高分子微球材料

高分子微球材料第一页，共二十一页，2022年，8月28日高分子

在以前的学习中，我们在《化工工艺学》、《有机化学》中学到的聚乙烯、聚丙烯、聚酯纤维等聚合物，还有《生物化学》中的蛋白质、糖、各种脂等大分子，都是高分子化合物。即然我们学过这么多高分子化合物，那到底什么是高分子？所谓高分子化合物，指的是那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以上的化合物。第二页，共二十一页，2022年，8月28日

与具有相同化学组成和结构的低分子同系物相比较，高分子化合物具有高熔点、高强度、高弹性以及溶液和熔体的高粘度等特殊物理性能。正因为它的特性，高分子材料的研究和应用近年来发展非常迅速，它的应用渗透到我们生活中的每个角落。第三页，共二十一页，2022年，8月28日高分子微球

高分子微球材料就是高分子化合物应用的一个方面。高分子微球是指直径在纳米级至微米级，形状为球形或其他几何体的高分子材料或高分子复合材料，其形状可以是多种多样的。高分子微球材料的应用几乎涉及到所有领域，从涂料、纸张表面涂层、化妆品等大宗产品到用于药物缓控释的微囊、蛋白质分离用层析介质的高附加价值产品，都要用到微球技术。

第四页，共二十一页，2022年，8月28日聚酰亚胺微球第五页，共二十一页，2022年，8月28日白蛋白纳米微球红血球型微球小微球集合型微球第六页，共二十一页，2022年，8月28日冷却速度1.0C/s冷却速度0.05C/s尼龙微球第七页，共二十一页，2022年，8月28日

高分子微球的起源非常悠久，最早的天然高分子微球来自天然的橡胶树的树液，被称为乳胶。也许由于这个原因，最早的合成高分子微球被应用于橡胶制品或橡胶制品的添加剂。随着微球技术的发展，高分子微球材料被应用到其他方面。正因为如此，很多不同领域的国际学会都专门设立高分子微球的讨论会场，以便不同领域的学者都能学习微球技术。由此可预计，将会有越来越多领域的学者来从事高分子微球的制备研究，其中包括生物领域、医学和医药领域、分析领域、功能材料领域、纳米技术领域等等。第八页，共二十一页，2022年，8月28日高分子微球的名称和分类

总结科学家们的习惯用法，大致可以按状态、尺寸和功能来分类。（1）以状态分类

1微球、颗粒不区分是乳液状态或干燥状态，尺寸一般从纳米级到微米级。

2高分子乳液一般在水或有机溶液中制备而成，所得到的微球分散液呈乳液状，因此，被称为高分子乳液。第九页，共二十一页，2022年，8月28日3乳胶尺寸与天然高分子乳液相近的合成高分子乳液液经常被称为乳胶。尺寸一般在数百纳米。

4聚合物胶体一般尺寸较小的、分散稳定的聚合物乳液。

5微凝胶微球内部由化学键或物理相互作用交联的微球，其在良性溶剂中吸收溶剂而溶胀呈凝胶状态，因此被称为微凝胶。

6粉体一般被称为粉体的微球尺寸较大，在几个微米以上，而且它指的范围更广，包括无机粉体。第十页，共二十一页，2022年，8月28日（2）以大小分类

1纳米微球纳米级的微球。

2微珠数微米以上的大微球。（3）以性能分类

1微胶囊微球芯部包埋了其他功能性物质的微球。

2复合微球由两种不同性能的材料所制备的微球。

3磁性微球内部包含无机磁体的微球，属于复合微球。

4导电性微球由导电性高分子材料制备成的微球。

第十一页，共二十一页，2022年，8月28日磁性微球第十二页，共二十一页，2022年，8月28日复合微球第十三页，共二十一页，2022年，8月28日微球的表征粒径和粒径分布微球的表面电势表示微球表面的电荷量，根据使用的表面活性剂、单体或引发剂的种类，微球表面带正电或带负电。表面电荷越大，微球之间的排斥力越大，微球在水溶液中就越稳定。因此，电势是表征微球分散液是否稳定的重要指标。微球的形态第十四页，共二十一页，2022年，8月28日微球的组成多孔微球的孔径分布和比表面积第十五页，共二十一页，2022年，8月28日微球材料的制备

高分子微球材料的制备方法很多，各方法的原理不同，由于时间的问题，这里只是提一下，有兴趣的同学可以下面看看。根据原料不同可分为：1.以单质为原料的方法：乳液聚合法、无皂乳液聚合法、微乳液聚合法、细乳液聚合法、悬浮聚合法、分散聚合法、沉淀聚合法和种子聚合法。2以聚合物为原料的方法:乳化—固化法、单凝聚法、复凝聚法、喷雾干燥法、自乳化—固化法和页面展开法。第十六页，共二十一页，2022年，8月28日高分子微球的应用在医学工程中的应用高分子微球材料在医学工程中起着重要的作用，很多药物无法直接使用，或者直接使用疗效不理想，需要用高分子材料来包埋药物，并通过合理地设计微球尺寸、膜壁结构、表面性质、缓释性能等来达到在所需的时间、所需的地点，以所需的速度释放出药物，被称为药物输送系统。因此，越来越多的疗法涉及到高分子微球。第十七页，共二十一页，2022年，8月28日

例如抗癌药的毒副作用非常大，需要用高分子对药物包埋，并对高分子微球表面进行修饰，以赋予药物对癌细胞的靶向性，使包埋后的药物富集于癌细胞，来消除或降低抗癌药对正常细胞的副作用；口服药物需要用外包的高分子来保护药物，避免其在胃内的分解，并提高胃肠壁对药物的吸收；疫苗需要用高分子包埋来实现长效免疫，等等。除了药物包埋外，微球还可用于制造人工细胞、人工器官、DNA输送体等。第十八页，共二十一页，2022年，8月28日在生物技术中的应用微球作为固定化酶和固定化细胞的载体，作为动物细胞培养的载体，作为蛋白质和其他生物活性物质分离纯化的介质，作为蛋白质重新折叠恢复活性的介质以及作为微球生物芯片等，已经获得了成功和广泛的应用这些应用在生物技术的发展中必不可少，可以说是至关重要，甚至可以认为是推动了生物技术的发展。例如，如果没有各种多糖类微球介质的广泛应用，基因工程蛋白质药物的大规模生产几乎是不可能的。因此我们有理由认为，微球技术是生物技术中“使之可行”的技术。

第十九页，共二十一页，2022年，8月28日在其他产业中的应用随着计算机的普及，信息产业的发展速度超乎人们的预料。聚合物微球在电子信息产业的应用也越来越受到关注，而且有些关键技术必须依靠提高微球的性能来达到。例如，粒径均一的微球被用于液晶显示器的间隔材料，粒径的均一性直接关系到液晶显示器的质量。高分子微球的大宗产品在日常生活中也有着广泛应用。例如，近年来，由于环境污染问题受到重视，水性涂料得到了深第二十页，共二十一页，2022年，8月28日

入地开发，很大一部分已应用在建筑涂料、家庭内装修涂料。这些涂料内部都加入了聚合物乳液。而对于一些不得不使用有机溶剂的涂料，为了保护环境，必须尽量减少有机溶剂的使用量，增加涂料的固含量，这也需要添加聚合物乳液。又如，利用低玻璃化温度的高分子微球的成膜性