高分子材料介绍

1、高分子材料的简介与应用高分子材料的简介与应用START高分子材料介绍1聚氨酯的合成方法2前景展望3 1 高分子材料介绍高分子材料介绍 高分子材料：以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进

2、入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。 聚氨酯生物材料聚氨酯生物材料 在众多的高分子材料中，聚氨酯（PU）是一类具有独特性能和多方面用途的新型高分子材料，在医学领域中的应用始于20世纪50年代末，1958年聚氨酯首次用作骨折修复材料。20世纪80年代，用聚氨酯弹性体制作的人工心脏移植手术获得成功，使聚氨酯材料在生物医学领域烦人应用得到了进一步的发展。聚氨酯的结构聚氨酯的结构 聚氨酯（Polyurethane）是聚氨基甲酸酯的简称，

3、是一类高分子主链上带有重复氨基甲酸酯结构单元（-NHCOO-基团）的聚合物总称聚氨酯主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段（软段）和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的。软段通常为低聚物多元醇，赋予聚氨酯以柔性和韧性，硬段通常为二（或多）异氰酸酯与小分子的二元醇或二元胺的缩聚物作扩链剂，赋予聚氨酯强度和刚度。聚氨酯结构如图所示，通过调节软段或硬段的结构、长度与分布、相对比例及改变相对分子质量等方式，可在很大范围内改变聚氨酯的性能，聚氨酯与其它生物材料的结构相比，最主要的特点是具有微相分离结构。微相分离结构由于硬链段和软链段在热力学上具有自发分离的倾向，硬链段很容易聚集在一起，形成许多微区，分布

4、于软段相中。聚氨酯的性质不仅与其化学结构有关，而且与微相分离的程度有关。聚氨酯生物材料聚氨酯生物材料 在众多的高分子材料中，聚氨酯（PU）是一类具有独特性能和多方面用途的新型高分子材料。聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，是一类高分子主链上带有重复氨基甲酸酯结构单元（-NHCOO-基团）的聚合物总称聚氨酯主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段（软段）和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的。软段通常为低聚物多元醇，赋予聚氨酯以柔性和韧性，硬段通常为二（或多）异氰酸酯与小分子的二元醇或二元胺的缩聚物作扩链剂，赋予聚氨酯强度和刚度。聚氨酯结构如图所示，通过调节软段或硬段的结构、长度与分布、相对比例及改变相对

5、分子质量等方式，可在很大范围内改变聚氨酯的性能，聚氨酯与其它生物材料的结构相比，最主要的特点是具有微相分离结构。微相分离结构由于硬链段和软链段在热力学上具有自发分离的倾向，硬链段很容易聚集在一起，形成许多微区，分布于软段相中。聚氨酯的性质不仅与其化学结构有关，而且与微相分离的程度有关。 2、聚氨酯的合成方法聚氨酯的合成方法 1.1 合成2-(6-羟基)己氧基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环戊烷(HOP) 在一个干燥的150 ml四颈瓶上分别为机械搅拌装置，球形冷凝管，恒压滴液漏斗和温度计，瓶中加入5.05 g（0.05 mol）三乙胺，6.49 g（0.055 mol）1,6-己二醇及75

6、ml无水四氢呋喃。用冰盐浴将溶液冷却至-20 ，在搅拌的同时滴加7.13 g（0.05 mol COP）及10 ml THF的混合液，2 h滴加完毕后，再在-20 搅拌2 h，撤去冰盐浴自然升温至室温再搅拌1 h。反应液静置后得到大量白色沉淀。水泵抽滤，用THF冲洗滤饼，滤液冷冻30min后再过滤，滤液旋转蒸发除去THF。产物为淡黄色粘稠液体。 ClPOOOHOCH2(CH2)4CH2OHHOCH2(CH2)5OPOOOTHF(C2H5)3N 1.2 合成（6-羟基）己基-2-（N-二甲基异丙胺基）乙基磷酸盐 在一个100 ml圆柱形钢筒中加入5.6 g（0.025 mol）HOP和15 ml

7、无水乙腈，1.65 g（0.03 mol）N-二甲基异丙胺和35 ml乙腈中，密封。置于恒温振荡器中，在70 条件下反应72 h后取出，自然冷却到室温。反应液用旋转蒸仪除去其中的溶剂，得浅黄色粘稠状粗产物。将粗产物溶于甲醇，然后用无水乙醚沉淀析出白色絮状物，过滤，将滤液旋转蒸发除去溶剂，得到浅绿色粘稠液体。 HOCH2(CH2)5OPOOONCH3CNHOCH2(CH2)5OPO(CH2)2N(CH3)2OOCH2(CH3)2PU膜的制备膜的制备采用模具成型的方法制备聚氨酯膜，在20 ml DMF中加入1.6 g聚氨酯颗粒进行过夜溶胀，然后在70 的条件下机械搅拌6 h，保证聚氨酯颗粒完全均匀

8、溶解，然后倒入直径D=10 cm的聚四氟乙烯亲水性洁净基底板上浇铸成膜，溶剂在50 真空下挥发48 h后，制得的即为聚空白氨酯薄膜。表面接枝磷铵两性离子表面接枝磷铵两性离子PU膜的制备膜的制备 将制得的空白聚氨酯膜用打孔器制成直径1 cm的小圆模型，取5片空白聚氨酯薄膜，记录反应前的质量，将其放在50 ml三颈瓶中，加入一定量的过氧化苯甲酰/丙酮溶液进行活化，在冷凝回流的条件下通30 min的氮气保护，然后升至聚合温度，当温度稳定后缓慢滴加恒压滴液漏斗中磷铵两性离子的水溶液，在氮气氛围下反应一定的聚合时间。停止反应后将膜取出，样品膜分别用蒸馏水和甲醇分别反复洗涤，然后超声清洗以除去表面未反应的单体极其均聚物，将处理过的样品放入50 真空烘箱中干燥，记