1.名词解释 凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，高分子合金的相容性。 凝聚态：为物质的物理状态，是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的，通常包括固体、液体和气体。 内聚能密度：CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位： 晶系：根据晶体的特征对称元素所进行的分类。 结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分数（质量结晶度）或者体积分数（体积结晶度）。取向：聚合物的取向是指在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列。 高分子合金的相容性：两种或两种以上高分子，通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性。 3.聚合物在不同条件下结晶时，可能得到哪几种主要的结晶形态？各种结晶形态的特征是什么？ 答：（1）可能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体；（2）形态特征： 单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有10nm左右； 树枝晶：许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状； 球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同心环； 纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度； 串晶：在电子显微镜下，串晶形如串珠； 柱晶：中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶，呈柱状； 伸直链晶体：高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当。 1.溶度参数的含义是什么？“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物溶解能力的依据是什么？ 答：（1）溶度参数：是指内聚能密度的平方根； （2）依据是：，因为溶解过程>0，要使<0，越小越好，又 因为?，所以与越相近就越小，所以可用“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物的溶解能力。 2.什么叫高分子θ溶液？它与理想溶液有何本质区别？ 答：（1）高分子θ溶液：是指高分子稀溶液在θ温度下（Flory温度），分子链段间的作用力，分子链段与溶剂分子间的作用力，溶剂分子间的作用力恰好相互抵消，形成无扰状态的溶液。此时高分子—溶剂相互作用参数为1/2,内聚能密度为0.（2）理想溶液三个作用力都为0，而θ溶液三个作用力都不为0，只是合力为0. 4.什么叫排斥体积效应？Flory-Kingbuam稀溶液理论较之晶格模型理论有何进展？ 答：（1）排斥体积效应：在高分子稀溶液中，“链段”的分布实际上是不均匀的，高分子链以一个被溶剂化了的松懈的链球散布在纯溶剂中，每个链球都占有一定的体积，它不能被其他分子的“链段”占有。 （2）进展：把“链段”间的排斥体积考虑进去，更符合实际。
Journal of Changsha University of Science and Technology(Natural Science) 收稿日期:2005-01-27 基金项目:国家863计划科研资助项目(2001AA218011);湖南省教育厅科研资助项目(04C071) 作者简介:李和平(1968-),男,湖南邵阳人,长沙理工大学副教授,博士,主要从事纳米生物材料的研究. 文章编号:1672-9331(2005)04-0084-06 壳聚糖-5-氟尿嘧啶高分子前药的合成与表征 李和平1,2,阮建明2,蔡红革1,潘 彤1 (11长沙理工大学化学与环境工程系,湖南长沙 410076; 21中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南长沙 410083) 摘 要:为了合成控释型高分子前药,以壳聚糖为载体材料、5-氟尿嘧啶为模型药物,设计并合成了壳聚 糖-5-氟尿嘧啶高分子前药,其结构经红外光谱、紫外-可见光谱证明.采用紫外-可见光谱仪,测得其载 药率为1614%.在pH 为712的磷酸盐缓冲溶液中,1个月的累积释药量约占总含药量的68%,表现出明显的 缓释效果. 关键词:壳聚糖;5-氟尿嘧啶;高分子前药;合成;表征 中图分类号:R944.2+7;R979.1文献标识码:A 大部分的抗癌药物都具有细胞毒性而伴随有严重的毒副作用,为了减少这种副作用,可将其制成前药以提高对靶组织的选择性[1,2].5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,简称5-Fu)是一种常用的抗代谢药物,对消化道癌及其他实体瘤有良好疗效.但单独使用该类化疗型抗肿瘤药物,常产生胃肠道毒性及骨髓抑制等严重的毒副作用,且对生物体肝肾均有损害[3].为了降低5-Fu 的毒副作用,对5-Fu 进行化学修饰的研究是抗肿瘤药物研究中最活跃的领域之一.在5-Fu 上引入各种取代基,可以减少首过代谢,增强亲脂性,从而有利于药物吸收,提高疗效[4~8].但小分子抗癌药物通常都具有较大的毒副作用,并具有代谢快、半衰期短等缺点.将小分子抗癌药物键合在高分子材料上制成高分子前药,可有效克服小分子抗癌药物的缺点,且具备缓释长效、靶向性等特点[9~11].如:宽跗陇马陆多糖-5-Fu 前药,可明显降低5-Fu 的毒副作用,并显示更强的抗癌活性[11]. 壳聚糖(Chitosan,简称CS)是天然多糖中唯一的碱性多糖,具有许多独特的物理化学特性和生物学功能.CS 及其分解产物无毒,具有良好的生物相容性和生物可降解性,可选择性地与肿瘤细胞聚集,抑制肿瘤细胞的生长,并可通过活化免疫系统,显示抗癌活性.C S 作为药物的包覆材料,在缓释给药系统中的应用已引起了人们浓厚的兴趣[12~14].本研究以壳聚糖为载体,以溴乙酰基对其进行化学结构修饰,进而合成壳聚糖-5-氟尿嘧啶(CS-5-Fu),通过化学键将C S 与5-Fu 相连接,利用化学键的降解来控制药物的释放. 1 材料与方法 111 试剂与仪器 试剂:壳聚糖(分子量1138@106,粘度法测定;脱乙酰度90%);5-氟尿嘧啶(上海第十二制药厂);吡啶(氢氧化钠干燥,蒸出);N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(4A 分子筛干燥,减压蒸馏);其余试剂均为分析纯,未作进一步处理.透析袋:直径为1cm. 第2卷第4期 长沙理工大学学报(自然科学版)Vol.2No.42005年12月Dec.2005
紫杉醇高分子前药 摘要: 紫杉醇是一种非常有用的药物且应用非常之广。其具有极高的开发利用价值，是继阿霉素和顺铂之后，目前世界上最好的抗癌药物。紫杉醇前体药物很好地解决了紫杉醇水溶性差的问题，可避免辅助溶剂聚氧乙烯蓖麻油(Cremophor EL)的毒性问题，因此，临床使用无需抗过敏预处理。其在药代、药效及毒副反应方面具有明显优势，临床应用前景良好。本文将对其历史、抗癌机理，以及紫杉醇前体药物的研发及其临床应用进展。 关键词:紫杉醇作用机制研究前体药物 近年来，广谱抗肿瘤药物紫杉醇及其前体药物的研究开发一直是作为研究的热点。紫杉醇前药作用机制独特，对很多耐药瘤株均有效，20世纪90年代起紫杉醇制剂在全球包括美国、中国等在内的近40个国家和地区先后上市。 1紫杉醇前药研究历史 紫杉醇前药主要用于卵巢癌和乳腺癌治疗，其对肺癌、结肠直肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤及脑瘤也有一定疗效。有关紫杉醇前体药物开发主要在于改善其水溶性，克服紫杉醇水中溶解度低的问题，同时降低药物毒性和提高抗肿瘤活性也是研究的目标之一。 1.1紫杉醇概述 紫杉醇于1967 年为美国北卡罗莱纳州三角研究所发现，其英文名为Taxol。它来源于红豆杉科植物红豆杉的干燥根、枝叶以及树皮。其外观为白色结晶体粉末。无臭，无味。微溶于水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂。它的分子式为C47H51NO14，分子量853.92，结构式如下图： 紫杉醇的化学名称为5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9- 酮-4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[（2’R，3’S）-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯]。同其它抗癌药物一样，紫杉醇在使用时也会出现过敏反应与副作用。过敏反应轻微症状为面潮红、皮肤反应、心率略快、血压稍降，严重反应为血压低、血管神经性水肿、呼吸困难、全身寻麻疹等。副作用有指趾麻木、一过性心动过速和低血压、关节和肌肉疼痛、消化道反应、轻度脱发以及胆红素、碱性磷酸酶、谷草转氨酶升高等。 1.2紫杉醇的作用机理 1.2.1细胞有丝分裂中微管的作用 在有丝分裂过程中染色体被拉向两极是受两种力的作用:一种是动粒微管去装配产生的拉力，另一种是极微管的聚合产生的推力。根据所使用的力，有丝分裂的后期可分为两个阶段∶后期A 和后期B。在后期A，染色体运动的力主要是由动粒微管的去装配产生的,此时的染色体运动称为向极运动。在后期B，染色体运动的力主要是由极微管的聚合产生的，此时的运动称为染色体极分离运动。 1.2.2紫杉醇对微管的作用
高分子物理答案详解（第三版） 第1章高分子的链结构 1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。 等。 2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？ 答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。 （2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。
3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？ 答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。 （2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。 4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？ 答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子），值愈大，柔顺性愈差； （2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好； （3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。 5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？ 答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。 6.从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异： （1）聚丙烯睛与碳纤维； （2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯； （3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。 (1)线性高分子梯形高分子 (2 非晶高分子结晶性高分子 (3)柔性 (4)高密度聚乙烯为平面锯齿状链，为线型分子，模量高，渗透性小，结晶度高，具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性；低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯（每1000 个主链 C 原子中约含15～35 个短支链），结晶度较低，具有一定的韧性，放水和隔热性能较好；交联聚乙烯形成了立体网状的结构，因此在韧性、强度、耐热性等方面都较高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。
－５０?黑龙江医药ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＭｅｄｉｃｉｎｅＪｏｕｒｎａｌＶｏＬ２３Ｎｏ．１２０１０ 前药原理在药物研究中的应用与进展 杨楠，石磊，杨慧＋ 内蒙古医学院（内蒙古呼和浩特０１００５９） 摘要前药具有提高生物利用度，增加水溶性，减少不良反应等特性，在保持或增强原药药效的同时又克服了原药的缺点。本文主要综合前药原理在药物研究中的典型实例，介绍前药原理在药物研究中的应用。 关键词：前药；前药原理；生物利用度 中图分类号：Ｒ９１７；Ｒ９６９．１文献标识码：Ａ文章编号：１００６—２８８２（２０１０｝０１—０５０—０３ＰｒｏｇｒｅｓｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰｒｏｄｒｕｇＰｒｉｎｃｉｐｌｅｉｎＤｒｕｇＲｅｓｅａｒｃｈ ＹａｎｇＮａｎ，ｅｔａｌ ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＭｅｄｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ（Ｈｏｈｈｏｔ０１００５９Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｄｍｇｓｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ，ｉｎｃｒｅａｓｅｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ，ｄｅｃｒｅａｓｅａｄｖｅｒｓｅｒｅａｃｔｉｏｎｓａｎｄｏｔｈｅｒｅｈａｒａｃｔｅｒｉｓ—ｔｉｃｓ，ｗｈｉｌｅｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｏｒｅｎｈａｎｃｉｎｇｅｆｆｉｃａｃｙｗｈｉｌｅｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｄｒｕｇｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｄｒｕｇ．Ｉｎｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｐｒｏ—ｄｒｕｇｓｔｈｅｏｒｙｉｎｄｒｕｇｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｅｘａｍｐｌｅ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｐｒｏｄｒｕｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｎｄｒｕｇ ｒｅ? ｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｒｏｄｒｕｇ；Ｐｒｏｄｒｕｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；Ｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ 前药（Ｐｒｏｄｒｕｇ）是一类体外活性较小或无活性，在体内经酶或非酶作用，释放出活性物质而发挥药理作用的化合作者简介：杨楠，（１９８３一），女，内蒙古医学院２００７级在读硕士研究生；杨慧，教授，硕士研究生导师。 死区形成，病灶周围以可逆性受损细胞及正常细胞为主；再灌注２４ｈ可见神经细胞大片消失，说明脑缺血３０ｒａｉｎ再灌注１ｈ已经出现了细胞坏死及凋亡，再灌注２４ｈ坏死及凋亡明显加重。而免疫组化显示：缺血３０ｍｉｎ再灌注１ｈ活性Ｃａｓｐａｓｅ一３蛋白表达明显上调（Ｐ＜０．０１），再灌注２４ｈ进一步增加（Ｐ＜０．０１），Ｃａｓｐａｓｅ一３表达主要位于病变侧大脑半球缺血区内，以坏死灶边缘为多。这与国内外研究表明的细胞凋亡在再灌注半小时后出现、以２４ｈ一４８ｈ最多相符，且进一步证实了半暗带区细胞以凋亡为主，并提示Ｃａｓｐａｓｅ一３在大鼠急性局灶性脑缺血再灌注时被激活，参与了缺血性神经元损伤的病理过程。 本实验表明，牛蒡子复方制剂各剂量均能改善脑缺血再灌注后大鼠的神经功能评分，Ｃａｓｐａｓｅ一３表达减少，证实牛蒡子复方制剂有抑制Ｃａｓｐａｓｅ一３表达的作用，从而对脑细胞凋亡有抑制作用，对脑缺血有保护作用。 综合上述，Ｃａｓｐａｓｅ一３在大鼠局灶性脑缺血再灌注中表达显著增高，以２４ｈ为更高；牛蒡子复方制剂能降低大鼠神经功能缺损评分、使脑组织变性坏死程度减轻、有效抑制缺血灶周围皮质Ｃａｓｐａｓｅ一３的表达，从而抑制大鼠局灶性脑缺疯再灌注损伤中缺血损伤及细胞凋亡，在大鼠局灶性脑缺血再灌注中脑损伤中起到神经保护作用。其神经保护作用机制可能是多方面的，作者仅提示了它的一部分作用机制。此外，还需进一步深入研究，已便为牛蒡子复方制剂的临床应用提供更有力的依据。 参考文献 ［１］ＬｏｎｇａＥＺ，ＷｅｉｎｓｔｅｉｎＰＲ，Ｃａｒｌｓｏｎｓ，ｅｔａ１．ＲｅｖｅｒｓｉｂｌｅｍｉｄｇｅＣｅｒｅ—ｂｒａｌａｒｔｅｒｙｏｃｃｌｕｓｉｏｎｗｉｔｈｏｕｔｃｒａｎｉｅｃｔｏｍｙｉｎｒａｔｓ［Ｊ］．＆ｒｏ如，１９８９， ２０（１）：８４． ［２］ＧｕｅｇａｎＣ，ＳｏｌａＢ．Ｅａｒｌｙａｎｄｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｒｅｃｒｕｉｔｍｅｎｔｏｆａｐｏｐｔｏｔｉｃｅｌ－ｌｅｃｔｏｒａｆｔｅｒｆｏｃａｌｐｅｒｍａｎｅｎｔｉｓｅｈｅｍｉａｉｎｍｉｃｅ．ＢｒａｉｎＲｅｓ２０００，８５６ （１—２）：９３． ［３］ＦｊｉｍｕｍＭ，Ｍｏｆｉｍ—ＦｕｊｉｍｕｒａＹ，ＮｏｓｈｉｔａＮ，ｅｔａ１．Ｔｈｅｃｙｔｏｓｏｌｉｃａｎｔ／ｏｘｉｄａｎｔｃｏｐｐｅｒ／ｚｌｎｃ—ｓｕｐｅｍｘｉｄｅｄｉｓｍｕｔａｓｅ ｐｒｅｖｅｎｔｓ ｔｈｅｅａｒｌｙｒｅｌｅａｓｅｏｆｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅＣｉｎｉｓｃｈｅｍｉｃｂｒａｉｎａｆｔｅｒｔｒａｎ—ｓｉｅｎｔｆｏｃａｌｃｅｒｅｂｒａｌｉｓｃｈｅｍｉａｉｎｍｉｃｅ［Ｊ］．ＪＮｅｕｒｏｓｃｉ，２０００，２０ （８）：２８１７—２８２４． ［４］ＳｈｉＹ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆ ｃａｇｐａｓｅ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇ印一ｏｐｔｏｓｉｓ［Ｊ］．ＭｏｌＣｅｌｌ２００２，９（３）：４５９－４７０． 收稿Ｅｔ期：２００９—１０—３ｌ 万方数据
构象：具有一定组成和构型的高分子链通过单键的内旋转而形成的分子中的原子在空间的排列 柔性： 高分子链中单键内旋的能力； 高分子链改变构象的能力； 高分子链中链段的运动能力； 高分子链自由状态下的卷曲程度。 链段：两个可旋转单键之间的一段链，称为链段 影响柔性因素： 1支链长，柔性降低;交联度增加，柔顺性减低。 2一般分子链越长，构象数越多，链的柔顺性越好。 3分子间作用力越大，聚合物分子链所表现出的柔顺性越小。分子链的规整性好，结晶，从而分子链表现不出柔性。 控制球晶大小的方法： 1控制形成速度； 2采用共聚方法，破坏链的均一性和规整性，生成较小的球晶； 3外加成核剂，可获得小甚至微小的球晶。 聚合物的结晶形态： 1单晶：稀溶液，慢降温，螺旋生长 2球晶：浓溶液或熔体冷却 3树枝状晶：溶液中析出，低温或浓度大，分子量大时析出； 4纤维状晶：存在流动场，分子量伸展，并沿流动方向平行排列； 5串晶：溶液低温，边结晶边搅拌； 6柱晶：熔体在应力作用下冷却结晶； 7伸直链晶：高压下融融结晶，或熔体结晶加压热处理。 结晶的必要条件： 1内因： 化学结构及几何结构的规整性； 2外因：一定的温度、时间。 结晶速度的影响因素： 1温度——最大结晶温度：低温有利于晶核形成和稳定，高温有利于晶体生长； 2压力、溶剂、杂质：压力、应力加速结晶，小分子溶剂诱导结晶； 3分子量：M 小结晶速度块，M 大结晶速度慢； 熔融热焓?H m ：与分子间作用力强弱有关。作用力强，?H m 高 熔融熵?S m ：与分子间链柔顺性有关。分子链越刚，?S m 小 聚合物的熔点和熔限和结晶形成的温度T c 有一定的关系： 结晶温度Tc 低(< Tm )，分子链活动能力低，结晶所得晶体不完善，从而熔限宽，熔点低； 结晶温度Tc 高(~ Tm )，分子链活动力强，结晶所得晶体更加完善，从而熔限窄，熔点高。 取向：在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列。聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及结晶聚合物的晶片等沿特定方向的择优排列。 取向机理： 1高弹态：单键的内旋转。外力作用下，链段取向；外力解除，链段解取向 2粘流态：高分子各链段的协同运动。外力作用下，分子链取向；外力解除，分子链解取向 3结晶高聚物：非晶区取向，可以解取向；晶粒取向，不易解取向 取向度： 高分子合金又称多组分聚合物， 在该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物， θ θθ22sin 2 3 1)1cos 3(2 1-=-=f
第三章高分子的链结构和凝聚态结构 本书第三、四章属于高分子物理学范畴。高分子物理学的核心内容是研究高分子材料结构、分子运动及其与材料性能的关系，由于大分子的形状特殊（链状或网状）、分子量巨大且具有多分散性，故其结构及分子运动形式远比低分子材料复杂，材料性能也独具规律。 高分子材料的结构、分子运动的最大特点是具有多尺度性、多层次性。从结构看，高分子的结构可分为两个主层次：分子链结构和凝聚态结构。分子链结构又细分为两个层次，一是结构单元的化学组成及立体化学结构，二是整条分子链的结构与形状，分别称近程结构和远程结构。凝聚态结构又可分为均相体系的凝聚态结构（如结晶态、非晶态、高弹态、廿流态等）和多相体系的织态结构（共混态、共聚态等）。不同的结构层次具有不同的特征运动形式。因此高分子物理的主要发展线索是：研究大分子的多层次结构、多层次运动（化学键运动、链段运动、分子链运动）和多层次相互作用（分子内、分子间相互作用）的联系，以及各种结构因素对高分子作为材料使用的性能和功能的影响。这对于合理选择、使用高分子材料，正确制定高分子制品加工工艺和设计开发新型材料和产品，具有重要指导意义。 第三章侧重介绍高分子材料的结构特点，第四章介绍高分子材料最重要、最具特色的物理、力学性能，两章内容紧密相关。 第一节高分子链的近程结构 近程结构是指大分子中与结构单元相关的化学结构。近程结构包括构造与构型两块：构造指结构单元的化学组成、键接方式及各种结构异构体（支化、交联、互穿网络）等；构型是指对分子链中由化学键所确定的最近邻原子相对位置的空间描述。近程结构属于化学结构，不通过化学反应，近程结构不会发生变化。 一、结构单元的化学组成 高分子链的结构单元或链节的化学组成，由参与聚合的单体化学组成和聚合方式决定。按化学组成的不同，高分子可分为以下几大类型。 碳链高分子大分子主链全部由碳原子构成，碳原子间以共价键连接（参看表1-2）。常见的如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚异戊二烯、聚甲基丙烯酸甲酯等，它们大多由加聚反应制得，具有良好可塑性、容易成型加工等优点。但因C―C键能较低（347 kJ·mol-1），故耐热性差，容易燃烧，易老化，不宜在苛刻条件下使用。 杂链高分子分子主链除碳原子以外，还有氧、氮、硫等其它原子，原子间均以共价键相连接。如聚酯、聚醚、聚酰胺、聚脲、聚砜、聚硫橡胶、酚醛树脂等（参看表1-3）。杂链高分子多通过缩聚反应或开环聚合制得，其耐热性和强度均比碳链高分子高，但主链带有极性，较易水解、醇解或酸解。 元素有机高分子主链由Si、B、P、Al、Ti、As、O等元素组成，不含C原子，侧基为有机取代基团，这类大分子称元素有机高分子。它兼有无机物的热稳定性和有机物的弹塑性。典型代表是聚二甲基硅氧烷，也称硅橡胶，它既具橡胶的高弹性，硅氧键又赋予其优异的高低温使用性能（参看表1-3）。 无机高分子主链和侧基都不含碳原子的高分子称无机高分子。代表性例子是聚氯化磷腈（聚二氯氮化磷）。其结构单元式为： Cl Cl P N P N
新型药用高分子材料的研究现状 首先，我们先来了解一下什么是高分子材料。 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。 了解过了高分子材料，我们再来了解下什么是药用高分子材料。 药用高分子材料（polymers for pharmaceuticals）具有生物相容性、经过安全评价且应用于药物制剂的一类高分子辅料。 近年来，随着纳米技术与材料科学的发展，涌现出大量纳米级微粒负载药物的新型制剂，极大地推进了新型药用高分子的研究与发展。在制药领域中，高分子材料的应用具有久远的历史。药用高分子的发展，不仅改变了传统的用药方式，开辟了药物制剂学的新领域，丰富了药物的类型，而且对制剂学与药理学的发展提出了大量的新问题。上世纪六十年代开始,大量新型高分子材料进入药剂领域,推动了药物缓控释剂型的发展。这些高分子材料以不同方式组合到制剂中,起到控制药物的释放速率，释放时间以及释放部位的作用。 那么，它的作用原理又是什么呢？ 药用高分子材料是一种药物缓释技术，就是通过医用高分子材料包覆在药物表面，当然药物不是成块状的，而是很小的。有高分子材料的保护，药物在短时间内不会被身体吸收，而是随血液流动到特定区域，当到达之后药物表面的高分子材料已经溶解到血液中，最终随体液排出。而药物能够有针对性的治疗病患处。 那么，目前的药用高分子材料有哪些呢？ 首先，是淀粉及其衍生物 其中包括：淀粉、糊精、预胶化淀粉和羧甲基淀粉钠等 然后是纤维素及其衍生物和纤维素醚的酯类 已列入一些国家法定典籍中的要用纤维素有粉状纤维素和微晶纤维素两种。 纤维素衍生物有：纤维素酯类、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和低取代羟丙基纤维素、羟丙甲纤维素。 纤维素醚的酯类有：羟丙甲纤维素酞酸酯、醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯。 最后是一些其他的天然药用高分子材料。 其中包括：阿拉伯胶、明胶、瓜尔豆胶、壳多糖和脱乙酰壳多糖、西黄蓍胶、黄原胶、透明质酸、琼脂、海藻酸钠、白蛋和聚麦芽三糖。 而药用高分子对材料又有哪些基本要求呢？ 第一，要有利于成品的加工； 第二，要有利于提高生物利用度或病人的适应性； 第三，要有助于从外观鉴别药物制剂； 第四，要有助于增强制剂在贮存或应用时的安全性和有效性。 目前，药用高分子材料在药物制剂中主要作为辅料应用，是药物制剂不可缺
高分子液晶材料 高分子1101 田原3110705027 摘要： 液晶高分子是在一定条件下能以液晶相态存在的高分子，高分子化合物的功能特性和液晶相序的有机结合赋予了液晶高分子以鲜明的个性和特色，以高强度、高模量、低热膨胀率、耐辐射和化学药品腐蚀等优异性能开辟了特种高分子材料的新领域。在机械、电子、航空航天等领域的应用已崭露头角,目前正向生命科学、信息科学、环境科学蔓延渗透,并将波及其它科技领域。 关键词：高分子液晶材料历史与发展结构与性能 一、概述 液晶LC D（L iq ui d Crysta l Display）对于许多人而言已经不是一个新鲜的名词。从电视到随身听的线控，它已经应用到了许多领域。液晶现象是1888年奥地利植物学家 F.Reintizer在研究胆甾醇苯甲酯时首先发现的。研究表明，液晶是介于液体和晶体之间的一种特殊的热力学稳定相态，它既具有晶体的各相异性，又有液态的流动性，液晶高分子就是具有液晶性的高分子，大多数由小分子量基元键结合而成，它是一种结晶态，既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性特征。 二、液晶高分子材料的分类及其特性 目前，液晶高分子分类方法有三种。从液晶基元在分子中所处的位置可分为主链型和侧链型两类。从应用的角度可分为热致型和溶致型两类，这两种分类方法是相互交叉的，即主链型液晶高分子同样具有热致型和溶致型，而热致型液晶高分子又同样存在主链型和侧链型。从液晶高分子在空间排列的有序性不同，液晶高分又有近晶型、向列型、胆甾型三种不同的结构类型。 1、主链型液晶高分子 主链型高分子液晶是指介晶基元处于主链中的一类高分子材料。在20世纪70 年代中期以前，它们多是指天然大分子液晶材料。自从D upont 公司首次获得聚芳香酰胺的溶液型主链型高分子液晶性质的应用以来，主链型高分子液晶材料的合成、结构与性能关系和应用等都得以很大发展。按液晶形成过程，主链型高分子液晶可以分为溶液型主链高分子液晶和热熔型主链高分子液晶。a：溶液型主链高分子液晶 其研究最多的则是聚芳香酰胺类和聚芳香杂环类聚合物。酰胺为代表的一类溶液型高分子液晶而言，就必须借助于极强的溶剂，
# 16 #陶瓷2009. No. 3 高分子液晶材料的应用及发展趋势 王瑾菲蒲永平杨公安杨文虎 ( 陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021) 摘要液晶相是不同于固相和液相的一种中介相态。系统地阐述了液晶的发现、形成机制以及分类,简单介绍了液晶高分子的结构特点,介绍了主链型和侧链型液晶高分子研究的新进展,并对液晶在各个领域的应用研究和潜在性能进展作了简要的阐述。 关键词液晶高分子液晶研究进展 Application and the Development of Liquid Crystal Polymer Materials Wang Jinfei, Pu Yongping, Yang Gongan, Yang Wenhu( School of Materials Science & Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi. an, 710021) Abstract: Liquid crystal phase is different from the solid phase and an intermediate liquid phase. This paper described the discovery of the LCD, and the mechanism for the formation and classification, briefly introducd the liquid crystalline polymer structural, researched new progress of the main- chain and side- chain type liquid crystal polymer and indicated the application progress and potential properties of LCD in all fields. Key words: Liquid crystalline polymer; Liquid crystal; Study progress 1 液晶的发现 液晶是某些物质在熔融态或在溶液状态下形成的有序流体的总称。液晶的发现可以追溯到1888年,奥 地利植物学家 F Reinitzer发现,把胆甾醇苯酸脂( Cho-l esteryl Benzoate, C6 H5 CO2 C27 H45 , 简称 CB) 晶体加热到145. 5 e 会熔融成为混浊的液体, 145. 5 e 就是该物质的熔点。继续加热到178. 5e,混浊的液体会突然变成清亮的液体,而且这种由混浊到清亮的过程是可逆的。O Lehmann经过系统地研究指出,在一定的温度范围内,有些物质的机械性能与各向同性液体相似;但是它们的光学性质却和晶体相似,是各向异性的。因此,这些介于液体和晶体之间的相被称为液晶相[ 1]。 2 液晶高分子的分类 液晶是一类具有特殊性质的液体,既有液体的流动性又有晶体的各向异性特征。现在研究及应用的液晶主要为有机高分子材料。一般聚合物晶体中原子或
高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。一般有机化合物的相对分子质量只有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品，使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料。 高分子材料的性能是其内部结构和分子运动的具体反映。掌握高分子材料的结构与性能的关系，为正确选择、合理使用高分子材料，改善现有高分子材料的性能，合成具有指定性能的高分子材料提供可靠 的依据。 高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特点。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。 1. 近程结构 (1) 高分子链的组成 高分子是链状结构，高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成的链状分子。高分子链的组成是指构成大分子链的化学成分、结构单元的排列顺序、分子链的几何形状、高聚物分子质量及其分布。 高分子链的化学成份及端基的化学性质对聚合物的性质都有影响。通常主要是指有机高分子化合物，它是由碳-碳主链或由碳与氧、氮或硫等元素形成主链的高聚物，即均链高聚物或杂链高聚物。 高密度聚乙烯(HDPE)结构为－[CH2CH2]n－，是高分子中分子结构最为简单的一种，它的单体是乙烯，重复单元即结构单元为CH2CH2 ，称为链节，n为链节数，亦为聚合度。聚合物为链节相同，集合度不同的混合物，这种现象叫做聚合物分子量的多分散性。 聚合物中高分子链以何种方式相连接对聚合物的性能有比较明显的影响。对于结构完全对称的单体(如乙烯、四氟乙烯)，只有一种连接方式，然而对于CH2=CHX或CH2=CHX2类单体，由于其结构不对称，形成高分子链时可能有三种不同键接方式：头-头连接，尾-尾连接，头-尾连接。如下所示： 头-头(尾-尾)连接为： 头-尾连接为： 这种由于结构单元之间连接方式的不同而产生的异构体称为顺序异构体。一般情况下，自由基或离子型聚合的产物中，以头-尾连接为主。用来作为纤维的高聚物，一般要求分子链中单体单元排列规整，使 聚合物结晶性能较好，强度高，便于抽丝和拉伸。 (2) 高分子链的形态 如果在缩聚过程中有三个或三个以上的官能度的单体存在，或是在加聚过程中有自由基的链转移反应发生，
什么是高分子？ 答：由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物，叫高分子化合物。 什么是聚合物的柔顺性？聚合物为什么具有柔顺性？影响聚合物柔顺性的因素有哪些？答：高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。 高分子由于分子量大，分子链中能够内旋转的化学键众多，内旋转使其具有大量不同卷曲程度的构象状态，因而有良好的柔顺性。 影响因素有主链结构、侧链基结构、侧基极性的强弱、链的长短、分子间作用力、分子链规整度、分子量大小、支化、交联。 什么是液晶？液晶具有什么性质？聚合物都可以形成液晶吗？ 答：液晶是某些物质在熔融态或在溶液状态下所形成的有序流体的总称。 液晶具有高弹性、粘滞性、流变性。 不可以，形成液晶的物质通常具有液晶基元。 什么是聚合物的力学三态？对应的特征温度是什么？聚合物的力学三态有什么特点？交联聚合物有粘流态吗？ 答：聚合物的力学三态是玻璃态、高弹态和黏流态。 玻璃态和高弹态之间的转变温度称为玻璃化转变温度，高弹态和黏流态之间的转变温度称为黏流温度。 玻璃态链段运动被冻结，形变小，可逆，模量高；高弹态链段运动被激活，形变大，可逆，模量低；黏流态分子整链运动被激活，形变很大且不可逆，模量很小，处于粘性流动状态。交联聚合物没有粘流态，原因如下：1.高分子流动是通过链段的位移运动来完成的。 2.小分子流动“孔穴”理论液体流动模型：低分子液体中存在着许多与分子尺寸相当的孔穴。当没有外力存在时，靠分子的热运动，孔穴周围的分子向孔穴跃迁的几率是相等的，孔穴与分子不断交换位置即产生分子扩散运动。外力存在使分子沿作用力方向跃迁的几率比其他方向大。分子向前跃迁后，分子原来占有的位置成了新的孔穴，可让后面的分子向前跃迁。分子在外力方向上的从优跃迁，使分子通过分子间的孔穴相继向某—方向移动，形成液体的宏观流动现象。当温度升高，分于热运动能量增加，液体中的孔穴也随着增加和膨胀，使流动的阻力减少。 什么是形变～温度曲线？ 答：在一定的力学负荷下，高分子材料的形变量与温度的关系成为高聚物的温度-形变曲线。 什么是数均分子量？测试数均分子量的方法有哪些？ 答：以数量为统计权重的平均分子量为数均分子量。 方法：端基分析法、蒸汽压渗透法、冰点降低法、沸点升高法、渗透压发。 什么是晶态聚合物的插线板模型？ 答：就一层晶片而言，其中分子链的排列方式与老式电话交换台的插线板相似，晶片表面上的分子链就像插头电线那样，毫无规则，也不紧凑，构成非晶区，该模型称为插线板模型。 什么是构象？什么是构型？两者有什么区别？ 答：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象。
生物医用高分子材料研究进展及趋势
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文生物医用高分子材料的研究及发展趋势
学院名称：材料科学与工程 专业班级：金属1302 学生姓名：钱振 指导教师姓名：王宝志 2016年 10 月 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号：63 班级：金属1302 材料科学与工程学院 摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，分子材料在各领域得到了显著应用，在医用领域应用更多，本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件，概述了医用高分子材料的研究现状及其用途，并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。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：生物材料，生物医用高分子材料，现状，应用，展望 1.引言 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[1] 。 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，用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[，生物医用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。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等）。 2.研究现状 生物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高分子材料。在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料取得了长足的进展，目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展，出现了大量的医用新材料和人工装置，如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来，由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展，医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。 生物医用高分子材料是生物材料的重要组成部分，它发展最早、应用最广泛、用量最大、品种繁多，主要包括：塑料、橡胶、纤维、粘合剂等。随着医学的发展，这些材料在医学领域得到广泛的应用。如:膨体聚四氟乙烯人造血管、聚矾中空纤维人工肾、硅橡胶医用导管、介入栓塞材料、介入诊疗导管以及护理方面使用的一次性医疗用品等，都是由高分子材料制成的。这些产品在临床诊断、治疗、护理等方面起着越来越重要的作用。正是由于高分子材料在医学上的独特作用，因而在高分子化学上出现了一个新的分支—医用高分子(Medical highpolymers)。它是把高分子化学的理论、研究方法、临床医学的需要结合起来，用于研究生物体的结构、生物体器官的功能及医用材料的应用等的一门年轻而边缘性的学科]4[。
第一章 1写出下列聚合物的英文缩写及结构式,并按主链结构进行分类 聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯尼龙66 聚对苯二甲酸乙二醇酯聚碳酸酯聚异戊二烯聚丁二烯 聚合物英文缩写结构式分类 聚乙烯PE碳链高分子 聚丙烯PP碳链高分子 聚氯乙烯PVC碳链高分子 聚苯乙烯PS碳链高分子 PMMA碳链高分子 聚甲基丙 烯酸甲酯 杂链高分子 尼龙66PA66或 Nylon66 聚对苯二 PET杂链高分子 甲酸乙二 醇酯 聚碳酸酯PC杂链高分子 PIP碳链高分子 聚异戊二 烯 聚丁二烯PB碳链高分子 第二章 1 简述自由基聚合的基元反应及自由基聚合的特征。 自由基聚合的基元反应：链引发、链增长和链终止。
自由基聚合的特征：慢引发、快增长、速终止。在自由基聚合的三步基元反应中，链引发是控制整个聚合速率的关键，链增长和链终止是一对竞争反应，受反应速率常数和反应物浓度的影响。 2 简述聚合度增大的高分子化学反应主要有哪些？并分别举例说明其在工业上的应用。 聚合度增大的高分子化学反应主要有：交联反应、接枝反应、扩链反应。 交联反应是指：聚合物分子链间通过化学键连接成一个整体网络结构的过程，如：用硫或硫化物使橡胶交联硫化；用过氧化物使聚乙烯交联提高聚乙烯管材的耐压等级及耐热性。 接枝反应是指：在高分子主链上接上结构、组成不同支链的化学反应，如将马来酸酐接枝聚丙烯用作PA/PP共混物的相容剂。 扩链反应是指：通过链末端功能基反应形成聚合度增大了的线形高分子链的过程。如将回收PET树脂经扩链反应制备高粘度PET。 第三章 1根据链结构，将下列聚合物按柔顺性大小排序并说明原因： （1）PE，PP，PS，聚二甲基硅氧烷 柔顺性从大到小顺序为：聚二甲基硅氧烷＞聚乙烯＞聚丙烯＞聚苯乙烯 原因：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯均为碳链聚合物，而聚二甲基硅氧烷为杂链高分子，Si-O键键长、键角比C-C大，且O原子上没有取代基，因此单键内旋转受到的阻碍少，分子链柔顺性最高，另外聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯三种碳链聚合物相比，取代基（或侧基）体积依次增大，对C-C单键内选择阻碍增加，大分子链柔顺性依次降低。 （2）PP， PVC，PAN 柔顺性从大到小依次为：PP＞PVC＞PAN 原因：以上三种聚合物均为碳链聚合物，取代基的极性-CH3，-Cl，-
形状记忆的高分子材料的研究进展 Research Progress of Shape Memory Polymer Material 1 综述 摘要：形状记忆高分子（SMP）是一类新型的功能高分子材料，是高分子材料研究、开发、应用的一个新的分支点，它同时兼具有塑料和橡胶的特性。形状记忆高分子材料是一种可以响应外界刺激，并调整自身状态参数，从而回复到预先设定状态的一种智能高分子材料。本文简单介绍了形状记忆高分子材料的性能、种类和应用。 关键词：形状记忆；高分子材料；聚合物；研究进展 1形状记忆高分子材料简介. 形状记忆的高分子材料是一种能够感知外部环境如光、热、、电、磁等，并且能够根据外部环境的变化而自发的对自身的参数进行调整还原到预先设定状态的一种智能高分子材料。形状记忆高分子( Shape Memory Polymer，简称 SMP) 材料具有可恢复形变量大、质轻价廉、易成型加工、电绝缘效果好等优点，从20世纪80年代以来赢得广泛关注和研究，并得到了快速发展，因其独特的性能和特点，使其这些年来在材料领域中扮演着重要的角色。近40年来，科研工作者们相继开发出了多种形状记忆高分子材料，如聚乙烯、聚异戊二烯、聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨酯等，它们被广泛应用于航空航天、生物医用、智能纺织、信息载体、自我修复等多个材料领域。显示出了形状记忆高分子材料广泛的应用前景的地位。 2.形状记忆高分子材料的分类及应用 根据响应方式的不同可以将形状记忆高分子分材料大致分为热致型、光致型、化学感应型、电致型等类型。其中，热致感应型和光致感应型应用最为广泛。 2.1热致感应型 热致SMP是一种通过施加电场或红外光照射等刺激促使其在室温以上变形，并能在室温固定形变且可长期存放，当再次升温至某一固定温度时，材料能够恢复到初始形状。热致型SMP被广泛用于医疗卫生、体育运动、建筑、包装、汽车及科学实验等领域，如医用器械、泡沫塑料、坐垫、光信息记录介质及报警器等。 2.2光致感应型 光致SMP可以将光能转化为机械能，根据记忆机理的不同，可分为光化学反应型和光热效应型两种。光化学反应型是经光照后发生化学反应，它是将具有光