《药用高分子材料》

1、药用高分子材料 Pharmaceutics department China pharmaceutical university 吕慧侠 Learning ObjectivesLearning Objectives 熟悉药用高分子材料结构特征 和应用性能； 了解常用高分子材料的性质及 其在药剂中的应用 吃、穿、主、用、行 高分子化合物 Macromolecules 定义：由许多结构简单的单体以共价 键连接而成的分子量在10,000以上的 一类链状或网状化合物。 来源 1、 天然天然(从动物、植物、海洋生物、矿物中提取得 到的材料，如多糖类淀粉、纤维素、植物凝集素、多 肋、蛋白类、透明质酸、明胶

2、、无机硅酸盐材料) 2、半合成半合成(半天然材料或称改性天然材料,以天然材 料为基础，进行某种基团修饰，改变其溶解性、结晶 度、粘附性、复合性等物理化学性能，如各种纤维素 衍生物、改性天然胶类等) 3、人工合成人工合成(生物、无机高分子材料，如不同分子量 的羟基磷酸钙及硅酸盐等) 、 structures 一级结构一级结构 近程结构近程结构 结构单元的化学组成、连接顺序、结构单元的化学组成、连接顺序、 立体构型，以及支化、交联等立体构型，以及支化、交联等 二级结构二级结构 远程结构远程结构 高分子链的形态（构象）以及高分子链的形态（构象）以及 高分子的大小（分子量）高分子的大小（分子量） 链结

3、构链结构 聚集态结构聚集态结构 三级结构三级结构 晶态、非晶态、取向态、液晶态及织晶态、非晶态、取向态、液晶态及织 态等。态等。 聚合物的结构聚合物的结构 、structures 基本结构 化学结构： 空间结构： 聚集态结构： C O O CC O N H CN H C O OSi CH3 CH3 O Si CH3 CH3 聚酯聚酰胺聚氨酯 聚二甲基硅氧烷 R n n聚合度 R结构单元 R及n空间结构(形态和构象) 高分子间作用 （加工条件不同而形成） 聚集态结构：分子链间的排列和堆砌 虽然高分子的链结构对高分子材料有显著影响，但由于聚合 物是有许多高分子链聚集而成，有时即使相同链结构的同一种

4、聚 合物，在不同加工成型条件下，也会产生不同的聚集态，所得制 品的性能也会截然不同。 聚合物的聚集态结构对聚合物材料性能的影响比聚合物的聚集态结构对聚合物材料性能的影响比 高分子链结构更直接、更重要。高分子链结构更直接、更重要。 研究掌握聚合物的聚集态结构与性能的关系，对选择合适 的加工成型条件、改进材料的性能，制备具有预期性能的聚合 物材料具有重要意义。 、Character 1、分子量及其分子量分布 特点：分子量大，且具有多分散性 分子量与聚合物性质之间的关系 1）数均分子量：聚合物溶液冰点、沸点、渗 透压等只取决于溶液中高分子数目Mn 2）重均分子量：对光的散射性质、扩散性质 等与数目相

5、关的同时还与分子尺寸有关Mw 3）粘均分子量：聚合物溶液粘度M 分子量的大小及多分散性对聚合物件能有显 著影响。一般而言，聚合物的力学性能随分 子量的增大而提高。 一、如玻璃化温度、抗张强度、密度、比热 等。刚外始时随分子量增大而提高最后 达到一极限值； 二是某些性能如粘度、弯物强度等随分子 量增加而不断促高、但不存在极限值。 分子量的多分散性的大小主要取决于聚合过 程，也受试样处理、存放条件等因素的影响 2、溶胀和溶解 1）溶解缓慢，一般先溶胀后溶解 2）聚合物的溶解度与分子量有关。一般分子量越大，溶解度越 小；反之，溶解度越大。 3）非结晶态高分子比结晶态易溶解 4）交联高分子只溶胀不溶解

6、 3、溶胶和凝胶 溶胶高分子材料在水溶 液中处于溶解时的状态 凝胶高分子溶液在一定 条件下，产生较为牢固的 物理交联的状态 4、玻璃化温度、粘流温度 (glass transition temperature, Tg) (viscous flow temperature ,Tf) 玻璃态：由于温度低，链段的热运动不足以克服主链内旋转 位垒，处于“冻结”状态，只有侧基、链节、链长、键角等 的局部运动质地脆而硬 高弹态：受力时产生很大形变，除去外力后又恢复原状的状 态 粘流态：随着 温度进一步升 高，链段运动 加剧，最后不 可逆变成粘性 流体的力学状 态 力学三态力学三态 5 5、力学性质、力学性

7、质 材料在外力作用下，其几何形状和尺寸所发生的变材料在外力作用下，其几何形状和尺寸所发生的变 化称化称应变或形变应变或形变，通常以单位长度（面积、体积），通常以单位长度（面积、体积） 所发生的变化来表征。所发生的变化来表征。 材料在外力作用下发生形变的同时，在其内部还会材料在外力作用下发生形变的同时，在其内部还会 产生对抗外力的附加内力，以使材料保持原状，当产生对抗外力的附加内力，以使材料保持原状，当 外力消除后，内力就会使材料回复原状并自行逐步外力消除后，内力就会使材料回复原状并自行逐步 消除。当外力与内力达到平衡时，内力与外力大小消除。当外力与内力达到平衡时，内力与外力大小 相等，方向相反

8、。单位面积上的内力定义为相等，方向相反。单位面积上的内力定义为应力应力。 、Application 1、Starches D-葡萄糖残基以葡萄糖残基以-1,4-苷键连接的多糖苷键连接的多糖 直链淀粉易结晶，不溶于冷水，支链 淀粉能均匀分散于水中。因而天然淀 粉也不溶于冷水，但在6080下于水 中会发生“糊化作用”，而形成均匀 的糊状溶液 改性 填充剂、粘合剂、崩解剂填充剂、粘合剂、崩解剂 2、Gelatin R为氨基酸多肽大分子 新鲜牛皮和猪皮等经过精细 加工提取的一种颗粒状多肽 聚合物； 明胶不易溶于冷水,但能吸 收冷水的重量却是自身的5- 10倍,易溶于温水,冷却形成 凝胶 微胶囊囊材、软胶囊囊材、