第十章功能高分子ppt课件

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1、 第十章第十章 功能高分子功能高分子 功能高分子功能高分子: :具有特殊的物理或化学性能的高分子，如吸附性具有特殊的物理或化学性能的高分子，如吸附性能、反响性能、光性能、电性能、磁性能等。能、反响性能、光性能、电性能、磁性能等。10.1 10.1 吸附分别功能高分子吸附分别功能高分子 吸附是指液体或气体中的某些分子经过各种亲和作用结合吸附是指液体或气体中的某些分子经过各种亲和作用结合于固体资料上。于固体资料上。 运用：利用吸附的选择性，可实现复杂物质体系的分别与运用：利用吸附的选择性，可实现复杂物质体系的分别与各种成分的富集与纯化；经过专注型吸附可实现对复杂体系中某种各种成分的富集与纯化；经过

2、专注型吸附可实现对复杂体系中某种物质的检测。物质的检测。 吸附分别功能高分子：对某些特定离子或分子具有选择性吸附吸附分别功能高分子：对某些特定离子或分子具有选择性吸附作用的高分子。作用的高分子。 吸附分别功能高分子分类：吸附分别功能高分子分类： 按其吸附机理可分为化学吸附、物理吸附和亲和吸附高分子三按其吸附机理可分为化学吸附、物理吸附和亲和吸附高分子三大类；大类； 按其形状可分为无定形、珠状、纤维状；按其形状可分为无定形、珠状、纤维状； 按其孔构造的不同，可分为微孔型凝胶型、中孔型、大孔按其孔构造的不同，可分为微孔型凝胶型、中孔型、大孔型、特大孔型等。型、特大孔型等。10.1.1吸附分别功能高

3、分子骨架构造的合成吸附分别功能高分子骨架构造的合成为为了了保保证证吸吸附附树树脂脂在在运运用用时时不不被被溶溶解解，其其骨骨架架构构造造通通常常需需有有一一定定程程度度的的交交联联，经经常常是是由由单单乙乙烯烯基基单单体体和和多多乙乙烯烯基基交交联联单单体体共共聚聚而而成成的的交交联联构构造造，可可以以有有无无定定形形、珠珠状状和和纤纤维维状状三三种种根根本本形形状状，其其中中珠珠状资料运用最为广泛。状资料运用最为广泛。 成珠技成珠技术: : 悬浮聚合浮聚合 50 501500m 1500m 沉淀聚合沉淀聚合 微米微米级 乳液聚合乳液聚合 0.05 0.050.7m 0.7m 其中以其中以悬浮

4、聚合的运用最浮聚合的运用最为广泛。广泛。 悬悬浮浮聚聚合合所所得得的的交交联联聚聚合合物物小小球球为为凝凝胶胶型型，凝凝胶胶型型交交联联小小球球在在干干态态时时孔孔隙隙非非常常小小，只只需需在在添添加加良良溶溶剂剂后后才才会会重重构构一一定定的的孔孔隙隙。因因此此，凝凝胶胶型型交交联联小小球球经经常常必必需需在在良良溶溶剂剂中中运运用用。假假设设在在聚聚合合反反响响过过程程中中参参与与致致孔孔剂剂，那那么么可可得得到到大大孔孔型型交交联联小小球球，其其多多孔孔构构造造是是永永久久的的，在在气气相相和和不不良良溶溶剂剂中中也也可可运运用用，并并且且大大孔孔型型交交联联小小球球比比凝凝胶胶型型交交

5、联联小小球球吸吸附附才才干干更更强强，在在进进展展化化学学改改性性时时，更更容容易易获获得得高高的的功功能能基引入率。基引入率。 致孔技术致孔技术: : 惰性稀释剂致孔惰性稀释剂致孔 线形高分子致孔线形高分子致孔 10.1.2化学吸附功能高分子化学吸附功能高分子1离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂：经过离子键与各种阳离子或阴离子产生吸附作离子交换树脂：经过离子键与各种阳离子或阴离子产生吸附作用，对相应的离子进展离子交换。用，对相应的离子进展离子交换。 离子交换树脂的分类离子交换树脂的分类: : 强酸型阳离子交换树脂强酸型阳离子交换树脂 最具代表性的是聚苯乙烯磺酸树脂最具代表性的是聚苯乙烯磺酸

6、树脂 弱酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂 最具代表性的是聚甲基丙烯酸型最具代表性的是聚甲基丙烯酸型 的离子交换树脂的离子交换树脂 强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂 常用的是对聚苯乙烯交联小球先后经常用的是对聚苯乙烯交联小球先后经 氯甲基化和季铵化改性后得到氯甲基化和季铵化改性后得到 弱碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂 其离子交换功能团为伯胺基、仲胺基其离子交换功能团为伯胺基、仲胺基 或叔胺基或叔胺基离子交换树脂的运用离子交换树脂的运用用用于于去去除除离离子子:如如阳阳离离子子交交换换树树脂脂用用于于去去除除水水溶溶液液中中的的阳阳离离子子，阴阴离离子子交交换换树树脂脂用用于

7、于去去除除水水溶溶液液中中的的阴阴离离子子，将将阳阳离离子子交交换换树树脂脂与与阴阴离离子子交交换换树树脂脂分分别别装装柱柱串串联联运运用用或或混混合合装装柱柱，可可消消除除水水中中的的阴阴离离子和阳离子，用于制备去离子水、废水处置等。子和阳离子，用于制备去离子水、废水处置等。用用于于离离子子交交换换:利利用用其其离离子子交交换换的的可可逆逆性性，用用于于离离子子交交换换反反响响，最最胜胜利利的的运运用用是是离离子子交交换换色色谱谱，可可以以用用来来分分别别由由多多种种离离子子组组成成的的混混合物。合物。用用于于酸酸、碱碱催催化化反反响响:如如质质子子型型的的阳阳离离子子交交换换树树脂脂可可作

8、作为为非非常常有有效效的的高高分分子子酸酸催催化化剂剂，氢氢氧氧根根型型阴阴离离子子交交换换树树脂脂那那么么是是一一种种性性能能良良好的高分子碱性催化剂。好的高分子碱性催化剂。 2 高分子螯合高分子螯合树脂脂 高高分分子子螯螯合合树脂脂的的特特征征是是在在高高分分子子骨骨架架上上衔接接有有对金金属属离离子子具具有有配配位位功功能能的的螯螯合合基基团，经过选择性性螯螯协作作用用而而实现对各各种种金金属属离离子子的的浓缩和和富富集集，可可广广泛泛地地运运用用于于分分析析检测、污染染治治理理、环境境维护和和工工业消消费。 如如-二二酮螯螯合合树脂脂,可可以以由由甲甲基基丙丙烯酰丙丙酮的的聚聚合合反反

9、响响而而得得，也也可可由聚乙由聚乙烯醇与乙醇与乙烯酮等反响而得：等反响而得： 冠醚类螯合树脂中的冠醚构造可以在主链上，也可在侧基上，冠醚类螯合树脂中的冠醚构造可以在主链上，也可在侧基上，其中以侧链方式较多，如：其中以侧链方式较多，如： 10.1.3 物理吸附功能高分子物理吸附功能高分子 物物理理吸吸附附功功能能高高分分子子主主要要是是一一些些非非离离子子吸吸附附树树脂脂，根根据据其其极极性性大大小可分为非极性、中极性和强极性三类。小可分为非极性、中极性和强极性三类。 非非极极性性吸吸附附树树脂脂主主要要是是交交联联聚聚苯苯乙乙烯烯大大孔孔树树脂脂，可可经经过过范范德德华华力力吸吸附附具具有有一

10、一定定疏疏水水性性的的物物质质，可可用用于于水水溶溶液液或或空空气气中中有有机机成成分分的的吸附和富集。吸附和富集。 中中极极性性吸吸附附树树脂脂主主要要是是交交联联聚聚丙丙烯烯酸酸酯酯类类及及其其与与苯苯乙乙烯烯的的共共聚聚物物。其其吸吸附附作作用用除除范范德德华华力力外外，氢氢键键也也起起一一定定的的作作用用，与与被被吸吸附附物物质质中中的的疏疏水水基基团团和和亲亲水水基基团团都都有有一一定定的的作作用用，因因此此能能从从水水溶溶液液中中吸吸附疏水性物质，也能从有机溶液中吸附亲水性物质。附疏水性物质，也能从有机溶液中吸附亲水性物质。 聚聚丙丙烯烯酸酸酯酯类类吸吸附附树树脂脂经经过过化化学学

11、改改性性引引入入强强极极性性基基团团成成为为强强极极性性吸吸附附树树脂脂，如如利利用用水水解解反反响响释释放放出出强强极极性性的的羧羧基基，其其吸吸附附作作用用主主要要经经过过氢氢键键和和偶偶极极作作用用进进展展。强强极极性性吸吸附附树树脂脂主主要要用用于于在在非非极极性性溶溶液液中中吸吸附附极极性性较较强强的的化化合合物物，对对被被吸吸附附化化合合物物的的吸吸附附才才干干正正好好与与非非极性吸附树脂相反，即被吸附化合物的极性越弱，吸附才干越弱。极性吸附树脂相反，即被吸附化合物的极性越弱，吸附才干越弱。 10.2 高分子试剂与高分子催化剂高分子试剂与高分子催化剂10.2.1概述概述 将将具具有

12、有反反响响活活性性或或催催化化活活性性的的功功能能基基经经过过适适当当的的方方法法引引入入高高分分子子骨架就可得到高分子试剂或高分子催化剂。骨架就可得到高分子试剂或高分子催化剂。 活性功能基的引入可有三种根本方法：活性功能基的引入可有三种根本方法： 含功能基单体的聚合含功能基单体的聚合 对聚合物载体进展功能化改性对聚合物载体进展功能化改性 前前两两种种方方法法的的结结合合，即即经经过过含含功功能能基基单单体体的的聚聚合合引引入入某某种种功功能能基基，再经过化学改性将之转化为另一种功能基。再经过化学改性将之转化为另一种功能基。10.2.2 高分子试剂与高分子催化剂的优越性高分子试剂与高分子催化剂

13、的优越性 1具具有有更更高高的的稳稳定定性性和和平平安安性性：高高分分子子骨骨架架的的引引入入对对功功能能基基及及催催化化剂剂分分子子具具有有一一定定的的屏屏蔽蔽作作用用，可可大大大大提提高高其其稳稳定定性性；其其次次高高分子化后可大大减小试剂的挥发性，提高平安性；分子化后可大大减小试剂的挥发性，提高平安性； 2易回收、再生和反复运用，可降低本钱和减少环境污染；易回收、再生和反复运用，可降低本钱和减少环境污染； 3化化学学反反响响的的选选择择性性更更高高，利利用用高高分分子子载载体体的的空空间间立立体体效效应应，可实现立体选择合成及分别；可实现立体选择合成及分别； 4后后处处置置较较简简单单，

14、在在反反响响完完成成后后可可方方便便地地借借助助固固-液液分分别别方方法将高分子试剂或高分子催化剂与反响体系中其他组分相互分别法将高分子试剂或高分子催化剂与反响体系中其他组分相互分别 5可运用过量试剂使反响完全，同时不会使后处置变复杂；可运用过量试剂使反响完全，同时不会使后处置变复杂； 6可运用于组合化学合成，实现化学反响的自动化，特别是可运用于组合化学合成，实现化学反响的自动化，特别是在多肽、多核苷酸、多糖等的自动化合成工艺上具有重要意义。在多肽、多核苷酸、多糖等的自动化合成工艺上具有重要意义。10.2.3 高分子试剂高分子试剂 高分子氧化复原试剂高分子氧化复原试剂 高分子氧化剂高分子氧化剂

15、 高分子复原剂高分子复原剂高分子卤化试剂高分子卤化试剂 高分子亲核取代试剂高分子亲核取代试剂 10.2.4 高分子催化剂高分子催化剂 离子交换树脂催化剂离子交换树脂催化剂 高分子负载高分子负载LewisLewis酸和超强酸酸和超强酸 高分子相转移催化剂高分子相转移催化剂 10.3 高分子分别功能膜高分子分别功能膜 当当膜膜处处在在某某两两相相之之间间时时，由由于于膜膜两两侧侧存存在在的的压压力力差差、浓浓度度差差以以及及电电位位差差等等，驱驱使使液液态态或或气气态态的的分分子子或或离离子子等等可可从从膜膜的的一一侧侧浸浸透透到到另另一一侧侧。在在浸浸透透过过程程中中，由由于于分分子子或或离离子

16、子的的大大小小、外外形形、化化学学性性质质、所所荷荷电电荷荷等等不不同同，其其浸浸透透速速率率也也不不同同，即即膜膜对对浸浸透透物物具具有有选选择择性性，因因此此可可利利用用膜膜的的这这种种浸浸透透选选择择性性来来分分别别不不同同的的化化合合物物，具具有有这这种种分分别功能的高分子膜称高分子分别功能膜。别功能的高分子膜称高分子分别功能膜。 浸浸透透物物在在膜膜中中的的浸浸透透速速率率称称为膜膜的的浸浸透透性性，不不同同浸浸透透物物在在膜膜中中的浸透速率不同称的浸透速率不同称为膜的浸透膜的浸透选择性，是分性，是分别膜分膜分别功能的根底。功能的根底。 10.3.1 10.3.1 高分子分高分子分别

17、功能膜分功能膜分类 按按被被分分别物物质的的不不同同：可可分分为气气体体分分别膜膜、液液体体分分别膜膜、固固体体分分别膜、离子分膜、离子分别膜和微生物分膜和微生物分别膜等。膜等。 按膜的孔径或被分按膜的孔径或被分别物的体物的体积大小：大小： 5000nm 5000nm以上，微粒以上，微粒过滤膜膜 100 1005000nm5000nm，微，微滤膜，可用于分膜，可用于分别血血细胞、乳胶等胞、乳胶等 2 2100nm100nm，超，超滤膜，可用于分膜，可用于分别白蛋白、胃蛋白白蛋白、胃蛋白酶等等 10 10，纳滤膜，可用于分膜，可用于分别二价二价盐、游离酸和糖等、游离酸和糖等 ，反浸透膜超，反浸透

18、膜超细滤膜，可在分子程度上分膜，可在分子程度上分别NaClNaCl等。等。按膜的构造主要分为：按膜的构造主要分为：致密膜致密膜：一种刚性、严密无孔的膜，可以由聚合物熔融挤一种刚性、严密无孔的膜，可以由聚合物熔融挤出成膜或由聚合物溶液浇铸成膜。出成膜或由聚合物溶液浇铸成膜。多孔膜多孔膜：多孔膜是一种刚性膜，其中含有无规分布且相互衔多孔膜是一种刚性膜，其中含有无规分布且相互衔接的多孔构造。接的多孔构造。可由烧结法可由烧结法、拉伸法、拉伸法、径迹蚀刻、径迹蚀刻等方法获得。等方法获得。10.3.2 高分子分别膜的分别机理高分子分别膜的分别机理 高分子分别膜主要有三种根本的分别机理：高分子分别膜主要有三

19、种根本的分别机理： 1筛分效应分别机理筛分效应分别机理 多多孔孔膜膜的的分分别别机机理理是是筛筛分分机机理理，即即在在膜膜浸浸透透过过程程中中，只只需需体体积积小小于于膜膜孔孔的的分分子子可可以以由由膜膜孔孔经经过过，并并且且体体积积较较小小的的浸浸透透物物比比体体积积较较大大的浸透物浸透速率更快。的浸透物浸透速率更快。 2溶解分散效应分别机理溶解分散效应分别机理溶溶解解-分分散散机机理理：首首先先，浸浸透透分分子子溶溶解解在在膜膜的的外外表表，然然后后分分散散穿穿过分别膜，出如今膜的另一面。过分别膜，出如今膜的另一面。其其中中溶溶解解性性取取决决于于膜膜与与浸浸透透物物的的亲亲和和性性；而而

20、分分散散性性那那么么取取决决于于膜膜聚聚合合物物的的化化学学构构造造及及其其分分子子链链运运动动。致致密密膜膜的的一一个个重重要要性性能能是是假假设设被被分分别别物物在在膜膜中中的的溶溶解解性性差差别别显显著著时时，即即使使其其分分子子大大小小相相近近也也能能有有效地分别。效地分别。3电化学效应分别机理电化学效应分别机理在在微微孔孔分分别别膜膜上上接接枝枝离离子子基基团团便便可可得得到到离离子子交交换换分分别别膜膜，离离子子交交换换分分别别膜膜的的分分别别机机理理除除筛筛分分效效应应外外，主主要要是是电电化化学学效效应应分分别别机机理理:吸吸附附分分别别膜膜上上固固定定离离子子基基团团的的反反

21、离离子子，而而排排斥斥固固定定离离子子基基团团的的同同离离子。子。10.3.3 10.3.3 膜分别技术膜分别技术 1 1透析透析 透析是最早建立的膜分别技术之一，其原理是溶质在浓度差的透析是最早建立的膜分别技术之一，其原理是溶质在浓度差的驱动下从浓度高的一侧经过分别膜浸透到浓度低的另一侧，经过下驱动下从浓度高的一侧经过分别膜浸透到浓度低的另一侧，经过下游侧的溶液流动完成分别过程。游侧的溶液流动完成分别过程。 2 2电渗析电渗析 电渗析是指在电场的作用下，离子经过离子选择性分别膜分别电渗析是指在电场的作用下，离子经过离子选择性分别膜分别向与之对应的电极迁移，使不同离子相互分别的过程。向与之对应

22、的电极迁移，使不同离子相互分别的过程。 3 3全蒸发全蒸发 全蒸发的根本原理是将待分别的混合物放于膜的一侧，其中高全蒸发的根本原理是将待分别的混合物放于膜的一侧，其中高挥发性的有机溶剂以蒸汽的方式浸透分别膜，在膜的另一侧搜集。挥发性的有机溶剂以蒸汽的方式浸透分别膜，在膜的另一侧搜集。其驱动力是浸透物蒸发所引起的蒸汽压差。其驱动力是浸透物蒸发所引起的蒸汽压差。 4 4微微滤、超、超滤、纳滤和超和超细滤 微微滤、超、超滤、纳滤和超和超细滤是以是以压力差力差为驱动力，促使被分力，促使被分别物从物从压力高的一力高的一侧向向压力低的一力低的一侧挪挪动，利用，利用筛分原理除去溶液中分原理除去溶液中悬浮的微

23、粒或溶解的溶浮的微粒或溶解的溶质为目的的延目的的延续膜分膜分别过程。程。 微微滤可用于去除溶液中的微生物以及其他可用于去除溶液中的微生物以及其他悬浮微粒浮微粒(0.1-10um)(0.1-10um)。 重要运用重要运用: :除菌除菌( (饮用水用水处置等、果汁廓清、溶液廓清、气体置等、果汁廓清、溶液廓清、气体净化等。化等。 超超滤常用于去除液体中的胶体常用于去除液体中的胶体级微粒以及大分子溶微粒以及大分子溶质(2-100nm,(2-100nm,分子量分子量1000 1000,000)1000 1000,000)。 主要运用：合成和生物来源的大分子溶液中溶主要运用：合成和生物来源的大分子溶液中溶

24、质的分的分别、分子、分子量分布量分布较宽的大分子溶液的大分子溶液进展分展分级处置、胶体溶液的置、胶体溶液的纯化、从食品化、从食品工工业废弃的乳清中回收蛋白弃的乳清中回收蛋白质等。等。 纳滤主要用来主要用来处置一些中等分子量溶置一些中等分子量溶质(0.5 5nm,(0.5 5nm,分子量分子量1001001000)1000)。 主要用于：生活和消主要用于：生活和消费用水的用水的纯化和化和软化化处置、化学工置、化学工业中的中的催化催化剂回收、回收、药物的物的纯化与化与浓缩、活性多、活性多肽的回收与的回收与浓度、溶度、溶剂回回收等。收等。 超超细滤反浸透是在高反浸透是在高压下使被分下使被分别物从膜的

25、高物从膜的高浓度一度一侧向向低低浓度一度一侧浸透。浸透。 主要运用：于海水或苦咸水的脱主要运用：于海水或苦咸水的脱盐、高硬水的、高硬水的软化、高化、高纯水的水的制制备等。等。 10.4 10.4 生物医用高分子生物医用高分子资料料10.4.1 10.4.1 生物医用高分子生物医用高分子资料的范畴及其根本要求料的范畴及其根本要求 生物医用资料：以医疗为目的、用于与组织接触以形胜利能的生物医用资料：以医疗为目的、用于与组织接触以形胜利能的无生命的资料。被广泛地用来取代和无生命的资料。被广泛地用来取代和/ /或恢复那些受创伤或退化的或恢复那些受创伤或退化的组织或器官的功能，从而提高病人的生活质量组织

26、或器官的功能，从而提高病人的生活质量 生物医用资料必需满足以下的根本要求：生物医用资料必需满足以下的根本要求： 1 1与组织短期接触无急性毒性、无致敏作用、无致炎作用、与组织短期接触无急性毒性、无致敏作用、无致炎作用、无致癌作用和其他不良反响无致癌作用和其他不良反响 2 2具有良好的耐腐蚀性能以及相应的生物力学性能和良好的具有良好的耐腐蚀性能以及相应的生物力学性能和良好的加工性能。加工性能。 3 3对于体内运用的医用资料，除了必需满足以上的根本要求对于体内运用的医用资料，除了必需满足以上的根本要求外，还必需具有良好的组织相容性、血液顺应性和适宜的耐生物降外，还必需具有良好的组织相容性、血液顺应

27、性和适宜的耐生物降解性。解性。 适当的生物降解性可从两方面来看，对于一些长期植入人体内适当的生物降解性可从两方面来看，对于一些长期植入人体内的医用高分子资料要求具有很好的耐生物降解性，不致因发生生物的医用高分子资料要求具有很好的耐生物降解性，不致因发生生物降解而需定期改换；而有些高分子资料植入人体内后，只需在一定降解而需定期改换；而有些高分子资料植入人体内后，只需在一定时期内发扬作用，在完成其功能后必需从体内去除，如外科手术的时期内发扬作用，在完成其功能后必需从体内去除，如外科手术的缝合线、医用胶粘剂和接骨资料等。缝合线、医用胶粘剂和接骨资料等。 生物医用资料主要有金属资料、无机非金属资料陶瓷

28、资料生物医用资料主要有金属资料、无机非金属资料陶瓷资料和有机高分子资料。和有机高分子资料。 其中高分子资料在组成、性能和外形固体方式、纤维方式、其中高分子资料在组成、性能和外形固体方式、纤维方式、织物、膜和凝胶上具有多变性，易于加工成复杂的外形和构造，织物、膜和凝胶上具有多变性，易于加工成复杂的外形和构造，并且易于与其他资料复合以抑制单一资料的许多缺乏，因此聚合物并且易于与其他资料复合以抑制单一资料的许多缺乏，因此聚合物资料在近年来的开展迅猛，几乎遍及了生物医学的各个领域。资料在近年来的开展迅猛，几乎遍及了生物医学的各个领域。 用于生物医用资料的高分子有许多种，如聚乙烯、聚氨酯、用于生物医用资

29、料的高分子有许多种，如聚乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、硅橡胶、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、硅橡胶、聚砜、聚乳酸、聚羟基乙酸等。聚砜、聚乳酸、聚羟基乙酸等。 10.4.2 10.4.2 修复性医用高分子修复性医用高分子 人人体体组组织织通通常常可可分分为为软软组组织织如如皮皮肤肤、血血管管、软软骨骨、韧韧带带等等和和硬硬组组织织如如骨骨、牙牙等等两两大大类类，相相应应地地高高分分子子医医用用资资料料在在组组织织修修复上的运用也可分为软组织修复资料和硬组织修复资料。复上的运用也可分为软组织修复资料和硬组织修复资料。 1 1软组织修复资料软组织

30、修复资料 可可运运用用于于软软组组织织修修复复的的高高分分子子资资料料是是一一些些生生物物惰惰性性的的生生物物相相容容性性高高分分子子资资料料，常常用用的的有有聚聚对对苯苯二二甲甲酸酸乙乙二二酯酯、聚聚四四氟氟乙乙烯烯、聚聚丙丙烯、聚氨酯和硅橡胶、异丁烯聚苯乙烯嵌段共聚物等。烯、聚氨酯和硅橡胶、异丁烯聚苯乙烯嵌段共聚物等。 填充资料填充资料 用来弥补一些容貌缺陷、萎缩或者发育不完全，使之符合用来弥补一些容貌缺陷、萎缩或者发育不完全，使之符合审美要求的医用资料。常用的高分子资料有硅橡胶、聚乙烯和聚四审美要求的医用资料。常用的高分子资料有硅橡胶、聚乙烯和聚四氟乙烯。氟乙烯。 血管移植血管移植资料料

31、必需具有血液相容性，不必需具有血液相容性，不仅资料与血液的外表相互作用，而且其料与血液的外表相互作用，而且其机械性能与疲机械性能与疲劳性能也必需与主体血管相近。性能也必需与主体血管相近。聚聚酯布用于大直径人造血管布用于大直径人造血管1238mm，聚四氟乙，聚四氟乙烯用于中用于中等直径等直径6-12mm血管。血管。导液管液管用于插入人体深用于插入人体深处输入液体如入液体如营养、生理养、生理盐水、葡萄糖、水、葡萄糖、药物、物、血液等或血液等或经过血管插入心血管插入心脏进展有关展有关检查的的导管。制造管。制造资料必需料必需是血液相容、不凝血、不感染的是血液相容、不凝血、不感染的资料。料。PU和和SR

32、由于良好的由于良好的挠曲性曲性和易于加工成不同的大小和和易于加工成不同的大小和长度，是运用广泛的度，是运用广泛的导液管液管资料。料。伤口包扎口包扎资料料 烧伤包敷包敷资料料 一些生物降解性高分子如骨胶、壳多糖、一些生物降解性高分子如骨胶、壳多糖、PLAPLA等等 高分子高分子绷带资料料 纱布浸布浸渍聚氨聚氨酯预聚体制成聚体制成 外科外科缝合合线 聚乳酸及其共聚物聚乳酸及其共聚物 医用胶粘医用胶粘剂 - -腈基丙基丙烯酸丁酸丁酯单体体(2)(2)硬硬组织修复修复资料料 骨固定骨固定资料料 理想的骨固定理想的骨固定资料是一些生物降解性高分子复合料是一些生物降解性高分子复合资料，随着骨料，随着骨折的

33、愈合，折的愈合，夹板板资料也逐料也逐渐地被人体分解吸收，在骨折愈合后，不地被人体分解吸收，在骨折愈合后，不需求象金属需求象金属资料或非再吸收性料或非再吸收性资料一料一样需求需求进展二次手展二次手术。 人工骨人工骨 人工骨以置换病人体内无法愈合的伤骨，特别是关节。人工骨人工骨以置换病人体内无法愈合的伤骨，特别是关节。人工骨将长久地留在人体内替代骨的功能，对资料的机械性能要求很高，将长久地留在人体内替代骨的功能，对资料的机械性能要求很高，用于制备人工骨的主要是一些高分子复合资料，如陶瓷用于制备人工骨的主要是一些高分子复合资料，如陶瓷/ /超高分子超高分子量聚乙烯。量聚乙烯。骨水泥骨水泥 人工骨等人

34、造修补件与骨之间的衔接常用骨水泥来固定。丙烯人工骨等人造修补件与骨之间的衔接常用骨水泥来固定。丙烯酸骨水泥运用最广泛，它是一种自聚合双组分粘结剂，其中的固体酸骨水泥运用最广泛，它是一种自聚合双组分粘结剂，其中的固体粉末组分的主要成分为甲基丙烯酸甲酯类聚合物、引发剂如粉末组分的主要成分为甲基丙烯酸甲酯类聚合物、引发剂如BPOBPO，液体组分的主要成分为甲基丙烯酸甲酯单体、少量的引发促进，液体组分的主要成分为甲基丙烯酸甲酯单体、少量的引发促进剂如剂如N,N-N,N-二甲基甲苯胺，与二甲基甲苯胺，与BPOBPO组成氧化复原引发体系等组成。组成氧化复原引发体系等组成。运用时将两组分混合均匀后，注入修补

35、部位原位聚合固化，形胜利运用时将两组分混合均匀后，注入修补部位原位聚合固化，形胜利能。能。牙科修复资料牙科修复资料 高分子资料可用于牙冠填充和制备假牙。丙烯酸酯树脂是较早高分子资料可用于牙冠填充和制备假牙。丙烯酸酯树脂是较早运用的牙冠填充高分子资料，但其机械强度较差，运用寿命较短，运用的牙冠填充高分子资料，但其机械强度较差，运用寿命较短，因此如今多已被一些牙科复合树脂所取代。牙科复合树脂主要组分因此如今多已被一些牙科复合树脂所取代。牙科复合树脂主要组分包括基体树脂、填料、降粘单体、引发剂和稳定剂。基体树脂主要包括基体树脂、填料、降粘单体、引发剂和稳定剂。基体树脂主要有双酚有双酚A A与甲基丙烯

36、酸缩水甘油酯的反响产物或聚氨酯双甲基丙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的反响产物或聚氨酯双甲基丙烯酸树脂；填料包括石英、钡玻璃和硅胶，常用的降粘单体是三甘醇酸树脂；填料包括石英、钡玻璃和硅胶，常用的降粘单体是三甘醇双甲基丙烯酸酯，其作用是降低复合树脂粘度，以使树脂可以完全双甲基丙烯酸酯，其作用是降低复合树脂粘度，以使树脂可以完全填满牙洞；引发剂如填满牙洞；引发剂如BPOBPO或如安息香烷基醚。或如安息香烷基醚。3 3组织工程资料组织工程资料 组织工程中的一个重要领域是以高分子资料作为支撑资料，在组织工程中的一个重要领域是以高分子资料作为支撑资料，在其上移植器官或组织的生长细胞，使之构成自然组织，用来修

37、复、其上移植器官或组织的生长细胞，使之构成自然组织，用来修复、维持或提高组织功能的一种外科替代疗法。维持或提高组织功能的一种外科替代疗法。 组织工程支撑资料以多孔固体支撑资料运用最广泛。用于组织组织工程支撑资料以多孔固体支撑资料运用最广泛。用于组织工程多孔固体支撑资料的高分子主要是一些线形脂肪族聚酯，包括工程多孔固体支撑资料的高分子主要是一些线形脂肪族聚酯，包括有聚羟基乙酸有聚羟基乙酸 PGA PGA 、聚乳酸、聚乳酸 PLA PLA 、羟基乙酸和乳酸的共、羟基乙酸和乳酸的共聚物。聚物。10.4.3 10.4.3 高分子药物高分子药物高分子资料在药物中的运用主要有三方面：高分子资料在药物中的运

38、用主要有三方面：A A 高分子载体药物控制释放体系高分子载体药物控制释放体系B B 小分子药物高分子化小分子药物高分子化C C 高分子药物高分子药物 其中以高分子载体药物控制释放体系运用最为广泛。其中以高分子载体药物控制释放体系运用最为广泛。1 1高分子载体缓释药物高分子载体缓释药物 血血液液中中药物物浓度度时间时间中毒浓度中毒浓度有效浓度有效浓度高分子高分子载体体缓释药物的物的药物物释放机理有三种根本方式：放机理有三种根本方式：经过可溶性高分子可溶性高分子载体的体的缓慢溶解慢溶解释放放药物物所所用用的的可可溶溶性性高高分分子子载体体通通常常是是一一些些水水溶溶性性的的高高分分子子。由由于于高

39、高子子化化合合物物的的溶溶解解是是一一个个缓慢慢的的过程程，因因此此将将药物物与与高高分分子子载体体混混合合均均匀匀后后制制成成片片剂或或微微粒粒，利利用用高高分分子子载体体溶溶解解慢慢的的特特性性，使使药物物缓慢慢释放。放。经过高分子高分子载体的生物降解体的生物降解释放放药物物其其药物物的的释放放速速度度取取决决于于载体体的的生生物物降降解解速速度度，与与均均聚聚物物相相比比，共共聚聚物物或或共共混混聚聚合合物物由由于于可可经过改改动体体系系的的组成成来来调理理降降解解速速度度，进而控制而控制药物物释放速度，因此更有放速度，因此更有优势。在在压力力、温温度度、pH及及酶的的作作用用下下经过高

40、高分分子子微微胶胶囊囊的的半半透透性膜性膜缓慢慢释放。放。2高分子靶向高分子靶向药物物简单的的高高分分子子靶靶向向药物物是是将将药物物用用高高分分子子载体体包包裹裹，利利用用高高分分子子载体体在在不不同同环境境下下溶溶解解性性的的不不同同，使使之之选择性性地地在在目目的的部部位位溶溶解解释放放药物。物。例例如如胃胃液液是是酸酸性性的的pH1-2，肠液液是是微微碱碱性性的的(pH78)，假假设选用用一一些些含含羧基基的的水水凝凝胶胶作作载体体，在在胃胃酸酸环境境下下，由由于于羧基基之之间的的氢键作作用用，水水凝凝胶胶的的构构造造严密密，溶溶胀度度小小，其其包包裹裹的的药物物难释放放；而而在在肠的

41、的微微碱碱性性环境境下下，羧基基被被离离子子化化，水水凝凝胶胶溶溶胀大大，药物物被被释放，从而放，从而实现对肠的定向的定向给药。为改改善善载体体药物物的的释放放性性能能，可可在在其其高高分分子子载体体中中引引入入一一些些特特定定生生物物降降解解性性的的高高分分子子。如如用用含含淀淀粉粉的的交交联聚聚丙丙烯酸酸水水凝凝胶胶作作的的载体体，既既具具有有酸酸性性水水凝凝胶胶的的pH呼呼应特特性性，其其中中的的淀淀粉粉组分分又又可可在在肠道道生生成成的的-淀粉淀粉酶的作用下的作用下发生生酶促降解，从而促促降解，从而促进药物的物的释放。放。10.5 10.5 导电高分子高分子 广广义上的上的导电高分子高

42、分子资料可分料可分为两大两大类： 一一类是是由由绝缘高高分分子子与与导电资料料如如金金属属粉粉、炭炭黑黑等等共共混混而而成成的的复复合合型型导电高高分分子子资料料，该类导电高高分分子子资料料的的导电性性能能主主要要由其中的由其中的导电填料所决填料所决议，其中的高分子主要提供可加工性能。，其中的高分子主要提供可加工性能。 另另一一类是是高高分分子子本本身身的的构构造造拥有有可可流流动的的载流流子子，即即高高分分子子本本身身具具有有导电性性，其其导电性性能能主主要要取取决决于于高高分分子子本本身身的的构构造造，常常称称为“本本征征导电高高分分子子intrinsically intrinsicall

43、y conducting conducting polymer, polymer, ICPICP或或“合成金属。合成金属。 一切的一切的导电高分子都是共高分子都是共轭高分子，其分子构造都是含有高分子，其分子构造都是含有-共共轭构造或同构造或同时含有含有-共共轭和和p-p-共共轭构造。典型的构造。典型的导电高高分子有以下几分子有以下几类： 导电高分子的运用导电高分子的运用 导电高分子可以以掺杂的方式运用，也可以以不掺杂的方式运导电高分子可以以掺杂的方式运用，也可以以不掺杂的方式运用。不掺杂导电高分子最重要运用之一是电致发光二极管。掺杂导用。不掺杂导电高分子最重要运用之一是电致发光二极管。掺杂导电

44、高分子的运用又可分为两类，一类是作为有机导体制备导电薄膜、电高分子的运用又可分为两类，一类是作为有机导体制备导电薄膜、导电纤维、防静电涂料、透明电极和雷达吸收资料等；另一类的运导电纤维、防静电涂料、透明电极和雷达吸收资料等；另一类的运用是利用聚合物在掺杂过程中物理性质的变化，如光电仪、化学与用是利用聚合物在掺杂过程中物理性质的变化，如光电仪、化学与电化学传感器如电子鼻等。电化学传感器如电子鼻等。 (1)发光二极管发光二极管共轭高分子可光致发光和电致发光。其光致发光机理如下共轭高分子可光致发光和电致发光。其光致发光机理如下:。 电子吸收光能被激发，从最高被占分子轨道电子吸收光能被激发，从最高被占

45、分子轨道HOMOHOMO跃迁到最跃迁到最低未占分子轨道低未占分子轨道LUMOLUMO，产生单重态激子，单重态激子辐射衰减，产生单重态激子，单重态激子辐射衰减发出荧光。共轭高分子的电致发光机理与之类似。发出荧光。共轭高分子的电致发光机理与之类似。 电电致致发发光光高高分分子子资资料料与与相相应应的的无无机机资资料料相相比比，具具有有许许多多优优势势，如如易易制制造造加加工工特特别别是是大大面面积积加加工工、柔柔韧韧性性好好、任任务务电电压压低低、耐耐形形变变稳稳定定性性高高、发发光光颜颜色色易易调调理理、面面发发光光视视角角广广、自自动动发发光光呼呼应应快快等等。其发光颜色取决于共轭高分子的能隙。其发光颜色取决于共轭高分子的能隙。2导电聚合物导电性运用导电聚合物导电性运用透明导体透明导体反复充放电的二次电池的电极资料反复充放电的二次电池的电极资料聚合物电容器聚合物电容器3电磁屏蔽与隐身电磁屏蔽与隐身4抗静电抗静电