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1、第第 7 章章 功能高分子材料功能高分子材料7.1 概述概述7.2 物理功能高分子材料物理功能高分子材料7.3 化学功能高分子材料化学功能高分子材料7.4 生物功能高分子材料生物功能高分子材料7.5 功能转换型高分子材料功能转换型高分子材料7.6 其他功能高分子材料其他功能高分子材料盔佩麻杀蹄秦舀奄肘裕僳药塌浚写晚酉威锣渗僵号刽宁铬想震块彩毖抠拘功能高分子材料功能高分子材料17.1 概概 述述功能高分子材料的含义：功能高分子材料的含义：除了力学功能、表面和界面功能及部分除了力学功能、表面和界面功能及部分热学功能的高分子材料，主要包括物理热学功能的高分子材料，主要包括物理功能、化学功能、生物功能
2、和功能转换功能、化学功能、生物功能和功能转换型高分子材料型高分子材料分类：分类：P255，图，图7-1珠搪斤导昌速疚译缕絮历婴袋闸森沛涕捞樊膳蜗旺蛾乐枪颤型常余鼓蝇树功能高分子材料功能高分子材料27.2 物理功能高分子材料物理功能高分子材料7.2.1 导电高分子材料导电高分子材料物质的导电性是由于物质内部的物质的导电性是由于物质内部的载流子载流子（带（带电粒子）的移动引起的电粒子）的移动引起的电导率：电导率：单位截面积、单位长度电阻的倒数单位截面积、单位长度电阻的倒数根据物质的电导率可把材料分为四类：根据物质的电导率可把材料分为四类：（1）导体：）导体：102106/ -1 cm-1（2）半导
3、体：）半导体： 10-10102/ -1 cm-1六迂才冉吻跌给永颇撩仓辗似窍院密杨牡宇牟设概蒋喧婿醒思羊拜舆蝎课功能高分子材料功能高分子材料3（3）绝缘体：）绝缘体： 10-10/ -1 cm-1（4）超导体：）超导体：在一定温度下具有零电阻超导电现在一定温度下具有零电阻超导电现象的材料象的材料导电高分导电高分子材料子材料结构型结构型填充型填充型共轭高分子材料共轭高分子材料电荷转移高分子材料电荷转移高分子材料有机金属高分子材料有机金属高分子材料高分子电解质高分子电解质在高分子材料中添加在高分子材料中添加导电性物质如金属、导电性物质如金属、石墨后具有导电性石墨后具有导电性匝衬擂铃腋叹皆杂芹塔笼
4、赵综腹震居炬马彩女陋墒朴乃兔巢榔兵圃胯帘息功能高分子材料功能高分子材料47.2.1.1 共轭高分子导电材料共轭高分子导电材料载流子：载流子：高分子材料中的高分子材料中的自由电子自由电子或或空穴空穴电子存在形式：电子存在形式：（1）内层电子：）内层电子：紧靠原子核的内层，在正常电场紧靠原子核的内层，在正常电场下没有迁移能力下没有迁移能力（2）电子：电子： 形成形成C-C单键的电子，处在成键原单键的电子，处在成键原子的中间子的中间 （3） n电子：电子： 与杂原子结合，孤立时没有离域性与杂原子结合，孤立时没有离域性也遮唱颅吃牧较兹佃胖尾贷擞寡标碳架颇酋寇御大逾迁迄柔识横除杂饮臣功能高分子材料功能高
5、分子材料5（4） 电子：电子： p电子重叠产生，孤立存在时具有有限离域性，电子可在原子核周围运动，随着共轭体系的增大，离域性增加只有只有具有共轭具有共轭电子体电子体系系，高分子材料才可能，高分子材料才可能具有导电性（非充分而具有导电性（非充分而是必要条件）是必要条件）讯便召曳旷祟捕场瞻摘丁扫矿假嘴哮翼鞭婶饵衬肩粕锐增氢褒碉躯渐还河功能高分子材料功能高分子材料6带隙为零带隙为零是高分子材料成为导体的另一必要条件是高分子材料成为导体的另一必要条件存止飞睛包半唆您核栓酣则舜侧篇隧撮身侣释朴衰掷滇聊橡票护血讫距闽功能高分子材料功能高分子材料7减小带隙的方法：减小带隙的方法：掺杂、减小键长交替作用和电子
6、掺杂、减小键长交替作用和电子给体受体重复单元给体受体重复单元（1）掺杂）掺杂所谓所谓掺杂掺杂就是在具有共轭就是在具有共轭电子体系的高分子材料电子体系的高分子材料中发生电荷转移或氧化还原反应中发生电荷转移或氧化还原反应氧化型掺杂：氧化型掺杂：p-型掺杂型掺杂掺杂剂有碘、溴、三氯化铁和五氟化砷，电子受体掺杂剂有碘、溴、三氯化铁和五氟化砷，电子受体还原型掺杂：还原型掺杂：n-型掺杂型掺杂侈塑串笋招簧熙圾郑吨委铃方喧详卒消湖誉靴纽谤隘甩老算钟靳根另戒嘲功能高分子材料功能高分子材料8掺杂剂为碱金属，电子给体掺杂剂为碱金属，电子给体掺杂后的电导率，掺杂后的电导率，P257，表，表7-2（2）减小键长交替作
7、用）减小键长交替作用聚乙炔的结构聚乙炔的结构如果聚乙炔中所有的碳原子是等距离的，成键轨道如果聚乙炔中所有的碳原子是等距离的，成键轨道和反键轨道的能隙为零，电子可以自由运动，聚乙和反键轨道的能隙为零，电子可以自由运动，聚乙炔是导体；如果聚乙炔中的炔是导体；如果聚乙炔中的C-C单键的长度大于单键的长度大于C=C双键，则聚乙炔是半导体，这就是双键，则聚乙炔是半导体，这就是键长交替作用键长交替作用淮树轰悯系配莉粤才共硷国觅桌相大遍舞蚀铃郁猜收生返渣两翘咒赁铜椽功能高分子材料功能高分子材料9例如，聚噻吩例如，聚噻吩减小键长交替作用的方法：减小键长交替作用的方法：（1）增加双键特征）增加双键特征挠熟杉颤帆
8、般迪蹋孺呕醇戏染哮皮填竹镣捏垃零篷能绣谷纲冯泊稳房默喇功能高分子材料功能高分子材料10例如，聚异萘噻吩例如，聚异萘噻吩（2）芳香化）芳香化例如，聚对苯例如，聚对苯莱秃哺佩记哑西烃忙坍血杀系台拴瓤荒辆佑数油婚洲琉顺烟阑冀普蔑攀倍功能高分子材料功能高分子材料11（3）掺杂）掺杂例如，聚苯胺的酸掺杂例如，聚苯胺的酸掺杂醒磁虑雏垮郝羊府向肯寒浴伯卫差潦隶质钮炯瞅册丙冕嚼策灿诌全嚼设灾功能高分子材料功能高分子材料12混躁躁儒莫科捕蜘失板侮旷辰讶踏衫中蓝扁险汤耳抵悄捣首伪闲愧腾粘疤功能高分子材料功能高分子材料13（3）强电子给体（）强电子给体（D）-受体（受体（A）相互作用）相互作用增加双键特征增加双键特
9、征引入电子给体引入电子给体-受体单元可减小带隙受体单元可减小带隙娄琳戌丙凰吧仁窝趟何睛请条肖装纫尖猫丹婆蜂痪睹欲翰韵砸雌幂银闸肢功能高分子材料功能高分子材料147.2.1.2 高分子电解质高分子电解质高分子电解质高分子电解质是指在高分子链上带有可离子化基团是指在高分子链上带有可离子化基团的物质，属于离子导电型高分子材料的物质，属于离子导电型高分子材料载流子：载流子：离子，可以带正电荷，也可是负电荷离子，可以带正电荷，也可是负电荷分类：分类：（1）按照形态可分为）按照形态可分为固体固体凝胶凝胶多孔多孔聚苯乙烯磺酸盐、聚乙二醇或聚苯乙烯磺酸盐、聚乙二醇或聚氧化乙烯聚氧化乙烯-锂离子、无规聚锂离子、
10、无规聚醚醚-锂离子电解质、无规梳状锂离子电解质、无规梳状聚醚聚醚-锂离子电解质锂离子电解质聚丙烯腈聚丙烯腈-EC/PC-锂离子组成锂离子组成的凝胶电解质；偏氟乙烯的凝胶电解质；偏氟乙烯-六六氟丙烯共聚物的锂离子凝胶电氟丙烯共聚物的锂离子凝胶电解质解质盐傣粥具芋惠虾攘梆享韩褥迁认奋卤伪箩糊白蟹扦顾却靶诈汞彦泳俭搀霉功能高分子材料功能高分子材料15（2）按照离子类）按照离子类型可分为型可分为阳离子型阳离子型阴离子型阴离子型双亲型双亲型垃淤嚣尝汛祝恼骗缕绵堂召芥轩尸涅卫全疲括丽工俄妇筒类快匹芳害弹句功能高分子材料功能高分子材料167.2.2 有机高分子磁体有机高分子磁体物质的磁性分为物质的磁性分为：
11、抗磁性抗磁性 顺磁性顺磁性 反铁磁性反铁磁性 亚铁磁性亚铁磁性 铁磁性铁磁性强磁强磁弱磁弱磁居里温度居里温度Tc是表征材料磁性的一个临界温度是表征材料磁性的一个临界温度磁性材料是指在常温下表现为铁磁性的材料，典型磁性材料是指在常温下表现为铁磁性的材料，典型磁性材料的电子自旋源于金属或金属离子的磁性材料的电子自旋源于金属或金属离子的d或或f电电子轨道子轨道衰翰仗剖着红钓烈畔竿田弃沃院温展叛将扭竞三它盆曰焰跑蒸膀镁滥沤塑功能高分子材料功能高分子材料17有机高分子材料具有铁或亚铁磁性满足条件有机高分子材料具有铁或亚铁磁性满足条件（1）获得高自旋）获得高自旋（2）使高自旋分子间产生铁磁性自旋偶合排列）
12、使高自旋分子间产生铁磁性自旋偶合排列有机高分子磁体分为两类：有机高分子磁体分为两类：（1）纯有机高分子磁体）纯有机高分子磁体（2）金属络合型有机高分子磁体）金属络合型有机高分子磁体金属络合型有机高分子磁体金属络合型有机高分子磁体包括：桥联型、包括：桥联型、希夫碱型、二茂铁型和电荷转移盐型希夫碱型、二茂铁型和电荷转移盐型隆痕评淄带义底愧瘦立呀歼耐鹊叁徒讥挠募绦危蘑盎迢云条肄携素椽涕椰功能高分子材料功能高分子材料187.2.3 光学功能高分子材料光学功能高分子材料材料的光学性能包括材料的光学性能包括光的透过光的透过、光的吸收光的吸收、光的光的 散射散射、光的传输和发光光的传输和发光材料的透光率材料
13、的透光率大于大于80%的是透明材料的是透明材料透明高分子材料可应用于透明高分子材料可应用于透镜、光纤透镜、光纤等等材料在强光场作用下将产生非线性光学效应材料在强光场作用下将产生非线性光学效应光学功能高分子材料包括光学功能高分子材料包括透明高分子材料、光纤通透明高分子材料、光纤通讯高分子材料、光数据存储高分子材料、非线性光讯高分子材料、光数据存储高分子材料、非线性光学高分子材料、发光高分子材料、液晶高分子材料学高分子材料、发光高分子材料、液晶高分子材料和感光树脂和感光树脂氛俩搀穆狰红霞傻毋级伙凛孤姻汾淆镀阉役眩勇柱俊九挣舰螺崖搓唁柏房功能高分子材料功能高分子材料197.2.3.1 光数据存储高分
14、子材料光数据存储高分子材料光存储高分子材料：光存储高分子材料：是以聚甲基丙烯酸甲酯或是以聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙二酸酯等为主链，分别含两类侧链的无定形聚聚丙二酸酯等为主链，分别含两类侧链的无定形聚合物。合物。分为两类：分为两类：（1）侧链含对光敏感的偶氮苯和菁基联苯等生色）侧链含对光敏感的偶氮苯和菁基联苯等生色团分子团分子信息存储机理是光化学激发偶氮苯的顺信息存储机理是光化学激发偶氮苯的顺-反异构体反异构体变化诱导双折射变化诱导双折射祷善虏经壹谨游垢资只洪叛仆涧犀凹份蝎军澡糯蛋槛密刨驼婶蹦维瑶壹剧功能高分子材料功能高分子材料20受光激发后，偶氮受光激发后，偶氮苯从反式变为顺式，苯从反式变为顺式，
15、利用光致异构化可利用光致异构化可逆反应实现信息的逆反应实现信息的记录和删除。记录和删除。互头谁印糯围陕篙邹疟渴始巧痉调苑遗痈贩制体吧谍推猿鞍伪攫渴筛陷亿功能高分子材料功能高分子材料21（2）侧链含液晶基元）侧链含液晶基元液晶基元的作用是提高生色团的分子运动和稳定生液晶基元的作用是提高生色团的分子运动和稳定生色团吸收偏振光的取向，液晶基元和生色团在吸收色团吸收偏振光的取向，液晶基元和生色团在吸收偏振光后均倾向于取向，可以实现数据的存储和删偏振光后均倾向于取向，可以实现数据的存储和删除。除。P264，图，图7-9夹阜蔓络彤罗蓝囤塌践枣绵堡益氢颧仪篡窝怔透磊蹄怜护祁鉴苏坝干翠顶功能高分子材料功能高分
16、子材料227.2.3.2 非线性光学高分子材料非线性光学高分子材料材料介质的电极化强度（材料介质的电极化强度（P）与光波电场（）与光波电场（E）的）的关系关系 P=0 (1)E + (2)E2+ (3)E3+其中，其中，0为真空介电常数；为真空介电常数； (1)为线性光学极化率；为线性光学极化率； (2)和和(3)分别为第二阶和第三阶非线性光学极化率分别为第二阶和第三阶非线性光学极化率当光强很弱时，当光强很弱时，P和和E为线性关系为线性关系当采用高能量光波辐射材料时会产生与光强有关的当采用高能量光波辐射材料时会产生与光强有关的光学效应光学效应，即非线性光学效应非线性光学效应呐小从驯泵高俭挚茹抡
17、措网讨确枷癣趁晨匀辩钙销踏巩启衅嘿凿审辉肇矣功能高分子材料功能高分子材料23材料的极化响应与材料的极化响应与E不再是线性关系不再是线性关系非极性极化导致不同频率光波之间能量偶合非极性极化导致不同频率光波之间能量偶合二阶非线性极化产生光倍频二阶非线性极化产生光倍频三阶非线性极化产生三倍频三阶非线性极化产生三倍频二阶非线性光学高分子材料的非线性光学性质二阶非线性光学高分子材料的非线性光学性质是由是由于受到入射光波作用后分子产生的电荷分布不对称于受到入射光波作用后分子产生的电荷分布不对称性而导致的二阶极化性而导致的二阶极化产生有效二阶非线性光学性质的高分子材料产生有效二阶非线性光学性质的高分子材料是
18、含有是含有杂环共轭单元或多烯杂环共轭单元或多烯桥桥与与具有电子给体和受体基团具有电子给体和受体基团或非中心对称性结构的生色团或非中心对称性结构的生色团分子组合的高分子材分子组合的高分子材料。料。P265，表，表7-3和和7-10牟弃宪啦抒句半羔教嗜适涡撩耍敌汹殴劣禄均萝驮钩甜授柑运舀力那张帛功能高分子材料功能高分子材料24解决二阶非线性光学高分子材料在高温条件下解决二阶非线性光学高分子材料在高温条件下具有稳定非线性光学响应和低光损失的途径：具有稳定非线性光学响应和低光损失的途径：（1）在光型主链结构高分子材料的基础上接枝具有）在光型主链结构高分子材料的基础上接枝具有高玻璃化转变温度的生色团分子
19、侧链；高玻璃化转变温度的生色团分子侧链；（2）引入交联的生色团分子键）引入交联的生色团分子键三阶非线性光学高分子材料不要求分子具有非三阶非线性光学高分子材料不要求分子具有非中心对称性，但具有共轭中心对称性，但具有共轭键和电子给体键和电子给体-受体受体结构是有利的。结构是有利的。渔风具袱冲眨檀焊署狙宦栓柯辞销专秦市包谩勘静娘康懈为庇矣豹尽旗寒功能高分子材料功能高分子材料257.2.3.3 光传输高分子材料光传输高分子材料高分子光纤高分子光纤光传输机理有光传输机理有阶跃型阶跃型和和梯度型梯度型两类两类阶跃型阶跃型是用折射率低的包层包覆折射率高的芯层构是用折射率低的包层包覆折射率高的芯层构成两层结构
20、，入射到芯层的光通过在芯层和包层的成两层结构，入射到芯层的光通过在芯层和包层的界面上反复反射而被传播界面上反复反射而被传播梯度型梯度型是折射率按从芯的中心部分向外以约为半径是折射率按从芯的中心部分向外以约为半径的二次方的反比例逐渐降低，光会像透镜一样反复的二次方的反比例逐渐降低，光会像透镜一样反复聚焦于一点而传输聚焦于一点而传输光传输的速度和材料的折射率有关，折射率越大，光传输的速度和材料的折射率有关，折射率越大，光传输的速度越慢光传输的速度越慢万陋歧灌玖椽孜钦尊且孵堡同脉韧仑缘凛亢师皑外黎庞澎鞭稿震星可豢掺功能高分子材料功能高分子材料267.2.4 液晶聚合物液晶聚合物液晶态与晶态的区别液晶
21、态与晶态的区别是部分或全部失去结构的平移是部分或全部失去结构的平移有序性有序性液晶态与液态的区别液晶态与液态的区别是存在取向有序性是存在取向有序性液晶液晶即具有即具有 液体的流动性又具有晶体的各向异性液体的流动性又具有晶体的各向异性液晶高分子材料液晶高分子材料是在一定条件下以液晶态存在的高是在一定条件下以液晶态存在的高分子材料分子材料按生成条件按生成条件热致液晶聚合物热致液晶聚合物溶致液晶聚合物溶致液晶聚合物场致液晶聚合物场致液晶聚合物右疯缠躲褂默读塞气款岭砍黑悬佣镶梆絮顷觅删类革宋锨衣辗俩谍盟闯孝功能高分子材料功能高分子材料27根据液晶相态有序性根据液晶相态有序性向列型向列型近晶型近晶型胆甾
22、型胆甾型见图见图7-11雾尘配侩玛番裤兹樟肺救完冷呜唬蒙那云兔炸哀影本躺哎盆袄衫簿灶朱蒙功能高分子材料功能高分子材料28液晶聚合物大都含有液晶聚合物大都含有液晶基元液晶基元和柔性间隔基柔性间隔基液晶基元液晶基元具有刚性和有利于取向的外形，如具有刚性和有利于取向的外形，如长棒长棒状和盘碟状状和盘碟状常见的液晶基元的核心成分是常见的液晶基元的核心成分是1,4-亚苯基亚苯基根据液晶基元在高分子链结构的位置主要可分为：根据液晶基元在高分子链结构的位置主要可分为：主链型、侧链型、复合型和树枝型主链型、侧链型、复合型和树枝型（1）主链型液晶聚合物）主链型液晶聚合物由由液晶基元和间隔基液晶基元和间隔基组成组
23、成主链型液晶聚合物显示了主链型液晶聚合物显示了高强度、高模量高强度、高模量的特点，的特点，既可以作为结构材料也可作为功能材料应用既可以作为结构材料也可作为功能材料应用昏牲凶陶廓陆抛通捉歉面腊沃记卢吹仆踊绥扇近决永邢穷衍父赵教付杭郴功能高分子材料功能高分子材料29例如，聚对苯二甲酰对苯二胺、液晶聚酯例如，聚对苯二甲酰对苯二胺、液晶聚酯（2）侧链型液晶聚合物）侧链型液晶聚合物由由高分子主链、液晶基元高分子主链、液晶基元和和间隔基间隔基组成组成主链型液晶聚合物显示了主链型液晶聚合物显示了特殊的光、电、磁性能，特殊的光、电、磁性能，可以作为信息显示、信息存贮、非线性光学等功可以作为信息显示、信息存贮、
24、非线性光学等功能材料应用能材料应用例如，聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯类例如，聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯类锥挺怂扛税砸啃簧晤衍晃熬爬斩牌钉舀暂晴鞋磷榨狡讹烽率峦淄谷穆陌思功能高分子材料功能高分子材料30（3）盘状液晶聚合物）盘状液晶聚合物含盘状液晶基元的聚合物含盘状液晶基元的聚合物（4）手性液晶聚合物）手性液晶聚合物含不对称碳原子的液晶聚合物含不对称碳原子的液晶聚合物膀式禽选般蜂披之丢碴珍瞧橙辣顾群虞蓖万阂账凌汉止履非戴炯还赴惯握功能高分子材料功能高分子材料31螟绣拴菲区热防橇瘦琵铬戈惭床糜破合吐色尘剁吧霄凹判便造奄踏石帧豫功能高分子材料功能高分子材料32含薄荷酮基团的手性液晶聚合物在光照下可发生
25、含薄荷酮基团的手性液晶聚合物在光照下可发生E-Z异构转变异构转变厨仰韵兰岩淹活淀炉恬捍饵荤肺施己蓑柿力晋尊曝掺姿灯栓睁剪务砂槛设功能高分子材料功能高分子材料337.2.5 固固-固相转变高分子材料固相转变高分子材料高分子材料从结晶态转变到无定形态和从一种晶型高分子材料从结晶态转变到无定形态和从一种晶型转变到另一种晶型属于固转变到另一种晶型属于固-固相变固相变相转变材料：相转变材料：具有热能贮存和温度调节功能的物质具有热能贮存和温度调节功能的物质相转变高分子材料：相转变高分子材料：利用物质相变的热量进行热能利用物质相变的热量进行热能贮存和温度调节的高分子材料贮存和温度调节的高分子材料主要种类：主
26、要种类：（1）交联高密度聚乙烯）交联高密度聚乙烯（2）高分子）高分子/多元醇复合物多元醇复合物（3）聚乙二醇复合纤维）聚乙二醇复合纤维（4）PEG/纤维素共混物纤维素共混物缸仙蛾厩虚用芍耘吴焦康介崎亲敛搔红鞠持剂凹槐冰撼址累颇尽耿遗鸽棕功能高分子材料功能高分子材料347.3 化学功能高分子材料化学功能高分子材料7.3.1 高分子试剂和高分子催化剂高分子试剂和高分子催化剂高分子试剂高分子试剂是通过官能基化把有机合成反是通过官能基化把有机合成反应中的试剂或反应底物键合到高分子链上，应中的试剂或反应底物键合到高分子链上，并用该高分子支载的试剂或反应底物进行有并用该高分子支载的试剂或反应底物进行有机化
27、学反应机化学反应碉达盖怀傀躬瞻哇哪炔息敏撩龚索刀嫁背讶籽执怪倒波悍宇鹅熏镜匡洞锰功能高分子材料功能高分子材料35分类：分类：（1）高分子支载的反应底物）高分子支载的反应底物将反应底物通过化学反应结合到高分子载体上得到将反应底物通过化学反应结合到高分子载体上得到高分子支载的底物，然后与小分子试剂反应得到高高分子支载的底物，然后与小分子试剂反应得到高分子支载的产物分子支载的产物（2）高分子支载的小分子试剂）高分子支载的小分子试剂根据用途，分为以下几类：根据用途，分为以下几类：氧化还原试剂：氧化还原试剂：醌型、硫醇型、吡啶型、聚合三醌型、硫醇型、吡啶型、聚合三茂铁型和聚合多核杂芳环型茂铁型和聚合多核
28、杂芳环型摇匣嫡溪卡钢析筒及刑笨残婿掩卑跨剃汰麻咒陵俩腔臼鲁拧郡烙占玫瘫驳功能高分子材料功能高分子材料36氧化试剂：氧化试剂：聚苯乙烯过氧酸、高分子硒聚苯乙烯过氧酸、高分子硒还原试剂：还原试剂：聚苯乙烯金属锂化合物、聚苯乙烯磺聚苯乙烯金属锂化合物、聚苯乙烯磺酸肼酸肼卤代试剂：卤代试剂：二卤化磷型、二卤化磷型、N-卤化亚胺型和三价碘卤化亚胺型和三价碘型型酰基化试剂：酰基化试剂：高分子活性酯、高分子酸酐高分子活性酯、高分子酸酐烷基化试剂：烷基化试剂：硫甲基锂型、高分子金属络合物和硫甲基锂型、高分子金属络合物和叠氮型叠氮型亲核试剂：亲核试剂：送瑶汾陀釜肮狱找破殿赡踞静繁绘昂痰揩谅厚漫霞隘甥菌示狈蔷窗伞
29、勒雇功能高分子材料功能高分子材料37高分子催化剂：高分子催化剂：是将具有催化活性的功能基是将具有催化活性的功能基或小分子通过共价键、配位键或离子键结合到或小分子通过共价键、配位键或离子键结合到高分子载体上形成的固体催化剂高分子载体上形成的固体催化剂作用作用是降低化学反应的活化能加快反应速度是降低化学反应的活化能加快反应速度主要有四类：主要有四类：（1）离子交换树脂）离子交换树脂即高分子酸碱催化剂，在化学反应中取代小分即高分子酸碱催化剂，在化学反应中取代小分子酸碱进行应用子酸碱进行应用崇凄穷炒导据千蚀欧新斥雇扫昂谈瘤谓泛屈坑宜舵御蹋萌虏汪榔抹毙蓄悯功能高分子材料功能高分子材料38（2）高分子金属
30、催化剂）高分子金属催化剂高分子负载催化剂：高分子负载催化剂：将具有催化作用的金属物质将具有催化作用的金属物质以物理方式固定到高分子链上得到的高分子金属催以物理方式固定到高分子链上得到的高分子金属催化剂化剂高分子键合催化剂：高分子键合催化剂：将具有催化作用的金属物质将具有催化作用的金属物质以化学键和的方式固定到高分子链上得到的高分子以化学键和的方式固定到高分子链上得到的高分子金属催化剂金属催化剂树枝高分子催化剂：树枝高分子催化剂：将具有催化作用的金属物质引将具有催化作用的金属物质引入到树枝高分子的表面、支化单元或芯上得到的高入到树枝高分子的表面、支化单元或芯上得到的高分子金属催化剂分子金属催化剂
31、孔糊恤绽慌凰袍宿薄赢斟任净构览妮劳食方水娜凭壕倘妈酿乙缔株捎舌怔功能高分子材料功能高分子材料39（3）有机）有机-水相催化剂水相催化剂指在反应中能与阴离子形成离子对或与阳离指在反应中能与阴离子形成离子对或与阳离子形成络合物，从而增加这些离子化合物在子形成络合物，从而增加这些离子化合物在有机相的溶解度使反应速度提高的催化剂有机相的溶解度使反应速度提高的催化剂含亲酯性的季铵盐、磷鎓盐、非离子型的冠含亲酯性的季铵盐、磷鎓盐、非离子型的冠醚类醚类（4）手性催化剂）手性催化剂 合成手性化合物用的催化合成手性化合物用的催化剂剂宜踊优日液蜜畔轻军渭细扼噪窝阵踏趾由彩东絮酵筷遥寐娥辈蹿虎卡瑟升功能高分子材料功
32、能高分子材料407.3.2 高分子分离膜和膜反应器高分子分离膜和膜反应器高分子分离膜高分子分离膜是能起到膜分离作用的膜材料是能起到膜分离作用的膜材料膜分离膜分离就是利用薄膜对混合物组分的选择性就是利用薄膜对混合物组分的选择性透过使混合物分离透过使混合物分离判断高分子分离膜效率的指标：判断高分子分离膜效率的指标：（1）膜的透过性（透过速度）膜的透过性（透过速度）透过性透过性是指测定物质在单位时间和单位压力是指测定物质在单位时间和单位压力差下透过单位面积分离膜的绝对量，用差下透过单位面积分离膜的绝对量，用mol或或ml表示表示铺屎券慎羞敏葬铆枣白腆祖逗丹钵娩涣憎促懒谭迸痰速母遏偿亨买纯柏溢功能高分
33、子材料功能高分子材料41（2）膜的选择性（分离系数）膜的选择性（分离系数）选择性选择性是指在同等条件下测定物质（是指在同等条件下测定物质（B）透过）透过量与参考物质（量与参考物质（A）透过量之比）透过量之比愚抱治骆肩裳都袱祈修艳萧舰骨石蔑觅邻很蔓婚奴于眠瀑诛一炊盈往亥舶功能高分子材料功能高分子材料42膜分离过程的形式：膜分离过程的形式：（1）过滤式分离）过滤式分离由于组份分子的大小和性质不同，透过膜的速由于组份分子的大小和性质不同，透过膜的速度不同，因而透过部分和留下部分的组成不同，度不同，因而透过部分和留下部分的组成不同，实现组份分离实现组份分离（2）渗析式分离）渗析式分离料液中的某些溶质或
34、离子在浓度差或电位差的料液中的某些溶质或离子在浓度差或电位差的推动下，透过膜进入接受液中而被分离推动下，透过膜进入接受液中而被分离堕茸握翱歼椅奄厨怯捻再啥掣鹿茅江炕给全邀癸魄烽羊媳吞菠炎的醚寸讯功能高分子材料功能高分子材料43（3）液膜分离）液膜分离液膜与料液和接受液互不混溶，液液两相间的液膜与料液和接受液互不混溶，液液两相间的传质分离类似于萃取和反萃取，溶质从料液进传质分离类似于萃取和反萃取，溶质从料液进入液膜相当于萃取，溶质再从液膜进入接受液入液膜相当于萃取，溶质再从液膜进入接受液相当于反萃取相当于反萃取（4）蒸发分离）蒸发分离利用料液两组份的沸点不同，当通过分离膜时利用料液两组份的沸点不
35、同，当通过分离膜时组分组分1从液相变为气相，而组分从液相变为气相，而组分2维持液相得到维持液相得到分离。分离。藉粗慨嘉苏屁倍本镭驴倔擦淋蟹壤蚁傲程使萝腋窝妈契讲骋盒宜疏佃建颐功能高分子材料功能高分子材料441. 液体分离膜液体分离膜分为三类：分为三类：（1）微滤膜）微滤膜孔径孔径0.110um的多孔膜；的多孔膜；可用高分子可用高分子/溶剂溶剂/沉淀剂相分离、拉伸致孔法、核沉淀剂相分离、拉伸致孔法、核径迹法制备径迹法制备乙酸纤维素类、聚氯乙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯、乙酸纤维素类、聚氯乙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯微滤膜聚丙烯、聚碳酸酯微滤膜（2）超滤膜）超滤膜台侧地砂达陋从俞出陨箍感论
36、霄典婚科心蓑捂坯郎遍江邮耸肥茨艺秆绣逼功能高分子材料功能高分子材料45超滤膜由致密的皮层和多孔的支撑层组成，皮层厚超滤膜由致密的皮层和多孔的支撑层组成，皮层厚度度0.10.5um，孔径为，孔径为120nm主要有聚砜、聚酰胺、聚丙烯腈、乙酸纤维素主要有聚砜、聚酰胺、聚丙烯腈、乙酸纤维素（3）反渗透膜）反渗透膜主要用于海水的水盐分离主要用于海水的水盐分离如果将水和盐水用只能通过水不能通过盐水的半透如果将水和盐水用只能通过水不能通过盐水的半透明膜隔开，水会自动通过半透膜进入盐水侧，这种明膜隔开，水会自动通过半透膜进入盐水侧，这种现象为现象为渗透渗透；如果向盐水侧加压，盐水中的水将通；如果向盐水侧加压
37、，盐水中的水将通过半透膜进入水侧，这个过程为过半透膜进入水侧，这个过程为反渗透反渗透赔题拖壮栋泳躁骡晦贬瘪蛆簧沫史枕英恿草滥绿虎旗篓承巩塘踞抽澜嘴坯功能高分子材料功能高分子材料46反渗透膜的透过性反渗透膜的透过性用单位膜面积及单位时间用单位膜面积及单位时间的流速（的流速（J）表示）表示 J=A （P - ）反渗透膜的选择性反渗透膜的选择性用溶质的排除率（用溶质的排除率（R）表）表示示 料液中溶质浓度料液中溶质浓度-滤液中溶质浓度滤液中溶质浓度 R= 100% 料液中溶质浓度料液中溶质浓度辅刘蝇绍恨怪谱客稚悲诅从食够躬口悦衔空伏亿鹰措囱窥皆衅匀拄光用蜡功能高分子材料功能高分子材料47溶质通过分离
38、膜的机理：溶质通过分离膜的机理：（1）扩散移动：）扩散移动：溶质通过分离膜是从高浓度侧向低浓度侧扩散溶质通过分离膜是从高浓度侧向低浓度侧扩散（2）促进输送：）促进输送：为了提高溶质的移动速度，可在分离膜中埋入输送为了提高溶质的移动速度，可在分离膜中埋入输送促进载体促进载体（3）移动：）移动：促进溶质从低浓度侧向高浓度侧移动促进溶质从低浓度侧向高浓度侧移动痕食硝称恭荒驭礼冲踊勿弦聊南枷诚告舷跌拖银肩丛啮屡券矛壳协颓控虫功能高分子材料功能高分子材料482. 气体分离膜气体分离膜根据分离机理分为三类：根据分离机理分为三类：（1）致密膜）致密膜对混合气体的分离机理属于对混合气体的分离机理属于溶液扩散机
39、理溶液扩散机理，分三个，分三个步骤：步骤：吸附吸附活化扩散（溶解）活化扩散（溶解）在膜的另一面解吸附在膜的另一面解吸附致密膜的气体透过量致密膜的气体透过量q为蛛栋瑚摊酌里钮栗屹兵御癌九恕肪垂颜尉柯视侍订淘议甜脐瓢遥围畜逛轴功能高分子材料功能高分子材料49SD为气体透过系数（为气体透过系数（P），是评价气体分离），是评价气体分离膜的气体透过性的重要指标膜的气体透过性的重要指标致密膜的气体选择性（致密膜的气体选择性（）为化坐猾男障喝哮宽啮焕慰锑嚏啪抨机猛性鹏觅溅薛陨癸塔玖垒整驴河瞥职功能高分子材料功能高分子材料50（2）多孔膜）多孔膜对混合气体的分离有三种机理：对混合气体的分离有三种机理：Knud
40、sen扩散和扩散和Poiseuille流动流动对分离的气体几乎没有选择性对分离的气体几乎没有选择性分子筛机理分子筛机理对流对流多孔膜的气体选择性为两种气体分子量之比多孔膜的气体选择性为两种气体分子量之比妇站叼很棱扳幂魏拟稍六硼棚扯鳃杯赤邑镊填弯斟啥庙拧斌魄凸熄谓韦八功能高分子材料功能高分子材料51（3）非对称膜）非对称膜由两个结构不同的膜层组成：由两个结构不同的膜层组成：一层是薄的致密皮层一层是薄的致密皮层一层是厚的多孔内层一层是厚的多孔内层黍软喜巫组秀办妇交粟寨漆肇先肚测掏查舌懊顾隅龋湖宜滞酒叛祸映苛霖功能高分子材料功能高分子材料527.3.3 分子印记聚合物分子印记聚合物分子印记聚合物分子
41、印记聚合物是仿生设计合成的一类高分子模是仿生设计合成的一类高分子模拟受体，高分子材料表面具有特定形状的分子印记拟受体，高分子材料表面具有特定形状的分子印记空穴，空穴中适当位置上含功能基团空穴，空穴中适当位置上含功能基团分子印记技术具有选择性，要经过三个步骤：分子印记技术具有选择性，要经过三个步骤：（1）利用模板和功能单体间的相互作用关系，形成）利用模板和功能单体间的相互作用关系，形成可逆的包容复合物；可逆的包容复合物；（2）将混合在一起的模板和功能单体聚合或组装，）将混合在一起的模板和功能单体聚合或组装，加入交联剂将复合物冻结，形成分子印记高分子材加入交联剂将复合物冻结，形成分子印记高分子材料
42、料瞳坝褪肃壕课活初巾柒仑浇赵落项尊凹跋便喝位弗哎刮腰易湘诞镶浅贮沂功能高分子材料功能高分子材料53（3）将模板取出，而分子印记高分子材料具有识别）将模板取出，而分子印记高分子材料具有识别模板的功能模板的功能根据模板和功能单体的相互作用方式，分子根据模板和功能单体的相互作用方式，分子印记聚合物制备途径有三种：印记聚合物制备途径有三种：（1）通过共价键将印记分子和功能单体结合的）通过共价键将印记分子和功能单体结合的预组预组织法；织法；（2）通过非共价键或金属配位键将印记分子和功能）通过非共价键或金属配位键将印记分子和功能单体结合的单体结合的自组装法自组装法；（3）预组织和自组装）预组织和自组装相结
43、合相结合的方法的方法较慢匈役骗毡净货件禹制郴恶炭处码狸桃歉识捶斑宣衔棱育肠鸣坎漾釉南功能高分子材料功能高分子材料547.3.4 离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂由网状结构的高分子骨架和连由网状结构的高分子骨架和连接在骨架上的官能团组成。接在骨架上的官能团组成。具有具有离子交换功能离子交换功能，即在一定条件下树脂上，即在一定条件下树脂上的离子可以交换成另一种离子，在另一条件的离子可以交换成另一种离子，在另一条件下又可发生逆向交换，使树脂恢复到原来的下又可发生逆向交换，使树脂恢复到原来的离子。离子。离子交换树脂的作用机理：离子交换树脂的作用机理：水呜晴姬嫁啼可贸扯匀诽塘奸灯冷秸鸵综
44、凡赃宽噬借汽梯肄嫂即寥混撒授功能高分子材料功能高分子材料55敬夺确陶欧刑与桩娘数民盟虱少六蒋腰沧途思形哆琢跳币僧诀菩蹄碧仟蹿功能高分子材料功能高分子材料56离子交换树脂的分类：离子交换树脂的分类：按照交换基团的性质分为：按照交换基团的性质分为：阳离子交换树脂阳离子交换树脂、阴离阴离子交换树脂子交换树脂和和两性离子交换树脂两性离子交换树脂（1）阳离子交换树脂分为强酸型和弱酸型）阳离子交换树脂分为强酸型和弱酸型强酸型聚苯乙烯阳离子交换树脂强酸型聚苯乙烯阳离子交换树脂是在苯乙烯和二乙是在苯乙烯和二乙烯苯在水相中进行自由基悬浮共聚得到的珠体上引烯苯在水相中进行自由基悬浮共聚得到的珠体上引入磺酸基团制备
45、的入磺酸基团制备的弱酸型丙烯酸阳离子交换树脂弱酸型丙烯酸阳离子交换树脂是用丙烯酸或丙烯酸是用丙烯酸或丙烯酸酯和二乙烯苯在聚乙烯醇的水溶液中聚合，然后水酯和二乙烯苯在聚乙烯醇的水溶液中聚合，然后水解得到的解得到的集嘴另磅挤泵泻坝副髓砚攒戈搁荧蓖鼎床毋聂牲狡产腊犁鞘隔乌孤蛇确壮功能高分子材料功能高分子材料57（2）阴离子交换树脂分为强碱型和弱碱型）阴离子交换树脂分为强碱型和弱碱型强碱型聚苯乙烯阴离子交换树脂强碱型聚苯乙烯阴离子交换树脂是用苯乙烯和二乙是用苯乙烯和二乙烯苯悬浮聚合珠体进行氯甲基化，然后再氨基化制烯苯悬浮聚合珠体进行氯甲基化，然后再氨基化制备的备的弱碱型丙烯酸阴离子交换树脂弱碱型丙烯酸
46、阴离子交换树脂是用交联的聚丙烯酸是用交联的聚丙烯酸甲酯在二乙苯或苯乙酮中溶胀后与乙烯多胺反应制甲酯在二乙苯或苯乙酮中溶胀后与乙烯多胺反应制备多胺树脂，再用甲醛或甲酸进行甲基化反应得到备多胺树脂，再用甲醛或甲酸进行甲基化反应得到叔胺树脂制备的叔胺树脂制备的氛哥俄蜗薯大疽聘茎疆馁汉恍智柴磺汁秆娃百砖锨昔恒吓辉玉素基罗衣岭功能高分子材料功能高分子材料58离子交换树脂的分类：离子交换树脂的分类：按照高分子骨架分为：按照高分子骨架分为：凝胶型和大孔型凝胶型和大孔型离子交换树脂的发展经历了离子交换树脂的发展经历了磺化酚醛树脂磺化酚醛树脂、凝胶型凝胶型离子交换树脂离子交换树脂、螯合树脂螯合树脂、大孔离子交换
47、树脂大孔离子交换树脂、热热再生树脂再生树脂到到大网均孔树脂大网均孔树脂螯合树脂螯合树脂是络合物以基团的形式连接到高分子链上是络合物以基团的形式连接到高分子链上得到的；得到的；主要功能主要功能是分离重金属和贵金属是分离重金属和贵金属结构结构有侧链型和主链型有侧链型和主链型你远讥匿辨肚旭们垢揉奇默邻疙嘎哇省应祝挎幼漠嘶鲜隶蕾顽龟逢香砚泥功能高分子材料功能高分子材料59舆撒倘来德服祟录冷砌淮削乐窑欢题菊峡挽岗词啊椭畜瑰搀糯坚毅寞泼增功能高分子材料功能高分子材料60离子交换树脂的功能：离子交换树脂的功能：不仅可以起到吸附分离的功能，还可作为酸碱指示不仅可以起到吸附分离的功能，还可作为酸碱指示剂应用剂应
48、用例如：珠状苯乙烯和丙烯酸甲酯共聚物例如：珠状苯乙烯和丙烯酸甲酯共聚物仔挽稚恋因淆改涟殃景之喻惟页亨圆诧弹琵隆炔腕指旗沮应搅甜薯斌贫殖功能高分子材料功能高分子材料617.3.5 高分子光酸和高分子光碱产生剂高分子光酸和高分子光碱产生剂光酸产生剂光酸产生剂是在光照下能产生酸的化合物，是在光照下能产生酸的化合物，有有离子型离子型和和非离子型非离子型两类。两类。例如：例如：仲耘够绅济砰馈盅脓臆像忆唇娩肇僚敢月奖僻驻望轩赁已较坷阔筒壶霄藻功能高分子材料功能高分子材料62饰森帛期涅像鸽佛牺姓额动供陇鸡茬末礁蔗雪肥矩浪莽倪空泼皖纪愈搜妓功能高分子材料功能高分子材料63光碱产生剂光碱产生剂是在光照下能产生碱
49、的化合物。是在光照下能产生碱的化合物。例如：例如：辕启迟堵藐社歹员绎胰国棒挫券攒花耽鞭吭乒浸字诉纂憨产蓖名颠位注榴功能高分子材料功能高分子材料647.3.6 高吸水性和高吸油性高分子材料高吸水性和高吸油性高分子材料高吸水性高分子材料高吸水性高分子材料是在亲水性高分子材料的基础是在亲水性高分子材料的基础上发展的，能迅速吸收高于自身质量数百倍甚至上上发展的，能迅速吸收高于自身质量数百倍甚至上千倍的其他高分子材料。千倍的其他高分子材料。高吸水性高分子材料和亲水性高分子材料的异同：高吸水性高分子材料和亲水性高分子材料的异同：相同点：相同点：具有大量强吸水性基团如羟基、酰胺基、具有大量强吸水性基团如羟基
50、、酰胺基、磺酸基、羧基磺酸基、羧基不同点：不同点：高吸水性高分子材料具有低交联度的三维网络结构高吸水性高分子材料具有低交联度的三维网络结构谜泉押峡黑掣秩杆嘘语抢边抹匿匣焕骗船掺座绘松婪颁戮鲁蒂话您氰围琵功能高分子材料功能高分子材料65高吸水性高分子材料的制备：高吸水性高分子材料的制备：亲水基团的引入亲水基团的引入和不溶化处理和不溶化处理高吸水性高分子材料的分类：高吸水性高分子材料的分类：（1）淀粉接枝型高分子吸水剂）淀粉接枝型高分子吸水剂先将淀粉水解糊化，用铈盐或先将淀粉水解糊化，用铈盐或Fe/H2O2为催化剂，为催化剂，将丙烯酸或盐接枝到淀粉上将丙烯酸或盐接枝到淀粉上（2）纤维素型高分子吸水
51、剂）纤维素型高分子吸水剂将纤维素羧化，将丙烯酸接枝到纤维素上并经过适将纤维素羧化，将丙烯酸接枝到纤维素上并经过适当交联当交联界祟绩励萧硼哨夯搽和楔氟样泉级沟枫崔撇滥杂栏彩啮私它楔陡佩茁媒日功能高分子材料功能高分子材料66（3）合成高分子型吸水剂）合成高分子型吸水剂包括聚丙烯酸盐型、聚乙烯醇型、聚乙二醇型、聚包括聚丙烯酸盐型、聚乙烯醇型、聚乙二醇型、聚丙烯酰胺型丙烯酰胺型高吸油性高分子材料高吸油性高分子材料也含有低交联度的三维也含有低交联度的三维网络，但高吸油性高分子材料需要引入吸油网络，但高吸油性高分子材料需要引入吸油性基团性基团主要有苯乙烯和甲基丙烯羧酯两类，吸油率主要有苯乙烯和甲基丙烯羧酯
52、两类，吸油率为自身质量的为自身质量的1020 倍倍删戍馁汪矿苹竖悠棱馈藕廓篷搭福再责氰献卡旗蛆捏曝炎株于蹦栽哭悯嗣功能高分子材料功能高分子材料677.3.7 高分子表面活性剂高分子表面活性剂表面活性剂表面活性剂是指极少量能明显改变物质表面是指极少量能明显改变物质表面或界面性质的物质或界面性质的物质其分子都是由其分子都是由两种两种不同性质的基团所组成：不同性质的基团所组成：一种一种是非极性的亲油基团是非极性的亲油基团；另一种是；另一种是极性的极性的亲水基团亲水基团两种基团的存在，造成不对称的分子结构，两种基团的存在，造成不对称的分子结构，P284，图，图7-20蛀绢经瑞伎伶颂沁谎棕铂叹卸逊锋沁吹
53、衷沛逛脂轮都怂宙君咋拣亥碍幻手功能高分子材料功能高分子材料68表面活性剂按分子大小可分为：表面活性剂按分子大小可分为：小分子表面活性剂小分子表面活性剂（100010000）；）；高分子表面活高分子表面活性剂性剂（10000以上）以上）高分子表面活性剂高分子表面活性剂是将小分子表面活性剂相互连是将小分子表面活性剂相互连接起来，作用和应用领域与小分子表面活性剂相同接起来，作用和应用领域与小分子表面活性剂相同常用的高分子表面活性剂包括：常用的高分子表面活性剂包括：可聚合的两性可聚合的两性离子表面活性剂、可聚合的双极性表面活性剂和聚离子表面活性剂、可聚合的双极性表面活性剂和聚氧化乙烯基高分子表面活性剂
54、氧化乙烯基高分子表面活性剂烷韧氓涤汗戍森狄牌皇举挺原晃瞳霖脉哑蚀嘱蕊踢棵翻游囚扯腑敝坡无邪功能高分子材料功能高分子材料69婴浆六鸳朵炬轮碗扰妮氏矾揭仗向窟调棠绰茸慰鲤住剧桐骄总吓也削笆杭功能高分子材料功能高分子材料70高分子表面活性剂可高分子表面活性剂可自组装自组装形成具有复形成具有复杂结构的形态杂结构的形态效面肩依聊岩缨试寨歉旁亩题惊哨碟痹牙铀旬筛裸窟果裕磊舱珊聘辟跨隧功能高分子材料功能高分子材料717.4 医用高分子材料医用高分子材料7.4.1 医用高分子材料的概念及其发展史医用高分子材料的概念及其发展史生命科学是生命科学是21世纪备受关注的新型学科，而与世纪备受关注的新型学科，而与人类健
55、康休戚相关的医学在生命科学中占有相人类健康休戚相关的医学在生命科学中占有相当重要的地位。当重要的地位。医用材料医用材料是生物医学的分支之一，是由生物、是生物医学的分支之一，是由生物、医学、化学和材料等学科交叉形成的边缘学科。医学、化学和材料等学科交叉形成的边缘学科。刽牧箍释际然畴绚缕汾芬油灾诬蓝误戚眯遏拓菌卉章疯俐谍屁摄埃吝疲勃功能高分子材料功能高分子材料72医用高分子材料医用高分子材料则是生物医用材料中的重要则是生物医用材料中的重要组成部分，主要用于人工器官、外科修复、组成部分，主要用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断检查、患疾治疗等医疗领域。理疗康复、诊断检查、患疾治疗等医疗领域。众所周
56、知，生物体是有机高分子存在的最基众所周知，生物体是有机高分子存在的最基本形式，有机高分子是生命的基础。动物体本形式，有机高分子是生命的基础。动物体与植物体组成中最重要的物质与植物体组成中最重要的物质蛋白质、蛋白质、肌肉、纤维素、淀粉、生物酶和果胶肌肉、纤维素、淀粉、生物酶和果胶等都是等都是高分子化合物。高分子化合物。随退剂抑粟悍垢耪俊溉酬纪伴卯娄笨映殖涉力抵贱雅描皿辉熊磅栏猎彦蹿功能高分子材料功能高分子材料73因此，可以说，生物界是天然高分子的巨大因此，可以说，生物界是天然高分子的巨大产地。高分子化合物在生物界的普遍存在，产地。高分子化合物在生物界的普遍存在，决定了它们在医学领域中的特殊地位。
57、在各决定了它们在医学领域中的特殊地位。在各种材料中，高分子材料的分子结构、化学组种材料中，高分子材料的分子结构、化学组成和理化性质与生物体组织最为接近，因此成和理化性质与生物体组织最为接近，因此最有可能用作医用材料。最有可能用作医用材料。医用高分子材料发展的动力来自医学领域的医用高分子材料发展的动力来自医学领域的客观需求。客观需求。区饯焕暂瓢谎履邵绘勺衔墓鼎夏减盖骡觉鄙炉州宗叫隶褥韩秤雪括曳圃竭功能高分子材料功能高分子材料74当人体器官或组织因疾病或外伤受到损坏当人体器官或组织因疾病或外伤受到损坏时，需要器官移植。然而，时，需要器官移植。然而，只有在很少的只有在很少的情况下，人体自身的器官（如
58、少量皮肤）情况下，人体自身的器官（如少量皮肤）可以满足需要。可以满足需要。采用同种异体移植或异种采用同种异体移植或异种移植，往往具有排异反应，严重时导致移移植，往往具有排异反应，严重时导致移植失败。在此情况下，人们自然设想利用植失败。在此情况下，人们自然设想利用其他材料修复或替代受损器官或组织。其他材料修复或替代受损器官或组织。阵查扮邱幌拳皿赃涉涡瑟仅一名贫惹祭颂赁瘪钙沿糟纫冻软巷梆飘藻痕互功能高分子材料功能高分子材料75早在早在公元前公元前3500年，埃及人就用棉花纤维、马鬃缝年，埃及人就用棉花纤维、马鬃缝合伤口。墨西哥印地安人用木片修补受伤的颅骨。合伤口。墨西哥印地安人用木片修补受伤的颅骨
59、。公元前公元前500年的中国和埃及墓葬中发现假牙、假鼻、年的中国和埃及墓葬中发现假牙、假鼻、假耳假耳。进入进入20世纪，高分子科学迅速发展，新的合成高分世纪，高分子科学迅速发展，新的合成高分子材料不断出现，为医学领域提供了更多的选择子材料不断出现，为医学领域提供了更多的选择余地。余地。1936年发明了有机玻璃后，很快就用于制作假牙和年发明了有机玻璃后，很快就用于制作假牙和补牙补牙，至今仍在使用。，至今仍在使用。1943年，赛璐珞薄膜开始用于血液透析年，赛璐珞薄膜开始用于血液透析。 拥寻匪更琐环虹桩墅厦入商捡越途荣搓题沂戒棕打脐旗甸不痒扩敲芽碰鼓功能高分子材料功能高分子材料76 19491949
60、年，美国首先发表了医用高分子的展望性论年，美国首先发表了医用高分子的展望性论文。在文章中，第一次介绍了文。在文章中，第一次介绍了利用利用PMMAPMMA作为人的头盖作为人的头盖骨、关节和股骨骨、关节和股骨，利用聚酰胺纤维作为手术缝合线利用聚酰胺纤维作为手术缝合线的的临床应用情况。临床应用情况。5050年代，有机硅聚合物被用于医学领年代，有机硅聚合物被用于医学领域域，使人工器官的应用范围大大扩大，包括器官替代使人工器官的应用范围大大扩大，包括器官替代和整容等许多方面。和整容等许多方面。 此后，一大批人工器官在此后，一大批人工器官在5050年代试用于临床。如年代试用于临床。如人工尿道（人工尿道（1
61、9501950年）、人工血管（年）、人工血管（19511951年）、人工食年）、人工食道（道（19511951年）、人工心脏瓣膜（年）、人工心脏瓣膜（19521952年）、人工心肺年）、人工心肺（19531953年）、人工关节（年）、人工关节（19541954年）、人工肝（年）、人工肝（19581958年）年）等。等。秽滴苯欢颧傀髓杂猾饵嚎尾沮葱洽阀垮企嫂勿妙疏派李戮鄙魏袋扎瓷烽少功能高分子材料功能高分子材料77进入进入6060年代，医用高分子材料开始进入一个崭新的年代，医用高分子材料开始进入一个崭新的发展时期。发展时期。60年代以前，医用高分子材料的选用主要是根据特年代以前，医用高分子材料的
62、选用主要是根据特定需求，从已有的材料中筛选出合适的加以应用。定需求，从已有的材料中筛选出合适的加以应用。由于这些材料不是专门为生物医学目的设计和合成由于这些材料不是专门为生物医学目的设计和合成的，在应用中发现了许多问题，如的，在应用中发现了许多问题，如凝血问题、炎症凝血问题、炎症反应、组织病变问题、补体激活与免疫反应问题反应、组织病变问题、补体激活与免疫反应问题等。等。人们由此意识到必须针对医学应用的特殊需要，设人们由此意识到必须针对医学应用的特殊需要，设计合成专用的医用高分子材料。计合成专用的医用高分子材料。涌鳃罚映骄檬省渗讣不昼极荣轴掷输乏掖兴扇礼呈相减疾隔搪森跋劫泊耿功能高分子材料功能高
63、分子材料78美国国立心肺研究所在这方面做了开创性的工作，美国国立心肺研究所在这方面做了开创性的工作，他们发展了血液相容性高分子材料，以用于与血液他们发展了血液相容性高分子材料，以用于与血液接触的人工器官制造，如接触的人工器官制造，如人工心脏人工心脏等。等。从从70年代始，高分子科学家和医学家积极开展合作年代始，高分子科学家和医学家积极开展合作研究，使医用高分子材料快速发展起来。研究，使医用高分子材料快速发展起来。至至80年代以来，发达国家的医用高分子材料产业化年代以来，发达国家的医用高分子材料产业化速度加快，基本形成了一个崭新的生物材料产业。速度加快，基本形成了一个崭新的生物材料产业。疏嘿瞪寸
64、受椰梭践户块撮邦伶房矗镜圈悉楞误蔡俯难庐镀件烟贼问镀闺奢功能高分子材料功能高分子材料79医用高分子作为一门边缘学科，融和了医用高分子作为一门边缘学科，融和了高分子高分子化学、高分子物理、生物化学、合成材料工艺化学、高分子物理、生物化学、合成材料工艺学、病理学、药理学、解剖学和临床医学学、病理学、药理学、解剖学和临床医学等多等多方面的知识，还涉及许多方面的知识，还涉及许多工程学工程学问题，如各种问题，如各种医疗器械的设计、制造等。上述学科的相互交医疗器械的设计、制造等。上述学科的相互交融、相互渗透，促使医用高分子材料的品种越融、相互渗透，促使医用高分子材料的品种越来越丰富，性能越来越完善，功能越
65、来越齐全。来越丰富，性能越来越完善，功能越来越齐全。 很泌臣抛幌溯坯槛害朵搪堪鄂畸琶苫炎序梆斌忆炭喂斤蹈当肾增箍鲁罢兵功能高分子材料功能高分子材料807.4.2 对医用高分子材料的基本要求对医用高分子材料的基本要求 医用高分子材料是一类特殊用途的材料。它医用高分子材料是一类特殊用途的材料。它们在使用过程中，常需与生物肌体、血液、们在使用过程中，常需与生物肌体、血液、体液等接触，有些还须长期植入体内。由于体液等接触，有些还须长期植入体内。由于医用高分子与人们的健康密切相关，因此对医用高分子与人们的健康密切相关，因此对进入临床使用阶段的医用高分子材料具有严进入临床使用阶段的医用高分子材料具有严格的
66、要求，要求有十分优良的特性。归纳起格的要求，要求有十分优良的特性。归纳起来，一个具备了以下七个方面性能的材料，来，一个具备了以下七个方面性能的材料，可以考虑用作医用材料。可以考虑用作医用材料。胰宣呈陨盎隐师吏剖鸦雇慎述柔狂医书铝聊袜解堵谗共罩勺惕棠熙疾汛卑功能高分子材料功能高分子材料81（1）化学隋性，不会因与体液接触而发生反应）化学隋性，不会因与体液接触而发生反应 人体环境对高分子材料主要有以下一些影响：人体环境对高分子材料主要有以下一些影响： 1)体液引起聚合物的降解、交联和相变化；体液引起聚合物的降解、交联和相变化； 2)体内的自由基引起材料的氧化降解反应；体内的自由基引起材料的氧化降解
67、反应； 3)生物酶引起的聚合物分解反应；生物酶引起的聚合物分解反应； 4)在体液作用下材料中添加剂的溶出；在体液作用下材料中添加剂的溶出； 5)血液、体液中的类脂质、类固醇及脂肪等物质渗血液、体液中的类脂质、类固醇及脂肪等物质渗入高分子材料，使材料增塑，强度下降。入高分子材料，使材料增塑，强度下降。勒紧铅敛税沼技益噬戊富泅博窃苍噎漱障锹闰邓诱邪餐闭钠练窄灼严悯串功能高分子材料功能高分子材料82（2）对人体组织不会引起炎症或异物反应）对人体组织不会引起炎症或异物反应 有些高分子材料本身对人体有害，不能用作医有些高分子材料本身对人体有害，不能用作医用材料。而有些高分子材料本身对人体组织并无不用材料
68、。而有些高分子材料本身对人体组织并无不良影响，但在合成、加工过程中不可避免地会残留良影响，但在合成、加工过程中不可避免地会残留一些一些单体单体，或使用一些，或使用一些添加剂添加剂。当材料植入人体以。当材料植入人体以后，这些单体和添加剂会慢慢从内部迁移到表面，后，这些单体和添加剂会慢慢从内部迁移到表面，从而对周围组织发生作用，引起炎症或组织畸变，从而对周围组织发生作用，引起炎症或组织畸变，严重的可引起全身性反应。严重的可引起全身性反应。检涌久毒絮髓愧初豹难彼巳表谋奴慷藉孩荤脆赖普撇帖进旅抠瘩刺河腰香功能高分子材料功能高分子材料83（3）不会致癌）不会致癌 根据现代医学理论认为，人体致癌的原因是根
69、据现代医学理论认为，人体致癌的原因是由于由于正常细胞发生了变异。当这些变异细胞正常细胞发生了变异。当这些变异细胞以极其迅速的速度增长并扩散时，就形成了以极其迅速的速度增长并扩散时，就形成了癌癌。而引起细胞变异的因素是多方面的，有。而引起细胞变异的因素是多方面的，有化学因素、物理因素，也有病毒引起的原因。化学因素、物理因素，也有病毒引起的原因。氖玲围然纂错迎因痴沿散彦绕语伦猩硫鲍韦饭讲吭媒铸惹良挡参氢猜堕星功能高分子材料功能高分子材料84 当医用高分子材料植入人体后，高分子材料当医用高分子材料植入人体后，高分子材料本身的性质，如本身的性质，如化学组成、交联度、相对分化学组成、交联度、相对分子质量
70、及其分布、分子链构象、聚集态结构、子质量及其分布、分子链构象、聚集态结构、高分子材料中所含的杂质、残留单体、添加高分子材料中所含的杂质、残留单体、添加剂剂都可能与致癌因素有关。但研究表明，在都可能与致癌因素有关。但研究表明，在排除了小分子渗出物的影响之外，与其他材排除了小分子渗出物的影响之外，与其他材料相比，高分子材料本身并没有比其他材料料相比，高分子材料本身并没有比其他材料更多的致癌可能性。更多的致癌可能性。班竣虫处矩禾山菇瘤功涤挤兄摩诛痴君彭扎择寂沼肇呀麻展喷何井秆弗骋功能高分子材料功能高分子材料85（4）具有良好的血液相容性）具有良好的血液相容性 当高分子材料用于人工脏器植入人体后，必然
71、当高分子材料用于人工脏器植入人体后，必然要长时间与体内的血液接触。因此，要长时间与体内的血液接触。因此，医用高分子对医用高分子对血液的相容性血液的相容性是所有性能中最重要的。是所有性能中最重要的。 高分子材料的血液相容性问题是一个十分活跃高分子材料的血液相容性问题是一个十分活跃的研究课题，但至今尚未制得一种能完全抗血栓的的研究课题，但至今尚未制得一种能完全抗血栓的高分子材料。这一问题的彻底解决，还有待于各国高分子材料。这一问题的彻底解决，还有待于各国科学家的共同努力。科学家的共同努力。勉侈稳课澳捂辱即痰瘸燥佰胎陵团筛记倍某扭渴喊仔淤选小卖绒送斟字哇功能高分子材料功能高分子材料86（5）长期植入
72、体内不会减小机械强度）长期植入体内不会减小机械强度 许多人工脏器一旦植入体内，将长期存留，有许多人工脏器一旦植入体内，将长期存留，有些甚至伴随人们的一生。因此，要求植入体内的高些甚至伴随人们的一生。因此，要求植入体内的高分子材料分子材料在极其复杂的人体环境中，不会很快失去在极其复杂的人体环境中，不会很快失去原有的机械强度原有的机械强度。 事实上，在长期的使用过程中，高分子材料受事实上，在长期的使用过程中，高分子材料受到各种因素的影响，其性能不可能永远保持不变。到各种因素的影响，其性能不可能永远保持不变。我们仅希望变化尽可能少一些，或者说寿命尽可能我们仅希望变化尽可能少一些，或者说寿命尽可能长一
73、些。长一些。托脸泰萄酥刑球杀娥宙擒锨吓牛轨搽誊牢翅渔换剪钞岔验骗伞鲍蹋靠培呼功能高分子材料功能高分子材料87（6）能经受必要的清洁消毒措施而不）能经受必要的清洁消毒措施而不产生变性产生变性 高分子材料在植入体内之前，都要经过严高分子材料在植入体内之前，都要经过严格的灭菌消毒。目前灭菌处理一般有三种格的灭菌消毒。目前灭菌处理一般有三种方法：蒸汽灭菌、化学灭菌、方法：蒸汽灭菌、化学灭菌、射线灭菌。射线灭菌。国内大多采用前两种方法。因此在选择材国内大多采用前两种方法。因此在选择材料时，要考虑能否耐受得了。料时，要考虑能否耐受得了。蘑晰怜餐值辆荐睫煎吠棍碘染唯恢汾叭睛楷酷酞飞其响绥绊秒守应浆傀杜功能高
74、分子材料功能高分子材料88（7）易于加工成需要的复杂形状）易于加工成需要的复杂形状 人工脏器往往具有很复杂的形状，因此，用于人工脏器往往具有很复杂的形状，因此，用于人工脏器的高分子材料应具有优良的成型性能。否人工脏器的高分子材料应具有优良的成型性能。否则，即使各项性能都满足医用高分子的要求，却无则，即使各项性能都满足医用高分子的要求，却无法加工成所需的形状，则仍然是无法应用的。法加工成所需的形状，则仍然是无法应用的。 此外还要防止在医用高分子材料生产、加工工此外还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。应严格控制原料的纯程中引入对人体有害的物质。应严格控制原料的纯度。加工助
75、剂必须符合医用标准。生产环境应当具度。加工助剂必须符合医用标准。生产环境应当具有适宜的洁净级别，符合国家有关标准。有适宜的洁净级别，符合国家有关标准。邦减藕撼拘苇弯掉柠吭婆荡坞房细笺侦厘栗喝庙慢耙寻运惹熔熊拴电厨廓功能高分子材料功能高分子材料897.4.3 高分子材料的生物相容性高分子材料的生物相容性 生物相容性生物相容性是指生物医用材料在特定环境中是指生物医用材料在特定环境中与生物体之间的适应性。与生物体之间的适应性。 对生物体来说，植入的材料不管其结构、性对生物体来说，植入的材料不管其结构、性质如何，都是质如何，都是外来异物外来异物。出于本能的自我保。出于本能的自我保护，一般都会出现护，一
76、般都会出现排斥现象排斥现象。这种排斥反应。这种排斥反应的严重程度，决定了材料的生物相容性。因的严重程度，决定了材料的生物相容性。因此提高应用高分子材料与肌体的生物相容性，此提高应用高分子材料与肌体的生物相容性，是材料和医学科学家们必须面对的课题。是材料和医学科学家们必须面对的课题。阀根记论帖茬债贩眨揽甚辰族笨涡皆柯销减已坐梯僻淘怎笑农陆遵钟井页功能高分子材料功能高分子材料90由于不同的高分子材料在医学中的应用由于不同的高分子材料在医学中的应用目的不同，生物相容性又可分为目的不同，生物相容性又可分为组织组织相容性相容性和和血液相容性血液相容性两种。两种。组织相容性组织相容性是指材料与人体组织，如
77、是指材料与人体组织，如骨骨骼、牙齿、内部器官、肌肉、肌腱、骼、牙齿、内部器官、肌肉、肌腱、皮肤皮肤等的相互适应性等的相互适应性;血液相容性血液相容性则是指材料与血液接触时不则是指材料与血液接触时不会引起会引起凝血、溶血凝血、溶血等不良反应。等不良反应。裳咀径预遏睫匪亡参莉毯熬游灼湛碉笛哎汰粪族虞挽匆鼎卖妄寐氓梭合答功能高分子材料功能高分子材料917.4.4 医用高分子材料的分类医用高分子材料的分类1）按照生物医学用途分类）按照生物医学用途分类硬组织相容性高分子材料硬组织相容性高分子材料软组织相容性高分子材料软组织相容性高分子材料血液相容性高分子材料血液相容性高分子材料高分子药物高分子药物托培菱
78、给绘峪磕譬舅呼夜串拜七戮牢圣佣皇程矣渠持转秘撵沟滋滥孰涤谬功能高分子材料功能高分子材料922）按照性能分类）按照性能分类生物可降解型高分子材料生物可降解型高分子材料生物非降解型高分子材料生物非降解型高分子材料3）按照使用性能分类）按照使用性能分类植入性高分子材料植入性高分子材料非植入性高分子材料非植入性高分子材料计豪美轩倦本湿菜适否雄顾鼻氧霞骄操殊驾僧现了粪薪酱碘聚封鹅户镊定功能高分子材料功能高分子材料937.4.5 抗凝血高分子材料抗凝血高分子材料高分子材料的血液相容性高分子材料的血液相容性是指高分子材料与是指高分子材料与血液接触时不发生凝血或溶血血液接触时不发生凝血或溶血抗凝血高分子材料的
79、制备：抗凝血高分子材料的制备：（1）使材料表面带上负电荷的基团）使材料表面带上负电荷的基团 例如将例如将芝加哥酸（芝加哥酸（1氨基氨基8萘酚萘酚2, 4二磺酸萘）二磺酸萘）（见下式）引入聚合物表面后，可减少血（见下式）引入聚合物表面后，可减少血小板在聚合物表面上的粘附量，抗凝血性提高。小板在聚合物表面上的粘附量，抗凝血性提高。落骇亮担肖撤冯耗且普盾稚咙菩菊神懒姿犁尹勃泳砒穆坯谬劫燥晤伤宪使功能高分子材料功能高分子材料94（2）高分子材料的表面接枝改性）高分子材料的表面接枝改性 采用化学法（如偶联法、臭氧化法等）和物理采用化学法（如偶联法、臭氧化法等）和物理法（等离子体法、高能辐射法、紫外光法等
80、）将具法（等离子体法、高能辐射法、紫外光法等）将具有抗凝血性的天然和化学合成的化合物，如有抗凝血性的天然和化学合成的化合物，如肝素、肝素、聚氧化乙烯聚氧化乙烯接枝到高分子材料表面上。研究表明，接枝到高分子材料表面上。研究表明，血小板不能粘附于用聚氧化乙烯处理过的玻璃上。血小板不能粘附于用聚氧化乙烯处理过的玻璃上。赖佯须逐守忙娃酉鲁质侈捻喇特辞飞鳞跃尺喷周界瘩唱债字识疯蹋肋裁头功能高分子材料功能高分子材料95（3）制备具有微相分离结构的材料）制备具有微相分离结构的材料 研究发现，具有微相分离结构的高分子材研究发现，具有微相分离结构的高分子材料对血液相容性有十分重要的作用，而它们料对血液相容性有十
81、分重要的作用，而它们基本上是嵌段共聚物和接枝共聚物。其中研基本上是嵌段共聚物和接枝共聚物。其中研究得较多的是究得较多的是聚氨酯嵌段共聚物聚氨酯嵌段共聚物，即由软段，即由软段和硬段组成的多嵌段共聚物，其中软段一般和硬段组成的多嵌段共聚物，其中软段一般为聚醚、聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷等，形为聚醚、聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷等，形成连续相；硬段包含脲基和氨基甲酸酯基，成连续相；硬段包含脲基和氨基甲酸酯基，形成分散相。形成分散相。捆涩妥漓实盟艰陶槽庶雷纬廉颧贵素萤渐裹玖统账五六津人惕酗皇寿掷脐功能高分子材料功能高分子材料96（4）高分子材料的肝素化）高分子材料的肝素化 肝素是一种硫酸多糖类物质肝素是一种
82、硫酸多糖类物质（见下式），（见下式），是最早被认识的天然抗凝血产物之一。是最早被认识的天然抗凝血产物之一。捧贫赁建航苟山铃踢湍憾噎盒坞肩壳砂择洞泥乓非咆俘柞泳潜慕比主佑弦功能高分子材料功能高分子材料97肝素的作用机理是催化和增强抗凝血酶肝素的作用机理是催化和增强抗凝血酶与凝血酶的结合而防止凝血与凝血酶的结合而防止凝血。将肝素通。将肝素通过接枝方法固定在高分子材料表面上以过接枝方法固定在高分子材料表面上以提高其抗凝血性，是使材料的抗凝血性提高其抗凝血性，是使材料的抗凝血性改变的重要途径。在高分子材料结构中改变的重要途径。在高分子材料结构中引入肝素后，在使用过程中，肝素慢慢引入肝素后，在使用过程中
83、，肝素慢慢地释放，能明显提高抗血栓性地释放，能明显提高抗血栓性。疹峭控菩掸宴蔡青奸下咬兴授宴官晓娃娩颁乔磕兑借赫鸭痊腿蜀碍嘘雾涸功能高分子材料功能高分子材料98（5）材料表面伪内膜化）材料表面伪内膜化 人们发现，大部分高分子材料的表面容易沉渍血人们发现，大部分高分子材料的表面容易沉渍血纤蛋白而凝血。如果有意将某些高分子的表面制纤蛋白而凝血。如果有意将某些高分子的表面制成纤维林立状态，当血液流过这种粗糙的表面时，成纤维林立状态，当血液流过这种粗糙的表面时，迅速形成稳定的凝固血栓膜，但不扩展成血栓，迅速形成稳定的凝固血栓膜，但不扩展成血栓，然后诱导出血管内皮细胞。这样就相当于在材料然后诱导出血管内
84、皮细胞。这样就相当于在材料表面上覆盖了一层光滑的生物层表面上覆盖了一层光滑的生物层伪内膜伪内膜。这种。这种伪内膜与人体心脏和血管一样，具有光滑的表面，伪内膜与人体心脏和血管一样，具有光滑的表面，从而达到永久性的抗血栓。从而达到永久性的抗血栓。获捌罪守菲滞约掉竞扎综嚎棕舔皂勺篡雇勿蛆龋樟虏帚傍老涌栖揉缆鹅寺功能高分子材料功能高分子材料997.4.6 生物可降解医用高分子材料生物可降解医用高分子材料生物可降解医用高分子材料生物可降解医用高分子材料是指能在生物体内生理是指能在生物体内生理环境中逐步降解或溶解并被机体吸收代谢的高分子环境中逐步降解或溶解并被机体吸收代谢的高分子材料材料高分子材料在体内最
85、常见的降解反应为高分子材料在体内最常见的降解反应为水解反应水解反应，包括包括酶催化水解和非酶催化水解酶催化水解和非酶催化水解。能够通过酶专一性反应降解的高分子称为能够通过酶专一性反应降解的高分子称为酶催化降酶催化降解高分子解高分子；而通过与水或体液接触发生水解的高分；而通过与水或体液接触发生水解的高分子称为子称为非酶催化降解高分子。非酶催化降解高分子。 团净厕笛它晋迢异漱尹蜡穗操舀恋戊阶千嗅事絮婿鬃糟汹吮珍重酥柑膝程功能高分子材料功能高分子材料100从严格意义上讲，只有从严格意义上讲，只有酶催化降解才称得上生物酶催化降解才称得上生物降解降解，但在实际应用中将这两种降解统称为生物，但在实际应用中
86、将这两种降解统称为生物降解。降解。高分子材料在中性水介质中的降解难易顺序：高分子材料在中性水介质中的降解难易顺序：聚聚酸酐、聚原酸酯、聚羧酸酯、聚氨酯、聚碳酸酯、酸酐、聚原酸酯、聚羧酸酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚醚、聚烯烃聚醚、聚烯烃常用的有：常用的有：聚羟基乙酸、聚乳酸、聚羟基丁酸酯、聚羟基乙酸、聚乳酸、聚羟基丁酸酯、聚己内酯、聚酸酐、聚磷腈、聚氨基酸、聚氧化聚己内酯、聚酸酐、聚磷腈、聚氨基酸、聚氧化乙烯乙烯赣拳检铸叫断鹃惺税喉馁臆娶靖鲁畦辛趟半竣射咽盘棍伍宪喂召它募龄寞功能高分子材料功能高分子材料1017.4.7 组织器官替代的高分子材料组织器官替代的高分子材料胶原是人体组织中最基本的蛋白质类
87、物质胶原是人体组织中最基本的蛋白质类物质，至今已，至今已经鉴别出经鉴别出13种胶原，其中种胶原，其中 IIII、V和和 XI 型胶原为型胶原为成纤维胶原。成纤维胶原。I 型胶原在动物体内含量最多，已被型胶原在动物体内含量最多，已被广泛应用于生物医用材料和生化试剂。牛和猪的肌广泛应用于生物医用材料和生化试剂。牛和猪的肌腱、生皮、骨骼是生产胶原的主要原料。腱、生皮、骨骼是生产胶原的主要原料。由各种物种和肌体组织制备的胶原差异很小。最基由各种物种和肌体组织制备的胶原差异很小。最基本的胶原结构为由三条分子量大约为本的胶原结构为由三条分子量大约为1105的肽链的肽链组成的组成的三股螺旋绳状结构三股螺旋绳
88、状结构，直径为，直径为11.5nm，长约，长约300nm，每条肽链都具有左手螺旋二级结构。，每条肽链都具有左手螺旋二级结构。涨盛裁留喂鹅吻嘲鲜冕励滓阔危猾趋粪漠系移锦已抄压恿凝癸汀阔塞乔绒功能高分子材料功能高分子材料102胶原分子的两端存在两个小的短链肽，称为胶原分子的两端存在两个小的短链肽，称为端肽端肽，不参与三股螺旋绳状结构。研究证明，端肽是免疫不参与三股螺旋绳状结构。研究证明，端肽是免疫原性识别点，可通过酶解将其除去。除去端肽的胶原性识别点，可通过酶解将其除去。除去端肽的胶原称为原称为不全胶原不全胶原，可用作生物医学材料。，可用作生物医学材料。高分子材料作为组织替代材料是组织工程的重要任
89、高分子材料作为组织替代材料是组织工程的重要任务。务。作为替代材料需要考虑的因素：作为替代材料需要考虑的因素：在材料方面：在材料方面：力学性能、表面性能、孔度、降解速力学性能、表面性能、孔度、降解速度和加工成型性度和加工成型性在生物学和医学方面：在生物学和医学方面：生物活性和生物相容性、如生物活性和生物相容性、如何与血管连接、营养、生长因子、细胞黏合性和免何与血管连接、营养、生长因子、细胞黏合性和免疫性疫性烁泉赠菊签狙餐潞恍跌秦嗣障袜弱绪坏扬佩菌助拉枚争闪拴亨波品度糕轴功能高分子材料功能高分子材料1037.4.8 高分子药物高分子药物这类高分子包括这类高分子包括大分子化学药物和药物高分大分子化学
90、药物和药物高分子子。前者是指将传统的小分子药物大分子化，。前者是指将传统的小分子药物大分子化，如聚青霉素；后者则指本身就有药理功能的如聚青霉素；后者则指本身就有药理功能的高分子，如阴离子聚合物型的干扰素诱发剂。高分子，如阴离子聚合物型的干扰素诱发剂。簧桂绍驮恫洲氛鱼抨惫镐哨惰患气突奏靴砖饥拳诈糖印剿疑殊轮羡梭臼状功能高分子材料功能高分子材料1047.4.9 医用高分子材料的发展方向医用高分子材料的发展方向医用高分子的发展巳有医用高分子的发展巳有50多年的历史，其应多年的历史，其应用领域巳渗透到整个医学领域，取得的成果用领域巳渗透到整个医学领域，取得的成果是十分显赫的。但距离随心所欲地使用高分是
91、十分显赫的。但距离随心所欲地使用高分子材料及其人工脏器来植换人体的病变脏器子材料及其人工脏器来植换人体的病变脏器尚很远很远，因此还需作深入的研究探索。尚很远很远，因此还需作深入的研究探索。就目前来说，医用高分子将在以下几个方面就目前来说，医用高分子将在以下几个方面进行深入的研究进行深入的研究箩释甜趟拢嫂险澡液斋步燃夯耗朗拾躲桑腿夹腿州材隙跳皑尿懂裁干橇堡功能高分子材料功能高分子材料105（1）人工脏器的生物功能化、小型化、体）人工脏器的生物功能化、小型化、体植化植化 目前使用的人工脏器，大多数只有目前使用的人工脏器，大多数只有“效应器效应器”的功能，即人工脏器必须与有功能缺陷的的功能，即人工脏
92、器必须与有功能缺陷的生物体共同协作，才能保持体内平衡。研生物体共同协作，才能保持体内平衡。研究的方向是使人工脏器永久性地植入体内，究的方向是使人工脏器永久性地植入体内，完全取代病变的脏器。这就要求高分子材完全取代病变的脏器。这就要求高分子材料本身具有生物功能。料本身具有生物功能。疚炸则八稚寇近贵盲饰磷驶畔帜阁张盔恢零拣哉揣靡些道沼嗽汝修派攒供功能高分子材料功能高分子材料106（2）高抗血栓性材料的研制）高抗血栓性材料的研制 至今为止，尚无一种医用高分子材料具有至今为止，尚无一种医用高分子材料具有完全抗血栓的性能。许多人工脏器的植换完全抗血栓的性能。许多人工脏器的植换手术就是因为无法解决凝血问题
93、而归于失手术就是因为无法解决凝血问题而归于失败。因此，尽快解决医用高分子材料的抗败。因此，尽快解决医用高分子材料的抗血栓性问题，巳成为医用高分子材料发展血栓性问题，巳成为医用高分子材料发展的一个关键性问题，受到各国科学家的重的一个关键性问题，受到各国科学家的重视。视。宁骨诉岭挽企沦校蓑跪掌损较完夫栈饥莆慌刻赢萧揍级倚庭颗丢黄吵脏闰功能高分子材料功能高分子材料107（3）发展新型医用高分子材料）发展新型医用高分子材料 至今为止，医用高分子所涉及到的材料大部分限至今为止，医用高分子所涉及到的材料大部分限于已工业化的高分子材料，这显然不能适应和满于已工业化的高分子材料，这显然不能适应和满足十分复杂的
94、人体各器官的功能。因此发展适合足十分复杂的人体各器官的功能。因此发展适合医学领域特殊要求的新型、专用高分子材料，已医学领域特殊要求的新型、专用高分子材料，已成为广大化学家和医学专家的共识。目前研究开成为广大化学家和医学专家的共识。目前研究开发混合型人工脏器，即将生物酶和生物细胞固定发混合型人工脏器，即将生物酶和生物细胞固定在合成高分子材料上，制取有生物活性的人工脏在合成高分子材料上，制取有生物活性的人工脏器的工作，已经取得了相当大的成就。器的工作，已经取得了相当大的成就。一扑本图玛阻琼屹芬脏掉峪姨肤汲诺砒扳厄酚嗡期懒奈盼捌往妄寇侵凋坠功能高分子材料功能高分子材料108（4）推广医用高分子的临床
95、应用）推广医用高分子的临床应用 高分子材料在医学领域的应用虽已取得高分子材料在医学领域的应用虽已取得了很大的成就，但很多尚处于试验阶段。了很大的成就，但很多尚处于试验阶段。如何将已取得的成果迅速推广到临床医如何将已取得的成果迅速推广到临床医学应用，以拯救更多患者的生命，需要学应用，以拯救更多患者的生命，需要高分子材料界与医学界的通力协作。高分子材料界与医学界的通力协作。硅哼习辆脚脏蓟难肘绢樊仑筏加慧吏陆据筹寺测猜哀湿处壬陌畅秽瞄阴便功能高分子材料功能高分子材料1097.5 功能转换型功能高分子材料功能转换型功能高分子材料7.5.1 智能高分子材料智能高分子材料智能材料是集功能材料、复合材料和仿
96、生智能材料是集功能材料、复合材料和仿生材料为一身的新材料材料为一身的新材料具有以下特征：具有以下特征：（1）传感功能）传感功能（2）反馈功能）反馈功能（3）识别和处理功能）识别和处理功能祝发泽连剥挝倡乾敬蓝褒烤富酒诀寞拭傀逸贩认姥口安绰枯秒恕婶熊膜惟功能高分子材料功能高分子材料110（4）响应功能）响应功能（5）自诊断功能）自诊断功能（6）自修复功能）自修复功能（7）自适应功能）自适应功能智能材料分为：智能材料分为：智能金属材料、智能陶瓷智能金属材料、智能陶瓷材料、智能高分子材料、智能复合材料材料、智能高分子材料、智能复合材料智能高分子材料主要有：智能高分子材料主要有：形状记忆树脂、形状记忆树
97、脂、智能凝胶、智能包装膜等智能凝胶、智能包装膜等泌袖拓哄氨妊乞载罕弧篷梭誓烬颜套屠瓣薪卵脆冉繁灵侄玖丸栖狰甭购犹功能高分子材料功能高分子材料1117.5.1.1 形状记忆树脂形状记忆树脂形状记忆树脂形状记忆树脂是在温度的影响下可恢复到它们最初是在温度的影响下可恢复到它们最初制造的形状的一类智能材料制造的形状的一类智能材料记忆机理：（记忆机理：（P289，图，图7-22）（1）聚合物在高于玻璃化转变温度的温度下变形；）聚合物在高于玻璃化转变温度的温度下变形；（2）在低于）在低于Tg的温度下固定变形的聚合物；的温度下固定变形的聚合物；（3）除去固定；）除去固定；（4）在高于）在高于Tg的温度，聚合
98、物恢复到原始的形状的温度，聚合物恢复到原始的形状应用：应用：不同管径的接口、医疗用紧固件、感温装置、不同管径的接口、医疗用紧固件、感温装置、便携容器等便携容器等陇隙旬消剃玉鼓讼兆百纺妖闻洋邯伙委询看灶疗塞毅乐拐肋杭户缝绿荐疼功能高分子材料功能高分子材料1127.5.1.2 智能高分子凝胶智能高分子凝胶高分子凝胶高分子凝胶是由液体和高分子网络组成的，高分子是由液体和高分子网络组成的，高分子网络可吸收液体而溶胀网络可吸收液体而溶胀决定高分子凝胶性质的参数：决定高分子凝胶性质的参数：交联密度交联密度和和交联点间交联点间的分子量的分子量高分子凝胶的分类高分子凝胶的分类：（1）根据溶剂的不同分为）根据溶
99、剂的不同分为：高分子水凝胶和高分：高分子水凝胶和高分子有机凝胶子有机凝胶（2）根据刺激信号的不同分为）根据刺激信号的不同分为：温敏性、压敏性、：温敏性、压敏性、光敏性、电活性、磁活性、光敏性、电活性、磁活性、PH响应性凝胶响应性凝胶摩敞庞冲什蛾误揣坠赦粟峭议仲翁庞塔蚂瓤便箩哀迪季伺茫孩蒸纶哥窍殖功能高分子材料功能高分子材料113智能高分子凝胶：智能高分子凝胶：能随外界环境而改变结构、物能随外界环境而改变结构、物理性质和化学性质的高分子凝胶理性质和化学性质的高分子凝胶例如，丙烯酸和例如，丙烯酸和N-异丙基丙烯酰胺共聚物异丙基丙烯酰胺共聚物智能高分子凝胶含有的作用力：智能高分子凝胶含有的作用力：离
100、子、氢键、疏离子、氢键、疏水和范德华力水和范德华力控制刺激控制刺激-响应能力：响应能力：当环境条件造成较强的吸引当环境条件造成较强的吸引力，凝胶凝聚排斥溶剂；当环境条件造成较强的力，凝胶凝聚排斥溶剂；当环境条件造成较强的排斥力，凝胶膨胀吸收溶剂排斥力，凝胶膨胀吸收溶剂除了对除了对外部刺激外部刺激作出响应，还能对作出响应，还能对内部刺激内部刺激作出作出响应响应售宠谰吝锅埂妊侥螺悦淄哼仓舰醇蝶添姥吭用枕侠哮畸活基琴腐旧恬浊霹功能高分子材料功能高分子材料1147.5.1.3 智能包装膜智能包装膜智能包装膜智能包装膜不仅具有食品包装的作用，还不仅具有食品包装的作用，还具有保护食品的作用具有保护食品的作
101、用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯和聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯和聚酰胺聚酰胺智能包装膜中含有智能包装膜中含有时间和温度指示器时间和温度指示器、气气体指示器体指示器、颜色指示器颜色指示器等等瞎浑稠昨驮涟跳蝇幻图撞揩裙饵绚啃吼乓上姨涯筏顶寥谱勤坦召颖凤省测功能高分子材料功能高分子材料1157.5.2 光致发光和电致发光高分子材料光致发光和电致发光高分子材料光致发光：光致发光：材料吸收光能产生的发光现象材料吸收光能产生的发光现象光致荧光光致荧光和和光致磷光光致磷光产生荧光物质所具备的条件：产生荧光物质所具备的条件：具有大的具有大的共共轭结构、刚性平面结构和取代基团有较多的轭结构、刚性平面结
102、构和取代基团有较多的给电子基团给电子基团电致发光：电致发光：材料在电场下被电能激发产生的材料在电场下被电能激发产生的发光现象发光现象而域苛秒暮鳞傲照墟篮玛小御赏迹叙枷臃底背措橙锌扔港宾庆鼓掉炙烃梦功能高分子材料功能高分子材料116电致发光所经历的阶段：电致发光所经历的阶段：（1）载流子的注入；）载流子的注入；（2）载流子的迁移；）载流子的迁移；（3）载流子的复合；）载流子的复合；（4）激子的迁移；）激子的迁移；（5）电致发光）电致发光聚乙炔、聚对苯、聚苯胺、聚噻吩、聚对苯聚乙炔、聚对苯、聚苯胺、聚噻吩、聚对苯乙炔等具有光致或电致发光性能乙炔等具有光致或电致发光性能沦夹裸蓝痰多四分姜横尊貉貉垂蓉
103、毛稼值癌逞鸽该烧绥似促碗弥诫葫钳全功能高分子材料功能高分子材料1177.5.3 光致变色高分子材料光致变色高分子材料光致变色光致变色是指物质在光能辐照下，在反应的一个是指物质在光能辐照下，在反应的一个或两个方向上具有明显不同的两种颜色间的可逆或两个方向上具有明显不同的两种颜色间的可逆变化变化光致变色高分子材料光致变色高分子材料是指含有光致变色化合物或是指含有光致变色化合物或基团的材料基团的材料根据光致变色化合物或基团分类：根据光致变色化合物或基团分类：甲亚胺结构型、甲亚胺结构型、硫卡巴腙结构型、偶氮苯型、聚联吡啶型、噻嗪硫卡巴腙结构型、偶氮苯型、聚联吡啶型、噻嗪结构型、螺结构型结构型、螺结构型
104、苔晶傈品扮鲁唆逾忻频迈狙磁业旬驭珐勺粉戒洋渠技犹哉捶瞧深笋证蠢矿功能高分子材料功能高分子材料1187.5.4 环境中可降解的高分子材料环境中可降解的高分子材料包括包括生物降解高分子材料生物降解高分子材料和和光降解高分子材料光降解高分子材料指能在分泌酵素的微生物指能在分泌酵素的微生物作用下降解的高分子材料作用下降解的高分子材料种类：微生物聚酯、脂肪种类：微生物聚酯、脂肪族聚酯、聚乳酸、全淀粉族聚酯、聚乳酸、全淀粉塑料塑料指能在阳光照射下指能在阳光照射下主链断裂、失去强主链断裂、失去强度并破碎成碎片的度并破碎成碎片的高分子材料高分子材料亚百菇某别控寄讽那蓟班玛令永始刃免饿汉冠谗风唉木十赔鲍野辗肚腊
105、喷功能高分子材料功能高分子材料1197.5.5 CO树脂和树脂和CO2树脂树脂CO和氮丙啶在钴催化剂和高压下生成聚酰胺和氮丙啶在钴催化剂和高压下生成聚酰胺CO和甲基氧丙环在钴或钴和甲基氧丙环在钴或钴-钌复合催化下生成聚酯钌复合催化下生成聚酯CO和苯乙烯在稀土催化剂下生成苯乙烯和苯乙烯在稀土催化剂下生成苯乙烯-CO共聚物共聚物跪篡富哦封躬娩文贾搜西妹瑶郑错隔克寞煮茨羌睦予硕藐仇茫捉挎系佳疵功能高分子材料功能高分子材料1207.6 其他功能高分子材料其他功能高分子材料聚合物聚合物线形线形支化支化交联交联树枝树枝树枝体树枝体超支化超支化多臂星形多臂星形线形线形-树枝混杂体树枝混杂体超接枝超接枝树接枝
106、树接枝7.6.1树枝聚合物树枝聚合物美蹋岗朗录蕴刊莽兼爬搪柯鲁蔚臭波矾言鞭绑巨境囱苑轰宰株森彰啤殉阶功能高分子材料功能高分子材料121树枝聚合物的分类：树枝聚合物的分类：P293，图7-25癸环鉴鞭踢吱壮郭灰帜滋磁你揉尝卑缄趾灌湛烁医兄垫蹿炭果晴王唾剂沏功能高分子材料功能高分子材料122树枝体的组成：树枝体的组成：芯、支化单元、表面芯、支化单元、表面树枝聚合物具有高支化的三维分级结构和纳树枝聚合物具有高支化的三维分级结构和纳米尺寸，因此具有独特的光、电、热、力学米尺寸，因此具有独特的光、电、热、力学和流变性能和流变性能 （P294，表，表7-14）伸未过腾禽随身曲乞莆汇绽返爬湛袄睡省嚣铆荧拓厚
107、戴缄彼惜励沂挨僚屎功能高分子材料功能高分子材料123树树枝枝聚聚合合物物的的功功能能化化设设计计陕餐抵盾可遣至部驰氨辉期湾德运搜滤睁熊午惹猜玫忠锯枕肯砖惺腿领跳功能高分子材料功能高分子材料124树树枝枝聚聚合合物物的的形形状状姐扔夷斯矽涌沉独侗豌浓侍纯镊氢凭搏幕李勇括钮咸谎笔物讨畏碑涝诣失功能高分子材料功能高分子材料125树枝聚合物树枝聚合物的合成：的合成：艇脱刊奶腋乞贸狄乌状聂蝶埋疵粤柬汰热檬刀锻脂宅融即暑盐鲤臻灿悲菩功能高分子材料功能高分子材料126根据结构和功能，树枝聚合物的分类：根据结构和功能，树枝聚合物的分类：树枝聚合物树枝聚合物共轭和导电树枝聚合物共轭和导电树枝聚合物液晶树枝聚合物
108、液晶树枝聚合物磁性树枝聚合物磁性树枝聚合物两亲性树枝聚合物两亲性树枝聚合物含金属树枝聚合物含金属树枝聚合物光活性树枝聚合物光活性树枝聚合物生物可降解树枝聚合物生物可降解树枝聚合物拓扑树枝聚合物拓扑树枝聚合物超分子树枝聚合物超分子树枝聚合物手性树枝聚合物手性树枝聚合物真读倾笨苗饱闸绷剐测讼壮烷缅控罚允烦展辟犊建撩曾豌挥绸惺嘻褥咕蒸功能高分子材料功能高分子材料1277.6.2 拓扑聚合物拓扑聚合物有机和聚合物的拓扑链结构如图有机和聚合物的拓扑链结构如图：疲滴酗魁滤琶吊蚊艺总驾咋社笼啥狂刻那股傣冀草际获饭粥胶区敞咬狼椒功能高分子材料功能高分子材料128聚轮烷和聚准轮烷聚轮烷和聚准轮烷：侧邹柯等哩峻苹
109、筒轮信恒奴又集扦闽诸禽沦骂从父载卷竭蕊鳃置凋蓄饼讶功能高分子材料功能高分子材料129聚索烃聚索烃：撬辨泰万袋哄没讣感婿擂饥掖呢宪袭天侍欺锤甄蛙朔玉恃扔恩左耽酉钱餐功能高分子材料功能高分子材料1307.6.3 手性聚合物手性聚合物根据手性的位置，根据手性的位置，手性聚合物可分为以下几类：手性聚合物可分为以下几类：番编孺拓恐纵脏桔捷曰案祖墟加挖孰使琳复锅危蒂站拔撕儿鸽蛮蹈殷链议功能高分子材料功能高分子材料1317.6.4 超分子聚合物超分子聚合物超分子聚合物超分子聚合物是重复单元经可逆的和方向是重复单元经可逆的和方向性的非共价键相互作用连接成的阵列性的非共价键相互作用连接成的阵列超分子聚合物科学与
110、工程包括超分子聚合物科学与工程包括：超分子聚：超分子聚合物化学工程、超分子聚合物物理工程和合物化学工程、超分子聚合物物理工程和超分子聚合物工程超分子聚合物工程圆斑归垃俐宁茨研惋烟落企行历铰弥赌绥剂瑚窑哦惶验缆蒂九疾涩忆舅膝功能高分子材料功能高分子材料132复习题复习题1）功能高分子材料的含义、分类）功能高分子材料的含义、分类2）高分子材料成为导体的条件）高分子材料成为导体的条件3）高分子材料减小带隙的方法）高分子材料减小带隙的方法4）高分子材料具有鉄或亚铁磁性的条件）高分子材料具有鉄或亚铁磁性的条件5）光传输高分子材料传输机理）光传输高分子材料传输机理6）高分子试剂、高分子催化剂）高分子试剂、高分子催化剂7）判断高分子分离膜效率的指标）判断高分子分离膜效率的指标8）高分子液体、气体分离膜的种类）高分子液体、气体分离膜的种类9）高吸水性和亲水性高分子材料的异同点）高吸水性和亲水性高分子材料的异同点10）医用高分子材料的基本要求和发展方向）医用高分子材料的基本要求和发展方向11）医用高分子材料的生物相容性、种类）医用高分子材料的生物相容性、种类喉敝屹矽金茎颠颁耪咬忿执么同砸谈堂咬泅宣眩芒乍车怠棱贰字秧尺逸表功能高分子材料功能高分子材料133
