浅析高分子材料的发展状况

科技创新 2014年4月（下）

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浅析高分子材料的发展状况

段文龙

（长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434100）

摘要：高分子材料因医药、医学、环境等方面的需求而迅速发展起来，在近几十年，世界先进国家非常重视该领域的研究和开发工作，并取得一些重要进展。在简要介绍生物降解高分子材料的降解过程后，着重对全生物降解高分子材料的发展现状作了综述，其中包括化学合成高分子和天然高分子的研究和开发，同时对生物降解高分子材料存在的问题及其将来发展趋势等方面进行了讨论。

关键词：高分子材料；科学；发展

近年来，国内外一次性医疗输注器械用高分子材料的情况非常普遍,聚氯乙烯用于医疗输注器械存在的增塑剂析出、污染药液和血液以及器械吸附药物、贻误治疗等问题等成了医药中非常明显的问题,用改性聚烯烃材料取代聚氯乙烯的优点及该类材料的研发和产业化取得了不错的进展,分析和预测一次性医疗输注器械用高分子材料的发展趋势。

生物降解高分子材料、光降解高分子材料和光 -生物降解高分子材料的种类、制备方法、性能及其应用 ,指出降解高分子材料存在的问题及发展方向。通过比较认为光降解高分子材料技术比较成熟 ,完全生物降解高分子材料和光 -生物降解高分子材料发展前景看好 ，今后发展将有不错的状况。

生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科，它是生物学、医学、化学、物理学和材料学交叉形成的边缘学科，是用于人工组织或器官制备、高性能医疗器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础。 生物医用材料，简称生物材料(Biomaterials)，是一类具有特殊性能或功能，可用于动物器官和组织的修复与替换、疾病诊断与治疗，与动物生物相容的一类材料。

高分子材料以其特有的性质和优点，在生物材料中占有很大比重，广泛的应用于心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等领域。主要对生物医用高分子材料中的抗凝血材料、可用于骨修复或替代的可降解吸收材料和药用高分子材料进行了基础性研究。

首先，抗凝血材料的研究 当高分子材料与活体组织相接触时，会导致一些重要的反应，诸如血栓形成和一些不希望发生的免疫反应。生物相容性，尤其是血液相容性是高分子生物材料最重要的性能指标。 目前抗凝血效果较好的材料有三大类：聚氧乙烯链结构类、聚磷酰胆碱类及表面肝素化材料。在物理机械性能较好的高分子材料表面构建这些材料是发展高分子血液相容性材料的重要途径，改性后的材料可以直接用于与血液相接触的场合，无需抗凝剂。

其次，高分子合成材料主要指合成树脂和塑料、合成纤维、合成橡胶这三大合成材料。它们已广泛应用于尖端技术、国防建设和国民经济各领域。它与金属材料、陶瓷材料一起称为新技术革命的三大支柱材料。高分子材料的发展不仅对材料科学本身有重

大影响，而且也直接关系到国民经济所有领域的发展。高分子材料为了满足21世纪新技术革命发展的需要，主要朝着高性能化、高功能化、复合化、精细化和智能化的方向发展。

其中，脂肪族聚脂是一类重要的合成医用高分子材料,具有良好的生物相容性及生物可降解性。介绍几种研究较为成熟的聚酯类医用材料,着重关注它的设计、合成及其在生物医学领域中应用的研究进展,展望可生物降解医用高分子材料的发展趋势。

新型的功能高分子材料的发展及应用领域前景非常广阔,新型高分子材料有:光功能高分子材料、电功能高分子材料、反应型功能高分子材料、吸附分离功能高分子材料、生物医用功能高分子材料、液晶高分子材料等。这些高分子材料将成为今后研究发展方向的热点,在以后的新型功能高分子材料中有重要的战略地位。

光致形变液晶高分子材料,由于能实现光能到机械能的直接转换,近年来受到人们的广泛关注。跟光致形变液晶高分子材料的发展趋势及其在实际应用上的需要,研究了全新结构的可见光与近红外光致形变液晶高分子材料。

首先通过多步有机合成反应制备了新型的含反应基团的可见光响应线性液晶高分子,然后利用后交联的方法实现了大尺寸可见光致形变液晶高分子材料的制备。另外,利用稀土纳米粒子的上转换发光首次实现了液晶高分子材料的近红外光致形变。

主要研究结果如下：1)全新结构的含反应基团的可见光响应线性液晶高分子的制备与性能。通过多步有机合成反应制备了可见光响应液晶单体2-甲基-4-(4”-琥珀酰亚胺酯基苯乙炔基)-4’-[11-(丙烯酰基氧基)十一烷氧基]偶氮苯(M1)和非光响应液晶单体4-己氧基苯-4’-[11-(丙烯酰基氧基)十一烷氧基]苯甲酯(M2),然后通过自由基聚合,由单体M1制备出可后交联型线性高分子PM1,由单体M1和M2共聚制备出低光响应基团含量的无规共聚物PM1M2。通过1H NMR, FTIR, GPC 等对所制备的单体和高分子的结构进行了表征分析。

活性高分子材料分为复合型和结构型两类,复合型和结构型磁性高分子材料的研究和应用现状在国外应用广泛,磁性高分子材料的发展对军事、工业、医药有重大的作用,应在其理论和应用领域的开拓前景进行

研究。

国内外松香改性制备高分子材料的研究进展不错,松香改性酚醛树脂、聚氨酯、聚丙烯酸、醇酸树脂等高分子材料的制备和应用普遍,比较一步法和两步法制备松香改性酚醛树脂的优缺点,详述半连续种子乳液聚合法/细乳液聚合法制备松香改性聚丙烯酸酯类高分子材料;对松香综合改性高分子材料的发展趋势进行展望,指出基于松香双键和羧基综合改性制备色泽浅、软化点高的高分子材料及松香改性其它生物质基类高分子材料的发展潜力,以期促进松香改性高分子材料的制备和应用研究。

新型功能高分子材料已广泛应用于许多领域,传统功能高分子材料在化学、光、电、生物医用等方面的发展越来越迅猛;新型功能高分子材料的研究越来越受重视;发展功能高分子材料的对于经济发展有重要作用。

高分子材料对我们未来的影响是不可预测的。随着科学的发展，高分子材料也可以具有其他材料的特性，成为最全面的材料。高分子材料能很大程度地满足人类在工业、医药、航天方面的对新材料的需求，随着科学的发展，高分子的应用和功能将越来越广泛，各大程度地造福人类！

参考文献：

[1]杨奇志,刘佳,蒋序林,点击化学在生物医用高分子中的应用[J].化学进展. 2010(12)。

[2]吴法东,周勇,高从堦,耐溶剂高分子纳滤膜研究进展[J].水处理技术. 2010(12)。

[3]孟欢,张学俊.高分子负载催化剂的应用研究进展[J].化学推进剂与高分子材料.2010(06)。

[4]张佑专,李志荣,郑咏梅,王京霞,宋延林,江雷.仿生制备功能性聚合物光子晶体[J].高分子学报.2010(11)。

[5]任铁钢,补朝阳,李伟杰,黎桂辉,程红彬.高分子电致发光材料研究进展[J].化学研究.2010(06)。

[6]谭晓玲，聚酯液晶高分子的开发及应用[J].聚酯工业.2010(06)。

[7]樊国栋,张春梅.医用聚乳酸材料的改性及应用[J].中国组织工程研究与临床康复. 2010(42)。

[8]李岳姝.高分子液晶材料及应用[J].黑龙江科技信息. 2008(24)。

[9]张晓光,杨槐,周彬,保石，导电聚合物及其在隐身技术中的应用[J].光电技术应用.2006(05)。

[10]王锦成,李光,杨胜林,江建明，高分子材料的智能性及其应用[J].合成技术及应用. 2001(04)。