高分子

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高分子基本概念

高分子基本概念

1. 高分子:高分子也叫聚合物分子或大分子,具有高的相对分子量,其结构必须是由多个重复单元所组成。

2. 单体:能够进行聚合反应,并构成高分子基本结构组成单元的小分子。

3.结构单元:在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为结构单元。

4. 共聚物:由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称为共聚物。

5. 加聚反应:烯类单体加成而聚合起来的反应称为加聚反应,反应产物称为加聚物。

6. 缩聚反应:是缩合反应多次重复结果形成聚合物的过程,兼有缩合出低分子和聚合成高分子的双重含义,反应产物称为缩聚物。

7. 高分子的聚集态结构:高分子的聚集态结构,是指高聚物材料整体的内部结构,即高分子链与链之间的排列和堆砌结构。

分为晶态、非晶态、液晶态。

8. 官能度:一分子中能参加反应的官能团的数目叫官能度9. 平均官能度:每一分子平均带有的基团数。

10. 反应程度:参加反应的基团数占起始基团数的分数。

11. 转化率:参加反应的单体量占起始单体量的分数12. 两者区别:转化率是指已经参加反应的单体的数目, 反应程度则是指已经反应的官能团的数目, 如:一种缩聚反应,单体间双双反应很快全部变成二聚体,就单体转化率而言,转化率达100%;而官能团的反应程度仅50%13. 凝胶化现象:体系粘度突然急剧增加,难以流动,体系转变为具有弹性的凝胶状物质,这一现象称为凝胶化。

14. 凝胶点:开始出现凝胶化时的反应程度(临界反应程度)称为凝胶点,用Pc表示,是高度支化的缩聚物过渡到体型缩聚物的转折点。

15. 引发剂:自由基聚合引发剂通常是一些可在聚合温度下具有适当的热分解速率,分解生成自由基,并能引发单体聚合的化合物。

16. 引发剂半衰期:引发剂分解至起始浓度一半所需要的时间。

17. 引发剂效率:引发剂用来引发单体聚合的部分占引发剂分解或消耗总量的分数。

18. 自动加速现象:随着反应进行,体系的粘度增大,活性端基可能被包埋,双基终止困难,速率常Kt下降,聚合反应速率不仅不随单体和引发剂浓度的降低而减慢,反而增大的现象。

高分子材料是什么

高分子材料是什么

高分子材料是什么
高分子材料是一种由大量重复单元构成的大分子化合物,通常由碳、氢、氧、
氮等元素组成。

它们具有高分子量、高强度、耐磨损、耐腐蚀、绝缘性能好等特点,因此在各种领域得到了广泛的应用。

首先,高分子材料在工业上有着重要的地位。

例如,聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙
烯等塑料制品在日常生活中随处可见,而在工业生产中,高分子材料也被广泛应用于制造塑料制品、橡胶制品、合成纤维等。

此外,高分子材料还被用于制造各种工程材料,如高分子聚合物、高分子复合材料等,它们在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域发挥着重要作用。

其次,高分子材料在医学和生物科学领域也有着广泛的应用。

例如,生物材料
领域的生物降解材料、生物医用材料等,广泛应用于医疗器械、医疗用品、药物传递系统等领域。

高分子材料的生物相容性、可降解性、生物活性等特点,使其成为医学领域不可或缺的材料。

另外,高分子材料还在环保领域发挥着重要作用。

例如,生物降解塑料、可降
解包装材料等,可以有效减少对环境的污染。

此外,高分子材料的再生利用也成为环保领域的研究热点,通过循环利用废弃的高分子材料,可以减少资源浪费,降低环境负荷。

总的来说,高分子材料是一种具有广泛应用前景的材料,它在工业、医学、生
物科学、环保等领域都有着重要的作用。

随着科技的不断发展,高分子材料的种类和性能也在不断提升,相信它将会在更多领域得到应用,并为人类社会的发展做出更大的贡献。

什么是高分子材料

什么是高分子材料

什么是高分子材料高分子材料是由大量的重复单元组成的具有高分子量的材料。

高分子主要由碳、氢、氧、氮等元素组成,具有长链结构。

常见的高分子材料有塑料、橡胶、纤维等。

塑料是一种常见的高分子材料,其主要由可塑剂和聚合物构成。

聚合物是一种大分子化合物,由大量的重复单元组成。

塑料具有可塑性、耐热性、耐腐蚀性等特点,可以根据需要调整塑料的硬度、强度和透明度,被广泛应用于各个领域。

橡胶是一种能够高度伸展和复原的高分子材料。

橡胶具有优异的弹性、耐磨性和耐寒性,常用于制造轮胎、密封件、胶带等。

橡胶主要由天然橡胶和合成橡胶两种形式存在。

天然橡胶是从橡胶树中提取的胶乳,合成橡胶则是通过合成化学方法制备的。

纤维是一种细长的高分子材料,可以分为天然纤维和合成纤维两种。

天然纤维主要包括棉花、麻、羊毛等,合成纤维主要包括涤纶、尼龙、聚丙烯等。

纤维具有轻、薄、柔软、吸湿性好等特点,广泛应用于纺织、建筑、医疗等领域。

高分子材料不仅具有独特的物理、化学和力学性质,还具有可塑性好、加工性能优良、耐疲劳性高等特点。

高分子材料的研究和应用对于推动材料科学、制造业以及社会进步都起到了积极的推动作用。

高分子材料的应用领域非常广泛。

在建筑领域,高分子材料可以制作保温材料、隔热材料、防水材料等;在汽车工业中,可以用于制造轮胎、密封件、缓冲材料等;在电子行业,可以用于制造电路板、塑料壳体等。

此外,高分子材料还广泛应用于医药、食品、能源等领域。

总之,高分子材料是由大量重复单元组成的具有高分子量的材料。

其具有独特的物理、化学和力学性质,被广泛应用于各个领域。

高分子材料的研究和应用对于社会进步和经济发展都具有重要意义。

高分子的定义

高分子的定义

高分子的定义
高分子的定义:高分子化合物简称高分子,又叫大分子,一般指相对分子质量高达几千到几百万的化合物,绝大多数高分子化合物是许多相对分子质量不同的同系物的混合物,因此高分子化合物的相对分子质量是平均相对分子量。

高分子化合物是由千百个原子以共价键相互连接而成的,虽然它们的相对分子质量很大,但都是以简单的结构单元和重复的方式连接的。

扩展资料
高分子的分类
一、天然高分子(natural polymers)
指以由重复单元连接成的线型长链为基本结构的高分子量化合物,是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质。

天然高分子化合物可以分为:多肽、蛋白质、酶等;多聚磷酸酯、核糖核酸、脱氧核糖核酸等;多糖如淀粉、肝糖、菊粉、纤维素、甲壳素等;橡胶类如巴西橡胶、杜仲胶等;树脂类如阿拉伯树脂、琼脂、褐藻胶等。

二、合成高分子
分子由一千个以上原子通过共价键结合形成,分子量可达几万至几百万,这类分子称为高分子,或称高分子化合物。

存在于自然界中的高分子化合物称为天然高分子,如淀粉、纤维素、棉、麻、丝、毛都是天然高分子,人体中的蛋白质、糖类、核酸等也是天然高分子。

用化学方法合成的高分子称为合成高分子,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺(尼龙)等都是常用的合成高分子材料。

高分子定义及简介

高分子定义及简介

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%。

按照功能来分类1化学功能离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子等.2.物理功能导电性高分子(包括电子型导电高分子、高分子固态离子导体、高分子半导体)、高介电性高分子(包括高分子驻极体、高分子压电体)、高分子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示材料、高分子光致变色材料等.3.复合功能高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子表面活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等.4.生物、医用功能抗血栓、控制药物释放和生物活性等 .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编辑本段离子交换树脂它是最早工业化的功能高分子材料。

经过各种官能化的聚苯乙烯树脂,含有H 离子结构,能交换各种阳离子的称为阳离子交换树脂,含有OH一离子结构能交换各种阴离子的称为阴离子交换树脂。

它们主要用于水的处理。

离子交换膜还可以用于饮用水处理、海水炎化、废水处理、甘露醇、柠檬酸糖液的钝化、牛奶和酱油的脱盐、酸的回收以及作为电解隔膜和电池隔膜。

编辑本段高分子催化剂和高分子试剂催化生物体内多种化学反应的生物酶属于高分子催化剂。

它具有魔法般的催化性能,反应在常温、常压下进行,催化活性极高,几乎不产生副产物。

目前,人们试图用人工合成的方法模拟酶,将金属化合物结合在高分子配体上,开发高活性、高选择性的高效催化剂,这种高分子催化剂称为高分子金属催化剂。

高分子化学总结

高分子化学总结
•1-1、1-2、1-3体系:低分子缩合反应; •2-2或2体系:线形缩聚;
•2-3、2-4等多官能度体系:体形缩聚。
第 二 章
缩 聚 和 逐 步 聚 合
反应程度 p :参加反应的官能团数占起始官能
团数的分率。
官能团等活性理论:不同链长的端基官能团,
具有相同的反应能力和参加反应的机会,即官能
① 取代基的位阻效应使聚合热降低;
② 共振能和共轭效应使聚合热降低;
③ 强电负性取代基使聚合热升高; ④ 氢键和溶剂化作用使聚合热降低。
第 三 章
单体平衡浓度:
自 由 基 聚 合
自由基的稳定性:共轭效应和位阻效应使自由基
稳定。
活泼自由基可引发单体进行自由基聚合;
稳定自由基是自由基聚合的阻聚剂。
质均分子量
Mw
n M x M n
i i i i
i
mi M i m
i

ni M i n M
i
2
wi M i
i
第 二 章
一、基本概念
缩 聚 和 逐 步 聚 合
缩聚反应: 缩合聚合的简称,是基团间经多次缩 合形成聚合物的反应。
官能度 f :是指一个单体分子中能够参加反应的 官能团的数目。
第 一 章
绪 论
单体单元:与单体相比,除电子结构改变外,原子种类及个数完
全相同的结构单元。
聚合度:以重复单元数为基准:DP ;以结构单元数为基准 全同立构高分子:主链上的C*的立体构型全部为D型或L 型。 间同立构高分子:主链上的C*的立体构型各不相同, 即D型与L型 相间连接。
Xn
立构规整性高分子: C*的立体构型有规则连接,简称等规高分子。 无规立构高分子:主链上的C*的立体构型紊乱无规则连接。

高分子定义

高分子定义

高分子定义
高分子是一种由许多重复单元组成的大分子化合物。

这些单元可以是相同的,也可以是不同的。

高分子可以是天然的,如蛋白质和淀粉,也可以是人工合成的,如聚乙烯和聚氨酯。

高分子在生活中有着广泛的应用,如塑料、纤维、涂料、胶水等。

高分子的特点是分子量大,通常在几千到几百万之间。

这使得高分子具有很强的物理性质,如高强度、高韧性和高耐热性。

高分子还具有很好的化学稳定性,不易被化学物质侵蚀和分解。

这些特点使得高分子在工业和生活中得到广泛应用。

高分子的制备方法有很多种,其中最常见的是聚合反应。

聚合反应是指将单体分子通过化学反应连接成高分子分子的过程。

聚合反应可以分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和离子交换聚合等多种类型。

不同类型的聚合反应适用于不同类型的单体和高分子。

高分子的应用范围非常广泛。

在塑料制品中,高分子可以用于制造各种塑料制品,如塑料袋、塑料瓶、塑料桶等。

在纤维制品中,高分子可以用于制造各种纤维制品,如衣服、被子、毛巾等。

在涂料和胶水中,高分子可以用于制造各种涂料和胶水,如油漆、胶水、胶带等。

高分子是一种非常重要的化学物质,具有广泛的应用前景。

随着科技的不断发展,高分子的制备方法和应用领域也在不断扩展和改进。

相信在不久的将来,高分子将会在更多的领域得到应用,为人类的生活带来更多的便利和舒适。

高分子的特征

高分子的特征

高分子的特征高分子是由许多重复单元构成的大分子化合物,具有以下特征:1. 分子量大:高分子的分子量通常在几万到几百万之间,远远大于小分子化合物。

这是由于高分子由大量的重复单元组成,每个重复单元都通过共价键连接起来,形成长链或支链结构。

2. 高分子链的柔性:由于高分子链的长度较长,链之间的相互作用力较弱,因此高分子具有较高的柔性。

这使得高分子可以发生各种形态的变化,例如拉伸、弯曲等。

3. 高分子的可塑性:高分子材料可以通过加热和加压等加工方法进行塑性变形,制成各种形状的制品。

这是由于高分子链的柔性和链之间的相互滑动使得高分子材料具有良好的可塑性。

4. 高分子的耐热性:由于高分子链的结构较为稳定,其中存在着大量的共价键,因此高分子具有较高的熔点和热稳定性。

这使得高分子可以在高温条件下保持较好的性能。

5. 高分子的化学稳定性:高分子链中的共价键结构使得高分子具有较好的化学稳定性。

高分子通常不容易发生化学反应,不易被酸、碱、溶剂等物质侵蚀,因此具有较长的使用寿命。

6. 高分子的可溶性:高分子在适当的溶剂中可以溶解,形成溶液。

这是由于高分子链上存在着一些极性基团或吸水基团,可以与溶剂分子发生相互作用。

高分子的溶解性对于高分子材料的加工和应用具有重要意义。

7. 高分子的绝缘性:由于高分子链上存在着大量的共价键和非极性基团,高分子具有较好的绝缘性能。

这使得高分子材料广泛应用于电子、电气等领域,作为绝缘材料使用。

8. 高分子的透明性:一些高分子材料具有良好的透明性,可用于制备透明的制品。

这是由于高分子链的结构较为均匀,不易发生散射现象。

9. 高分子的多样性:高分子材料种类繁多,可以通过不同的单体组合、反应条件和加工方法得到不同的高分子材料。

这使得高分子具有广泛的应用领域,例如塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。

高分子具有分子量大、柔性、可塑性、耐热性、化学稳定性、可溶性、绝缘性、透明性和多样性等特征。

这些特征使得高分子材料在各个领域有着广泛的应用,为人们的生活和工作带来了便利和创新。

高分子的基本概念是

高分子的基本概念是

高分子的基本概念是
高分子是由许多重复单元组成的大分子化合物。

它们具有相同或相似的化学结构单元,并以共价键或其他化学键相连。

高分子在自然界和人工合成中都广泛存在,包括蛋白质、核酸、纤维素等。

高分子具有许多特性和应用。

首先,它们通常具有高分子量和长链结构,这使得高分子具有良好的物理性质,如高强度和高韧性。

其次,高分子材料可以根据需要进行改性,以满足不同的应用要求。

例如,通过添加填充剂可以提高高分子材料的强度和刚度;通过添加增塑剂可以增加高分子材料的可塑性和柔软性。

高分子还具有良好的化学稳定性和耐热性。

大多数高分子材料在常规温度和环境下可以长时间稳定存在,不易分解或腐蚀。

这使得高分子材料在各种领域有着广泛的应用,如塑料制品、橡胶制品、纤维材料等。

高分子材料还具有良好的绝缘性能,广泛应用于电子器件、电缆、绝缘材料等领域。

高分子材料在生物学和医学领域中也有重要应用。

例如,可降解高分子材料可以作为药物传递系统,通过调控药物释放速率和目标定向,实现药物在体内的靶向治疗。

另外,高分子还可以用于人工器官和组织工程方面的研究,如人工血管、人工皮肤等的制备。

高分子科学是一个跨学科的研究领域,涉及化学、物理学、材料学、生物学等多个学科的知识。

在高分子领域中还有许多重要的概念和原理,如聚合反应、高分
子结构与性质关系、高分子合成和表征技术等。

总的来说,高分子是由重复单元组成的大分子化合物,具有良好的物理和化学性质,广泛应用于各个领域。

高分子科学的发展为我们提供了许多新材料和新技术,对人类社会的进步具有重要影响。

高分子的基本概念

高分子的基本概念

什么是高分子?高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物这些术语一般可以通用Macromolecules, High Polymer, Polymer高常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万,甚至上百万,范围在104~106高分子也叫高分子化合物,是指分子量很高并由共价键连接的一类化合物1.由一种结构单元组成的高分子一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成。

例如:聚苯乙烯缩写成合成聚合物的起始原料称为单体(Monomer)在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为结构单元(Structure unit)结构单元有时也称为单体单元(Monomer unit)重复单元(Repeating unit), 链节(Chain element)结构单元=单体单元=重复单元=链节n 表示重复单元数,也称为链节数, 在此等于聚合度聚合度(Degree of polymerization聚合度是衡量高分子大小的一个指标。

有两种表示法:以大分子链中的结构单元数目表示,记作以大分子链中的重复单元数目表示,记作在这里,两种聚合度相等,都等于n由聚合度可计算出高分子的分子量:式中:M 是高分子的分子量M o是结构单元的分子量另一种情况:结构单元=重复单元=链节? 单体单元2.由两种结构单元组成的高分子合成尼龙-66则具有另一特征:结构单元结构单元重复结构单元此时,两种结构单元构成一个重复结构单元单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子结构单元? 重复单元? 单体单元但, 重复单元=链节注意:M O两种结构单元的平均分子量3. 由无规排列的结构单元组成的高分子> 由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物> 由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称为共聚物例如:丁苯橡胶x, y为任意值,故在分子链上结构单元的排列是任意的:在这种情况下,无法确定它的重复单元,仅结构单元=单体单元1.分子量大分子量大是高分子的根本性质高分子的许多特殊性质都与分子量大有关,如:> 高分子的溶液性质:难溶,甚至不溶,溶解过程往往要经过溶胀阶段> 溶液粘度比同浓度的小分子高得多> 分子之间的作用力大,只有液态和固态,不能汽化> 固体聚合物具有一定的力学强度,可抽丝、能制膜分子量多大才算是高分子?其实,并无明确界限,一般低分子过渡区(齐聚物)高聚物一般高分子的分子量在104~106范围超高分子量的聚合物的分子量高达106以上A B尼龙40 150纤维素60 250乙烯基100 400聚合物高分子的强度与分子量密切相关A 点是初具强度的最低聚合度,A点以上强度随分子链迅速增加B 点是临界点,强度增加逐渐减慢C 点以后强度不再明显增加不同高分子初具强度的聚合度和临界点的聚合度不同,如高分子的加工性能与分子量有关量分子量过大, 聚合物熔体粘度过高, 难以成型加工,达到一定分子量,保证使用强度后,不必追求过高的分子常用的聚合物的分子量(万)塑料分子量纤维分子量橡胶分子量聚乙烯6~30 涤纶 1.8~2.3 天然橡胶20~40聚氯乙烯5~15 尼龙-66 1.2~1.8 丁苯橡胶15~20聚苯乙烯10~30 维呢纶6~7.5 顺丁烯胶25~302. 分子量具有多分散性什么是分子量的多分散性(Polydispersity)?> 高分子不是由单一分子量的化合物所组成,即使是一种“纯粹”的高分子,也是由化学组成相同、分子量不等、结构不同的同系聚合物的混合物所组成。

高分子与大分子的联系与区别

高分子与大分子的联系与区别

高分子与大分子的联系与区别高分子和大分子是指化学物质中聚合物的两个不同概念。

尽管它们之间有一些联系,但也有一些明显的区别。

本文将详细介绍高分子和大分子的联系和区别。

首先,我们来谈谈高分子。

高分子是由大量重复单元(即单体)通过共价键连接而成的聚合物。

这些重复单元可以是相同的,也可以是不同的。

高分子通常由一种或多种单体组成。

例如,聚乙烯是由乙烯单体聚合而成的高分子。

高分子具有很高的相对分子质量,通常在10^3至10^6之间。

由于高分子分子量较高,因此它们具有许多独特的性质,如高可塑性、高韧性和高强度。

与高分子相比,大分子更加广泛。

大分子是指具有高分子量的物质,可以是聚合物,也可以是非聚合物。

与高分子不同,大分子可以由单体之间的共价键连接形成,也可以由其他方式形成,如非共价键或物理相互作用。

大分子一般具有非常复杂的结构,包括分支、交联和链扭曲。

相对于高分子,大分子的分子量更高,通常在10^6至10^9之间,甚至更高。

虽然高分子和大分子在某些方面具有共同之处,但它们之间也有一些明显的区别。

首先,高分子更突出地表现出聚合物的特点,单体之间通过共价键连接形成一个长链。

它们通常具有较高的分子量和较高的可塑性,可以自由调整物质的性质。

而大分子则更广泛地包括了化学物质中所有的高分子和非聚合物。

在大分子中,分子内部的化学键没有统一排列的方式,并且通常存在很大的分子间相互作用。

大分子的结构更加复杂,可以具有更多种类的链扭曲和分支结构。

其次,高分子和大分子在应用方面也有所不同。

由于高分子具有较高的可塑性和较高的强度,因此它们可以用于制造塑料、纤维和橡胶等材料。

高分子也有许多应用于生物工程、医药和电子领域的新兴应用。

大分子由于其复杂的结构和性质,可以应用于涂层、胶黏剂、抗氧化剂等领域。

最后,高分子和大分子在制备过程中也有一些不同之处。

高分子的制备通常通过聚合反应实现,即将单体加入到反应体系中,通过活性化的反应中心进行反应,最终生成高分子。

高分子名词解释

高分子名词解释

高分子:也叫聚合物分子或大分子,其分子结构由许多重复单元通过共价键有规律地连接而成的,一般具有高的分子量,其中的重复单元是由相应的小分子(实际上的或假想的)衍生而来。

聚合反应:由小分子生成高分子的反应过程。

单体:能够进行聚合反应,并在聚合反应后构成所得高分子的基本结构组成单元的小分子。

重复结构单元:重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。

单体单元:聚合物分子结构中由单个单体分子衍生而来的最大的结构单元。

聚合度:单个聚合物分子所含单体单元的数目。

逐步聚合反应:在聚合反应过程中,聚合物分子是由体系中的单体分子以及所有聚合度不同的中间产物分子之间通过缩合或加成反应生成的,聚合反应可在单体分子以及任何中间产物分子之间进行。

链式聚合反应:在聚合反应过程中,单体分子之间不能发生聚合反应,聚合反应只能发生在单体分子和聚合反应活性中心之间,单体和聚合反应活性中心反应后生成聚合度增大了的新的活性中心,如此反复,生成聚合物分子。

碳链高分子:主链(链原子)完全由C原子组成。

杂链高分子:链原子除C外,还含O,N,S等杂原子。

元素有机高分子:链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成,不含C原子。

聚集态:聚合物的聚集态结构也称超分子结构,是指聚合物内分子链的排列与堆砌结构。

柔顺性:聚合物分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为聚合物分子链的柔顺性。

单体功能度f:单体分子所含的参与聚合反应的功能基或反应点的数目。

反应程度:反应时间t时,已反应的A或B功能基的分数,即:p = 已反应的A(或B)功能基数/起始的A(或B)功能基数。

凝胶化现象:在交联型逐步聚合反应中,随着聚合反应的进行,体系粘度突然增大,失去流动性,反应及搅拌所产生的气泡无法从体系逸出,可看到凝胶或不溶性聚合物的明显生成。

凝胶点p c:出现凝胶化现象时的反应程度。

无规预聚物:未反应功能基在分子链上无规分布。

确定结构预聚物:具有特定的活性端基或侧基,功能基的种类与数量可通过设计来合成。

《高分子简介》课件

《高分子简介》课件
高分子材料可以通过加热和加压改变其形状 和性质。
2 强度
某些高分子材料具有很高的强度,可以用于 制作强度要求高的产品。
3 耐热性
一些高分子材料具有较高的耐热性,可以在 高温环境下保持稳定。
4 导电性
部分高分子具有导电性能,可用于制作导电 材料和电子器件。
高分子的应用
塑料制品
高分子塑料广泛应用于包装、建筑、汽车、电子等 领域。
纤维材料
高分子纤维用于制作衣物、绳索、织物等,具有良 好的延展性和抗拉强度。
医疗器械
高分子生物材料可用于制作人工关节、心脏支架等 医疗器械。
涂料和胶粘剂
高分子涂料和胶粘剂具有良好的附着性和耐久性。
高分子的未来发展
1
可持续发展
研究生物可降解高分子材料,减少对环境的影响。
2
高性能材料
开发性能更优越的高分子材料,满足新兴产业的需求。
3
纳米技术应用
结合纳米技术,改善高分子材料的性能和功能。
结论和要点
高分子具有多样性
不同类型的高分子具有不同的性质和应用领域。
高分子材料的未来
在可持续发展和高性能方面有着广阔的发展前景。

《高分子简介》PPT课件
高分子是一种由大量重复单元组成的大分子化合物,具有独特的物理和化学 性质。
高分子的定义
高分子是由许多重复单元组成的巨大分子,通常由碳、氢、氧和其他元素构成。
高分子的分类
根据分子结构和形态,高分子可以分为线性高分子、支化高分子、交联高分子等不同类型。
高分子的特性
1 可塑性

高分子的定义

高分子的定义

高分子的定义-------高分子化合物简称高分子,是指分子量很高的一类化合物,通常分子量在104~106之间,构成的原子数多达103~105个。

高分子的分子链是由许多简单的结构单元以一定的方式重复连接而成。

也叫聚合物分子或大分子,具有高的相对分子量,其结构必须是由多个重复单元所组成,并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。

医药对高分子材料的基本要求(具体见P19✓本身及分解产物应无毒,不会引起炎症和组织变异反应,无致癌性;✓进入血液系统的药物不会引起血栓;✓能经受消毒处理;✓具有水溶性,能在体内水解为具有药理活性的基团;✓能有效达到病灶处,并积累一定浓度;✓口服药剂的高分子残基能通过排泄系统排出体外;✓对于导入方式进入循环系统的药物,聚合物主链必须易降解,使其有可能排出体外或被人体吸收药用高分子材料的定义----药品生产和制造加工过程中使用的高分子材料包括作为药物制剂之一的药用辅料与高分子药物,以及与药物接触的包装贮运高分子材料。

要求安全有效稳定--广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂,其中具有高分子特征的辅料,一般被称为药用高分子辅料。

药用辅料的定义——是在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括生理有效成分或前体的组分。

其作用有:(1)在药物制剂制备过程中有利于成品的加工;(2)加强药物制剂稳定性,提高生物利用度或病人的顺应性;(3)有助于从外观鉴别药物制剂;(4)增强药物制剂在贮藏或应用时的安全和有效。

药用高分子辅料的定义--指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种高聚物。

辅料有可能改变药物从制剂中释放的速度或稳定性,从而影响其生物利用度。

按用途分为三大类:(1)在传统剂型中应用的高分子材料;(2)缓释、控释制剂和靶向制剂中应用的高分子材料;(3)包装用的材料。

药用高分子材料的应用用于片剂和一般固体制剂作为缓、控释材料:用于液体或半固体制剂:用作生物黏附性材料用作新型给药装置的组件用作药品包装材料高分子药物------ 利用高分子化合物自身的结构和性能与机体组织作用,从而克服机体功能障碍达到促进人体康复的一类药物第一节高分子的基本概念高分子化合物——或称聚合物,是由许多单个高分子(聚合物分子)组成的物质。

名词解释高分子

名词解释高分子

1832年: Berzelius(Swedish Chemist)提出“Polymer”一词1838年: C.N.Goodyear 发明天然橡胶硫化的方法1907年:比利时人L.Backeland 合成酚醛树脂,首次人工合成1920年:H.Staudinger首次提出共价键联结的大分子概念高分子(polymer):具有高的相对分子量,其结构必须是由多个重复单元所组成,并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。

高分子化合物:或称聚合物,是由许多单个高分子组成的物质。

单体(monomer):可进行聚合反应,并构成高分子基本结构组成单元的小分子。

结构单元(structural unit):构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团,可包含一个或多个链单元。

重复单元(repeating unit):重复组成高分子分子结构的最小的结构单元单体单元(monomer unit):聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元聚合度(degree of polymerization):单个聚合物分子(或链段)所含单体单元的数目。

全同立构高分子(isotactic polymer):主链上的C*的立体构型全部为D型或L 型。

间同立构高分子(syndiotactic polymer ):主链上的C*的立体构型各不相同, 即D型与L型相间连接。

无规立构高分子(atactic polymer):主链上的C*的立体构型紊乱无规则连接。

遥爪高分子(telechelic polymer):含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。

均聚物(homopolymer):由一种(真实的、隐含的或假设的)单体聚合而成的聚合物。

共聚物(copolymer):由一种以上单体聚合而成的聚合物。

生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。

逐步聚合反应(step-growth polymerization)是指在反应过程中,聚合物链是由体系中所有聚合度分子之间通过缩合或加成反应生成的。

高分子是什么材料

高分子是什么材料

高分子是什么材料高分子材料是由大分子化合物构成的一类材料。

它是由重复单元(称为聚合物)构成的大分子化合物,通过化学反应或物理方法制备而成。

由于高分子材料具有独特的结构和性质,被广泛应用于各个领域。

高分子材料的主要特点之一是其分子量较大,通常在数千到数百万之间。

这使得高分子材料具有较高的柔韧性和可变形性,可以通过改变其化学结构和聚合度来调节其物理和化学性能。

高分子材料的种类繁多,包括塑料、橡胶、纤维和涂料等。

塑料是最常见的高分子材料之一,具有广泛的应用领域。

根据其性质可以分为热塑性塑料和热固性塑料。

热塑性塑料在加热后可以软化并重新加工,而热固性塑料在加热后凝固成硬态,难以再次加工。

橡胶是高弹性和耐磨损的高分子材料,在汽车轮胎、密封件和振动吸收装置等领域中广泛应用。

纤维是高分子材料的另一种重要应用,包括天然纤维和合成纤维。

如棉、麻、丝等天然纤维,以及尼龙、涤纶等合成纤维,都是高分子材料的典型代表。

高分子材料具有许多优点。

首先,高分子材料具有较低的密度,具有轻质的特点,可用于制造轻便的产品。

其次,高分子材料具有较高的抗腐蚀性和耐磨性,可以在恶劣环境下长时间稳定使用。

此外,高分子材料还具有优异的绝缘性能、良好的柔性和可塑性,以及较高的可回收性。

高分子材料在各个领域都有着广泛的应用。

在建筑领域,高分子材料被用于制造绝缘材料、涂料和密封剂等。

在电子行业中,高分子材料被用于制造电缆、绝缘子和电子设备等。

在医疗领域,高分子材料用于制造人工器官、医用用品和药物载体等。

此外,高分子材料还被广泛应用于汽车制造、航空航天、纺织、包装和环保等领域。

总而言之,高分子材料作为一种特殊的大分子化合物,具有独特的结构和性质,广泛应用于各个领域。

它们不仅能够满足不同领域的需求,还可以通过改变其化学结构和聚合度来调节其性能,为人类社会的发展做出了重要贡献。

高分子化合物的基本特征

高分子化合物的基本特征

高分子化合物的基本特征高分子化合物是由重复单元组成的大分子化合物,其具有以下基本特征:1. 高分子化合物的分子量大高分子化合物的分子量通常在几千至数百万之间,甚至更高。

这是由于其由许多重复单元组成,每个重复单元都与其他单元通过化学键连接在一起,形成长链或支链结构。

2. 高分子化合物的形态多样高分子化合物可以存在于不同的形态,包括固态、液态和悬浮态。

其中,固态高分子通常呈现出多孔、透明或不透明的物质,液态高分子则呈现出粘稠的流体性质。

3. 高分子化合物的物理性质独特由于高分子化合物的大分子结构,其物理性质与常规小分子化合物有很大的差异。

高分子化合物通常具有高强度、高柔韧性、高断裂伸长率等特点,这使得它们广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。

4. 高分子化合物的化学稳定性较高高分子化合物通常具有良好的化学稳定性,对大多数溶剂和化学物质具有较高的抵抗能力。

这使得高分子化合物在各种条件下都能保持其结构和性能的稳定性。

5. 高分子化合物的热稳定性较低尽管高分子化合物具有较高的化学稳定性,但其热稳定性相对较低。

在高温下,高分子化合物容易发生分解、熔化或燃烧,因此在加工和使用过程中需要注意控制温度。

6. 高分子化合物具有吸水性许多高分子化合物具有吸水性,即能够吸收和保持水分。

这使得高分子化合物在土壤改良、水凝胶、湿敷剂等领域具有广泛的应用。

7. 高分子化合物的溶解性与极性相关高分子化合物的溶解性与其极性有关。

一般来说,极性高的高分子化合物在极性溶剂中更容易溶解,而非极性溶剂则对其溶解性较差。

8. 高分子化合物可通过共聚反应合成高分子化合物可以通过共聚反应合成,即两种或多种单体分子在化学反应中相互结合形成高分子链。

共聚反应的选择和条件可以控制高分子化合物的分子结构和性质。

9. 高分子化合物的应用广泛高分子化合物在日常生活和各个领域中应用广泛,例如塑料制品、橡胶制品、纺织品、涂料、医疗器械、电子材料等。

由于其独特的性质和广泛的应用领域,高分子化合物已成为现代化学和材料科学的重要研究领域。

高分子材料有哪些

高分子材料有哪些

高分子材料有哪些引言高分子材料是指由重复单元组成的大分子化合物,具有重要的应用价值和广泛的用途。

高分子材料具有优良的物理、化学和机械性能,广泛应用于领域如塑料、纤维、涂料、胶黏剂等。

本文将介绍几种常见的高分子材料及其应用。

聚合物聚合物是高分子材料的主要组成部分。

它们由重复的单体单元组成,通过化学反应形成长链结构。

聚合物根据它们的结构和性质可以进一步分为不同类型。

聚乙烯(PE)聚乙烯是一种常用的热塑性聚合物,具有良好的耐候性和机械强度。

它广泛应用于塑料袋、塑料瓶、塑料管等。

聚乙烯可以分为高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)等几个子类。

聚丙烯(PP)聚丙烯是热塑性聚合物,具有较高的熔点和耐高温性能。

它广泛应用于注塑制品、纤维、薄膜等领域。

聚丙烯具有良好的刚性和抗冲击性。

聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯是一种非晶态塑料,常见的应用包括电线电缆绝缘、建筑材料和医疗设备。

聚氯乙烯具有耐腐蚀性、自熄性和电绝缘性能。

聚酰胺(PA)聚酰胺是一类具有酰胺基团的高分子材料,常见的代表是尼龙。

聚酰胺具有优异的强度、耐磨性和耐温性。

它广泛应用于纺织、汽车、电子等领域。

弹性体弹性体是一类具有弹性的高分子材料。

它们可在外力作用下发生变形,而在去除外力后恢复原状。

弹性体可以分为两种类型:热塑性弹性体和热固性弹性体。

硅橡胶硅橡胶是一种热固性弹性体,具有良好的耐高温性和耐候性能。

它广泛应用于密封件、电子器件和汽车零部件等领域。

可撕拉胶可撕拉胶是一种热塑性弹性体,可在拉伸后恢复原状。

它广泛应用于胶带、柔性制品和弹性织物等。

复合材料复合材料是由两种或更多种不同材料组成的材料,通过复合而形成新材料,具有更好的性能和特性。

碳纤维复合材料碳纤维复合材料由高强度的碳纤维和树脂基体构成。

它具有良好的强度、刚度和低密度。

碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。

玻璃纤维增强塑料玻璃纤维增强塑料由玻璃纤维和塑料基质组成。

它具有良好的强度、刚度和耐腐蚀性。

高分子名词解释

高分子名词解释

高分子名词解释高分子是由许多重复单元(称为单体)通过共价键相互连接而成的大分子化合物。

高分子通常由数千个至数百万个单体组成,其分子量可以达到数百万至数十亿之间。

高分子可以分为天然高分子和合成高分子两大类。

天然高分子包括蛋白质、DNA、纤维素等,它们存在于生物体内或从自然界中提取。

合成高分子则是人工合成的大分子化合物,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。

高分子的重要特点是粘性、柔软性、拉伸性和塑性。

这是由于高分子的分子链长度大、形态多样性和链与链之间的相互作用所致。

单体之间通过共价键连接成链,链之间的相互作用可以是共价键、范德华力、氢键、离子键等。

这些相互作用使得高分子具有较高的熔点、玻璃转化温度和黏度。

高分子具有广泛的应用领域。

在材料科学中,高分子可以用来制备塑料、纤维、橡胶等材料。

高分子塑料具有轻质、廉价、耐腐蚀、绝缘性好等特点,广泛应用于日用品、包装材料和工业制品等领域。

高分子纤维制品则在纺织、汽车、建筑等行业得到广泛应用。

高分子橡胶具有耐高温、耐磨损和弹性好等特点,常用于轮胎、密封件等领域。

在生命科学中,高分子起着各种生物学功能。

蛋白质是决定生物体形态和功能的关键大分子,基因由DNA分子组成,植物细胞壁的主要成分是纤维素。

高分子也可以用于药物传递、生物传感器等领域的应用。

高分子材料在医学上的应用包括人工心脏瓣膜、可降解缝线等。

高分子的结构和性质研究是高分子科学的核心内容。

通过改变单体结构、链长、交联程度等因素,可以调控高分子的性能和功能。

高分子的物理性质研究有助于了解材料的力学、流变、热学、电学和光学等特性,从而指导高分子材料的设计与合成。

总之,高分子是由数千个至数百万个单体组成的大分子化合物。

高分子具有粘性、柔软性、拉伸性和塑性等特点,广泛应用于材料科学和生命科学领域。

高分子的结构和性质研究是高分子科学的核心内容。

高分子

高分子
均缩聚和混缩聚:
熔融缩聚:聚合体系中只加单体和少量的催化剂,不加入任何溶剂,聚合过程中原料单体和生成的聚合物均处于熔融状态。
界面缩聚和固态缩聚:界面缩聚是将两种单体分别溶于两种不互溶的溶剂中,再将这两种溶液倒在一起,在两液相的界面上进行缩聚反应,聚合产物不溶于溶剂,在界面析出;指单体或预聚物在固态条件下的缩聚反应。
CH2=C(C5H6)2, ClCH=CHCl, CH2=C(CH3)C2H5,
CH3CH=CHCH3, CH2=C(CH3) COOCH3,
CH2=CHOCOCH3, CH3CH=CHCOCH3.
3. 阴离子聚合最主要的链终止方式是()
A.向反离子转移; B.向单体转移; C. 自发终止
聚合或阴离子聚合?并说明理由。
CH2=CHCl, CH2=CCl2, CH2=CHCN, CH2=C(CN)2,
CH2=CHCH3, CH2=C(CH3)2, CH2=CHC5H6, C2F2= C2F2,
CH2=C(CN)COOCH3,
CH2=CCH3-CH=CH2.
2. 判别下列单体能否进行自由基聚合,并说明理由。
4. 为什么阳离子聚合反应一般需要在很低的温
度下进行才能得到相对分子质量高的聚合物?
阳离子聚合时,如何控制聚合反应速率和聚合
物相对分子质量?
5. 名词解释: 配位聚合
第五章链式共聚合反应
一、基本概念
无规共聚物:两种单体单元的排列没有一定顺序,A单体单元相邻的单体单元是随机的,可以是A单体单元,也可以是B单体单元。AAABAABAABBABABAAB
性质和用途:塑料、纤维和橡胶,以及功能高分子、胶粘剂和
涂料
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可生物降解高分子材料的研究与应用一、引言高分子材料,早在1932年高分子学科出现,1935年合成尼龙66,高分子材料给人们的生活带来便利。

高分子材料具有很多其它材料不具备的优异性能,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,是现代科技和生活不可缺少、不可替代的重要材料,其生产和消费一直保持很旺的势头。

21世纪更是高分子材料高速发展和充分利用的一个世纪,但是大多数高分子材料在自然环境中不能很快降解,日益增多的废弃高分子材料已成为城市垃圾的重要来源,白色污染已严重影响人类生存环境,如消耗大量的天然资源、造成环境污染等。

高分子材料使用废弃后回收再利用难度大、成本高,如何处理,已经成为一个全球性的问题。

以往的处理办法一是焚烧,产生大量有害气体,造成二次污染;二是填埋,占用大量的土地资源,造成土壤劣化。

因此研究和开发可生物降解高分子材料的意义是十分重大的。

二、可生物降解高分子材料的定义与作用机理可降解高分子材料指在高分子材料中加入某些能促进降解的添加剂而制成的材料、合成本身具有降解性能的材料以及由生物制成的材料或采用可再生原料制成的材料。

在一定环境条件(如温度、PH值和氧气)下,并在细菌、真菌、霉菌和藻类等自然界的微生物作用下,能发生化学、生物或物理作用而降解或分解。

理想的可生物降解高分子材料是一种具有优良使用性能,废弃后可被环境微生物完全分解为CO2和H2O,最终被无机化而成为自然界中碳元素循环的一个组成部分的高分子材料。

可生物降解材料的降解机理就是材料被真菌、霉菌和细菌等作用消化吸收的过程。

一般认为生物降解并非单一机理,是复杂的生物物理、生物化学作用,同时伴有其它物理化学作用,如水解、氧化等,这些作用相互促进,具有协同效应。

生物降解主要分为三个阶段:(1)高分子材料表面被微生物粘附,粘附表面的方式会受到高分子材料表面张力、表面结构、多孔性、温度和湿度等因素的影响;(2)微生物在高分子表面分泌的酶的作用下,通过水解和氧化等反应将高分子断裂成相对分子量较小的小分子化合物;(3)微生物吸收或者消耗小分子化合物,经过代谢最终形成C2O、H2O。

降解过程除以上生物化学作用外,还有生物物理作用,即微生物侵蚀高分子后,细胞增大致使高分子材料发生机械性破坏。

三、可生物降解高分子材料原料1天然生物降解高分子材料(一) 淀粉淀粉广泛分布于自然界,是高等植物常见的组分,也是碳水化合物贮藏的主要形式,它是一种价廉易得的农副产品,具有资源丰富、可再生、生物降解性好及无污染等特点。

柴雅凌等指出,把皂化过的聚乙烯醇和玉米淀粉以一定比例混合配成纺丝液,在120℃空气中拉伸,能够制得可生物降解纤维。

陈大俊等进行了以淀粉为多元醇合成可生物降解聚氨酯(PUR)弹性体的研究,得到具有良好生物降解性的PUR 弹性体.S.Desai等分别将淀粉和三羟基丙烷(TMP)作为交联剂与聚丙二醇混合,然后在二月桂酸二丁基锡的催化作用下与二异氰酸甲苯酯反应制得PUR弹性体,具有很好的生物降解性。

李仲谨等利用可溶的淀粉和二甲基丙烯酸胺制得交联淀粉微粒,发现其在消化菌流体中只能维持3h,化学键在3~12h内会变得特别脆弱,12h以后交联淀粉微粒的降解情况与淀粉类似,结晶部分随着降解的进行逐渐减少,具有降解性。

王淑君等利用一步反应式挤出机制备了聚乙烯(PE)/淀粉复合薄膜,发现该薄膜经过30d 可降解3%,经过40d可降解4%,具有可降解性,可用来做可降解塑料制品。

(二)植物纤维植物纤维是地球上储藏量最大的天然资源,但目前人们对它的利用还不充分。

植物纤维中最主要的化学成分是纤维素和半纤维素两种碳水化合物。

天然纤维素分子链上存在高反应性的羟基,具有多种化学反应性能,对其进行改性可以制得各种满足不同生产、生活需要的生物降解高分子材料。

然而纤维素是结晶度高达60%~70%的结晶性高分子,它以纤维状聚集排列,不具备流动性,且不溶于有机溶剂,若不经过适当的转化,难以得到有效利用,可通过热化学液化的方法将植物纤维或液化产物直接代替人工合成的聚醚多元醇或聚酯多元醇,与异氰酸酯反应制备PUR材料。

(1)木材木材中含有50%~55%的纤维素、15%~25%的半纤维素及20%~30%的木质素,无论是纤维素、半纤维素还是木质素均含有大量潜在的羟基,理论上可与异氰酸酯反应。

因此,木材可全部或部分代替人工合成的聚醚多元醇,制备环保的可降解PUR。

20世纪70年代初,研究者在高温、高压条件下加入H2和CO将木材液化,后来研制出在不加入H2和CO的情况下直接将木材液化的方法。

20世纪90年代,日本在无任何催化剂的条件下,将木材直接液化。

利用超临界苯酚将木材迅速液化。

魏玉萍等以二元酸酯(DBE)为液化剂、盐酸为催化剂,将苯甲基化木材液化后与不同结构的异氰酸酯反应,证明了木材中羟基可以用作聚醚多元醇与异氰酸酯反应制备PUR材料。

(2) 甘蔗渣甘蔗含有大量的木质素、纤维素等多羟基成分,具备制备多元醇的条件。

A.Hemandez等利用乙酰化作用保护了蔗糖的部分羟基,从而得到二元醇与三元醇,然后将其与二异氰酸酯反应制得了可[11]生物降解PUR。

戈进杰等的研究表明,甘蔗渣在聚乙二醇400 PEG400中的液化率可达 96%,而且其中的木质素全部被液化,所得液化物为聚醚酯多元醇,由此合成的PUR具有良好的土壤微生物降解性。

高的纤维素含量将导致PUR高的降解温度和高的分解速率峰值并且能降低残余质量。

(3)玉米棒玉米棒的主要成分为纤维素、半纤维素和少量木质素等多羟基天然聚合物。

戈进杰等以 PEG400和一缩二乙二醇 DEG 作为液化剂,在硫酸催化作用下将玉米棒主要成分——多糖和木质素液化,液化率可达 90%,所得液化多元醇在土壤微生物作用下,其氢键化程度与内聚力指数逐渐下降,表现出良好的生物降解性。

专家等将玉米棒样品按照标准程序用多种菌种分别进行发酵,结果发现,少孢根霉能够显著降低纤维素含量,使其降解。

2微生物合成生物降解高分子材料此类型的合成过程是通过用葡萄糖或淀粉类对微生物进行喂养,使它在体内吸收并发酵合成出两类具有生物降解性的高分子是一类是微生物多糖,一类是微生物聚酯。

微生物聚酯主要是植物凝集素 (PHA) 类,包括聚 3-羟基丁酸酯 [P 3HB ]、超高分子量 P( 3HB )和 P (3HB )羟基烷酸 ( HA)共聚物等。

微生物合成高分子材料是由生物通过各种碳源发酵制得的一类高分子材料,其特点是能完全生物降解。

英国将葡萄糖作碳源培养菌种,采用真养产碱杆菌成功合成P( 3HB)与3-羟基戊酸 (3HV) 共聚物,德国已开始采用该材料制作容器来试用。

翁端以甲醇为碳源进行发酵,成功合成出P (3HB)。

微生物聚酯具有良好的物理性能、成型性能、热稳定性能等,可以制成薄膜、容器等。

但在耐热和力学性能方面还需改进,而且成本较高,现在只在医药、电子等附加值较高的行业中得到广泛应用。

目前,各国科学家正在进行改用各种碳源以降低成本的研究。

3化学合成生物降解高分子材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。

聚酯及其共聚物可由二元醇和二元酸或二元酸衍生物、羟基酸的逐步聚合来获得,也可由内酯环的开环聚合来制备。

开环聚合成为通过内酯、乙交酯、丙交酯的均聚和共聚合成生物降解高分子材料的理想聚合方法。

合成高分子材料比天然高分子材料具有更多的优点,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。

不过在如何精确的通过设计分子结构来控制其性能方面还有待进一步的研究。

(1)聚乳酸 PLAPLA是世界上近年来开发研究最活跃的生物降解高分子材料之一,它在土壤中掩埋3~6月后破碎,在微生物分解[酶作用下6~12月后变成乳酸,最终变成 CO2和H 2O。

PLA可与淀粉、羟基磷灰石、聚己内酯 (PCL) 、PE和木质素等进行共混,制备各种不同结构和性能的共混体系,满足不同的应用。

齐锦刚等采用浇注结合热压工艺制备了PLA/碳纤维骨折固定材料,发现其降解速度慢、性能保持较好,界面结合强度好,有望应用于临床实践。

黎莉等采用溶液共沸法直接缩聚制备PLA,他们以二甲苯为溶剂,在氮气保护下反应35 h得到重均相对分子质量达6. 6×10的PLA。

吴景梅等以L2乳酸为单体,二苯醚和十氢萘为溶剂,采用逐步减压、逐渐升温的工艺路线,合成了 PLA,其相对分子质量较高。

最佳工艺条件为:以用量为 L2乳酸质量0. 5%的二氯化锡SnCl 为催化剂,L2乳酸与苯醚体积比2:3, 在160℃下反应24 h。

聚乳酸生产的工艺流程如下:原料预备(玉米、高粱等)→生产淀粉→液化→糖化→作用生产葡萄糖→酵母培养→发酵→分离→纯化(净化)→乳酸聚合→树脂→纤维、塑料。

(2) PCLPCL是脂肪族聚酯中应用较为广泛的一种可降解高分子材料,将其掩埋在土壤中可在许多微生物的作用下缓慢降解,12个月后降解了95%。

PCL的结构特点使得它可以和许多的聚合物进行共聚和共混,赋予材料特殊的物理力学性能,从而提高PCL的应用价值。

戴炜枫等通过传统的烯胺化反应,由成本低廉的环己酮、吗啉合成带有侧基的环酮原料,然后通过 Baeyer-Vil-liger反应合成出带有侧基官能团的新型6-乙氧甲酰甲基-e-己内酯,通过该内酯单体与 2己内酯单体的开环聚合得到相应悬挂官能团的新型官能团化PCL。

在 PCL上引入官能团化侧基后,可使PCL的降解速率增加,更快地实现完全降解。

4掺混型生物降解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,该组分多采用淀粉、纤维素、壳聚糖等天然高分子。

以淀粉为例,它可分为淀粉填充型、淀粉接枝共聚型和淀粉基质型生物降解高分子材料三类。

淀粉与聚乙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯混合属淀粉填充型,淀粉接枝丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯苯乙烯等属淀粉接枝型,但是这两类高分子材料大部分不能完全彻底降解,属于不完全生物降解高分子材料,所以其前景不是很好。

淀粉基质型生物降解高分子材料是以淀粉为主体,加入适量可降解添加剂来制备。

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,该产品具有良好的成型性,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。

四、可生物降解高分子材料分类根据降解机理和破坏形式可将生物降解高分子分为完全生物降解高分子和生物破坏高分子两种:①完全生物降解高分子:指在微生物作用下,在一定时间内完全分解为CO2 和H2O的化合物。

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