法取代的優(yōu)點(diǎn)而獲得迅速的發(fā)展。然而，現(xiàn)在大規(guī)模生產(chǎn)的還只是在尋常條件下能夠使用的高分子物質(zhì)，即通用高分子。它們存在著機(jī)械強(qiáng)度和剛性差、耐熱性低等缺點(diǎn)，而現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展對(duì)高分子材料提出了更高的要求。于是新型高分子材料的開發(fā)與應(yīng)用尤為重要。納米、導(dǎo)電、生物醫(yī)用、生物可降解、耐高溫、高強(qiáng)度、高模量、高沖擊性、耐極端條件等高性能的新型高分子材料的開發(fā)與應(yīng)用不但能解決現(xiàn)階段的高分子材料所面臨的問題，而且也將積極地推動(dòng)高分子材料向功能化、智能化、精細(xì)化方向的發(fā)展。與此同時(shí)，我國(guó)十二五計(jì)劃也將高分子材料的開發(fā)研究納入了其中，作為其重要研究方向之一的新型高分子材料的開發(fā)研究必將會(huì)極大地推動(dòng)我國(guó)材料技術(shù)的發(fā)展。

一、簡(jiǎn)述高分子材料

1.高分子材料

高分子材料（macromolecular material），以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。基本成分為聚合物，或以其含有的聚合物的性質(zhì)為其主要性能特征的材料。高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，通常分子量大于10000，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合體。

2.國(guó)內(nèi)外高分子材料開發(fā)現(xiàn)狀

高分子材料與金屬材料和無機(jī)非金屬材料共同構(gòu)成了應(yīng)用性材料科學(xué)的最重要的三個(gè)領(lǐng)域。高分子材料憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)了巨大的市場(chǎng)。

世界高分子材料工業(yè)正在高速地發(fā)展著。世界合成樹脂量從1950年的1.5M工增長(zhǎng)到2005年的212M工，每年大概以5%的增長(zhǎng)率在迅速地增長(zhǎng)。現(xiàn)在塑料的產(chǎn)量早已超過了木材和水泥等結(jié)構(gòu)材料的總產(chǎn)量。合成橡膠的產(chǎn)量也已超過了天然橡膠，而合成纖維的年產(chǎn)量在上個(gè)世紀(jì)80年代就已經(jīng)達(dá)到了棉花、羊毛等天然和人造纖維的2倍。對(duì)于我國(guó)而言，目前我國(guó)是世界上最大的樹脂進(jìn)口國(guó)，每年進(jìn)口的樹脂數(shù)量大約是世界樹脂總貿(mào)易的25%到30%。我國(guó)的樹脂合成工業(yè)正高速地發(fā)展當(dāng)中，樹脂合成能力也在飛速地提高中。然而與西方發(fā)達(dá)國(guó)家仍然存在著差距。

3.開發(fā)新型高分子材料的重要意義和途徑

自上世紀(jì)30年代高分子材料的出現(xiàn)開始到現(xiàn)代，世界工業(yè)科學(xué)不再只是滿足與對(duì)基礎(chǔ)高分子材料的開發(fā)研究，從90代開始，科學(xué)家們就將注意力集中到了高功能，高智能的高分子材料開發(fā)上。現(xiàn)代工業(yè)對(duì)于新型高分子材料的需求日益強(qiáng)烈。像納米高分子材料，通常是將納米微粒與聚合物基材進(jìn)行復(fù)合，利用其特殊性質(zhì)來開發(fā)新產(chǎn)品，這比研究全新的聚合物材料投資少，周期短，生產(chǎn)成本低。與普通改性材料不同，納米粒子具有特殊的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等，這些效應(yīng)的綜合作用導(dǎo)致了改性后的高分子材料具有特殊性能。比如，納米粒子巨大的比表面積產(chǎn)生的表面效應(yīng)，可使經(jīng)納米粒子改性后的高分子材料的機(jī)械性能、熱傳導(dǎo)性、觸媒性質(zhì)、破壞韌性等均與一般材料不同，有的材料還具有了新的阻燃性和阻隔性。

新型高分子材料的開發(fā)主要是集中在制造工藝的改進(jìn)上，以提高產(chǎn)品的性能，減少環(huán)境的污染，節(jié)約資源。就目前而言，合成樹脂新品種、新牌號(hào)和專用樹脂仍然層出不窮，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑開發(fā)仍然是高分子材料技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)之一。在開發(fā)新聚合方法方面，著重于陰離子活性聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合和微乳液聚合的工業(yè)化。在第二次世界大戰(zhàn)中發(fā)展起來的高分子復(fù)合技術(shù)，以及出現(xiàn)于50年代的高分子合金化技術(shù)后。新的復(fù)合技術(shù)和合金化技術(shù)層出不窮。新型高分子材料的開發(fā)，不但能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)于材料工業(yè)的高要求，更能夠促進(jìn)能源與資源的節(jié)約，減少環(huán)境的污染，提高生產(chǎn)能力，更能體現(xiàn)出現(xiàn)代科技的高速發(fā)展。

二、新型高分子材料的應(yīng)用

現(xiàn)代高分子材料是相對(duì)于傳統(tǒng)材料如玻璃而言是后起的材料，但其發(fā)展的速度應(yīng)用的廣泛性卻大大超越了傳統(tǒng)材料。高分子材料既可以用于結(jié)構(gòu)材料，也可以用于功能材料。

現(xiàn)階段新型高分子材料大致包括高分子分離膜，高分子磁性材料，光功能高分子材料，高分子復(fù)合材料這幾大類：

第一，高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇透過的半透性薄膜。采用這樣的薄膜，以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動(dòng)力，與以往傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，更加的省能、高效和潔凈等，被認(rèn)為是支撐新技術(shù)革命的重大技術(shù)。

第二，高分子磁性材料是磁與高分子材料相結(jié)合的新的應(yīng)用。早期磁性材料具有硬且脆，加工性差等缺點(diǎn)。將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料，這樣制成的復(fù)合型高分子磁性材料，比重輕、容易加工成尺寸精度高和復(fù)雜形狀的制品，還能與其它元件一體成型等。

第三，光功能高分子材料，是指能夠?qū)膺M(jìn)行透射、吸收、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換的一類高分子材料。目前，這一類材料已有很多，應(yīng)用也很廣泛。

第四，高分子復(fù)合材料是指高分子材料和不同性質(zhì)組成的物質(zhì)復(fù)合粘結(jié)而成的多相材料。高分子復(fù)合材料最大優(yōu)點(diǎn)具有各種材料的長(zhǎng)處，如高強(qiáng)度、質(zhì)輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質(zhì)。

這些新型的高分子材料在人類社會(huì)生活，工業(yè)生產(chǎn)，醫(yī)藥衛(wèi)生和尖端技術(shù)等方方面面都有著廣泛的應(yīng)用。例如，在生物醫(yī)用材料界上，研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯（PM-PPC）新型高分子材料是腹壁缺損修復(fù)的高效材料：在工業(yè)污水的處理上，在不添加任何藥劑的情況下，利用新型高分子材料物理法除去油田中的污水：開發(fā)的聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂復(fù)合材料，這些材料比強(qiáng)度和比模量比金屬還高，是國(guó)防、尖端技術(shù)方面不可缺少的材料；同樣，在藥物傳遞系統(tǒng)中應(yīng)用新型高分子材料，在藥劑學(xué)中應(yīng)用，在包轉(zhuǎn)材料中的應(yīng)用等等。新型高分子材料已經(jīng)滲透于人類生活的各個(gè)方面。

三、綜述

材料是人類用來制造各種產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和標(biāo)志。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時(shí)代的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，越來越能影響人類的生活。新型高分子材料的不斷開發(fā)像納米技術(shù)、熒光技術(shù)、導(dǎo)電技術(shù)、生物技術(shù)等的實(shí)施必將使得高分子材料在工業(yè)化的應(yīng)用中不斷進(jìn)步。區(qū)別于我們已經(jīng)開發(fā)研究成熟的一些傳統(tǒng)材料，高分子材料的研究開發(fā)存在著無窮的潛力。正如一些科學(xué)家預(yù)言的那樣，新型高分子材料的開發(fā)將有可能會(huì)帶來現(xiàn)代材料界的一次重大革命。

參考文獻(xiàn)：

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篇3

關(guān)鍵詞：液晶　液晶高分子　應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN15　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1007-3973(2011)004-031-01

1　引言

液晶高分子材料是在一定條件下可以液晶態(tài)存在的高分子所加工制成的材料，較高分子量和液晶有序的有機(jī)結(jié)合使液晶高分子材料具有一些優(yōu)異的特性。例如，液晶高分子材料具有非常高的強(qiáng)度和模量，或具有很小的熱膨脹系數(shù)，或具有優(yōu)良的電光性質(zhì)等等。研究和開發(fā)液晶高分子材料，不僅可以提供新的高性能材料從而促使技術(shù)的進(jìn)步和新技術(shù)的產(chǎn)生，同時(shí)可以促進(jìn)高分子化學(xué)、高分子物理學(xué)、高分子加工以及高分子應(yīng)用等領(lǐng)域的發(fā)展。因此，研究液晶高分子材料具有重要意義。

2　液晶高分子材料的發(fā)展

液晶高分子存在于自然界很多物質(zhì)中，像是生物體中的纖維素、多肽、核酸、蛋白質(zhì)、細(xì)胞及細(xì)胞膜等都存在液晶態(tài)。液晶的原理首先在1888年由奧地利植物學(xué)家F Reinitzer(F.Reinitzer,Monatsh，Chem,9,421，1888)提出，之后，德國(guó)科學(xué)家O，Lehamann驗(yàn)證了液晶的各向異性，他建議將其命名為Fliess，endekrystalle，在英語中也就是液晶(Liquid Crystal或簡(jiǎn)化為L(zhǎng)C)。19世紀(jì)60年代，人們發(fā)現(xiàn)聚對(duì)苯甲酰胺溶解在二甲基乙酰胺LiCI中，和聚對(duì)苯二甲酰對(duì)本二胺溶解在濃硫酸中，都可以形成向列型液晶(根據(jù)分子排列的形式和有序性不同，液晶有三種不同的結(jié)構(gòu)類型：近晶型、向列型和膽甾型。向列型液晶只保留著固體的一維有序性，具有較好的流動(dòng)性)。剛性分子鏈在溶液中伸展，當(dāng)其濃度達(dá)到臨界濃度時(shí)由于部分剛性分子聚集在一起形成有序排列的微區(qū)結(jié)構(gòu)，使溶液由各向同性向各向異性轉(zhuǎn)變，由此形成了液晶。隨即，美國(guó)杜邦公司(DuPont’s)先后推出了PSA(聚苯甲酰胺)及Kevelar纖維PPTA(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)，標(biāo)志著液晶高分子研究工業(yè)化發(fā)展的開始。到70～80年代，出現(xiàn)了諸如Xydar(美國(guó)Dartin公司，1984年),Vectra(美國(guó)Calanese公司，1985年)等一系列商用型熱致液晶，液晶高分子材料逐漸開始推廣。發(fā)展至今，液晶這一形態(tài)已經(jīng)成為一個(gè)相當(dāng)大的物質(zhì)家族，其商業(yè)用途多達(dá)幾百種，例如日常生活中所用的液晶顯示手表、計(jì)算器、筆記本電腦和高清晰的彩色電視等都已商品化，使得顯示技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生重大的革命性變化。

液晶高分子的一系列不同尋常的性質(zhì)已經(jīng)得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用，其中大家最為熟悉的就是上面說到的液晶顯示技術(shù)，它是應(yīng)用向列型液晶的靈敏的電響應(yīng)特性和優(yōu)秀的光學(xué)特性的典型例子。把透明的向列型液晶薄膜夾在兩塊導(dǎo)電的玻璃板之間，在施加適當(dāng)電壓的點(diǎn)上變得不透明，因此當(dāng)電壓以某種圖形的形式加到液晶薄膜上就產(chǎn)生了圖像。這一原理等同于學(xué)生日常學(xué)習(xí)使用的計(jì)算器，在通電時(shí)液晶分子排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時(shí)分子排列混亂，阻止光線通過，因而顯示出所要計(jì)算的數(shù)字。液晶顯示器件最大的優(yōu)點(diǎn)在于耗電低，可以實(shí)現(xiàn)微型化和超薄化。與小分子液晶材料相比，液晶高分子在圖形顯示方面的應(yīng)用前景在于利用其優(yōu)點(diǎn)開發(fā)大面積、平面、超薄型、直接沉積在控制電極表面的顯示器，具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。

液晶高分子還可以利用其熱，光效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)光存儲(chǔ)。首先將存儲(chǔ)介質(zhì)制成透光的液晶態(tài)晶體，這時(shí)測(cè)試的光完全透過，證明沒有信息記錄；當(dāng)用一束激光照射存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，局部溫度升高而使液晶高分子熔融成各向同性熔體，分子失去有序性：激光消失后，液晶高分子凝結(jié)成不透光的固體，信號(hào)被記錄下來。此時(shí)如果再照射測(cè)試光，將僅有部分光透過，記錄的信息在室溫下永久保存。這同目前常用的存儲(chǔ)介質(zhì)――光盤相比，其對(duì)信息的存儲(chǔ)依靠記憶材料內(nèi)部的特性變化使得液晶高分子存儲(chǔ)材料的可靠性更高，而且不用擔(dān)心灰塵和表面的劃傷對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的影響，更適合于重要數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存。

此外，將剛性高分子溶液的液晶體系所具有的流變學(xué)特性應(yīng)用于纖維加工過程中，已創(chuàng)造出一種新的紡絲技術(shù)――液晶紡絲，這種新技術(shù)使纖維的力學(xué)性能提高了兩倍以上，獲得了高強(qiáng)度、高模量、綜合性能優(yōu)越的纖維。由于剛性高分子溶液形成的液晶體系具有高濃度、低粘度和低切變速率下高度取向的流變學(xué)特性，因此采用液晶紡絲便順利地解決了高濃度溶液必然伴隨著高粘度的問題。同時(shí)，由于液晶分子的取向，紡絲時(shí)可以在較低的牽伸條件下就獲得較高的取向度，避免纖維在高倍拉伸時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力和受到損傷。這樣所得的高性能纖維可用于制造防彈衣、纜和特種復(fù)合材料等。

3　液晶高分子材料的應(yīng)用

液晶高分子材料不僅在化學(xué)、物理方面得到了廣泛的應(yīng)用，其在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用也是不可小視的。由于在電、磁、光、熱、力等條件變化時(shí)，液晶高分子將發(fā)生顯著的變化，使得液晶高分子膜比一般的膜材料具有更高的透過量和選擇性。因此，利用溶致性液晶(根據(jù)液晶形成條件的不同液晶態(tài)物質(zhì)又可分為“熱致型液晶”和“溶致型液晶”)高分子的成型過程，如形成層狀結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行交聯(lián)固化成膜，可以制備具有部分類似功能的膜材料。脂質(zhì)體是液晶高分子在溶液中形成的一種聚集態(tài)，這種微膠囊最重要的應(yīng)用就是作為定點(diǎn)釋放和緩釋藥物的使用。微膠囊中包裹的藥物隨體液到達(dá)病變點(diǎn)后被酶作用破裂釋放出藥物，達(dá)到定點(diǎn)釋放藥物的目的。

如前所述，作為新興的功能材料，液晶高分子材料具有很多突出的優(yōu)點(diǎn)。隨著人們對(duì)它不斷的研究，液晶高分子材料會(huì)逐步代替目前使用的部分金屬和非金屬材料。液晶高分子材料作為一種較新的高分子材料，人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)還不充分，但在不遠(yuǎn)的將來，液晶高分子材料的應(yīng)用一定會(huì)越來越廣泛。對(duì)人類的生存和發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅祥林.功能高分子材料[M].京：化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

[2]何曼君，張紅東等.高分子物理[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2007.

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關(guān)鍵詞：高分子材料；可降解；生物

中圖分類號(hào)：tq464 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a

我國(guó)目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進(jìn)行生物可降解，以盡量減少對(duì)人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如細(xì)菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲(chǔ)存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機(jī)理大致有以下3 種方式： 生物的細(xì)胞增長(zhǎng)使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞； 微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。按照上述機(jī)理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

1生物可降解高分子材料概念及降解機(jī)理

生物可降解高分子材料是指在一定的時(shí)間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長(zhǎng)使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非單一機(jī)理，而是一個(gè)復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進(jìn)的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機(jī)理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機(jī)體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、ph值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

2生物可降解高分子材料的類型

按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

2.1微生物生產(chǎn)型

通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國(guó)ici 公司生產(chǎn)的“biopol”產(chǎn)品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價(jià)值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨(dú)制成的薄膜的耐水性、強(qiáng)度均達(dá)不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙酰基多糖等共混制得。

2.4摻合型

在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

3生物可降解高分子材料的開發(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學(xué)修飾和共混等方法，對(duì)自然界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進(jìn)行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

3.1.2化學(xué)合成法

模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡(jiǎn)單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段。化學(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

3.1.3微生物發(fā)酵法

許多生物能以某些有機(jī)物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的發(fā)展，酶在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點(diǎn)。

3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料。

4生物可降解高分子材料的應(yīng)用

目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對(duì)高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國(guó)一年約生產(chǎn)3000 多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國(guó)的片劑制造水平與國(guó)際先進(jìn)水平有很大的差距。國(guó)外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考文獻(xiàn)

[1]侯紅江,陳復(fù)生,程小麗,辛穎.可生物降解材料降解性的研究進(jìn)展[j].塑料科技,2009,(03):89-93.

[2]翟美玉,彭茜.生物可降解高分子材料[j].化學(xué)與粘合,2008,(05).

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1、生物可降解高分子材料概念及降解機(jī)理

生物可降解高分子材料是指在一定的時(shí)間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長(zhǎng)使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非單一機(jī)理，而是一個(gè)復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進(jìn)的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機(jī)理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機(jī)體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

2、生物可降解高分子材料的類型

按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

2.1微生物生產(chǎn)型

通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國(guó)ICI公司生產(chǎn)的“Biopol”產(chǎn)品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價(jià)值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨(dú)制成的薄膜的耐水性、強(qiáng)度均達(dá)不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙酰基多糖等共混制得。

2.4摻合型

在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

3、生物可降解高分子材料的開發(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學(xué)修飾和共混等方法，對(duì)自然界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進(jìn)行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

3.1.2化學(xué)合成法

模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡(jiǎn)單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段。化學(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

3.1.3微生物發(fā)酵法

許多生物能以某些有機(jī)物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的發(fā)展，酶在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點(diǎn)。

3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料

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一、 微膠囊壁材的分類

壁材是構(gòu)成囊的外殼。不同的壁材在一定程度上決定著產(chǎn)品的物化性質(zhì)。目前可作為微膠囊壁材材料的物質(zhì)主要有3類：天然高分子材料、半合成高分子材料和全合成高分子化合物。另外，一些無機(jī)材料也可作為微膠囊壁材的材料。

1．天然高分子材料

用作微膠囊的天然高分子材料主要包括碳水化合物、蛋白質(zhì)類、蠟與脂類物質(zhì)等。

天然高分子材料無毒或毒性很小、不需大量的有機(jī)溶劑、對(duì)環(huán)境危害小、粘度大、易成膜，但機(jī)械強(qiáng)度差，

2．半合成高分子材料

用作微膠囊殼材料的半合成高分子材料主要是纖維素衍生物。如甲基纖維素、乙基纖維素等，另外還有雙硬脂酸甘油酯、羥基硬脂醇等油類。

半合成高分子材料的特點(diǎn)是毒性較小、粘度大、成鹽后溶解度增大。但由于半合成高分子材料易水解，不適合高溫處理，需在使用時(shí)臨時(shí)配制。

3．全合成高分子材料

常用于微膠囊囊殼材料的全合成高分子材料可分為生物降解和不可生物降解2類，主要包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯、聚脲等。

全合成高分子材料特點(diǎn)是成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度大、儲(chǔ)存運(yùn)輸方便、可生物降解或可生物吸收。但需要大量有機(jī)溶劑、成本高，對(duì)環(huán)境危害大，因此要選擇無毒或低毒、對(duì)原藥溶解性較好的溶劑。

4．無機(jī)材料

目前大部分微膠囊用無機(jī)材料包覆的不多，但從生物降解和環(huán)境保護(hù)方面考慮，用無機(jī)材料對(duì)活性組分進(jìn)行包覆有很大的發(fā)展前景，如碳酸鈣或磷酸鹽等。

二、 微膠囊制備方法分類

微膠囊化的基本步驟：

1） 芯材為分散相，壁材在分散相或連續(xù)相中；

2） 通過乳化等手段，使芯材以一定的粒度分散在連續(xù)相中；

3） 通過某一種方法將壁材聚集、沉漬或包覆在已分散的芯材周圍；

4） 合成的膜殼是不穩(wěn)定的部分，需利用化學(xué)和物理方法進(jìn)行處理，以期達(dá)到一定的機(jī)械強(qiáng)度。

微膠囊的制備可歸納為物理化學(xué)法、物理機(jī)械法和化學(xué)法。

1．物理化學(xué)法

在液相中進(jìn)行，囊芯物與囊材在一定條件下形成新相出來，故又稱相分離方法。它的步驟大體可分為囊芯物的分散、囊材的加入、囊材的沉積和囊材的固化四個(gè)步驟。相分離方法又分為單凝聚法、油相分離法、改變溫度法、液中干燥法、復(fù)相乳液法。

2．物理機(jī)械法

本法是將固態(tài)或液態(tài)藥物在氣相中進(jìn)行微膠囊化，需要一定的設(shè)備條件。物理機(jī)械法又分為噴霧干燥法、噴霧凝結(jié)法、空氣懸浮法、多孔分離法。

3．化學(xué)法

化學(xué)法是利用在溶液中單體或高分子通過聚合反應(yīng)或縮合反應(yīng)，產(chǎn)生囊膜制成微囊的方法。特點(diǎn)是不加絮凝劑，常先制成W/O型乳濁液，再利用化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)固化。化學(xué)法又分界面聚合法、原位聚合法、輻射交聯(lián)法。

三、 微膠囊在化妝品中的應(yīng)用

微膠囊化可將固體、液體甚至氣體包覆在一個(gè)微小膠囊中，采用此技術(shù)可保持產(chǎn)品性能穩(wěn)定，解決傳統(tǒng)工藝的不足。另外它對(duì)保護(hù)生物活性分子和組織的活性也有較大促進(jìn)作用。很多化妝品中已經(jīng)采用了微膠囊技術(shù)，將微膠囊應(yīng)用于化妝品中，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)如下：

1．保護(hù)芯材，有效防止外界環(huán)境因素對(duì)芯材的破壞等不良影響。pH值、氧氣、濕度、熱、光和其他物質(zhì)等，提高其穩(wěn)定性。有些物料容易揮發(fā)和氧化，如胡蘿卜素，接觸空氣中的氧氣會(huì)被氧化，采用復(fù)凝聚法制備胡蘿卜素微囊，研究表明胡蘿卜素原料于光照條件下半衰期為6.9天，而胡蘿卜素微囊在相同條件下半衰期為24.8天，胡蘿卜素微囊為原料的3.6倍，將胡蘿卜素制成微囊可增加化妝品的穩(wěn)定性。再如維生素C，性質(zhì)極不穩(wěn)定，分子中含有連烯二醇基[-C(OH)=C(OH)-]的結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的還原性及內(nèi)酯環(huán)的結(jié)構(gòu)易水解。一方面與空氣接觸自動(dòng)氧化生成脫氫抗壞血酸，脫氫抗壞血酸水解生成2，3－二酮C古羅糖酸，并可進(jìn)一步氧化生成蘇阿塘酸和草酸，從而失去治療作用。另一方面維生素C的水溶液不穩(wěn)定。pH過高或過低都能使內(nèi)酪環(huán)水解，并可進(jìn)一步發(fā)生脫羧反應(yīng)而生成糠醛。后者受空氣影響經(jīng)氧化和緊合而呈黃色。空氣、光、熱和重金屬都可以加速本反應(yīng)的發(fā)生。通過將其制成維生素C微囊達(dá)到解決其不穩(wěn)定的問題，同時(shí)達(dá)到控制維生素C的釋放，維持穩(wěn)定它的濃度，用于化妝品中可減少涂抹次數(shù)，降低化妝品不良反應(yīng)的目的。

2．隔離不相容組分。微膠囊化成分可與其它組分相隔離。當(dāng)原料中由幾種容易相互起作用的成分組成時(shí)，把其中某種成分微囊化后使其互相隔離，阻止成分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高各自的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)保質(zhì)期。在配制染發(fā)化妝品時(shí)，利用微膠囊這一特性，可將染發(fā)劑與氧化劑兩者之一微膠囊化，即可得到使用方便的一劑染發(fā)化妝品。再如化妝品中經(jīng)常用到的凝露，晶瑩剔透的外觀，內(nèi)通常加有彩色微囊，包裹著油類，既達(dá)到了產(chǎn)品美觀的視覺感受，又滿足了滋潤(rùn)皮膚的效果。

3．控制釋放，有效地控制芯材的釋放，使芯材效能得到最大限度的發(fā)揮。該微膠囊壁相當(dāng)于一個(gè)半透膜，在一定條件下可允許芯材物質(zhì)透過，以延長(zhǎng)芯材物質(zhì)的作用時(shí)間。如化妝品中具有清涼爽膚作用的薄荷醇。由于它幾乎不溶于水，擴(kuò)散力強(qiáng)、易揮發(fā)而不持久、暴露在空氣中易升華的特點(diǎn)，給生產(chǎn)貯運(yùn)帶來諸多不便，貨架期短。利用微膠囊技術(shù)可以提高它的貯藏穩(wěn)定性、降低揮發(fā)性，從而延長(zhǎng)貨架期，實(shí)現(xiàn)添加產(chǎn)品的控制釋。再如以聚乳酸為囊材制備的茶多酚緩釋微囊，粒徑多在100～200um，最大包封率為49％，該微囊具有緩釋和保護(hù)茶多酚的雙重作用。用于化妝品中既安全又高效。

4.屏蔽味道和氣味，掩蓋芯材的異味。亞麻油由于具有不雅味道難用于好的化妝品，做成微囊后用于化妝品不僅無味，不易被氧化，而且具有很好的護(hù)膚功效。再如特有色澤和氣味的中草藥液微膠囊化后，配置到化妝品中，可以制得無色無味的優(yōu)質(zhì)化妝品。

5.改變芯材的物理和化學(xué)性質(zhì)。將有利于液體或半固體的流質(zhì)體轉(zhuǎn)化為自由流動(dòng)的固體粉末，有利于物料的使用、運(yùn)輸、保存，并可簡(jiǎn)化工藝，防止或延緩了產(chǎn)品劣變的發(fā)生。

6.需要改變物質(zhì)功能的化合物。將疏水性物質(zhì)通過表面處理，使其具有相反的性質(zhì)。如神經(jīng)酰胺微膠囊化后就可以直接加入水劑產(chǎn)品。

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關(guān)鍵詞：高分子材料；阻燃技術(shù)；無機(jī)阻燃劑；鹵系阻燃劑

1高分子材料的阻燃機(jī)理

高分子材料能夠進(jìn)行阻燃是存在一定機(jī)理的，主要是由于破壞了高分子材料的結(jié)構(gòu)和成分，然后形成了新的保護(hù)膜，才能夠阻止材料燃燒。一般的阻燃原理可以從兩個(gè)方面來考慮，分別是隔離氧氣和降低溫度。隔離氧氣一般采用凝聚相阻燃機(jī)理，這種材料在燃燒的過程中會(huì)產(chǎn)生阻燃的細(xì)小分子，能夠中斷燃燒等鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使得材料的熱分解溫度升高，并且在燃燒的過程中會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，同時(shí)阻燃高分子材料中也存在著大量的氫氧元素，與空氣接觸后會(huì)產(chǎn)生水霧覆蓋在材料的表面，這樣便能隔離與空氣的接觸，達(dá)到阻燃的效果。經(jīng)過吸熱產(chǎn)生的水霧也能夠降低材料表面的溫度，還能夠堵塞材料內(nèi)部的孔隙，使材料形成一個(gè)密閉的環(huán)境，再次隔離與空氣的接觸。凝聚相在阻燃的過程中存在4中阻燃的模式，材料在燃燒的過程中會(huì)產(chǎn)生惰性氣體，能夠延緩材料的燃燒；在材料燃燒的過程中還會(huì)產(chǎn)生一些多碳?xì)饪祝_(dá)到阻燃的效果；在反應(yīng)的過程中還會(huì)吸收大量的熱量，通過降低表面溫度的方法來達(dá)到阻燃的效果；還有一些無機(jī)分子，這類分子的比熱容較大，在燃燒的時(shí)候分子之間會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使分子發(fā)生變化以達(dá)到阻燃的效果。這幾種反應(yīng)在機(jī)理中大致相同，但是在阻燃反應(yīng)中的機(jī)理還有很多，所以還是很難給高分子阻燃體系進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的劃分。

2高分子材料阻燃劑的類別

2.1無機(jī)阻燃劑

無機(jī)阻燃劑主要是對(duì)無機(jī)化合物進(jìn)行加熱，分解得到的水蒸氣或者其他保護(hù)膜來隔斷材料與空氣的接觸，降低燃燒溫度來達(dá)到降溫的效果。同時(shí)無機(jī)阻燃劑也能過在燃燒的過程中產(chǎn)生水分，當(dāng)環(huán)境溫度比較高，水分會(huì)吸收熱量變成水蒸氣，降低環(huán)境的溫度達(dá)到阻燃的效果。另外一種是通過阻燃材料形成一種保護(hù)膜，比如說三氧化鋁材料在燃燒的過程中，會(huì)在材料表面形成一層細(xì)致的氧化物薄膜，隔斷與空氣的接觸。通常的無機(jī)阻燃材料化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，也不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境和人體有害的氣體，所以常用來作防火阻燃劑。

2.2鹵系阻燃劑

在元素周期表中，鹵系元素所組成的化合物都具有非常優(yōu)秀的阻燃效果。比如說氟利昂這種鹵系化合物就比較容易揮發(fā)，但是會(huì)破壞臭氧層，分別在這種物質(zhì)中添加氯元素和氟元素，然后通過一定的方法對(duì)其沸點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)添加氟元素的材料沸點(diǎn)明顯低于添加氯元素的材料。當(dāng)化合物中含有3個(gè)氯分子時(shí)，材料的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)是61.2℃；當(dāng)化合物中含有3個(gè)氟分子時(shí)，材料的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)是-128℃。通常含氯化合物所形成的阻燃劑材料都會(huì)有很好的阻燃效果，這種阻燃劑化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，并且和許多高分子材料都有很好的相容性，所以不會(huì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生太大的影響。一般的，含溴元素的阻燃化合物的穩(wěn)定性介于氯和碘元素所形成的阻燃化合物之間，也具有很好的阻燃效果。

2.3磷系阻燃劑

磷系阻燃劑一般有紅磷、白磷、磷酸氫二銨以及亞磷酸酯的化合物等，這一類化合物在燃燒的過程中都會(huì)形成一層碳膜，這個(gè)膜除了能夠降低材料的溫度以外，還能與空氣隔絕，達(dá)到更好的阻燃效果。然后就是紅磷和白磷的混合也能達(dá)到很好的阻燃效果。紅磷在燃燒的過程中會(huì)發(fā)出藍(lán)色的火焰，放出白煙；白磷的燃燒效果與紅磷很像，不同的是生成的產(chǎn)物是五氧化二磷，這兩種磷在制備次磷酸阻燃劑中都能夠夠顯著提高與液態(tài)水的混合比例。次磷酸的化學(xué)式是H3PO2，分子量為60，次磷酸與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時(shí)，能夠產(chǎn)生磷酸氫和氫氣等非助燃?xì)怏w，所以也會(huì)達(dá)到阻燃的效果。對(duì)于磷含量在磷系阻燃劑中的含量，在次磷酸中磷含量比例在35%，在亞磷酸中的比例在27%，這兩種配比才會(huì)使阻燃劑達(dá)到最好的阻燃效果。

3高分子材料阻燃技術(shù)的發(fā)展

3.1納米技術(shù)

近些年來科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，納米技術(shù)也開始應(yīng)用到高分子材料的阻燃技術(shù)當(dāng)中，日本就曾經(jīng)研發(fā)出一種具有優(yōu)異阻燃性能的納米硅酸鹽粘土材料。這種材料在燃燒的過程中會(huì)產(chǎn)生一種抑制劑，這種物質(zhì)會(huì)改變材料的結(jié)構(gòu)，讓材料內(nèi)部發(fā)生變化。材料的分子直徑在0.4-0.5mm之間，在燃燒的過程中產(chǎn)生的凝聚產(chǎn)物能夠堵塞氣孔，達(dá)到與空氣隔斷的效果。同時(shí)這種材料也能夠延緩物質(zhì)燃燒時(shí)的熱量釋放，保證在一定的時(shí)間內(nèi)所散發(fā)的熱值最小。

3.2接枝和交聯(lián)改性技術(shù)

接枝和交聯(lián)改性也能夠制備一系列的阻燃材料，主要通過光敏技術(shù)或化學(xué)接枝的方法將多種無機(jī)化合物聚合形成共聚物。共聚物在燃燒的過程中能夠產(chǎn)生一種無機(jī)絕緣層，這種絕緣層能夠有效的吸收易燃物質(zhì)的高分子，通過減少易燃物質(zhì)來達(dá)到阻燃的效果。

3.3膨脹技術(shù)

膨脹技術(shù)一般都會(huì)使用發(fā)泡劑作為阻燃物質(zhì)，這種技術(shù)做成的阻燃材料一般有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：無排煙量、無毒氣、無滴落等。以往的工藝手段在處理阻燃時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生出大量對(duì)人體有害的氣體，比如說四溴苯酚在作阻燃材料時(shí)就會(huì)放出很多有毒氣體，不但對(duì)環(huán)境有害，對(duì)人體也有著巨大的傷害。無滴落則主要體現(xiàn)在阻燃劑不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性液體，防止材料發(fā)生局部腐蝕。

4結(jié)語

通過本篇對(duì)于高分子材料阻燃技術(shù)的分析，使得對(duì)于該技術(shù)有了更深的了解。這種材料不但能夠?qū)τ谖镔|(zhì)燃燒有著很好的阻燃效果，并且還不會(huì)對(duì)環(huán)境有害，對(duì)人體產(chǎn)生危害。

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關(guān)鍵詞：合成類高分子材料 生物可降解 藥物載體 生物醫(yī)學(xué)

Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2013.08.066

【中圖分類號(hào)】R-0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1671-8801（2013）08-0070-02

生物可降解高分子材料在主鏈上一般含有可以水解的基團(tuán)，如酯、酸酐、碳酸酐、酰胺或氨酯鍵等，在活體環(huán)境中，這些基團(tuán)可以通過簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)或者酶催化作用而降解[1]，降解產(chǎn)物為水、二氧化碳等小分子，從而能夠被生物體代謝、吸收或排除，對(duì)人體無毒無害，而且這類材料具有良好的生物相容性和親和性，物理化學(xué)性質(zhì)可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，可用于受損生物體組織和器官的修復(fù)、重建以及藥物載體材料。

1 生物可降解高分子材料的分類

生物可降解高分子材料按其來源可以分為天然的和合成的兩大類。天然的可降解高分子如殼聚糖、明膠、纖維素、淀粉等，因具有良好的生物相容性和可降解特性而被廣泛用作藥物載體材料[2]。Hejazi等[3]用化學(xué)交聯(lián)的方法制備的四環(huán)素-殼聚糖微球，研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)PH改變微球中谷氨酰胺帶電性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)藥物的靶向釋放。淀粉微球在鼻癌治療中的應(yīng)用也越來越引起關(guān)注[4]。明膠是動(dòng)脈栓塞療法治療腫瘤的常用天然基質(zhì)材料。近年來研制的抗腫瘤明膠微球如甲氨蝶呤明膠微球、羥基喜樹堿明膠微球等，研究證明其治療效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)給藥方法，且理化性質(zhì)穩(wěn)定。然而，天然高分子大多具有熱塑性差、成型加工困難、耐水性差，單獨(dú)使用時(shí)性能差等缺點(diǎn)，應(yīng)用中受到很多限制。

2 合成類高分子材料的分類

2.1 生物合成類高分子材料。合成類高分子材料可分為生物合成和化學(xué)合成降解高分子。生物合成可降解高分子主要是由微生物或酶合成，如聚羥基烷酸酯（PHAs），其具有良好的生物相容性，已被應(yīng)用于藥物載體、手術(shù)縫合線、植入材料、骨夾等生物醫(yī)學(xué)裝置。但是PHAs力學(xué)強(qiáng)度差、降解過慢，適合長(zhǎng)期植入材料，為了滿足實(shí)際要求，往往將不同種類的PHAs按一定比例共混，調(diào)節(jié)材料的強(qiáng)度和降解速度。Hu等[5]制備了PHAs類聚酯的三元共聚物，研究發(fā)現(xiàn)其具有較粗糙的表面，親水性優(yōu)于PLA等，材料表面的骨髓基質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng)量和成骨性都優(yōu)于其它PHAs類聚酯。然而這種材料價(jià)格較為昂貴，限制了它的臨床推廣。

2.2 化學(xué)合成類高分子材料。

2.2.1 脂肪族聚酯類。化學(xué)合成的可降解高分子材料主要有聚酯類、聚碳酸酯、聚氨酯類和聚酸酐類等。脂肪族聚酯類是目前研究最多、應(yīng)用最廣的生物可降解合成高分子，常見的有聚乙交酯（PGA）、聚丙交酯（PLA）、聚己內(nèi)酯（PCL）及其共聚物，它們具有良好的生物相容性、成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、降解產(chǎn)物無毒無害、降解速度和物理化學(xué)性能可以通過調(diào)節(jié)聚合物組分、組成比例和分子量來實(shí)現(xiàn)，其單體大部分來源于植物、石油、天然氣等再生資源，因此成為目前應(yīng)用最廣泛的合成類生物降解高分子材料[6]。聚乳酸（PLA）材料韌性差且降解慢，而PGA力學(xué)強(qiáng)度大，加工成型難度大，降解速度快，所以兩者共聚可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，通過調(diào)節(jié)兩組分比例和分子量改變共聚物的特性來滿足實(shí)際應(yīng)用要求。有時(shí)也會(huì)加入其它的聚合物來改善共聚物的性能，如把親水性的聚乙二醇（PEG）（B段）插入到PLGA、PCL、LA或GA（A段）的鏈段中，形成溫度敏感型嵌段共聚物ABA或BAB類型，用于調(diào)節(jié)共聚物的親水性和降解速度。Ruan等[7]合成了PLA-PEG-PLA嵌段共聚物，并作為水溶性抗癌藥物紫杉醇的藥物載體，研究表明PEG的加入提高了聚合物的親水性和釋藥速率。

2.2.2 聚磷酸酯類。聚磷酸酯類最近幾年報(bào)道較多，在生物醫(yī)學(xué)、塑料工業(yè)、飼料行業(yè)等都有應(yīng)用，但在藥物控釋領(lǐng)域研究尤為突出。主要原因有三[8]，其一，聚磷酸酯中的五價(jià)磷原子結(jié)構(gòu)使其更容易被修飾和功能化，可直接接枝藥物分子或活性分子；其二，磷酸酯類大量存在于人體內(nèi)，而且是細(xì)胞膜的主要組成之一，因此聚磷酸酯類在生物體內(nèi)具有很好的細(xì)胞親和性和細(xì)胞膜通透能力，而且易被水解和被酶分解；其三，腫瘤細(xì)胞內(nèi)磷酸酯酶和磷酰胺酶等的含量和活性都高于正常細(xì)胞，聚磷酸酯載藥微粒易被分解而釋放藥物，達(dá)到靶向釋放的目的。因此，聚磷酸酯作為抗腫瘤藥物的載體越來越受到重視。具有提高人體白細(xì)胞作用的茜草雙酯和磷酰二氯縮聚反應(yīng)合成的聚磷酸酯，可以作為抗腫瘤藥物5-Fu的載體，降解釋放的茜草雙酯和5-Fu可達(dá)到治療癌癥放化療引起的白細(xì)胞減少癥和抗癌的雙重功效[9]。Wang等人[10]用含陽離子的聚磷酸酯與其他聚合物合成三嵌段共聚物納米膠束，作為帶負(fù)電的小干擾RNA的基因載體，可較好的沉默細(xì)胞異性蛋白的表達(dá)。聚磷酸酯在組織工程領(lǐng)域也引起越來越多的關(guān)注。聚磷酸酯與對(duì)苯二甲酸乙酯的共聚物，可作為神經(jīng)導(dǎo)管材料，生物相容性好，有利于神經(jīng)再生長(zhǎng)[11]。

2.2.3 聚氨基酸類。聚氨基酸具有很好的生物相容性和可降解特性，無毒無害，已廣泛應(yīng)用于藥物載體、組織工程材料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但因其降解性能難控，實(shí)際應(yīng)用中常通過與其他化合物共聚，改變各組分比例、分子量等手段得到具有新特征的材料，如聚賴氨酸-聚乙二醇共聚物、聚天冬氨酸-聚乙烯醇共聚物、聚谷氨酸-氧化硅接枝共聚物、聚氨基酸-聚乳酸共聚物等。目前，研究最熱的是聚氨基酸-聚乳酸共聚物。聚乳酸具有親水性差、細(xì)胞親和性不理想、結(jié)晶度高、降解慢的缺點(diǎn)，對(duì)聚乳酸的改性成為研究的重點(diǎn)。聚氨基酸含有羥基、氨基、羧基等多個(gè)活性官能團(tuán)，可以固定蛋白質(zhì)、多肽等生物活性因子，將聚氨基酸與聚乳酸共聚，不僅可以改善聚乳酸的親水性、細(xì)胞親和性和降解速度，還可以引入活性基團(tuán)。葉瑞榮[12]等人用直接熔融法合成聚（乳酸-甘氨酸）和聚（乳酸-天冬氨酸），研究發(fā)現(xiàn)，改性后的聚乳酸為無定型態(tài)，結(jié)晶度降低，親水性和降解速度均提高，可作為藥物緩釋材料。嚴(yán)瓊姣等人[13]用3S-[4-（芐氧羰基氨基）丁基]-嗎啉-2，5-二酮和丙交酯共聚，制備了RGD多肽接枝聚（乳酸-羥基乙酸-L-賴氨酸）共聚物，RGD修飾后的共聚物具有很好的神經(jīng)細(xì)胞親和性和親水性，可作為神經(jīng)修復(fù)支架材料。

2.2.4 聚碳酸酯。聚碳酸酯是一類環(huán)境友好型和生物相容性較好的高分子材料，因主鏈和側(cè)基的不同而種類繁多，可通過引入功能化側(cè)基（如羧基、羥基、氨基、雙鍵等）和化學(xué)設(shè)計(jì)分子主鏈等方式，改變其親水性、降解速度和熱力學(xué)性能，同時(shí)還可以接入多肽、抗體等活性基團(tuán)。近年來在藥物控釋系統(tǒng)、手術(shù)縫合線、骨固定材料等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。聚碳酸酯根據(jù)主鏈結(jié)構(gòu)的不同，可分為脂肪族聚碳酸酯和含芳香族主鏈的聚碳酸酯。聚碳酸三亞甲基酯（PTMC）是最常見、研究最多的線型脂肪族聚碳酸酯，在體內(nèi)生物酶的作用下可加速其降解[14]。聚碳酸酯可通過引入功能化側(cè)基、物理共混和化學(xué)共聚的方法進(jìn)行改性。Zhuo等[15]以甘油為起始原料合成了主鏈含有羥基的聚碳酸酯，研究證明該聚合物具有較好的生物相容性，羥基的引入改善了聚合物的親水性和降解特性。Albert-stson等[16]制備了以PTMC為載體的阿米替林釋藥模，但是藥物釋放速度很慢，通過PTMC與一定量的聚酸酐共混，可明顯提高阿米替林的釋放速度。商品名為Maxon的生物可吸收手術(shù)縫合線就是由32.5%（摩爾比）的TMC與GA共聚得到的Poly（GA-co-TMC），該聚合物具有很好的彈性，彌補(bǔ)了PTMC降解速度慢的缺點(diǎn)[17]。

2.2.5 聚酸酐類。聚酸酐類最早由Bucher和Slade在1909年合成。直到八十年代，人們發(fā)現(xiàn)它的易水解特性才將其應(yīng)用到藥物緩釋體系中。聚酸酐具有以下特點(diǎn)：①表面溶蝕的降解特性。其在人體內(nèi)的藥物釋放接近零級(jí)釋放，且無藥物暴釋現(xiàn)象。②降解速度可調(diào)節(jié)。可以通過調(diào)節(jié)共聚物的組成、組分比例和分子量等調(diào)節(jié)降解速度和藥物釋放速度。③具有良好的生物相容性，對(duì)人體無毒害作用。④在藥物釋放領(lǐng)域具有良好的藥物穩(wěn)定作用。目前，用聚酸酐局部控制給藥體系治療實(shí)體瘤癌癥已引起高度重視，成為研究的熱點(diǎn)。美國(guó)FDA已批準(zhǔn)其用于復(fù)發(fā)惡性腦瘤的輔助化療。

3 應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

目前，合成類生物可降解高分子材料在藥物控釋體系、組織工程、手術(shù)縫合線、超聲造影等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。在藥物控釋領(lǐng)域，根據(jù)作用部位不同，可加工成微球、纖維、片劑、膜、棒、納米乳和亞納米乳等。為了提高藥物的靶向性，納米顆粒和磁性納米顆粒成為研究的熱點(diǎn)。單個(gè)的聚合物材料因自身缺點(diǎn)往往不能滿足生物醫(yī)學(xué)的要求，常與其他高分子共聚、共混或引入活性官能團(tuán)，通過改變各組分配比、分子量、制備方法和條件等因素，或?qū)?cè)基進(jìn)行功能化修飾，制備出符合現(xiàn)實(shí)要求的、兼顧各自優(yōu)點(diǎn)的新型高分子材料。當(dāng)然，新型材料制備的經(jīng)濟(jì)成本和工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等問題也應(yīng)引起重視。未來，合成類生物可降解高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來越廣闊。

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篇9

【關(guān)鍵字】高分子材料；成型加工技術(shù)；進(jìn)展研究

中圖分類號(hào)：O63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1前言

近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子材料在眾多領(lǐng)域中被廣泛的應(yīng)用。高分子材料主要是通過對(duì)商品的制造來凸顯其價(jià)值所在。就目前而言，高分子材料成型加工技術(shù)也越來越受到廣泛的關(guān)注，因此，要想充分的利用高分子材料，就要對(duì)其成型加工進(jìn)行深入的研究和探討。

2高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

近些年來，就高分子材料而言，其合成工業(yè)的發(fā)展有了很大的突破。其中取得進(jìn)步最大的就是造粒用擠出機(jī)，通過對(duì)其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使得其產(chǎn)量有了很大的提高。在20世紀(jì)60年代進(jìn)行造粒主要采用的是單螺桿的結(jié)構(gòu)擠出機(jī)，這樣產(chǎn)量就相對(duì)較少；到了70年代到80年代的時(shí)候，有了一定的改善，主要采用的是連續(xù)混煉機(jī)和單螺桿擠出機(jī)相結(jié)合來進(jìn)行造粒，這時(shí)的產(chǎn)量就有了一定的提高；在80年代中期之后，進(jìn)行造粒主要采用的就是雙螺桿擠出機(jī)和齒輪泵相結(jié)合的模式，這是的產(chǎn)量已經(jīng)提升很大的一個(gè)高度；到了2010年的時(shí)候產(chǎn)量已經(jīng)提升了3億噸的產(chǎn)量。除此之外，通過對(duì)高分子材料合成技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)樹脂的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單明了的控制，因此可以進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)運(yùn)作，并且還可以有效的降低生產(chǎn)成本。

就目前而言，高分子材料的成型加工技術(shù)主要追求的就是提高生產(chǎn)率、提高使用性能以及降低生產(chǎn)升本。而在制作的方面所追求的就是尺寸變小、質(zhì)量變輕。在加工成型方面，主要追求的就是研發(fā)的周期逐漸變短，而且要注重環(huán)保。

3對(duì)于高分子材料成型加工技術(shù)的研究探析

3.1對(duì)聚合物的動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)的探析

聚合物的反應(yīng)加工技術(shù)是通過對(duì)雙螺桿擠出機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)而逐漸發(fā)展起來的。目前已經(jīng)研發(fā)出一種能夠進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)和混煉相結(jié)合的螺桿擠出機(jī)，這種螺桿擠出機(jī)具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，擺脫了傳統(tǒng)擠出機(jī)運(yùn)行是所存在的問題。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)也有了更大的需求。對(duì)于進(jìn)行聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)的主要反應(yīng)擠出的主要設(shè)備，即PC連續(xù)化生產(chǎn)以及尼龍生產(chǎn)。近些年來，大多數(shù)國(guó)內(nèi)外的企業(yè)所使用的反應(yīng)加工設(shè)備都是較為傳統(tǒng)的混合混煉相結(jié)合的設(shè)備來進(jìn)行產(chǎn)品的改造。這樣傳統(tǒng)的模式存在很多的問題，比如說，在傳熱或者傳質(zhì)的過程當(dāng)中，對(duì)于混煉和化學(xué)反應(yīng)都很難進(jìn)行控制，而且反應(yīng)的產(chǎn)物分子數(shù)量和分布情況都具有不可控制性。除此之外，這種模式的設(shè)備話費(fèi)量較大，耗能又較高，噪音比較大，這樣也使得在進(jìn)行加工的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問題。而聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工過技術(shù)不同于傳統(tǒng)的反應(yīng)加工技術(shù)，無論在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還是在反應(yīng)原理上都有了很大的改觀和創(chuàng)新，這種技術(shù)主要是在聚合物反應(yīng)基礎(chǔ)的過程中引入電磁場(chǎng)并且引發(fā)機(jī)械振動(dòng)場(chǎng)的作用，這樣就可以對(duì)加工過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)以及對(duì)反應(yīng)所生成的物質(zhì)的狀態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的控制。

聚合物的動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)最重要的優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)聚合物的化學(xué)性能和預(yù)聚物混合混煉過程或者對(duì)停滯時(shí)間的分布進(jìn)行可有效的控制，并且對(duì)聚合物在進(jìn)行反應(yīng)加工的過程中由于振動(dòng)力場(chǎng)的作用其質(zhì)量和能量的傳遞以及平衡問題進(jìn)行了有效的保持和解決，與此同時(shí)，還在技術(shù)上有效的對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)集成化進(jìn)行了合理的解決。除此之外，這種新技術(shù)設(shè)備不但體積重量相對(duì)較小，耗能量還較小，噪音又小，而且其可靠性又高。正是由于這些優(yōu)勢(shì)，使得這種技術(shù)受到了廣泛的歡迎。

3.2對(duì)基于動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)的新材料制作技術(shù)研究

這種技術(shù)不同于以往的傳統(tǒng)技術(shù)方式，其具有步驟簡(jiǎn)單、周期較短、耗能較低而且在儲(chǔ)運(yùn)過程中不易受到污染等優(yōu)點(diǎn)，這種技術(shù)主要是將光盤級(jí)的PC樹脂生產(chǎn)、中間的儲(chǔ)運(yùn)以及光盤盤基成型這三個(gè)步驟集合為一種新型的具有動(dòng)態(tài)連續(xù)反應(yīng)的成型技術(shù)。而這種新型的技術(shù)主要是進(jìn)行對(duì)酯交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)的研究，并且對(duì)光盤注射成型的裝備進(jìn)行研發(fā)，從而能夠有效的對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行控制，并且能夠達(dá)到節(jié)能低耗的作用。聚合物的這種新技術(shù)主要實(shí)在強(qiáng)大振動(dòng)的剪切力場(chǎng)的作用之下，對(duì)高分子顆粒的表面特性以及功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，并且在設(shè)計(jì)好的加工環(huán)境之下，可以選擇不嫁或者少加化學(xué)改性劑的前提之下，充分的利用聚合物的性質(zhì)，對(duì)高分子顆粒進(jìn)行原位表面的改性、原位包覆以及強(qiáng)制的分散等環(huán)節(jié)。

4對(duì)于高分子材料成型方法的具體分析

4.1對(duì)于擠出成型的分析

這種方法主要是將塑化成型的高分子材料通過采用螺桿旋轉(zhuǎn)加壓的方式，通過擠出機(jī)進(jìn)行連讀的擠出成型。高分子熔融物就會(huì)通過擠出機(jī)的機(jī)口成型，并且通過相應(yīng)的牽引裝置將成型的產(chǎn)品從機(jī)口連續(xù)的引出，在這個(gè)過程中還要對(duì)其進(jìn)行冷確定型，從而制作出所需要的產(chǎn)品。擠出成型這種方法主要是通過對(duì)高分子材料進(jìn)行加料、塑化、成型以及冷卻定型步驟來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制作。

4.2對(duì)于注塑成型技術(shù)的分析

4.2.1對(duì)于注塑成型技術(shù)的概括

這種技術(shù)主要用來生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料制品。因?yàn)檫@種技術(shù)的應(yīng)用范圍相對(duì)較廣泛，成型的周期又相對(duì)較短，再加上產(chǎn)品生產(chǎn)的效率較高，對(duì)于尺寸較為精密，因此這種技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用，也是目前進(jìn)行塑料加工使用最多的技術(shù)。就目前而言，絕大部分的塑料之所都可以使用注塑成型技術(shù)。如果想要使得制作出來的產(chǎn)品外觀和內(nèi)在的質(zhì)量都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，那么就要對(duì)原料的配方、擠出機(jī)的運(yùn)行水準(zhǔn)、對(duì)擠出機(jī)的設(shè)計(jì)和進(jìn)行加工的精密程度都有著密切的關(guān)系。在進(jìn)行成型的過程中，不但要注意過程的步驟和細(xì)節(jié)，而且還要注意成型的溫度、擠出機(jī)工作的速度等等因素。

4.2.2對(duì)于注塑成型技術(shù)的技術(shù)組合分析

可以通過對(duì)不同材料進(jìn)行不同的組合為特點(diǎn)的注塑成型技術(shù)；可以通過對(duì)惰性氣體進(jìn)行組合的注塑成型技術(shù)；可以通過對(duì)化學(xué)反應(yīng)的整個(gè)過程為特點(diǎn)的注塑成型技術(shù)；可以通過壓縮或者壓制過程進(jìn)行組合為特點(diǎn)的注塑成型技術(shù)；可以通過混合婚配進(jìn)行組合為特點(diǎn)的注塑成型技術(shù)；可以通過對(duì)取向或者延伸的過程進(jìn)行組合為特點(diǎn)的注塑成型技術(shù)；可以通過對(duì)模具移動(dòng)或者加熱進(jìn)行組合為特點(diǎn)的注塑成型技術(shù)等等。

4.3對(duì)于吹塑成型技術(shù)的分析

這種技術(shù)主要通過氣壓的壓力作用使得閉合在模具中的具有熱熔性的分子材料進(jìn)行吹塑，因此可以形成中空的制品。這種方法指目前發(fā)展最快的一種成型的方法。這種技術(shù)不僅設(shè)備的花費(fèi)較低，適應(yīng)性較強(qiáng)，而且可以制作較為復(fù)雜的制品。因此，這種方法也獲得了廣泛的應(yīng)用。

5結(jié)束語

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也隨之有了很大的進(jìn)步和發(fā)展，然而對(duì)于高分子材料的研究也有了進(jìn)一步的突破，越來越多的領(lǐng)域也都隨之投入到了對(duì)高分子材料研究的行列中。因此，對(duì)于高分子材料成型加工技術(shù)的研究也就變得越來越重要，只有不斷的對(duì)高分子材料成型的加工技術(shù)進(jìn)行深入的研究和分析，才能夠有效的控制高分子材料成型的過程，因而才能夠有效的促進(jìn)對(duì)高分子材料的研究的發(fā)展和進(jìn)步。

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篇10

【關(guān)鍵詞】生物降解；天然；高分子；藥物緩釋

近年來，高分子材料被越來越多地應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，其中尤以可生物降解高分子材料最為引人關(guān)注。這類材料不僅具備可生物降解性和生物相容性，還能在體內(nèi)降解成小分子化合物，從而被基體代謝、吸收或排泄，對(duì)人體無毒副作用[1]。生物降解高分子材料被廣泛用于藥物緩釋載體、醫(yī)用手術(shù)縫合線、骨內(nèi)固定材料、組織工程材料等，其中尤以用作藥物緩釋載體的研究最為廣泛而深入。

藥物緩釋就是將小分子藥物與高分子載體以物理或化學(xué)方法結(jié)合，在體內(nèi)通過擴(kuò)散、滲透等方式，將小分子藥物以適當(dāng)?shù)臐舛瘸掷m(xù)的釋放出來。藥物緩釋體系有利于提高藥物療效、降低毒副作用，使藥物能在指定時(shí)間內(nèi)按預(yù)定的速度釋放到指定的部位，使藥物在體內(nèi)能夠保持有效濃度，減小或消除副作用[2]。目前，用于充當(dāng)藥物緩釋載體的生物降解高分子材料主要包括天然高分子與合成高分子兩大類。本文主要綜述了天然生物降解高分子材料在藥物緩釋領(lǐng)域的應(yīng)用，并將其分為以下幾類：

1、蛋白質(zhì)類

（1）絲素蛋白

絲素蛋白是一種源于蠶絲的天然高分子材料，其性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、廉價(jià)易得，具有良好的生物降解性和生物相容性。目前，絲素蛋白作為藥物緩釋載體的研究主要集中于絲素微球、絲素凝膠以及絲素膜三類。

絲素蛋白與其他天然高分子材料可以復(fù)合制得緩釋微球/微囊。韓龍龍等[3]研究了絲素蛋白-海藻酸鹽緩釋微膠囊的結(jié)構(gòu)和釋藥性能。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合微囊中的絲素蛋白與海藻酸鹽分子間有靜電和氫鍵作用，交聯(lián)劑戊二醛對(duì)微囊外層的絲素蛋白也有交聯(lián)固化作用，使得絲素蛋白與藥物間的物理交聯(lián)作用加強(qiáng)，藥物包封率提高。

水凝膠藥物釋放系統(tǒng)中，藥物通常以包埋或吸附的方式固定在凝膠中。當(dāng)環(huán)境（如溫度、pH值或離子強(qiáng)度等）改變時(shí)，凝膠表面的孔洞變大，藥物便能從孔洞中釋放出來[4]。盧敏等[5]制備出具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的絲素蛋白/聚氨酯（SF/PU）水凝膠。通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察到SF/PU水凝膠具有多孔結(jié)構(gòu)，藥物釋放時(shí)間達(dá)到10h以上。馬曉曄等[6]通過自由基聚合的方法合成制備了自膨脹PAAS-SF semi-IPN水凝膠（聚丙烯酸鈉-絲素半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠），發(fā)現(xiàn)隨著水凝膠中絲素蛋白含量的增加，凝膠的膨脹率增大，壓縮強(qiáng)度減小，藥物釋放速率加快。

絲素蛋白膜是一種多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的天然聚氨基酸膜。吳莉[7]以鹽酸利多卡因?yàn)槟Ｐ退幬铮z素蛋白為膜材，制備了鹽酸利多卡因絲素蛋白雙層膜。實(shí)驗(yàn)證明，雙層絲素膜比單層膜有更明顯的緩釋作用。陳建勇等[8]研究認(rèn)為離子化藥物在絲素膜上的滲透性對(duì)外部溶液的pH值有良好的響應(yīng)性能。當(dāng)絲素膜荷電與藥物離子荷電不同時(shí)，藥物的滲透速度變慢；當(dāng)絲素膜的荷電與藥物荷電相同時(shí)，藥物的透過速度加快。因此，可將絲素膜制成藥物滲透速度調(diào)控膜。

（2）膠原

膠原是人體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，膠原具有生物相容性和弱的免疫原性，并且具有高度親水性、透氧性等優(yōu)點(diǎn)，因此是優(yōu)良的藥物載體。膠原膜可解決非水溶性藥物的局部給藥問題，可將非水溶性藥物顆粒均勻分散在膠原基質(zhì)中，制成混合藥膜。

廖紅勝等[9]制備了納米羥基磷灰石/膠原材料復(fù)合硫酸慶大霉素緩釋系統(tǒng)（nano-HA/C-GM-DDS），并觀察其體內(nèi)釋藥效力。研究證實(shí)，nano-HA/C-GM-DDS在體內(nèi)有較好的緩慢釋放效應(yīng)，是一種較好的治療骨組織感染的生物材料。梁興宇等[10]采用煅燒掛漿法制備了膠原緩釋微球復(fù)合硫酸鈣/凍干骨支架，并且研究該種植體的細(xì)胞相容性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，制得的支架能促進(jìn)成骨細(xì)胞的生長(zhǎng)，并且發(fā)現(xiàn)細(xì)胞有向空隙內(nèi)部長(zhǎng)入的趨勢(shì)，經(jīng)過表面修飾后的支架較原來的細(xì)胞相容性有了明顯提高。

（3）纖維蛋白

纖維蛋白粘合劑是由多種血漿蛋白成分組成的一種復(fù)合制劑，其主要成分為纖維蛋白原/ 凝血Ⅷ因子（主體膠）和凝血酶（催化劑），經(jīng)過簡(jiǎn)單處理后便可形成纖維蛋白凝膠。該凝膠為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)眼可以形成儲(chǔ)藥庫，將治療用的藥物包合在凝膠內(nèi)[11]。隨著凝膠被逐漸吸收和降解，藥物便可緩慢釋放，從而產(chǎn)生理想的藥物定向緩釋作用。

張宏偉等[12]探討了在大鼠坐骨神經(jīng)損傷后，局部應(yīng)用纖維蛋白凝膠（FG）-他克莫司（FK506）藥物緩釋系統(tǒng)對(duì)神經(jīng)再生的影響。研究證明，F(xiàn)G-FK506藥物緩釋系統(tǒng)在大鼠坐骨神經(jīng)再生中起到明顯促進(jìn)作用。Kawasaki等[13]在生物膠緩釋作用的體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，膠內(nèi)所含抗腫瘤藥物的釋放與膠內(nèi)外藥物的濃度差密切相關(guān)。白波等[14]認(rèn)為纖維蛋白凝膠的濃度及含水量對(duì)藥物的釋放有影響，凝膠濃度過高，則網(wǎng)孔越致密，藥物貯存效果降低，影響藥物的釋放速度和時(shí)間。

2、殼聚糖類

殼聚糖是一種天然的生物高分子線形多糖，其廣泛存在于低等植物菌類、藻類的細(xì)胞，節(jié)肢動(dòng)物蝦、蟹、昆蟲的外殼，貝類、軟體動(dòng)物的外殼中，是地球上僅次于植物纖維的第二大生物資源。殼聚糖具有良好的生物相容性、降解性、低毒性，在藥物載體方面得到大量的應(yīng)用與研究。目前，殼聚糖緩釋體系主要分為：殼聚糖微球、殼聚糖納米粒子、殼聚糖緩釋膜、殼聚糖緩釋凝膠四種類型。

曲鳳華等[15]采用乳化-化學(xué)交聯(lián)法制備殼聚糖微球及殼聚糖-明膠復(fù)合物微球。在對(duì)殼聚糖藥物緩釋的研究基礎(chǔ)上，對(duì)殼聚糖復(fù)合明膠后，對(duì)藥物緩釋的影響情況進(jìn)行了研究探索，研制出阿司匹林殼聚糖-明膠微球，為阿司匹林提供了一種理想的緩釋載體。吳永軍[16]用紅色無定形納米硒，輔以殼聚糖、玉米淀粉，合成出了納米硒-殼聚糖復(fù)合顆粒，在模擬消化液中研究了復(fù)合物的硒緩釋行為，考察了模擬消化液酸堿值、緩釋溫度、緩釋時(shí)間對(duì)硒釋放率的影響，得到了含硒復(fù)合物的最佳緩釋條件。董亮等[17]以殼聚糖和羧甲基殼聚糖混合物作為基質(zhì)，采用溶劑揮發(fā)法制備丹皮酚藥膜，以體外釋放法研究藥膜對(duì)丹皮酚的控釋能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)以1∶1的殼聚糖和羧甲基殼聚糖混合為溶質(zhì)（甘油含量為2%）制備的藥膜具有較理想的物理性質(zhì)和藥物緩釋能力。林友文等[18]研究了不同配比、不同pH對(duì)殼聚糖/甘油磷酸鈉（CS/GPS）水凝膠的溫敏性及載藥凝膠緩釋性能影響，發(fā)現(xiàn)一定配比CS/GPS體系在37℃具有快速凝膠化特性，證實(shí)了溫敏性載藥凝膠對(duì)藥物具有緩釋作用。

3、淀粉類

淀粉作為一種可生物降解的高分子材料，來源豐富，價(jià)格低廉，具有良好的可降解性和生物相容性，尤其是支鏈淀粉天生具有螺旋狀孔洞結(jié)構(gòu)，可作為藥物載體制成淀粉微球、淀粉膜等形式。

李仲謹(jǐn)?shù)萚19]以可溶性淀粉作為原料，N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，采用包埋法制備了氟苯尼考淀粉微球，采用體外動(dòng)態(tài)釋藥法評(píng)價(jià)其釋藥特征。研究發(fā)現(xiàn)，氟苯尼考淀粉微球體外釋藥規(guī)律符合一級(jí)釋放方程和Korsmeyer-Peppas模型方程。李增和等[20]將聚乙烯醇（PVA）溶解后與淀粉（St）共混制得聚乙烯醇/淀粉復(fù)合膜，并考察了m（St）∶m（PVA）、反應(yīng)溫度、增塑劑、交聯(lián)劑用量、反應(yīng)時(shí)間對(duì)薄膜性能的影響，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件，最終制得拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率較大，吸水率和透NH4+率均較低，共混體系的相容性好的薄膜。

4、展望

天然高分子材料相比合成高分子材料，具有更好的生物相容性、低毒性、可降解性。未來在天然高分子材料在藥物緩釋方面的研究將側(cè)重于多種材料的復(fù)合改性（包括與無機(jī)材料復(fù)合、天然高分子之間復(fù)合、與合成高分子復(fù)合等）、緩釋載體構(gòu)建以及臨床應(yīng)用研究。隨著科技的不斷進(jìn)步，天然高分子必將在醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮更積極的作用。

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