第十章功能高分子-ppt课件

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

3、能高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 为了保证吸附树脂在运用时不被溶解，其骨架构造通常需有一定为了保证吸附树脂在运用时不被溶解，其骨架构造通常需有一定程度的交联，经常是由单乙烯基单体和多乙烯基交联单体共聚而成程度的交联，经常是由单乙烯基单体和多乙烯基交联单体共聚而成的交联构造，可以有无定形、珠状和纤维状三种根本形状，其中珠的交联构造，可以有无定形、珠状和纤维状三种根本形状，其中珠状资料运用最为广泛。状资料运用最为广泛。 成珠技术成珠技术: : 悬浮聚合悬浮聚合 50 501500m 1500m 沉淀聚合沉淀聚合 微米级微米级 乳液聚合乳液聚合 0.05 0.050.7m 0.

4、7m 其中以悬浮聚合的运用最为广泛。其中以悬浮聚合的运用最为广泛。 悬浮聚合所得的交联聚合物小球为凝胶型，凝胶型交联小球在悬浮聚合所得的交联聚合物小球为凝胶型，凝胶型交联小球在干态时孔隙非常小，只需在添加良溶剂后才会重构一定的孔隙。因干态时孔隙非常小，只需在添加良溶剂后才会重构一定的孔隙。因此，凝胶型交联小球经常必需在良溶剂中运用。假设在聚合反响过此，凝胶型交联小球经常必需在良溶剂中运用。假设在聚合反响过程中参与致孔剂，那么可得到大孔型交联小球，其多孔构造是永久程中参与致孔剂，那么可得到大孔型交联小球，其多孔构造是永久的，在气相和不良溶剂中也可运用，并且大孔型交联小球比凝胶型的，在气相和不良溶

5、剂中也可运用，并且大孔型交联小球比凝胶型交联小球吸附才干更强，在进展化学改性时，更容易获得高的功能交联小球吸附才干更强，在进展化学改性时，更容易获得高的功能基引入率。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

6、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 用于去除离子用于去除离子: 如阳离子交换树脂用于去除水溶液中的阳离子，如阳离子交换树

7、脂用于去除水溶液中的阳离子，阴离子交换树脂用于去除水溶液中的阴离子，将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂用于去除水溶液中的阴离子，将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂分别装柱串联运用或混合装柱，可消除水中的阴离阴离子交换树脂分别装柱串联运用或混合装柱，可消除水中的阴离子和阳离子，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。 用于离子交换用于离子交换: 利用其离子交换的可逆性，用于离子交换反响，利用其离子交换的可逆性，用于离子交换反响，最胜利的运用是离子交换色谱，可以用来分别由多种离子组成的混最胜利的运用是离子交换色谱，可以用来分别由多种离子组成的混合物。合物。 用于酸、碱催

8、化反响用于酸、碱催化反响: 如质子型的阳离子交换树脂可作为非常有如质子型的阳离子交换树脂可作为非常有效的高分子酸催化剂，氢氧根型阴离子交换树脂那么是一种性能良效的高分子酸催化剂，氢氧根型阴离子交换树脂那么是一种性能良好的高分子碱性催化剂。好的高分子碱性催化剂。 2 高分子螯合树脂高分子螯合树脂 高分子螯合树脂的特征是在高分子骨架上衔接有对金属离子具有高分子螯合树脂的特征是在高分子骨架上衔接有对金属离子具有配位功能的螯合基团，经过选择性螯协作用而实现对各种金属离子配位功能的螯合基团，经过选择性螯协作用而实现对各种金属离子的浓缩和富集，可广泛地运用于分析检测、污染治理、环境维护和的浓缩和富集，可广

9、泛地运用于分析检测、污染治理、环境维护和工业消费。工业消费。 如如-二酮螯合树脂二酮螯合树脂,可以由甲基丙烯酰丙酮的聚合反响而得，也可可以由甲基丙烯酰丙酮的聚合反响而得，也可由聚乙烯醇与乙烯酮等反响而得：由聚乙烯醇与乙烯酮等反响而得： H2CCCH3C CH2OCOCH3CH2CCH3COCH2C CH3O()nnCH2CHOH()n+H2C C OCH2CHO()nCOCH2C CH3O 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： CH2CHOOOOOOCH2CHOOOOOO10

10、.1.3 物理吸附功能高分子物理吸附功能高分子 物理吸附功能高分子主要是一些非离子吸附树脂，根据其极性大物理吸附功能高分子主要是一些非离子吸附树脂，根据其极性大小可分为非极性、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。 非极性吸附树脂主要是交联聚苯乙烯大孔树脂，可经过范德华非极性吸附树脂主要是交联聚苯乙烯大孔树脂，可经过范德华力吸附具有一定疏水性的物质，可用于水溶液或空气中有机成分的力吸附具有一定疏水性的物质，可用于水溶液或空气中有机成分的吸附和富集。吸附和富集。 中极性吸附树脂主要是交联聚丙烯酸酯类及其与苯乙烯的共聚中极性吸附树脂主要是交联聚丙烯酸酯类及其与苯乙烯的共聚物。其吸

11、附作用除范德华力外，氢键也起一定的作用，与被吸附物物。其吸附作用除范德华力外，氢键也起一定的作用，与被吸附物质中的疏水基团和亲水基团都有一定的作用，因此能从水溶液中吸质中的疏水基团和亲水基团都有一定的作用，因此能从水溶液中吸附疏水性物质，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。 聚丙烯酸酯类吸附树脂经过化学改性引入强极性基团成为强极聚丙烯酸酯类吸附树脂经过化学改性引入强极性基团成为强极性吸附树脂，如利用水解反响释放出强极性的羧基，其吸附作用主性吸附树脂，如利用水解反响释放出强极性的羧基，其吸附作用主要经过氢键和偶极作用进展。强极性吸附树脂主要用于在非极性溶

12、要经过氢键和偶极作用进展。强极性吸附树脂主要用于在非极性溶液中吸附极性较强的化合物，对被吸附化合物的吸附才干正好与非液中吸附极性较强的化合物，对被吸附化合物的吸附才干正好与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 将具有反响活性或催化活性的功能基经过适当的方法引入高分子将具有反响活性或催化活性的功能基经过适当的方法引入高分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

13、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 前两种方法的结合，即经过含功能基单体的聚合引入某种功能基，前两种方法的结合，即经过含功能基单体的聚合引入某种功能基，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的优越性 1具有更高的稳定性和平安性：高分子骨架的引入对功能基具有更高的稳定性和平安性：高分子骨架的引入对功能基及催化剂分子具有一定的屏蔽作用，可大大提高其稳定性；其次高及催化剂分子具有一定的屏蔽作用，可大大提高其

14、稳定性；其次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化学反响的选择性更高，利用高分子载体的空间立体效应，化学反响的选择性更高，利用高分子载体的空间立体效应，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后处置较简单，在反响完成后可方便地借助固后处置较简单，在反响完成后可方便地借助固-液分别方法液分别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 Y + 产物X +

15、 其它反应物Y + 副产物高分子化副产物高分子化产物 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 HOOHOO氧化还原Fe氧化还原Fe高分子氧化剂高分子氧化剂 HN NHPhOCrO3-N H-ClCrO3NMe3ClO-NMe3Cr2O72-2NCr

16、O3NMe3MnO4- 高分子复原剂高分子复原剂 NMe3-BH4SnBu2H 高分子卤化试剂高分子卤化试剂 CHCHOONBrCPhNBr 高分子亲核取代试剂高分子亲核取代试剂 NMe3-OAr+ RXROAr10.2.4 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 SO3HCH2NR3OH- 高分子负载高分子负载LewisLewis酸和超强酸酸和超强酸 CF2CF2OCF2CFOCF2CF2SO3HCF3mnCH2HCAlCl3 高分子相转移催化剂高分子相转移催化剂 ROOOOOO(CH2)NRRnX-10.3 高分子分别功能膜高分子分别功能膜 当膜处在某两相之间时，由

17、于膜两侧存在的压力差、浓度差以及当膜处在某两相之间时，由于膜两侧存在的压力差、浓度差以及电位差等，驱使液态或气态的分子或离子等可从膜的一侧浸透到另电位差等，驱使液态或气态的分子或离子等可从膜的一侧浸透到另一侧。在浸透过程中，由于分子或离子的大小、外形、化学性质、一侧。在浸透过程中，由于分子或离子的大小、外形、化学性质、所荷电荷等不同，其浸透速率也不同，即膜对浸透物具有选择性，所荷电荷等不同，其浸透速率也不同，即膜对浸透物具有选择性，因此可利用膜的这种浸透选择性来分别不同的化合物，具有这种分因此可利用膜的这种浸透选择性来分别不同的化合物，具有这种分别功能的高分子膜称高分子分别功能膜。别功能的高分

18、子膜称高分子分别功能膜。 浸透物在膜中的浸透速率称为膜的浸透性，不同浸透物在膜中浸透物在膜中的浸透速率称为膜的浸透性，不同浸透物在膜中的浸透速率不同称为膜的浸透选择性，是分别膜分别功能的根底。的浸透速率不同称为膜的浸透选择性，是分别膜分别功能的根底。 10.3.1 10.3.1 高分子分别功能膜分类高分子分别功能膜分类 按被分别物质的不同：可分为气体分别膜、液体分别膜、固体按被分别物质的不同：可分为气体分别膜、液体分别膜、固体分别膜、离子分别膜和微生物分别膜等。分别膜、离子分别膜和微生物分别膜等。 按膜的孔径或被分别物的体积大小：按膜的孔径或被分别物的体积大小： 5000nm 5000nm以上

19、，微粒过滤膜以上，微粒过滤膜 100 1005000nm5000nm，微滤膜，可用于分别血细胞、乳胶等，微滤膜，可用于分别血细胞、乳胶等 2 2100nm100nm，超滤膜，可用于分别白蛋白、胃蛋白酶等，超滤膜，可用于分别白蛋白、胃蛋白酶等 10 10，纳滤膜，可用于分别二价盐、游离酸和糖等，纳滤膜，可用于分别二价盐、游离酸和糖等 ，反浸透膜超细滤膜，可在分子程度上分别，反浸透膜超细滤膜，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

20、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 多孔膜的分别机理是筛分机理，即在膜浸透过程中，只需体积小多孔膜的分别机理是筛分机理，即在膜浸透过程中，只需体积小于膜孔的分子可以由膜孔经过，并且体积较小的浸透物比

21、体积较大于膜孔的分子可以由膜孔经过，并且体积较小的浸透物比体积较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 溶解溶解-分散机理：首先，浸透分子溶解在膜的外表，然后分散穿分散机理：首先，浸透分子溶解在膜的外表，然后分散穿过分别膜，出如今膜的另一面。过分别膜，出如今膜的另一面。 其中溶解性取决于膜与浸透物的亲和性；而分散性那么取决于膜其中溶解性取决于膜与浸透物的亲和性；而分散性那么取决于膜聚合物的化学构造及其分子链运动。致密膜的一个重要性能是假设聚合物的化学构造及其分子链运动。致密膜的一个重要性能是假设被分别物在膜中的溶解性差别显著时，即使其分子大小

22、相近也能有被分别物在膜中的溶解性差别显著时，即使其分子大小相近也能有效地分别。效地分别。 3电化学效应分别机理电化学效应分别机理 在微孔分别膜上接枝离子基团便可得到离子交换分别膜，离子交在微孔分别膜上接枝离子基团便可得到离子交换分别膜，离子交换分别膜的分别机理除筛分效应外，主要是电化学效应分别机理换分别膜的分别机理除筛分效应外，主要是电化学效应分别机理:吸附分别膜上固定离子基团的反离子，而排斥固定离子基团的同离吸附分别膜上固定离子基团的反离子，而排斥固定离子基团的同离子。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

23、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

24、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微滤、超滤、纳滤和超细滤微滤、超滤、纳滤和超细滤 微滤、超滤、纳滤和超细滤是以压力差为驱动力，促使被分别微滤、超滤、纳滤和超细滤是以压力差为驱动力，促使被分别物从压力高的一侧向压力低的一侧挪动，利用筛分原理除去溶液中物从压力高的一侧向压力低的一侧挪动，利用筛分原理除去溶液中悬浮的微粒或溶解的溶质为目的的延续膜分别过程。悬浮的微粒或溶解的溶质为目的的延续膜分别过程。 微滤可用于去除溶液中的微生物以及其他悬浮微粒微滤可

25、用于去除溶液中的微生物以及其他悬浮微粒(0.1-10um)(0.1-10um)。 重要运用重要运用: :除菌除菌( (饮用水处置等、果汁廓清、溶液廓清、气体饮用水处置等、果汁廓清、溶液廓清、气体净化等。净化等。 超滤常用于去除液体中的胶体级微粒以及大分子溶质超滤常用于去除液体中的胶体级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质的分别、分子主要运用：合成和生物来源的大分子溶液中溶质的分别、分子量分布较宽的大分子溶液进展分级处置、胶体溶液的纯化、从食品量分布较宽的大分子溶液

26、进展分级处置、胶体溶液的纯化、从食品工业废弃的乳清中回收蛋白质等。工业废弃的乳清中回收蛋白质等。 纳滤主要用来处置一些中等分子量溶质纳滤主要用来处置一些中等分子量溶质(0.5 (0.5 5nm, 5nm,分子量分子量1001001000)1000)。 主要用于：生活和消费用水的纯化和软化处置、化学工业中的主要用于：生活和消费用水的纯化和软化处置、化学工业中的催化剂回收、药物的纯化与浓缩、活性多肽的回收与浓度、溶剂回催化剂回收、药物的纯化与浓缩、活性多肽的回收与浓度、溶剂回收等。收等。 超细滤反浸透是在高压下使被分别物从膜的高浓度一侧向超细滤反浸透是在高压下使被分别物从膜的高浓度一侧向低浓度一侧

27、浸透。低浓度一侧浸透。 主要运用：于海水或苦咸水的脱盐、高硬水的软化、高纯水的主要运用：于海水或苦咸水的脱盐、高硬水的软化、高纯水的制备等。制备等。 10.4 10.4 生物医用高分子资料生物医用高分子资料10.4.1 10.4.1 生物医用高分子资料的范畴及其根本要求生物医用高分子资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或器官的功能，从而提高

28、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、血液顺应性和适宜的耐生物降解性

29、。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资料生物医用资料主要有

30、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、用于生物医用资料的高分子有许多种，如

31、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 人体组织通常可分为软组织如皮肤、血管、软骨、韧带等人体组织通常可分为软组织如皮肤、血管、软骨、韧带等和硬组织如骨、牙等两大类，相应地高分子医用资料在组织修和硬组织如骨、牙等两大类，相应地高分子医用资料在组织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修复资料 可

32、运用于软组织修复的高分子资料是一些生物惰性的生物相容可运用于软组织修复的高分子资料是一些生物惰性的生物相容性高分子资料，常用的有聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚丙性高分子资料，常用的有聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚丙烯、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。 血管移植资料血管移植资料 必

33、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，而且其机械性能与疲劳性能也必需与主体血管相近。机械性能与疲劳性能也必需与主体血管相近。 聚酯布用于大直径人造血管聚酯布用于大直径人造血管1238mm，聚四氟乙烯用于中，聚四氟乙烯用于中等直径等直径6-12mm血管。血管。 导液管导液管 用于插入人体深处输入液体如营养、生理盐水、葡萄糖、药物、用于插入人体深处输入液体如营养、生理盐水、葡萄糖、药物、血液等或经过血管插入心脏进展有关检查的导管。制造资料必需血液等或经过血管插入心脏进展有关检查的导管。制造资料必需是血液相容、不凝血、不感染的资料。是

34、血液相容、不凝血、不感染的资料。PU 和和 SR 由于良好的挠曲由于良好的挠曲性和易于加工成不同的大小和长度，是运用广泛的导液管资料。性和易于加工成不同的大小和长度，是运用广泛的导液管资料。伤口包扎资料伤口包扎资料 烧伤包敷资料烧伤包敷资料 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 高分子绷带资料高分子绷带资料 纱布浸渍聚氨酯预聚体制成纱布浸渍聚氨酯预聚体制成 外科缝合线外科缝合线 聚乳酸及其共聚物聚乳酸及其共聚物 医用胶粘剂医用胶粘剂 - -腈基丙烯酸丁酯单体腈基丙烯酸丁酯单体(2)(2)硬组织修复资料硬组织修复资料 骨固定资料骨固定资料 理想

35、的骨固定资料是一些生物降解性高分子复合资料，随着骨理想的骨固定资料是一些生物降解性高分子复合资料，随着骨折的愈合，夹板资料也逐渐地被人体分解吸收，在骨折愈合后，不折的愈合，夹板资料也逐渐地被人体分解吸收，在骨折愈合后，不需求象金属资料或非再吸收性资料一样需求进展二次手术。需求象金属资料或非再吸收性资料一样需求进展二次手术。 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

36、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，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促进剂如N,N-N,N-二甲基甲

37、苯胺，与二甲基甲苯胺，与BPOBPO组成氧化复原引发体系等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，注入修补部位原位聚合固化，组成。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。形胜利能。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

38、、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

39、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

40、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 血液中药物浓度血液中药物浓度 时间时间中毒浓度中毒浓度有效浓度有效浓度 高分子载体缓释药物的药物释放机理有三种根本方式：高分子载体缓释药物的药物释放机理有三种根本方式： 经过可溶性高分子载

41、体的缓慢溶解释放药物经过可溶性高分子载体的缓慢溶解释放药物 所用的可溶性高分子载体通常是一些水溶性的高分子。由于高子所用的可溶性高分子载体通常是一些水溶性的高分子。由于高子化合物的溶解是一个缓慢的过程，因此将药物与高分子载体混合均化合物的溶解是一个缓慢的过程，因此将药物与高分子载体混合均匀后制成片剂或微粒，利用高分子载体溶解慢的特性，使药物缓慢匀后制成片剂或微粒，利用高分子载体溶解慢的特性，使药物缓慢释放。释放。 经过高分子载体的生物降解释放药物经过高分子载体的生物降解释放药物 其药物的释放速度取决于载体的生物降解速度，与均聚物相比，其药物的释放速度取决于载体的生物降解速度，与均聚物相比，共聚

42、物或共混聚合物由于可经过改动体系的组成来调理降解速度，共聚物或共混聚合物由于可经过改动体系的组成来调理降解速度，进而控制药物释放速度，因此更有优势。进而控制药物释放速度，因此更有优势。 在压力、温度、在压力、温度、pH及酶的作用下经过高分子微胶囊的半透及酶的作用下经过高分子微胶囊的半透性膜缓慢释放。性膜缓慢释放。 2 高分子靶向药物高分子靶向药物 简单的高分子靶向药物是将药物用高分子载体包裹，利用高分子简单的高分子靶向药物是将药物用高分子载体包裹，利用高分子载体在不同环境下溶解性的不同，使之选择性地在目的部位溶解释载体在不同环境下溶解性的不同，使之选择性地在目的部位溶解释放药物。放药物。 例如

43、胃液是酸性的例如胃液是酸性的pH 1-2，肠液是微碱性的，肠液是微碱性的(pH 78)，假设，假设选用一些含羧基的水凝胶作载体，在胃酸环境下，由于羧基之间的选用一些含羧基的水凝胶作载体，在胃酸环境下，由于羧基之间的氢键作用，水凝胶的构造严密，溶胀度小，其包裹的药物难释放；氢键作用，水凝胶的构造严密，溶胀度小，其包裹的药物难释放；而在肠的微碱性环境下，羧基被离子化，水凝胶溶胀大，药物被释而在肠的微碱性环境下，羧基被离子化，水凝胶溶胀大，药物被释放，从而实现对肠的定向给药。放，从而实现对肠的定向给药。 为改善载体药物的释放性能，可在其高分子载体中引入一些特定为改善载体药物的释放性能，可在其高分子载体中引入一些特定生物降解性的高分子。如用含淀粉的交联聚丙烯酸水凝胶作的载体，生物降解性的高分子。如用含淀粉的交联聚丙烯酸水凝胶作的载体，既具有酸性水凝胶的既具有酸性水凝胶的pH呼应特性，其中的淀粉组分又可在肠道生呼应特性，其中的淀粉组分又可在肠道生成的成的-淀粉酶的作用下发生酶促降解，从而促进药物的释放。淀粉酶的作用下发生酶促降解，从而促进药物的释放。 10.5 10.5 导电高分