人工合成高分子材料

三大高分子合成材料发展史塑料(合成树脂)也许是因为塑料制品在日常生活中太普遍了，大家对塑料一词熟悉得不能再熟悉了。

从字面上理解，塑料指所有可以塑造的材料。

但我们所说的塑料，单指人工合成的塑料(又称合成树脂)，是用人工方法合成的高分子物质。

大家一定都听说过“赛璐珞”。

在19世纪，台球都是用象牙做的，数量自然非常有限。

于是有人悬赏1万美元征求制造台球的替代材料。

1869年，美国的海厄特(J.W.Hyatt，1837-1920)把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热，然后在常压下硬化成型制出了廉价台球，赢得了这笔奖金。

这种由纤维素制得的材料就是“赛璐珞”。

“赛璐珞”是人类历史上第一种合成塑料，它是一种坚韧材料，具有很大的抗张强度，耐水，耐油、耐酸。

从此，"赛璐珞"被用来制造各种物品，从儿童玩具到衬衫领子中都有"赛璐珞"。

它还被用来做胶状银化合物的片基，这就是第一张实用照相底片。

不过，由于"赛璐珞"中含硝酸根，所以它有一个很大的缺点，就是极易着火引起火灾。

"赛璐珞"是由天然的纤维素加工而成的，并不是完全人工合成的塑料。

人类历史上第一种完全人工合成的塑料是在1909年由美国人贝克兰(Leo Baekeland)用苯酚和甲醛制造的酚醛树脂，又称贝克兰塑料。

酚醛树脂是通过缩合反应制备的，属于热固性塑料。

其制备过程共分两步：第一步先做成线型聚合度较低的化合物；第二步用高温处理，转变为体型聚合度很高的高分子化合物。

20世纪40年代乙烯类单体的自由基引发聚合迅速发展，实现工业化的包括氯乙烯、聚苯乙烯和有机玻璃等，这是合成高分子蓬勃发展的时期。

进入50年代，从石油裂解而得的a－烯烃主要包括乙烯与丙烯，德国人齐格勒(Karl Ziegler)与意大利人纳塔(Giulio Natta)分别发明用金属络合催化剂合成低压聚乙烯与聚丙烯的方法，前者1952年工业化，后者1957年工业化，这是高分子化学的历史性发展，因为可以由石油为原料又能建立年产10万吨的大厂，他们二人后来都获得了1963年的诺贝尔化学奖。

生物高分子材料在生物医学领域中的应用研究随着生物医学技术的不断发展，生物高分子材料得到了广泛的关注和应用。

生物高分子材料是一类由天然或合成高分子组成的材料，具有良好的生物相容性、可降解性、可塑性、透明度高等优点，被广泛应用于药物传递、组织工程、生物检测以及医用材料等领域中。

本文将从生物高分子材料的种类、制备方法以及在生物医学领域中的应用研究等方面进行探讨。

一、生物高分子材料的种类生物高分子材料包括天然和人工合成两种类型。

天然高分子材料包括蛋白质、多糖、胶原蛋白、纤维素等，这些材料来源广泛，具有良好的生物相容性和生物相似性，适用于人体内的多种组织工程修复和药物传递。

人工合成高分子材料包括聚酯、聚酰胺、聚乳酸、聚醚酯等，这些材料可以通过化学方法进行修饰和改变材料的物理化学特性，从而得到更符合应用需求的材料。

二、生物高分子材料的制备方法生物高分子材料的制备方法主要有两类：天然高分子材料的提取和人工合成高分子材料的合成。

天然高分子材料的提取主要是通过生物菌群发酵、分离和提取等工艺，获取具有高纯度和生物活性的天然高分子材料。

人工合成高分子材料的合成主要是通过化学方法控制分子量、分子结构和官能团的引入等操作，制备具有特定功能和性能的高分子材料。

三、1.生物高分子材料在药物传递中的应用研究生物高分子材料在药物传递中的应用，主要是利用材料本身的可降解性和生物相容性，将药物载体嵌入到高分子材料中，从而达到控制释放、提高生物利用度和削减副作用等目的。

代表性的应用包括利用聚酯、聚糖等材料制备的颗粒或支架材料，用于胶囊、微小颗粒、纳米颗粒等形式进行药物的传递。

2.生物高分子材料在组织工程中的应用研究组织工程是一种利用生物学、医传工程等多学科和技术手段制备、修复、再生功能组织的技术，而生物高分子材料的应用可以实现组织工程的目的，诸如不同组织成分、强度、生物相容性、可降解性能或可辅助生物修复的性质。

代表性的应用包括利用蛋白质和碳水化合物等材料制备的支架材料，用于心脏、血管、骨骼、软骨等组织工程的应用。

⽣物可降解材料可⽣物降解的材料有天然⾼分⼦、⽣物合成⾼分⼦、⼈⼯合成⾼分⼦、⽣物活性玻璃、磷酸三钙等。

天然⾼分⼦均为亲⽔性材料,如胶原、明胶、甲壳素、淀粉、纤维素、透明质酸等,它们在⼈体内的降解速度与材料在⼈体⽣理环境下的溶解特性有关。

例如明胶分⼦能够溶于与体液相似pH 值为714 的⽣理盐⽔中,因⽽必须先进⾏交联才能作为材料在⼈体中使⽤[4～6 ] ,其交联产物在⼈体内降解2溶解的速度很快,⼏天内就可被⼈体完全吸收。

与此相对应,在正常⽣理环境下不溶解的天然⾼分⼦,如甲壳素(在酸性环境下溶解) [7 ] ,其降解速率就要慢得多。

磷酸三钙具有良好的⽣物相容性、⽣物活性以及⽣物降解性,是理想的⼈体硬组织修复和替代材料,在⽣物医学⼯程学领域⼀直受到⼈们的密切关注。

医学上通常使⽤的是磷酸三钙的⼀种特殊形态—β-磷酸三钙。

β-磷酸三钙主要是由钙、磷组成，其成分与⾻基质的⽆机成分相似，与⾻结合好。

动物或⼈体细胞可以在β-磷酸三钙材料上正常⽣长，分化和繁殖。

通过⼤量实验研究证明：β-磷酸三钙对⾻髓造⾎机能⽆不良反应，⽆排异反应，⽆急性毒性反应，不致癌变，⽆过敏现象。

因此β-磷酸三钙可⼴泛应⽤于关节与脊柱融合、四肢创伤、⼝腔颌⾯的外科、⼼⾎管外科，以及填补⽛周的空洞等⽅⾯。

随着⼈们对β-磷酸三钙研究的不断深⼊，其应⽤形式也出现了多样化，幵在临床医学中体现了较好的性能。

梁⼽等通过实验发现其溶⾎程度<5%，当β-磷酸三钙被植⼊⼈体内后，其在体液中能发⽣降解和吸收，钙、磷被体液吸收后进⼊⼈体循环系统，⼀定时间后植⼊⼈体的β-磷酸三钙逐渐溶解消失，形成新⾻。

Arai等利⽤β-磷酸三钙多孔陶瓷填充8～15cm 的腓⾻节段缺损，获得了腓⾻再⽣。

平均术后2个⽉即可达到重建。

不会发⽣踝关节及胫⾻的移位。

郑承泽等将β-磷酸三钙与⾃体⾻髓复合应⽤于临床，修复包括肿瘤性⾻缺损和陈旧性⾻折⾻缺损,经术后调查，结果显⽰植⼊材料的成⾻作⽤明显，说明β-磷酸三钙与⾃体⾻髓复合是⼀种治疗⾻缺损理想的⽅法。

新型高分子材料的合成及其应用近年来，随着科技的不断进步，新型高分子材料的研发和应用取得了巨大的突破。

这些新型高分子材料具有较高的热稳定性、机械性能和光学性能，可用于电子、光电、医学等领域。

本文将简要介绍新型高分子材料的合成及其应用。

一、新型高分子材料的合成新型高分子材料的合成通常采用两种方法：自由基聚合和离子聚合。

自由基聚合一般通过引发剂引起单体分子自由基的聚合反应，得到聚合物。

离子聚合则是一种通过阴离子或阳离子的催化作用，使单体分子形成离子，从而实现聚合的方法。

目前，自由基聚合法广泛应用于合成新型高分子材料。

例如，合成高锰酸盐/钒酸盐导电高分子材料，可以通过丙烯酸甲酯、N-异丙基丙烯酰胺、高锰酸钾等单体在引发剂的作用下，进行聚合反应。

离子聚合法则可用于合成特定结构的高分子材料。

二、新型高分子材料的应用新型高分子材料的应用非常广泛。

以下是几个常见的应用领域：1. 电子领域：随着电子技术的不断发展，高分子电介质材料、有机半导体材料和导电高分子材料等成为电子领域的研究热点。

例如，聚合物发光二极管（PLED）可以作为新型显示屏的核心部件；导电聚合物可以用于制造电子元器件和聚光灯等。

2. 光电领域：新型高分子材料广泛应用于光电领域。

例如，可溶性聚合物太阳能电池可以通过简单的卷曲和涂覆形成大面积的柔性材料，具有极高的应用价值。

此外，聚合物LED，有机薄膜晶体管等也是新型高分子材料在光电领域的重要应用。

3. 医学领域：由于新型高分子材料生物相容性好，可以与生物组织接触，因此在医学领域有着广泛的应用。

例如，可生物降解高分子材料被广泛运用于制造药品缓释剂、组织修复材料等。

4. 环保领域：新型高分子材料的应用可以大大减少环境污染。

例如，利用蒟蒻酸高分子材料可以制作生物降解塑料袋，相较于普通塑料袋，更为环保。

5. 材料领域：新型高分子材料也可用于混合材料制备。

例如，纳米高分子材料与沙子混合，可制造高强度的复合材料用于建筑等领域。

高分子材料的人工合成技术研究高分子材料是目前工业界当中十分重要的一类材料。

由于其良好的性能和广泛的应用领域，高分子材料的研究可以说是数不胜数。

下文将着重介绍高分子材料的人工合成技术研究。

I. 简介高分子材料是指由高分子化合物合成的材料。

高分子化合物是指分子量较大的有机化合物。

高分子化合物在结构上具有重复序列，其化学键强度高，且熔点较高，具有良好的机械性能，导热性能和电学特性等。

因此，高分子材料具有广泛的用途，涉及到如塑料、橡胶、纤维等行业。

II. 人工合成高分子材料的技术目前，高分子材料的人工合成技术主要有两种：聚合和共聚合。

聚合是指通过单体之间反应形成高分子化合物的过程。

聚合通常可以分为自由基聚合、离子聚合和金属催化聚合等。

其中，自由基聚合是目前最广泛的一种聚合方法，其优点是反应条件容易控制且成本较低。

共聚合是指两个不同的单体在反应中同时聚合。

共聚合可以分为两类：串联共聚合和平行（交替）共聚合。

两者区别在于，串联共聚合中不同单体相互作用比较弱，而平行共聚合则反之。

III. 高分子材料人工合成技术的研究进展随着材料科学技术的不断发展，高分子材料的人工合成技术也在不断地改进和创新。

以下是一些关键研究进展。

1. 立体控制聚合立体控制聚合是指通过合成不同的单体，控制高分子材料分子的结构和性能。

例如，每种单体所引入的转动限制和空间妨碍不同，从而影响高分子材料的立体结构和形态。

2. 重活化聚合重活化聚合是一种新兴的聚合方法。

与传统聚合不同的是，单体是是从活性聚合物中转移，从而进行聚合。

重活化聚合能够控制高分子材料分子链的长度和分子量。

3. 无催化剂聚合传统聚合反应通常需要在反应中加入催化剂。

而无催化剂聚合是指在不使用任何催化剂的情况下直接从单体中合成高分子材料。

无催化剂聚合有助于减少生产中的废弃物，并且相对于传统聚合具有更快的反应速度。

IV. 总结高分子材料的人工合成技术的不断创新和发展，为高分子材料未来的应用提供了广泛的机会和挑战。

新型高分子材料的合成和应用一、新型高分子材料简介高分子材料是人工合成的大分子材料，由于其特殊的物化特性和广泛的应用领域，被誉为“21世纪的材料王国”。

新型高分子材料是指能够满足特定应用需求，且与传统高分子材料有所不同的一类材料。

新型高分子材料具有多样的结构、多种的性质和多样的应用领域。

二、新型高分子材料的合成方式1.开环聚合法开环聚合法是指通过开环反应将线性低聚体转化成环状高分子材料的方法。

这种方法合成的环状高分子分子量相对分布较窄，分子结构较为单一，具有良好的热稳定性和机械性能，广泛应用于高分子复合材料、电子器件等领域。

2.自由基聚合法自由基聚合法是指利用自由基引发体系进行大分子合成的方法。

由于其反应速度快、反应条件温和，能够生产各种高低分子量聚合物，可广泛应用于塑料、涂料、胶粘剂等领域。

3.阴离子聚合法阴离子聚合法是指以阴离子引发器为引发剂，通过阴离子聚合反应制得的高分子材料。

这种方法合成的聚合物分子量和分子量分布较窄，结构单一，具有出色的机械性能和热稳定性等特点。

三、新型高分子材料的应用1.生物医学领域新型高分子材料在生物医疗领域应用广泛，如用于人工心脏、人工肝脏、人工骨骼、人工血管等方面。

此外，新型生物高分子材料还被应用于医用诊断试剂与药物制剂等领域。

2.环保领域随着环境污染的日益严重，新型高分子材料被广泛应用于环保领域。

例如，高分子复合材料可以制成汽车底盘和车身，降低汽车排放物的贡献；新型高分子涂料可以制成防水、防腐、防蚀等抗氧化涂料，保护建筑和工业设备免受环境侵蚀等。

3.电子信息领域新型高分子材料在电子信息领域的应用也越来越广泛。

例如，用于制造平板显示器、电池等电子产品的高分子材料，以及用于光电存储材料、超高分子材料等方面，都是新型高分子材料在该领域的重要应用。

四、结语新型高分子材料具有多样的结构、多种的性质和多样的应用领域。

通过各种不同的合成方法可以制备出不同结构和性能的高分子材料，为未来材料的发展和应用提供了有力的支撑。

高分子材料的制备及其应用高分子材料是一种由大量分子组成的材料，具有多种性能优异、加工性好、耐腐蚀、轻质等优点，被广泛应用于化工、医药、电子、汽车等各个领域。

高分子材料的制备技术不断发展、创新，使得高分子材料的品质不断提高，应用范围不断扩大。

一、高分子材料的制备技术1、聚合法聚合法是制备高分子材料的最常用的方法之一，它是利用单体分子中的共价键发生聚合反应而将单体转变为高分子的过程。

聚合反应中，单体反应物与聚合引发剂在加热、搅拌等作用下，形成聚合物。

2、交联法交联法是通过引入化合物，如交联剂等，使高分子材料中的结构发生交联，并形成高强度的网络结构。

交联法主要以叉烷、化学交联等方式实现交联。

3、聚合物改性法聚合物改性法是利用外界工艺干预的方式，通过加入其他物质改变聚合物的化学结构和物理性质，以改变和优化高分子材料的性质。

二、高分子材料的应用领域1、建筑领域高分子材料在建筑领域中的应用越来越广泛。

例如，防水屋面、防水涂料、粘合剂、土壤改良剂、保温材料等都可以利用高分子合成材料得到实现。

他们在建筑材料中具有优异的防水性、耐热性、强度高、粘合性好、不膨胀等特点。

2、电子领域高分子材料在电子领域中的应用是提高电子设备应用性能、功能的一个有效方式。

高分子材料可以为各种微型器件提供基础，如液晶显示器、电池电极、电容器、开关、透明导电系统等。

3、医疗领域高分子材料在医疗领域中的应用也较为广泛，如人工器官、生物传感器、医用材料、药物缓释系统、组织修复等。

高分子材料的生物可兼容性使得其在医疗领域中的应用得到了较为完整的认可与推广。

4、汽车领域高分子材料在汽车领域中的应用是使汽车整体降低重量，提高噪音隔绝性能等。

例如，高分子热塑料可以代替传统的铝合金制品；高分子复合材料可以成为汽车制造业中轻量化的一个新方向。

总的来看，高分子材料的制备技术和应用领域不断扩大和创新，推动了高分子材料行业的发展。

未来随着该行业不断成熟，更多创新技术和产品的涌现，高分子材料行业无疑将拥有更广阔的发展前景。