功能高分子材料课程论文
生物降解高分子材料的研究现状
及应用前景
姓名：黄俊强
班级：高分子08-1班
老师：齐民华
日期：2010.12.18
生物降解高分子材料的研究现状及应用前景
摘要：目前，处理高分子材料的一些传统方法，如焚烧法、掩埋法、熔融共混挤出法、回收利用等都存在一定的缺陷和局限性，给环境保护带来严重的困难。因此，开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。生物降解高分子是指通过自然界或添加的微生物的化学作用，将高分子物质分解成小分子化合物，再进入自然的循环过程。论述了生物降解高分子材料的研究现状，并对生物降解高分子材料的降解机理、影响因素及其在医学、农业、包装业和其他领域的潜在应用前景进行了探讨。
关键词：生物降解高分子材料定义降解机理影响因素研究现状应用前景
0 引言
随着大量高分子材料在各个领域的使用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。塑料是应用最广泛的高分子材料，按体积计算已居世界首位，由于其难以降解，随着用量的与日俱增，废塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害。目前，处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。生物降解高分子是指通过自然界或添加的微生物的化学作用，将高分子物质分解成小分子化合物，再进入自然的循环过程，这种方法简洁有效，而且对环境的保护有积极的作用。同时，随着高新技术的发展，生物降解高分子材料也满足了医学和农业及其他方面的需求，成为近年来研究的热点。
1.生物降解高分子材料的定义和分类
生物降解高分子材料( Biodegradable polymeric materials)是指在一定的条件下,一定的时间内, 能被微生物( 细菌、真菌、霉菌、藻类等) 或其分泌物在酶或化学分解作用下发降解的高分子材料。生物降解的高分子材料具有以下特点: 易吸附水, 含有敏感的化学基团, 结晶度低,分子量低,分子链线性化程度高和较大的比表面积等。按照来源, 生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类；按照用途,分为医用和非医用生物降解高分子材料两大类；按照原料组成和制造工艺不同可分为天然高分子合成材料、微生物合成高分子材料和化学合成生物可降解高分子材料。
天然高分子包括淀粉、纤维素、甲壳质、木质素等,这些高分子可被微生物完全降解, 但因纤维素等存在物理性能上的不足,不能满足工程材料的性能要求, 因此,它大多与其它高分子, 如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混, 得到有使用价值的生物降解材料; 微生物合成高分子是生物通过各种碳源发酵制得的一
类高分子材料, 主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微生物多糖, 具有生物可降解性, 具有代表性的是聚β- 羟基烷酸系列聚酯,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。由于在自然界中酯基容易被微生物或酶分解,所以化学合成生物降解高分子材料大多是分子结构中含有酯基结构的脂肪族聚酯。可以用化学合成法生产的有生物降解高分子包括聚乳酸( PLA) 、聚己内酯( PCL) 、多酚、聚苯胺、聚碳酸酯等。
2.生物降解高分子材料的降解机理
一般高分子材料的生物降解可分为完全生物降解机理和光—生物降解机理。完全生物降解机理大致有三种途径: ①生物物理作用: 由于生物细胞增长而使聚合物组分水解, 电离质子化而发生机械性的毁坏, 分裂成低聚物碎片；②生物化学作用:微生物对聚合物作用而产生新物质( CH4、CO2 和H2O)；③酶直接作用:被微生物侵蚀部分导致材料分裂或氧化崩裂。而光—生物降解机理则是材料中的淀粉等生物降解剂首先被生物降解,增大表面/体积比,同时, 日光、热、氧引发光敏剂等使高聚物生成含氧化物, 并氧化断裂,分子量下降到能被微生物消化的水平。进一步研究发现, 不同的生物降解高分子材料的生物降解性与其结构有很大关系, 包括化学结构、物理结构、表面结构等。
3.影响生物降解的因素
生物降解高分子在制造和使用过程中应保持稳定,并要求在废弃后及时进行生物降解，因此影响生物降解性的因素成为人们关注的焦点之一。环境因素是指水、温度、pH 值和氧的浓度。水是微生物生成的基本条件，因此聚合物能保持一定的湿度是其可生物降解的首要条件。每一种微生物都有其适合生长的最佳温度，通常真菌的适宜温度为20℃～28℃，细菌则为28℃～37℃。一般来说,真菌适宜长在酸性环境中，而细菌适宜长在微碱性条件下。真菌为好氧型的，细菌则可在有氧或无氧条件下生长。材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。
一般情况下只有极性高分子材料才能与酶相粘附并很好地亲和，因此高分子材料具有极性是生物降解的必要条件。高分子的形态、形状、分子量、氢键、取代基、分子链刚性、对称性等均会影响其生物降解性。另外，材料表面的特性对微生物降解也有影响，粗糙表面材料比光滑表面材料更易降解。
4.各类材料的研究现状
按照材料来源的不同，其主要分为天然高分子材料、合成高分子材料和掺混型高分子材料。
4.1 天然高分子材料
天然高分子物质如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、甲壳素、蛋白质等来源丰富、价格低廉，特别是利用它们制备的生物高分子材料可完全降解，
具有良好的生物相容性，且安全无毒，由此形成的产品兼具天然再生资源的充分利用和环境治理的双重意义，因而受到各国的重视。
在天然高聚物中，淀粉是被研究得最多的一种材料，研究工作主要是通过共混改性来制备薄膜。如意大利Feruzzi 公司利用70％的变性淀粉与30％的聚乙烯醇共混制备出降解塑料，我国在淀粉与低密聚乙烯共混制备农膜方面也已开展了卓有成效的工作。尽量提高淀粉含量并保持优良的力学性能是其中的技术关键，即如何让薄膜具备完全的分解性是其中存在着的一个尚待解决的问题，在国外已有利用遗传学方法生产直链淀粉的报道，这项研究将为制备全淀粉型降解薄膜提供技术支持。
纤维素及其衍生物同样也是重要的生物降解原料，它们在石油开采、造纸业、印刷业、农业、高吸水性材料以及粘接剂方面均有广泛的应用。日本四国工业技术实验所用纤维素和从甲壳素制得的脱乙酰壳糖复合制备薄膜，该薄膜具有与通用薄膜同样的强度，并可在两个月后完全降解。近几年，利用纤维素和淀粉制备发泡材料也有着较多的研究。甲壳素及其衍生物——壳聚糖是另一类有发展前途的多糖。它们在自然界中的含量仅次于纤维素，可生物降解，也可在体内降解并有抗菌作用。基于甲壳素——壳聚糖的可生物降解的新型材料是近年来研究的热点之一。
4.2 合成高分子材料
天然高分子材料虽然价格低廉、能完全降解，但是合成的高分子材料却具有更多的优点。它可以从分子化学的角度来设计分子主链的结构，从而来控制高分子材料的物理性能，而且可以充分利用来自自然界中提取或合成的各种小分子单体。合成高分子主要有化学合成、微生物合成和最新研究的酶促合成高分子。目前，开发的合成高分子产品主要有聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、聚丁二醇丁二酸酯（PBS）等。除了脂肪族聚酯外，多酚、聚苯胺、聚碳酸脂、聚天冬氨酸等也已相继开发成功。
◆聚乳酸（PLA）聚乳酸是一种典型的完全生物降解性高分子材料，有关聚乳酸的研究一直是生物降解性高分子材料研究领域的热点。目前，合成聚乳酸的方法主要有直接法和间接法两种。直接法合成聚乳酸是在脱水剂的存在下，乳酸分子间受热脱水，直接缩聚成低聚物，然后在继续升温，低分子量的聚乳酸扩链成更高分子量的聚乳酸。早在20世纪30年代，美国化学家Carothers.W.H 就通过乳酸的直接缩聚合成了聚乳酸，但得到的聚乳酸分子量并不高，没有价值，直到70年代，经过改进合成工艺条件，聚乳酸的分子量有所提高，近20年来聚乳酸直接缩聚合成方法的研究工作有了较大的突破，研究表明使用高沸点溶剂可以有效降低反应体系的粘度，加入有机碱类，促使丙交酯的分解，从而有利于形成高分子
量的聚乳酸。间接合成聚乳酸主要是为了得到高分子量的聚乳酸，一般是先将乳酸齐聚成低分子量的聚乳酸，然后在高温高真空下裂解成乳酸的环状的二聚体丙交酯，粗丙交酯经过分离钝化，在引发剂的存在下开环聚合得到高分子的聚乳酸。
聚乳酸的应用主要表现在生态学和生物医学两个方面。聚乳酸在生态学上的应用是作为环境友好的完全生物降解塑料取代在塑料工业中广泛应用的生物稳定的通用塑料，聚乳酸塑料在工农业生产领域应用广泛，由于聚乳酸塑料韧性好，故适合加工成高附加值的薄膜，聚乳酸塑料还可用作林业木材、水产用材和土壤、沙漠绿化的保水材料。聚乳酸作为医用生物可吸收高分子材料是目前生物降解高分子材料最活跃的研究领域，聚乳酸在生物医学上的应用主要表现在缝合线、药物控释载体、骨科内固定材料、组织工程支架等方面。一些公司已开发出聚乳酸产品并获得实用，如日本岛津制作所三井东压化学公司生产的PLA 聚合物以Lacty 产品投入市场。
◆聚己内酯（PCL）在90℃，己内酯在催化剂的作用下可聚合成聚己内酯。美国UC 公司已有产品Tone P-767 和P-787，聚合物是高度结晶的，大约在60℃熔化，当温度高于250℃时，聚合物分解成单体。UC 公司Tone 商品用作涂料和弹性体虽已有几十年的历史，但最近几年才开始以生物降解产品投放市场。
◆聚二元酸酯系列[7] 由丁二酸（和己二酸）与乙二醇、丁二醇等形成的脂肪族聚酯及其共聚物具有良好的生物降解性。日本昭和高分子株式会社用两年时间开发出此类产品，命名Bionolle，目前已用来生产包装瓶、薄膜等，产品应用还在开发，以推广此类聚酯的应用我国对聚丁二醇丁二酸酯进行了共聚改性，改性的共聚物材料性能接近Bionolle 的性Dupont和BASF 公司也分别用脂肪族二元酸酯改性PET 和PBT，制造生物降解材料。
4.3 掺混型高分子材料
掺混型高分子材料主要是指将两种或两种以上的高分子物共混或共聚，其中至少有一种组分是可生物降解的，该组分采用淀粉、纤维素、壳聚糖等天然高分子。如美国Warner-Lambert公司的“Novon”的主要原料为玉米淀粉，添加可生物降解的聚乙烯醇，该产品具有良好成型性，可完全生物降解，这是一类很有发展前途的产品，是90年代国外淀粉掺混型降解高分子材料的主攻方向。
5.生物降解高分子材料的应用
目前，应用最广，发展最快，研究最热的当推医用生物降解高分子材料。在医药领域上，生物降解高分子材料的一项重要应用是药物控制释放，其作为药物控制释放载体的研究吸引了世界各国的研究工作者，成为研究的热点。用生物降解高分子作为载体的长效药物入体内，在药物释放完之后不需要再经手术将其取出，这可以减少用药者的痛苦和麻烦。因生物降解高分子是抗癌、青光眼、心
脏病、高血压、止痛、避孕等长期服用药物的理想载体。目前作为药物载体被广泛研究的生物降解性高分子有聚乳酸、乳酸-己内酯共聚物、乙交酯-丙交酯共聚物和己内酯-聚醚共聚物等脂肪族聚酯类高分子,此外还有海藻酸盐、甲壳素、纤维素衍生物等天然高聚物。
生物降解高分子在生物医用领域的另一重要应用是作为体内短植入物，如用生物吸收的聚乳酸、胶朊制成的手术缝合线，可以免除手术后再拆线的痛苦和麻烦。用聚孔酸制成的骨钉、骨固定板，可以在骨折痊愈后不需再经手术取出，从而可大大减轻病人的痛苦，在一定程度上也可以缓和医院床位紧张的矛盾，对个人和社会都具有重要的意义。用生物降解高分子材料制成胃肠道吻合套，可以改革现行手术的缝合或铆合过程，从而防止现行手术中经常发生的出血、针孔泄漏、吻合口狭窄和粘连等手术问题，还可大大缩短手术时间。用生物可降解可吸收材料作为神经修复和青光眼手术材料的研究亦是国际上近年来竞相研究的重要课题。生物降解高分子材料的第二大应用领域就是在农业方面。
我国是农业大国，每年农用薄膜、地膜、农副产品保鲜膜、育秧钵及化肥包装袋等的用量很大。可生物降解高分子材料可在适当的条件下经有机降解过程成为混合肥料，或与有机废物混合堆积，其降解产物不但有利于植物生长，还可改良土壤环境。现在开发使用的可生物降解农用地膜可在田里自动降解，变成动、植物可吸收的营养物质，这样不但减轻了环境的污染，还有益于植物的生长，达到循环利用的目的。除此之外，开发的主要产品还有育苗钵、肥料袋和堆肥袋等。据有关部门预测，在21世纪塑料包装高分子材料需求量将达到500万吨，按其中30％难以收集计算，则废物将达到150万吨。如果将这些不可降解塑料由可降解高分子材料代替，可为生物降解高分子材料在包装领域开辟很大的市场。另外，庞大的一次性餐饮具的市场需求也给生物降解高分子材料带来巨大的市场空间。因此，生物降解高分子材料在包装、餐饮业的市场空间显得尤为广阔。
6.展望
生物降解高分子材料仍处于不断成熟的阶段，技术含量较高，特别是随着人们对环境污染问题的日益关注和可持续发展战略的实施，生物降解高分子材料的研究前景看好，应用领域也将会得到更大的拓展。然而就目前的研究成果而言，欲使其普遍使用仍需较长的时间。为使生物降解高分子材料更好的服务于人类，今后的主要研究领域应当是：降低材料的成本，控制材料的降解速度，提高材料未降解时的物理化学性能，用新方法合成新颖结构的降解高分子，对现有的降解高分子进行改性，利用绿色天然物质制造降解高分子材料。此外，利用酶法开发可生物降解高分子材料，作为一种新型的、有广阔前景的方法，必将会发挥其应有的价值。
参考文献
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高分子材料论文： 高分子材料相关研究 摘要:包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中,被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。 关键词:高分子材料化学分子 高分子材料:macromolecular material,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。 一、按特性分析高分子材料 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。 ②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。 ③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。 ⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质,添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同,分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体,添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点,并可根据需要进行材料设计。 二、现代新型高分子材料 高分子材料包括塑料,尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展,但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质,即 所谓的通用高分子,它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代工程技术的发展,则向高分子材料提出了更高的要求,因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 1.高分子分离膜 高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜,以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力,使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,具有省能、高效和洁净等特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种,一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如,利用离子交换膜电解食盐可减少污染、节约能源:利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小;利用气体分离膜从空气中富集氧可大大提高氧气回收率等。 2.高分子磁性材料
第八章高分子功能膜材料 膜是一种能够分隔两相界面，并以特定的形式限制和传递各种物质的二维材料，在自然界中随处可见。天然存在的膜有生物膜，膜也可以人工制作，如高分子合成膜。膜可以是均相的，也可以是非均相的；可以是对称的，也可以是非对称的；可以是固体的，也可以是液体的；可以是中性的，也可以是带电荷的。膜的厚度可从几微米到几毫米不等。 随着科学的发展，越来越多的人工合成膜相继被开发出来，应用到各个行业中，起到分离和选择透过等重要作用。高分子功能膜作为人工合成膜中的重要一员，在药物缓释、膜修饰电极、气体分离等领域表现出特殊的分离功能，并因其广阔的应用前景而受到极大的关注。本章将主要讨论高分子功能膜的分离原理，并以主要的分离膜为代表，介绍其制备方法和应用。 8,1 概述 8.1.1 高分子分离膜的分类 高分子分离膜是具有分离功能，即具有特殊传质功能的高分子材料，又称为高分子功能膜。其形态有固态，也有液态。高分子分离膜的种类和功能繁多，不可能用单一的方法来明确分类，现有的分类既可以从被分离物质的角度分，也可以从膜的形状、材料等角度分，目前主要有以下几种分类方式。 8.1.1.1 按被分离物质性质分类 根据被分离物质的性质可以将分离膜分为气体分离膜、液体分离膜、固体分离膜、离子分离膜和微生物分离膜等。 8.1.1.2按膜形态分类 根据固态膜的形状，可分为平板膜(flat membrane)、管式膜(tubular membrane)、中空纤维膜(hollow fiber)、毛细管膜以及具有垂直于膜表面的圆柱形孔的核径蚀刻膜等。液膜是液体高分子在液体和气体或液体和液体相界面之间形成的膜。 8.1.1.3按膜的材料分类 从膜材料的来源来看，分离膜可以是天然的也可以是合成的，或者是天然物质改性或再生的。不同的膜材料具有不同的成膜性能、化学稳定性、耐酸、耐碱、耐氧化剂和耐微生物侵蚀等，而且膜材料对被分离介质也具有一定的选择性。这类膜可以进一步分为以下几类。 (1)纤维素衍生物类纤维素类膜材料是研究最早、应用最多的高分子功能膜材料之一．主要有再生纤维素、硝酸纤维素、二醋酸纤维素和三醋酸纤维素、乙基纤维素等。 (2)聚烯烃类聚烯烃及其衍生物是重要的高分子聚合物，很多都可以用于制备气体分离膜，如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈等。 (3)聚酯类涤纶、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯这类树脂强度高、尺寸稳定性好、耐热和耐溶剂性优良，被广泛用于制备分离膜的支撑增强材料。 (4)聚酰（亚）胺类尼龙-6和尼龙-66是这一类分离膜材料的代表，常用于反渗透膜和气体分离膜的支撑底布，芳香族聚酰胺是第二代反渗透膜材料，用于中空纤维膜的制备。含氟聚酰亚胺作为具有实用前景的气体分离膜材料目前处于开发阶段。用聚酰胺类制备的膜，具有良好的分离与透过性能，且耐高压、耐高温、耐溶剂，是制备耐溶剂超滤膜和非水溶液分离膜的首选材料，缺点是耐氯性能较差。 (5) 聚砜类这类材料包括聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、磺化聚砜等，是高机械强度的工程塑料，具有耐酸、耐碱的优点，多用于超滤膜和气体分离膜的制备，较少用于微滤，可在80℃下长期使用，缺点是耐有机溶剂的性能较差。
功能高分子材料课程论文 生物降解高分子材料的研究现状 及应用前景 姓名：黄俊强 班级：高分子08-1班 老师：齐民华 日期：2010.12.18
生物降解高分子材料的研究现状及应用前景 摘要：目前，处理高分子材料的一些传统方法，如焚烧法、掩埋法、熔融共混挤出法、回收利用等都存在一定的缺陷和局限性，给环境保护带来严重的困难。因此，开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。生物降解高分子是指通过自然界或添加的微生物的化学作用，将高分子物质分解成小分子化合物，再进入自然的循环过程。论述了生物降解高分子材料的研究现状，并对生物降解高分子材料的降解机理、影响因素及其在医学、农业、包装业和其他领域的潜在应用前景进行了探讨。 关键词：生物降解高分子材料定义降解机理影响因素研究现状应用前景 0 引言 随着大量高分子材料在各个领域的使用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。塑料是应用最广泛的高分子材料，按体积计算已居世界首位，由于其难以降解，随着用量的与日俱增，废塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害。目前，处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。生物降解高分子是指通过自然界或添加的微生物的化学作用，将高分子物质分解成小分子化合物，再进入自然的循环过程，这种方法简洁有效，而且对环境的保护有积极的作用。同时，随着高新技术的发展，生物降解高分子材料也满足了医学和农业及其他方面的需求，成为近年来研究的热点。 1.生物降解高分子材料的定义和分类 生物降解高分子材料( Biodegradable polymeric materials)是指在一定的条件下,一定的时间内, 能被微生物( 细菌、真菌、霉菌、藻类等) 或其分泌物在酶或化学分解作用下发降解的高分子材料。生物降解的高分子材料具有以下特点: 易吸附水, 含有敏感的化学基团, 结晶度低,分子量低,分子链线性化程度高和较大的比表面积等。按照来源, 生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类；按照用途,分为医用和非医用生物降解高分子材料两大类；按照原料组成和制造工艺不同可分为天然高分子合成材料、微生物合成高分子材料和化学合成生物可降解高分子材料。 天然高分子包括淀粉、纤维素、甲壳质、木质素等,这些高分子可被微生物完全降解, 但因纤维素等存在物理性能上的不足,不能满足工程材料的性能要求, 因此,它大多与其它高分子, 如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混, 得到有使用价值的生物降解材料; 微生物合成高分子是生物通过各种碳源发酵制得的一
高 分 子 材 料 论 文 课题名称：高分子材料导论学院： 班级： 姓名： 学号：
高分子材料回收利用与发展可降解材料现代文明以经济腾飞和生活水平的提高为主要标志。随着经济发展，大规模的物质循环不可避免地引起各种问题，如资源短缺、环境恶化已为全球所关注。科学家预言地球能源（煤、石油、天然气等）不久将消耗完，会发生严重的能源危机；现代工业以及消费业的发展已给大自然带来严重的影响，大气、海洋等受污染，温室效应发生和臭氧层的破坏等等。所有这些已严重影响着自然界的生态平衡，最终必然会阻碍世界经济的高速发展。 材料的制造、加工、应用等均与环境和资源有直接的关系。高分子材料自从上世纪初问世以来，因重量轻、加工方便、产品美观实用等特点，颇受人们欢迎，其应用越来越广，从而使用过的高分子材料日益增加。据统计，2011年，我国塑料制品的产量达5474万吨，同比增长22%。其中，塑料薄膜的产量为844万吨，占总产量的15%；日用塑料制品的产量为458万吨，占总产量的8%；塑料人造革、合成革的产量为240万吨，占总产量的4%。如何处理这些废料已成为非常重要的课题。 处理废旧高分子材料比较科学的方法是再循环利用。循环是废旧高分子材抖利用的有利途径，不仅使环境污染得到妥善的解决，而且资源得到最有效的节省和利用。从资源利用的角度，对废旧高分子材料的利用首先应考虑材料的循环，然后考虑化学循环及能量回收。 回收：我国塑料回收面临的困难是数量大、分布广、品种多、体积大，许多废塑料与其它城市垃圾混在一起。处理废塑料的主要方法是：填埋和简单焚烧，但可供填埋场地不断减少，填埋费用急剧上升以及简单焚烧带来的二次污染等问题也给我们敲响了警钟。国外在废塑料回收方面已积累了不少经验，他们把废塑料的回收作为一项系统工程，政府、企业、居民共同参与。德国于1993年开始实施包装容器回收再利用，1997年回收再利用废塑料达到60万t，是当年消费量（80万t）的75%。目前，德国在全国设立300多个包装容器回收、分类网点，各网点统一将塑料制品分为瓶、薄膜、杯、PS发泡制品及其他制品，并有统一颜色标志[2]。利用：主要有再生利用、热能利用以及分解产物的利用（包括热分解和化学分解）。 1、再生利用：再生利用分简单再生和改性再生两类。 简单再生，指废塑料经过分类、清洗、破碎、造粒后直接进行成型加工，一般只能制成档次较低的产品。 改性再生，指通过化学或机械方法对废塑料进行改性。改性后的再生制品力学性能得到改善，可以做档次较高的制品。在化学添加剂方面，汽巴-嘉基公司生产出一种含抗氧剂、共稳定剂和其他活性、非活性添加剂的混合助剂，可使回收材料性能基本恢复到原有水平；荷兰有人开发了一种新型化学增容剂，能将包含不同聚合物的回收塑料键合在一起。美国报道采用固体剪切粉碎工艺（Solid State Shear Pulverization, S3P）进行机械加工，无须加热和熔融便可将树脂进行分子水平剪切，形成互容的共混物。共混物大部分由HDPE和LLDPE组成，极限拉伸强度和挠曲模量可与HDPE和LLDPE纯料相媲美[5]。 2、焚烧回收热能： 对于难以进行清洗分选回收的混杂废塑料，可以在专门的焚烧炉中焚烧以回收热能。木材的燃烧热为14.65 GJ/kg，聚乙烯为46.63 GJ/kg，聚丙烯为43.95 GJ/kg，聚氯乙烯为18.08 GJ/kg，ABS为35.26 GJ/kg，均高于木材，若能将这部分热能加以回收是很有意义的。废塑料热能回收可最大限度减少对自然环境的污染，不需要繁杂的预处理，也不需与生活垃圾分离，焚烧后废塑料的质量和体积可分别减少80%和90%以上，燃烧后的渣滓密度较大，
纳米二氧化钛结构及性能 摘要 本文主要通过对纳米二氧化钛结构及性能的介绍，引出其应用，特别是在环境净化方面的应用。纳米二氧化钛是一种新型环境净化材料，有板铁矿、锐铁矿和金红石三种晶体结构，具有良好的光催化性能及亲水性，这也是其在环境净化方面的应用基础，主要用于净化水、空气和杀菌，另外还可做建筑涂料。本文着重介绍了其在废水处理方面的应用，有处理染料废水、处理农业废水和处理含表面活性剂的废水、处理含油废水和处理造纸废水。制备方法主要有：溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、钛醇盐的气相水解法以及液相沉淀法其中液相沉淀法又包括直接沉淀法、均匀沉淀法以及共沉淀法。 关键词环境；材料；净化；纳米二氧化钛；结构；性能；应用；光催化技术；综述
目录 1 绪论 (4) 的结构 (5) 2 TiO 2 2.1 晶格结构 (5) 2.2 表面结构 (5) 的性质 (6) 3 纳米TiO 2 3.1 晶型的性质 (6) 3.2 光学性质 (6) 3.3 半导体性质 (6) 的应用 (6) 4 纳米TiO 2 4.1 充当太阳能电池原料 (7) 4.2 防紫外线功能 (7) 4.3 光催化功能 (8) 4.3.1 气体净化 (8) 4.3.2 处理有机废水 (8) 4.3.3 处理无机污水 (8) 4.3.4 防雾及自清洁功能 (8) 4.3.5 杀菌功能 (9) 5纳米TiO 的制备 (10) 2 水解法 (10) 5.1 TiCl 4 5.2 醇盐水解法 (10) 5.3 溶胶-凝胶法 (11) 5.4 水热合成法 (11) 5.5 微乳液法 (11) 6 结语 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14)
实践实验教学 中国电力教育 2010年第28期 总第179期 高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式，它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化，建立和巩固高分子化学基本概念和理论，获取高分子化学知识，培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出：“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的，全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧，又训练科学方法与思维，还培养科学精神和品德，学生在化学实验中是学习的主体，在教师指导下进行实验，训练用实验解决化学问题，使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中，从“实践教学内容与体系，综合性、设计性实验课的比例及效果，实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业，在实验教学与改革方面的成果积累较少，尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现，目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。 一、高分子化学实验教学现状剖析1.实验教学体系和内容欠合理 多数的实验教学附属于理论教学，没有单独设课和单独考核，实验课时相对较少。虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课，但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多，而体现现代科学技术发展成果的实验很少。认知性、验证性实验所占的比例偏高，培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少，而且实验环节偏重于理论，突出高分子材料应用性特点的实验太少，不利于培养学生的工程观念。 2.实验教学方法单一 学生按照实验讲义预习，然后进实验室。实验前教师把实 验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”，就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室，只动手不动脑地完成实验，然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象，对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法，一方面造成了学生对教师的过分依赖，另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。 3.实验教学手段落后 在现代信息技术迅速发展的今天，虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用，但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验，只能最低限度地开设，且开设过程中费用大和危险性高，导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。 二、新教学模块的实践性探索与成效 针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题，借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果，提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系，并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入一些新的实验教学内容，采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。 1.基础技能实验教学模块 基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实 高分子材料与工程专业高分子化学实验教学体系的 构建与成效 左晓兵 俞丽珍 朱亚辉 摘要：概述了目前国内高校高分子材料与工程专业高分子化学实验教学存在的共性问题和关键问题。提出了高分子材料与工程专业高分子化学实验课程由基础技能实验，综合设计实验，研究创新实验三个模块组成的新教学体系， 并在每个模块中引入一些综合性和应用性的实验教学内容。实践证明所构建的实验教学体系在培养学生的创新意识、应用与实践能力方面起到了较好的效果。 关键词：高分子材料；高分子化学；实验教学 作者简介：左晓兵（1965-），男，安徽泾县人，常熟理工学院化学与材料工程学院，副教授，理学博士，主要研究方向：聚合物合成的教学与研究；俞丽珍（1966-），女，江苏常熟人，常熟理工学院化学与材料工程学院，高级工程师，主要研究方向：聚合物合成的实验教学与管理。（江苏 常熟 215500） 基金项目：本文系常熟理工学院课程建设基金资助项目（项目编号：W090029)的研究成果。 DOI 编码：10.3969/j.issn.1007-0079.2010.28.065
上海大学2015～2016学年冬季学期研究生课程报告课程名称：功能高分子材料课程编号：11S009005 论文题目:TPU防水透湿薄膜的研究进展 研究生姓名: 汪胜学号: 15722180 论文评语: 成绩: 任课教师: 陈捷贾少晋 评阅日期:
TPU防水透湿薄膜的研究进展 汪胜 （上海大学环境与化学工程学院，上海200444） 摘要：热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种应用范围非常广的聚氨酯材料，兼具橡胶和塑料的特性，已经被广泛应用于汽车、鞋材、服饰、医疗、电线电缆、薄膜及薄板、胶黏剂等。其中，热塑性聚氨酯在服装行业中的应用是它可以制成薄膜贴附在织物上以提供给使用者更好的防护性、舒适感和美感。文在国内外文献的基础上，总结了近几年TPU防水透湿薄膜的制备与研究进展，以期为今后的TPU防水透湿薄膜的制备和应用发展提供参考。 关键词：热塑性聚氨酯弹性体；聚氨酯材料；TPU防水透湿薄膜；橡胶和塑料 The Research ProgressofTPU waterproof moisturepermeable membrane products Sheng Wang (School of Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China) Abstract: Thermoplasticpolyurethaneelastomer (TPU)whichischaracteristicofrubberandplastic's, cl othing, medical, wireare applied widely to the field of automotive, shoes, clothing, medical, wire and cable, thin film and sheet, adhesive composition ect. Among them,the application of thermoplastic polyurethane in the clothing industry is that it can be made into a film attached to the fabric in order to provide users with better protection, comfort and beauty.This paper, on the basis of the literature at home and abroad, summarizes preparation and research of TPU waterproof moisture permeable membrane, and also provides the reference the TPU waterproof moisture permeable membrane preparation and research in the future. Key word:thermoplasticpolyurethane elastomer; polyurethane materials; TPU waterproof moisture permeable membrane; rubber and plastic
高分子材料与成形 14商贸2班梅文祥10号 摘要： 高分子，即高分子化合物，是由千百万个原子彼此以共价起来的大分子，因此又称为高聚物或聚合物。髙分子的特点是分子量大，高达104～106，并且分子量具有多分散性，其相对分子质量一般都在几万到几百万。通常把相对分子质量在一万以上的分子称为高子。高分子是用相对分子质量、聚合度（重复的结构单元数）或分子链的长度来描述的。高分子材料的性能不仅与聚合物的化学性质有关，而且还与诸如结晶的程度和分布，高分子链长的分布，添加剂（如填料，增强剂和增塑剂等）的性质和用量等许多因素有关。 关键词：塑料、纤维、增塑剂、聚合物 前言：高分子，即高分子化合物，是由千百万个原子彼此以共价起来的大分子，因此又称为高聚物或聚合物。髙分子的特点是分子量大，高达104～106，并且分子量具有多分散性，其相对分子质量一般都在几万到几百万。通常把相对分子质量在一万以上的分子称为高分子。高分子是用相对分子质量、聚合度（重复的结构单元数）或分子链的长度来描述的。高分子材料的性能不仅与聚合物的化学性质有关，而且还与诸如结晶的程度和分布，高分子链长的分布，添加剂（如填料，增强剂和增塑剂等）的性质和用量等许多因素有关。 高分子材料的分类有：塑料、橡胶、纤维等；
高分子材料的添加剂有：增塑剂、防老剂、填充剂、阻燃剂等。 正文： 1-1 高分子材料的分类 一、塑料 塑料分为热塑性和热固性塑料。热塑性塑料是指在一定温度围具有可反复加热软化、冷却后硬化定型的塑料。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。热固性塑料是指经加热（或不加热）就变成永久的固定形状，一旦成形，就不可能再熔融成形的塑料。常用的热固性塑料有酚醛塑料、脲醛塑料等。塑料按使用情况又分为通用塑料、工程塑料及特种塑料。通用塑料价格便宜、产量大、成型性好，广泛用于日用品、包装、农业等领域，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛和脲醛塑料。工程塑料指能承受一定的外力作用，具有较高的强度和刚度并具有较好的尺寸稳定性，如聚甲醛、聚砜、聚碳酸酯、聚酰胺、ABS等。特种塑料具有如耐热、自润滑等特异性能，可用于特殊要求如氟塑料、有机硅塑料、聚酰亚胺等。 二、橡胶 橡胶具有高的弹性、电绝缘性和缓冲减振性。橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶的弹性好、强度高、耐屈挠性好、绝缘性好。这些性能都是合成橡胶所不及。因此，天然橡胶至今仍是最重要的一种橡胶。天然橡胶的加工性、粘合性、混合性良好。合成橡胶的种类很多，按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。通用合成橡胶一般用以代替天然橡胶来制造轮胎及其它常用橡胶制品，如丁
高分子膜材料 姓名：*** 指导老师：** 专业：高分子材料2011年6月8号
摘要：高分子膜材料具有制备简单、性能稳定以及与指示剂相容性好等特点。本文介绍高分子膜材料的分类、性能以及高分子膜材料在工业、农业以及日常生活中的应用，主要是论述高分子膜材料的研究进展以及发展前景等。 前言：高分子膜材料虽然很早就出现，但是对它的研究还是近些年来才开始。在上世纪20年代，由于石油工业的发展促进了三大合成材料品种的不断增多，高分子膜材料的应用范围也在逐渐扩大。由包装膜开始，在30年代已经将纤维膜应用于超滤分离；40年代则出现了离子交换膜和点渗析分离法；50年代出现了饭渗透法膜分离技术；60年代又加拿大和美国学者分别成功的制造出了高效能膜和超过滤膜，总之，国外高分子膜材料技术的发展是迅速的。近年来，我国的科研工作者也开始重视这方面的研究，膜的汇总类及应用范围在不断扩大，其中用量最大的是选择性分离膜，如离子交换膜、微孔过滤膜、超过滤膜、液膜、液晶膜等等。目前已应用的领域有核燃料及金属提炼、气体分离、海水淡化、超纯水制备、污废处理、人工脏器的孩子早、医药、食品农药、化工等各个方面。
众所周知，进入二十一世纪以后，环境已经成为制约各国发展的重要因素，各种各样的工业废水、废气以及工业垃圾对环境造成了巨大破坏。而高分子膜材料以其独特的微处理性可以很好的清除废水、废气以及工业垃圾中所含有的有毒重金属、有机物和矿物质等物质，因而在新世纪高分子膜材料必然迎来新的发展。
目录 第一节：高分子膜材料的研究分类 (2) 第二节：各种高分子膜材料的的介绍 (3) 第三节：高分子膜材料的发展前景 (5) 第四节：高分子膜材料的性能 (6) 第五节：高分子膜材料的应用 (8) 参考文献 (11)
医用高分子材料 高分子材料科学与工程，高材1006班，王中伟， 摘要：随着高分子材料在社会的各个领域的广泛应用，尤其是在航天工程、医学等领域的应用。功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。医用高分子材料是用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词：医用高分子材料人工人体器官对人类健康的促进相容性 前言：现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外, 医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料．医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。 正文：
高分子材料论文 在世界范围内, 高分子材料的制品属於最年轻的材料．它不仅遍及各个工业领域, 而且已进入所有的家庭, 其产量已有超过金属材料的趋势, 將是２１世纪最活跃的材料支柱． 高分子材料是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物．除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等．碳原子与碳原子之间, 碳原子与其他元素的原子之间, 能形成稳定的结构．碳原子是四价, 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接, 所以可形成为数众多的、具有不同结构的有机化合物．有机化合物的总数已接近千万种, 远远超过其他元素的化合物的总和, 而且新的有机化合物还不断地被合成出來．這样, 由於不同的特殊结构的形成, 使有机化合物具有很独特的功能．高分子中可以把某些有机物结构（又称为功能团）替换, 以改变高分子的特性．高分子具有巨大的分子量, 达到至少１万以上, 或几百万至千万以上, 所以, 人們將其称为高分子、大分子或高聚物．高分子材料包括三大合成材料, 即塑料、合成纤维和合成橡胶（未加工之前称为树脂）． 面向２１世纪的高科技迅猛发展, 带动了社会经济和其他产业的飞跃, 高分子已明确地承担起历史的重任, 向高性能化、多功能化、生物化三个方向发展．２１世纪的材料將是一个光辉灿烂的高分子王国． 现有的高分子材料已具有很高的强度和韧性, 足以和金属材料相媲美, 我們日用的家 用器械、家具、洗衣机、冰箱、电视机、交通工具、住宅等, 大部分的金属构造已被高分子材料所代替．工业、农业、交通以及高科技的发展, 要求高分子材料具有更高的强度、硬度、韧性、耐温、耐磨、耐油、耐折等特性, 這些都是高分子材料要解决的重大问题．从理论上推算, 高分子材料的强度还有很大的潜力． 在提高高分子的性能方面, 最重要的还是制成复合材料第一代复合材料是玻璃钢, 是 以玻璃纤维和合成树脂为粘合剂制成．它具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、导热系数低、易於加工等优良性能, 用於火箭、导弹、船只和汽车躯体及电视天线之中．其后, 人們把玻璃纤维换成碳纤维, 其重量更轻, 强度比钢要高３～５倍, 這就是第二代的复合材料．如果改用芳纶纤维, 其强度更高, 为钢丝的５倍．高性能的高分子材料的开拓和创新尚有极大的潜力．科学家预测, ２１世纪初, 每年必须比目前多生产１５００～２０００万吨纤维材料才能满足需要, 所以必须生产大量的合成纤维材料, 而且要具有更轻型、耐火、阻燃、防臭、吸水、杀菌等特性．有许多新型纤维, 如轻型空腔纤维、泡沫纤维、各种截面形状的纤维、多组份纤维材料等纷纷被研制出來, 人們可指望会有耐静电、耐脏、耐油, 甚至不会沾灰的纤维材料问世．這些纤维材料將用於宇航天线、宇航反射器、心脏瓣膜和人体大动脉． 高分子功能材料, 在高分子王国里是一片百花争艳的盛景．由於高分子的功能团能够替代, 所以只要采用极为简便的方法, 就可以制造各种各样的高分子功能材料．常用的吸水性
功能高分子材料研究进展 摘要 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料，如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 关键词:高分子材料；功能高分子；功能材料； Abstract Functional polymer materials is an important branch of polymer science, it is the study of various functional polymer molecular design and synthesis of relationship between structure and properties and application technology as a new material. its importance is that contains every kind of polymer has special function it light functional polymer materials mainly include chemical functional polymer materials electric magnetic functional polymer materials acoustic functional polymer materials, polymer liquid crystal sections medical polymer materials, the research of this field mainly includes the study of the function of the molecular structure and formation of various sorts of special relationship, which is from the macro and go deep into the micro, and from the quantitative and semi-quantitative into from the chemical composition and structure principle to explain the special function of regularity, to explore and this paper mainly discusses the synthesis of new functional materials. Keywords：high polymer materials; functional polymer; functional Materials;
生物医用高分子材料 摘要：简述了对功能高分子材料的认识，功能高分子材料的特征和功能高分子材料的分类，接着重点写生物医用高分子的发展前景和趋势，对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词：功能高分子材料，生物医用高分子材料。 功能高分子材料 功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10％以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50％ 所谓功能性高分子材料，一般是指具有某种特别的功能或者是能在某种特殊环境下使用的高分子材料，但这是相对于一般用途的通用高分子材料而言。这一定义只是一个概括，不一定很确切，较多的人认为所谓功能性高分子材料是指具有物质能量和信息的传递、转换和贮存作用的高分子材料及其复合材料。如有光电、热电、压电、声电、化学转换等功能的一些高分子化合物。可以看出，这是一类范围相当大、用途相当广、品种相当多，而又是在生活、生产活动中经常遇见的一类高分子材料。 功能高分子材料按照功能特性通常可分成以下几类： （1）分离材料和化学功能材料；（2）电磁功能高分子材料；（3）光功能高分子材料；（4）生物医用高分子材料。功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。 随着时代的发展，在医学领域中越来越迫切地需要开发出能应用于医疗的各种新型材料，经多年的研究已发现有多种高分子化合物可以符合医用要求，我们也把它归属于功能性高分子材料。 一般归纳起来医用高分子材料应符合下列要求： 1、化学稳定性好，在人体接触部分不能发生影响而变化； 2、组织相容性好，在人体内不发生炎症和排异反应； 3、不会致癌变；
高分子膜材料 高分子材料是材料领域中的新秀，它的出现带来了材料领域中的重大变革。目前高分子材料在尖端技术、国防建设和国民经济各个领域得到广泛的应用，已经成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面所不可缺少的材料。高分子材料不仅成为工农生产及人们日常生活中不可缺少的材料，也成为发展高新技术所需要的高性能结构材料、高功能材料以及满足各种特殊用途的专用材料。 自从20世纪20年代高分子科学建立以来，功能高分子就随之发展起来。至今已成为高分子科学中的一重要部分，新型功能高分子材料更是在材料科学领域中充满活力。例如特种高分子材料、分离功能高分子材料、高分子微球材料、导电高分子材料、光学性能高分子材料、医用高分子材料等等。这些新材料将成为高分子材料的希望。 膜技术是当代高校分离新技术，与传统分离技术相比，它具有分离效率高、能耗低、占地面积小、过程简单、操作方便、不污染环境、便于与其他技术集成等非常突出的优点。在当今世界能源、水资源短缺，水和污染日益严重的情况下，膜分离科学得到了世界各国的重视，成为实现经济可持续发展的的重要组成部分。世界著名化学与膜科学专家黎念之院士在访问我国时说：“谁掌握了膜技术，谁就掌握了化工业的未来。”因此，膜技术的发展将有力地推动我国相关行业的发展。 一、高分子膜的分类 1、按膜的材料分 按置备膜的材料种类来分，可将高分子分离膜分为纤维素脂类和非纤维素脂类。 2、按膜的分离原理及适用范围分 根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。 3、按膜断面的物理形态分 根据分离膜断面的物理形态不同，可将其分为对称膜、不对称膜、复合膜、平板膜、管式膜、中空纤维膜等。 4、按功能分类 按高分子膜的按功能分类分为离子膜（包括气体分离膜、液体分离膜、液体分离膜、离子交换膜、化学功能膜）、能量转化功能膜（包括浓差量转化膜、光能转化膜、机械能转化膜、电能转化膜电能转化膜、导电膜）、生
高分子药物载体的研究进展 （中国矿业大学李曲祥） 摘要：高分子材料越来越多的被应用于化工医药领域作为药物的载体，这一技术愈来愈受到研究者们的重视，并且得到了较好的发展。本文介绍了近年来研究比较广泛的高分子药物载体的应用情况及研究态势，展望了生物活性药物载体的应用前景。 关键词：高分子药物载体；生物活性；应用前景 引言： 高分子分为天然高分子和合成高分子。天然高分子用于药物已有很长的历史，例如,多糖、多肽和蛋白质及酶类药物的使用。目前，我们所使用的药物大多数为低分子药物，低分子药物疗效高，使用方便，但存在较大副作用。一般通过口服或注射使低分子药物进入体内，给药后短时间内，血液中药物的浓度往往高于治疗所需浓度，有时甚至高于最低中毒浓度，从而导致人体发生中毒、过敏等，有些低分子药物在人体内代谢速度快，半衰期短，易排泄。随着时间的推移，血液浓度会很快降低到最低有效浓度以下从而影响疗效。此外，由于低分子药物进入人体内后缺乏选择性，进而造成更多的毒副作用[1]。高分子药物是指将本身没有药理作用、也不与药物发生化学反应的高分子作为药物的载体,依靠二者间微弱的氢键结合形成、或者通过缩聚反应将低分子药物连接到聚合物主链上而得到的一类药物。其中高分子化合物充当低分子药物的传递系统,而发挥药理作用的仍是低分子药物基团。然而用高分子作为小分子药物的载体可实现下述目的：增加药物的作用时间；提高药物的选择性；降低小分子药物的毒性；载体能把药物输送到体内确定的部位(靶位)；高分子载体不会在体内长时间积累，可排出或水解后被吸收。载体药物技术的关键是载体材料的选择, 目前已有各种高分子材料和无机材料被用于载体药物的研究, 但对材料的选择必须满足组织、血液、免疫等生物相容性的要求[2]。此外,载体药物的制备也很重要, 因为这将影响到载体药物的给药效率。
医用功能材料及应用学院化工学院 指导老师乔红斌 专业班级高091班 学生姓名张如心 学号 099034030
医用功能材料及应用 摘要：了解生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况，综述国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果，展望对未来的生物医用高分子材料的发展趋势，通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词：功能高分子材料生物医用高分子材料。 前言：现代医学的发展，对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求，这是大多数金属材料和无机材料难以满足的，而合成高分子材料与生物体（天然高分子）有着极其相似的化学结构，化学结构的相似决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官，作为人体器官的替代物。另外，除人工器官用材料之外，医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开，它们被统称为医用高分子材料。 1.生物医用功能高分子 生物医用功能高分子材料主要以医疗为目的，用于与组织接触以形成功能的无生命材料。其被广泛地用来取代或恢复那些受创伤或退化的组织或器官的功能，从而达到治疗的目的。主要包括医用高分子材料(以修复、替代为主)、药用高分子材料(以药理疗效为主)。生物医用高分子材料融合了高分子化学和物理、高分子材料工艺学、药理学、病理学、解剖学和临床医学等方面的知识,还涉及许多工程学问题。由于其与人体的组织和器官接触，因此，医用高分子材料必须满足如下的基本要求：①在化学上是惰性的，会因为与体液接触而发生反应；②对人体组织不会引起炎症或异物反应；③不会致癌；④具有良好的血液相容性，不会在材料表面凝血；⑤长期植入体内，不会减小机械强度；⑥能经受必要的清洁消毒措施而不产生变形；⑦易于加工成需要的复杂形状。 2.医用高分子材料发展的4个阶段 第1阶段：时间大约是7千年前至19世纪中叶，是被动地使用天然高分子材料阶段。这一时期的高分子材料有，大漆及其制品、蚕丝及织物、麻、棉、羊皮、羊毛、纸、桐油等。 第2阶段：从19世纪中页到20世纪20年代，是对天然高分子材料进行化