药用高分子材料学实验

药用高分子材料学实验

（ExperimentofPharmaceuticalPolymers）

课程代码：16410032

学分：1

学时：16

先修课程：有机化学B

适用专业：药物制剂

教材或实验指导书：无

开课学院：药学院

课程网站：无

一、课程性质与课程目标

（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）

各种药用高分子材料已广泛应用于药物新剂型的研究与生产，成为提高药物生物利用度，

增强靶向性，降低药物毒副作用的重要物质基础。通过对一些药用高分子材料的改性、合成和

性能研究，小仅可以巩同和加深学生对理论知识的理解，提高其实验技能，还能为其从事药物

新剂型的研究、开发和生产奠定良好的基础。

（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力

目标。）

1知识目标

1.1了解高分子的相关概念

1.2了解常用的高分子改性和合成方法

1.3理解功能高分子材料的结构与性能之间的相互关系

2能力目标

2.1掌握高分子材料改性的基本原理和方法，根据高分子材料的官能团选择可行的改性方法

2.2掌握高分子合成的基本原理和常用的聚合方法，根据单体的结构选择可能的合成方法和途

径

2.3根据结构与性能的相互关系，明确功能高分子材料产生响应性的条件。

注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准;

二、本课程开设的实验项目

编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标

聚合物的溶胀及

14验证性必做1.1,1.3,2.1,23

溶解

互穿网络水凝胶1.1,1.2,1.3,

2的制备及性能表4综合性必做

征2.1,2.3

聚（N-异丙基丙

1.1,1.2,1.3,

3烯酰胺）的合成4综合性必做

和温敏性能表征2.1,2.2,2.3

具有不同相变温

度的温敏聚合物1.1,1.2,1.3,

44综合性必做

的合成和温敏性2.1,222.3

能表征

注：1.类型：指验证性、综合性、设计性等；

2.要求：指必做、选做。

实验1：聚合物的溶胀及溶解

1）相关原理

理解聚合物的溶解是一个缓慢的过程，主要包括两个阶段：一是溶胀；二是溶解。其原因在于

溶剂分子与高分子尺寸相差悬殊，分子相互扩散速度不同。首先是溶剂小分子渗透进入高分子内部，

撑开分子链，增加其体积，形成溶张的聚合物。当聚合物被溶胀后，可能有两种发展结果：一是无

限溶胀至溶解成真溶液，另一种是有限溶胀成凝胶。对于化学交联的聚合物，由于分子链形成网状

结构使分子链无法分离，因此不能溶解，只能有限溶胀。

对于细粒状、粉末状的聚合物，为加快其溶解，应采用适当的方法使颗粒高度分散，防止聚合

物在溶剂中聚结成团。

2）预习报告

包括目的要求、基本原理、试剂药品和仪器、实验操作流程简图、数据记录表等。

3）实验过程

操作认真、细致、规范，熟练使用各种仪器，认真观察实验现象并做好原始记录，实事求是，

合理解决实验过程中出现的问题。

4）数据处理

数据处理准确，表格设计合理。

5）结果分析

阐明影响实验结果的相关因素，标注实验过程应注意事项。

实验2：互穿网络水凝胶的制备及性能表征

1）相关原理

通过两种或多种聚合物溶液共混、交联，可制备互穿聚合物网络（IPN）,由于IPN材料中2种

或2种以上的聚合物网络相互缠结、互穿而不失去原聚合物固有的特性，因此可获得新颖性能，如

对环境的多重敏感性等。

水凝胶是指一种在水中能显著溶胀、保持大量水分的亲水性凝胶，为三维网络结构。该网络结

构具有大鼠的亲水性官能团，多数水凝胶网络可容纳高分子本身重量的数倍至数百倍的水。影响水

凝胶形成的因素主要有浓度、温度和电解质。

水凝胶通常可分为电中性水凝胶和离子型水凝胶，部分水凝胶具有环境敏感性，即凝胶对温度

或pH等环境因素的变化所给予的刺激有明显的应答。亲水性聚合物之间可通过形成互穿网络结构构

建多重组分的水凝胶。

2）预习报告

包括目的要求、基本原理、试剂药品和仪器、实验操作流程简图、数据记录表等。

3）实验过程

操作认真、细致、规范，熟练使用各种仪器，认真观察实验现象并做好原始记录，实事求是，

合理解决实验过程中出现的问题。

4）数据处理

数据处理准确，表格设计合理。

5）结果分析

阐明影响实验结果的相关因素，标注实验过程应注意事项。

实验3：聚（N-异丙基丙烯酰胺）的合成和温敏性能表征

1）相关原理

（1）了解聚（卜异丙基丙烯酰胺）的结构和温敏原理：

聚（N-异丙基丙烯酰胺）的侧链同时具有亲水性的酰胺基和疏水性的异丙基，当环境温度在其

最低临界溶解温度（LCST）以下时，线型聚（51-异丙基丙烯酰胺）溶于水形成均相溶液，以自由线

团的构象存在；随着温度升高，特别是当温度升高至聚（N-异丙基丙烯酰胺）的LCST及以上时，酰

胺侧基和水形成的氢键结构被破坏，水分了被排出高分了链，高分了链上的疏水基团发生聚集，使

聚合物发生收缩，宏观上可观察到聚合物的沉淀析出，原来的溶液发生相分离。这种变化是可逆的，

并且发生在一个很窄的温度范围内。

（2）掌握自由基聚合原理

自由基聚合是由自由基引发，使链增长自由基不断增长的聚合反应。自由基聚合适用于烯类的

加成聚合，常采用引发剂（即自由基）引发单体聚合。N-异丙基丙烯酰胺含有一个双键，可通过自

由基聚合进行加聚反应。常见的自由基聚合方法包括本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合等。

2）预习报告

包括目的要求、基本原理、试剂药品和仪器、实验操作流程简图、数据记录表等。

3）实验过程

实验操作认真、细致、规范，熟练使用各种仪器，认真观察实验现象并做好原始记录，实事求

是，合理解决实验过程中出现的问题。

4）数据处理

数据处理准确，表格设计合理。

5）结果与讨论

阐明影响实验结果的相关因素，标注实验过程应注意事项。

实验4：具有不同相变温度的温敏聚合物的合成和温敏性能表征

1）相关原理

依据聚（N-异丙基丙烯酰胺）的温敏原理，其侧链的亲水性酰胺基与水分子之间形成的氢键，

可在一个固定的温度变化范围内断开或者恢复，从而使整个聚合物在水相环境中表现出了不同的分

散状态。因此N-异丙基丙烯酰胺的均聚物具有固定最低临界溶解温度（LCST）。但是如果在聚合物

中引入其他组分，使聚合物的亲疏水性不再单纯被*异丙基丙烯酰胺中酰胺基与水分子之间形成氢

键的稳定性所影响，那聚合物就有可能表现出不同的LCST。因此，将N-异丙基丙烯酰胺与其他单体

共聚，便可以由另一单体的亲疏水性来调节共聚物的LCSTo共聚单体亲水性越强，共聚物的LCST

就越高。当亲水性强的共聚单体占绝对优势的时候，共聚物的温敏性甚至会消失。因此，温敏聚合

物的LCST,不仅可以通过其他单体的亲硫水性来调节，也与其他单体所占的比例密切相关。

2）预习报告

包括目的耍求、基本原理、试剂药品和仪器、实验操作流程简图、数据记录表等。

3）实验过程

实验操作认真、细致、规范，熟练使用各种仪器，认真观察实验现象并做好原始记录，实事求

是，合理解决实验过程中出现的问题。

4）数据处理

数据处理准确，表格设计合理。

5）结果与讨论

阐明影响实验结果的相关因素，标注实验过程应注意事项。

三、考核与评定

（一）实验项目考核要求

（说明对预习报告、实验操作、实验报告等考核要求）

预习报告：预习反应原理，明确所用试剂、药品和仪器，画出实验操作流程简图，做好实验记

录表格。

实验操作：操作认真规范，熟练使用各种仪器，仔细观察实验现象并做好记录，能够合理解决

实验过程中出现的问题。

实验报告：结构合理、要点明确，包括实验原理、实验过程、数据处理、结果分析与讨论等几

部分，实验报告应能反映实验操作者的操作细节和现象观察结果，对实验过程中出现的问题应提出

解决方法或合理的假说。

（二）实验课程成绩评定

（说明实验课程成绩评定方法，平时实验与实验课程考试/答辩成绩的权重）

考核形式考核要求考核权重备注

实验报告报告书写规范、认真，数据处0.5

理结果准确

预习认真，操作规范，结果正

平时表现0.5

确

注：1.考核形式包括实验报告、平时表现（预习、操作）、实验课程考试、答辩等；

2.可根据专业课程实际情况进行适当调整或补充。

四、大纲说明

（包括：注明实验安排的学期；前期课程学习要求；参考书目；网络课程资源及其他应说明事

项等。）

（-）实验安排的学期：

大四学年上学期

（-）前期课程学习要求：

有机化学B

（三）参考书目：

无

（四）网