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高分子材料的降解范文第1篇

關(guān)鍵詞：生物可降解高分子材料；分類；應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問題越來越得到人們的重視，而高分子材料――塑料，作為上個(gè)世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一對(duì)人類社會(huì)的推動(dòng)作用是毋庸置疑的。但同樣它給環(huán)境帶來的污染問題也日益顯著，很重要的一點(diǎn)就是塑料進(jìn)入自然界后難以被自然環(huán)境分解，通常完全分解一類塑料需要數(shù)十年甚至要上百年的時(shí)間。而隨著生物可降解高分子材料的出現(xiàn)及發(fā)展，對(duì)于塑料難被自然界分解這個(gè)問題帶來了希望。本文主要介紹下這種材料的分類以及可能給在一些領(lǐng)域帶來的改變。

生物可降解高分子材料定義：生物可降解高分子材料是指在一定時(shí)間和一定條件下，能夠被微生物(細(xì)菌、真菌、霉菌、藻類等)或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

2、生物可降解高分子材料的類型

按合成方法可分為如下幾種類型。

2.1微生物生產(chǎn)型

許多微生物能合成高分子，這類高分子主要有微生物聚醋和微生物多糖，具有生物降解性。研究表明，若給予合適的有機(jī)化合物作食物碳源，許多微生物都具有合成聚醋的能力。此外，許多微生物能合成各種多糖類高分子，其中有一些多糖類高分子具有良好的物理性能和生物降解性，可望用于制造不污染環(huán)境的生物降解性塑料。

2. 2合成高分子型

將脂肪族聚酷和芳香族聚酷(或聚酞胺)制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物既有良好的性能，又有一定的生物降解性。聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)作為新型生物降解的醫(yī)用高分子材料正日益受到廣泛重視。

2. 3天然高分子型

自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬降解性天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解。但因纖維素存在物理性能上的不足，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙酞基多糖等共混制得。如日本以纖維素和脫乙酞基殼多糖進(jìn)行復(fù)合，制得了生物降解塑料，采用流涎法制得的薄膜與普通的PE膜的強(qiáng)度相似，并可在2個(gè)月后完全分解，盒狀制品75天可完全分解，但目前尚未工業(yè)化生產(chǎn)。

2. 4摻合型

在沒有生物降解性的高分子材料中，摻混一定量有生物降解性的高分子物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物降解性，這就制成了摻合型生物降解高分子材料，但這種材料不能完全生物降解。目前主要開發(fā)改性淀粉與可生物降解或可水溶性塑料的降解塑料合金母料，或以淀粉為主要原料的可完全生物降解塑料，可以100%地分解，其分解速度可按要求控制在數(shù)分鐘到一年的時(shí)間。

3、生物可降解高分子材料的應(yīng)用

生物可降解高分子材料因其獨(dú)特的性能,使得它的發(fā)展前景極為廣闊,將為減少環(huán)境污染、保護(hù)地球與大自然,為人類創(chuàng)造一個(gè)無污染的環(huán)境發(fā)揮巨大作用。生物可降解高分子材料的分類應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面:醫(yī)療領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)、包裝材料，其他領(lǐng)域。

3.1生物可降解高分子材料的醫(yī)學(xué)應(yīng)用

由于可降解高分子材料不擊一次手術(shù)移出，因此其特別適合于一些擊暫時(shí)性存在的植入場(chǎng)合根據(jù)其臨床中的應(yīng)用，可分為以下幾類:

（1）藥物控制釋放。在過去20年，合成生物可降解高分子被廣泛用于最貢要的藥物釋放領(lǐng)域。用生物可降解高分子制成的藥物控制釋放系統(tǒng)來控制藥物的釋放速率，而理想的情況應(yīng)是，藥物能在合適的時(shí)間、合適的地方加以釋放，以滿足生理擊要。以生物可降解高分子材料作為載體的避孕制劑是屬于控釋、緩釋制劑，不但要求制劑中的藥物能夠恒定釋放，并且要求生物可降解高分子材料在釋藥過程中要保持一定的形狀以保證有效釋藥面積。

（2）外科固定。PGA和PL、作為可吸收的合成縫合線被用于外科固定植入體。隨后又增加了其在上肢和下肢的應(yīng)用和整形外科領(lǐng)域獲得了新的應(yīng)用。日前經(jīng)過改性的PLGA植入體的性質(zhì)己能更好地適應(yīng)肌健、韌帶和骨骼復(fù)原的需要。

（3）組織支架PLLA的物理化學(xué)性能能讓它作為象肝這樣的軟組織，象軟骨和骨骼這樣的硬組織的支架材料;PC、被用作細(xì)胞移植和器官再生的人造支架;PLGA被運(yùn)用于腸和肝再生，以及骨組織工程上。

3.2在包裝領(lǐng)域，人們致力于研制可完全生物降解的高分了以取代現(xiàn)在使用的非生物降解高分了。己商品化的有聚己內(nèi)醋、聚乙烯醇、聚乙一醇、聚乳酸等。這些高分性能優(yōu)良，可用吹模、注塑等方法加工，但它們的應(yīng)用并不廣泛，因?yàn)閮r(jià)格較高，比常用包裝材料聚乙烯、聚內(nèi)烯價(jià)格高4― 6倍。

3.3在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域光生物降解聚乙烯農(nóng)膜可使作物成熟期提前，減少雜草生長(zhǎng)。通過提高田間溫度增加收成，并使收獲期提前。可降解農(nóng)用地膜可節(jié)省灌溉水和肥料的用量，避免殘留物對(duì)下一季作物生長(zhǎng)的危害。這種薄膜還可通過在種植前兒周升高土地溫度來殺死病原性細(xì)菌，可避免使用某些破壞大氣臭氧層的農(nóng)藥如一澳甲烷。在日本已用氧俗生物降解塑料包封的農(nóng)藥，可達(dá)到長(zhǎng)期緩釋高效，減少對(duì)河、湖的富營(yíng)養(yǎng)化。近來日本開發(fā)出的殼聚糖塑料降解地膜，強(qiáng)度大，尤污染，成本低，可生物降解，而目降解后的產(chǎn)物對(duì)土壤有改良作用。纖維蔚微品殼聚糖制備的功能性雜化纖維有一定的機(jī)械強(qiáng)度，可生物降解，降解產(chǎn)物對(duì)人體尤毒副作用。

除上述應(yīng)用外，生物可降解高分了在其他領(lǐng)域也得到了運(yùn)用。例如，用合成生物可降解聚醋作包裝材料，在洗滌劑粉中用PA、及其共聚物處理廢水，在農(nóng)業(yè)土壤中用特種PH BV片來釋放殺蟲劑，以及在獸醫(yī)中用PH BV大藥丸來釋放藥物。用可再生資源如玉米、小麥等淀粉生產(chǎn)的聚乳酸，經(jīng)紡妊成型制得性能良好的紡織纖維，在服裝、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、衛(wèi)生、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用，己實(shí)現(xiàn)半商品化。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和產(chǎn)品的逐步商業(yè)化，生物可降解高分了的應(yīng)用前景定會(huì)更加光明。（鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院；河南；鄭州；450001）

參考文獻(xiàn)：

［1］ 趙博，對(duì)生物可降解高分子材料的研究【J】,科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2006年4月，28

高分子材料的降解范文第2篇

1、生物可降解高分子材料概念及降解機(jī)理

生物可降解高分子材料是指在一定的時(shí)間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長(zhǎng)使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非單一機(jī)理，而是一個(gè)復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進(jìn)的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機(jī)理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機(jī)體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

2、生物可降解高分子材料的類型

按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

2.1微生物生產(chǎn)型

通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國(guó)ICI公司生產(chǎn)的“Biopol”產(chǎn)品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價(jià)值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨(dú)制成的薄膜的耐水性、強(qiáng)度均達(dá)不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙?；嗵堑裙不熘频?。

2.4摻合型

在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

3、生物可降解高分子材料的開發(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學(xué)修飾和共混等方法，對(duì)自然界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進(jìn)行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

3.1.2化學(xué)合成法

模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡(jiǎn)單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

3.1.3微生物發(fā)酵法

許多生物能以某些有機(jī)物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的發(fā)展，酶在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點(diǎn)。

3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料

高分子材料的降解范文第3篇

【關(guān)鍵詞】功能材料；高分子；現(xiàn)狀；發(fā)展

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類文明的重要里程碑，如今有人將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱。進(jìn)入本世紀(jì)80年代以來，一場(chǎng)與之相適應(yīng)的“新材料革命”蓬勃興起。功能材料是新材料發(fā)展的方向，而功能高分子材料占有舉足輕重的地位，由于其原料豐富、種類繁多，發(fā)展十分迅速，已成為新技術(shù)革命必不可少的關(guān)鍵材料[1]。

1.功能高分子材料

功能高分子材料在其原有性能的基礎(chǔ)上，賦予其某種特定功能。諸如：化學(xué)性、導(dǎo)電性、光敏性、催化性，對(duì)特定金屬離子的選擇螯合性，以及生物活性等特殊功能，這些都與在高分子主鏈和側(cè)鏈上帶有特殊結(jié)構(gòu)的反應(yīng)基團(tuán)密切相關(guān)。

2.功能高分子材料的研究現(xiàn)狀

在原來高分子材料的基礎(chǔ)上，可將功能高分子材料分為兩類：一類是以改進(jìn)其性能為目的的高功能高分子材料；另一類是為賦予其某種新功能的新型功能高分子材料[2]。

2.1高功能高分子材料

2.1.1化學(xué)功能高分子材料

化學(xué)功能高分子材料通常具有某種化學(xué)反應(yīng)功能，它將具有化學(xué)活性的基團(tuán)連接到以原有主鏈鏈為骨架的高分子上。離子交換樹脂是一種帶有可交換離子的活性基團(tuán)、具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、不溶的交聯(lián)聚合物，在水中具有足夠大的凝膠孔或大孔結(jié)構(gòu)，由于它具有高效快速分析和分離功能，目前已廣泛用于硬水軟化、廢水凈化、高純水制備、海水淡化、溶液濃縮和凈化、海水提鈾，特別是在食品工業(yè)、制藥行業(yè)、治理污染和催化劑中應(yīng)用的更為廣泛。

2.1.2光功能高分子材料

在光的作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)光的傳輸、吸收、貯存、轉(zhuǎn)換的高分子材料即為光功能高分子材料。近年來，在數(shù)據(jù)傳輸、能量轉(zhuǎn)換和降低電阻率等方面的應(yīng)用增長(zhǎng)迅速。感光性樹脂由感光基團(tuán)或光敏劑吸收光的能量后，迅速改變分子內(nèi)或分子間的化學(xué)結(jié)構(gòu)，引起物理和化學(xué)變化。光致變色高分子具有光色基團(tuán)，不同波長(zhǎng)的光對(duì)其照射時(shí)會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色，而當(dāng)其受到特定波長(zhǎng)照射后又會(huì)恢復(fù)為原來的顏色。利用這種可逆反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)、信號(hào)的顯示和材料的隱蔽，應(yīng)用前景十分誘人。

2.1.3電功能高分子材料

依據(jù)材料的結(jié)構(gòu)和組成，可將導(dǎo)電高分子分為兩大類：一類是依靠高分子結(jié)構(gòu)本身所能提供的載流子導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子，在電致顯色、微波吸收抗靜電、等領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。另一類是高分子材料本身不具有導(dǎo)電性能，依靠添加在其中的炭黑或金屬粉導(dǎo)電的復(fù)合型導(dǎo)電高分子，具有制備方便，實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，常用作導(dǎo)電橡膠電磁波屏蔽材料和抗靜電材料。

2.1.4生物醫(yī)用高分子材料

生物醫(yī)用高分子包括醫(yī)用高分子和藥用高分子兩大類。

醫(yī)用高分子材料材料科學(xué)應(yīng)用于生物醫(yī)療的交叉學(xué)科，將加工后的無生命的材料用來取代或恢復(fù)某些組織器官的功能。醫(yī)用高分子材料作用于人體必須具備生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕老化、易于加工等優(yōu)點(diǎn)，主要用于人工器官、治療疾患、診斷檢查等醫(yī)療領(lǐng)域中。目前，醫(yī)用功能高分子材料在心血管的植入、局部整形和眼睛系統(tǒng)的矯正等方面獲得了較大成果。

新型高分子藥物，具有緩釋、長(zhǎng)效、低毒的特點(diǎn)，分為兩類：一類藥物即為高分子本身，可以直接用作藥物，也可以通過合成獲得某些療效。另一類高分子藥物高分子本身沒有藥用價(jià)值，而是作為藥物的載體，以離子鍵或共價(jià)鍵的形式連接具有藥理活性的低分子化合物，制成高分子藥物控制釋放制劑。一方面達(dá)到將最小的劑量在作用于特定部位產(chǎn)生治效的目的；另一方面使藥物的釋放速率可控，在提高療效的同時(shí)降低了毒副作用[3]。

2.2新型功能高分子材料

2.2.1高吸水性高分子材料

近年來開發(fā)的高吸水性樹脂是一種新型功能高分子材料，它可吸收自身重量數(shù)百倍至上千倍的水，自身含有強(qiáng)親水性基團(tuán)同時(shí)具有一定交聯(lián)度。此外，高吸水性樹脂的保水性能極好，即使受壓也不會(huì)滲水，而且具有吸收氨等臭氣的功能。高吸水性樹脂在石油、化工、輕工、建筑等部門被用作堵水劑、脫水劑、增粘劑、密封材料等；在農(nóng)業(yè)上可以做土壤改良劑、保水劑、植物無土栽培材料、種子覆蓋材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性樹脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋墊、一次性尿布等。

2.2.2 CO2功能高分子材料

在不同催化劑作用下，以CO2為基本原料與其他化合物縮聚成多種共聚物。其中研究較多、已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展、并具有應(yīng)用價(jià)值和開發(fā)前景的共聚物是由CO2與環(huán)氧化合物通過開鍵、開環(huán)、縮聚制得的CO2共聚物脂肪族碳酸酯。把長(zhǎng)期以來因石化能源燃燒和代謝而排放的污染環(huán)境、產(chǎn)生溫室效應(yīng)的CO2視為一種新的資源。利用它與其他化合物共聚，合成新型CO2共聚物材料，對(duì)解決當(dāng)今世界日趨嚴(yán)重的CO2含量增高等問題有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2.3形狀記憶功能高分子材料

形狀記憶功能材料的特點(diǎn)是形狀記憶性，它是一種能循環(huán)多次的可逆變化。即具有特定形狀的聚合物受到外力作用，發(fā)生變形并被保持下來；一旦給予適當(dāng)?shù)臈l件（力、熱、光、電、磁），就會(huì)恢復(fù)到原始狀態(tài)。根據(jù)不同的觸發(fā)材料記憶功能的條件，可將其分為電致型、光致型、熱致型和酸堿感應(yīng)型。形狀記憶高分子材料是高分子功能材料研究新分支，在電子、印刷、紡織、包裝和汽車工業(yè)中具有良好的發(fā)展前景。

2.2.4生態(tài)可降解高分子材料

隨著人類對(duì)環(huán)境的重視，材料的可降解性成為新的性能指標(biāo)，因此生態(tài)可降解高分子材料受到廣泛重視。目前我國(guó)生態(tài)可降解性高分子材料的發(fā)展還處于復(fù)制和仿制國(guó)外產(chǎn)品的初級(jí)階段，國(guó)外產(chǎn)品占據(jù)主要市場(chǎng)。高分子的降解主要是各種生物酶的水解，其中聚乳酸類高分子是已開發(fā)應(yīng)用于生命科學(xué)新型生物可降解材料，盡管已形成了多個(gè)品種，但目前應(yīng)用的生物可降解材料在生物相容性、理化性能、控制其降解速率和緩釋性等方面仍存在較多問題，有待進(jìn)一步研究[4]。

3.開發(fā)功能高分子材料的重要意義

功能高分子材料其獨(dú)特的功能和不可替代的特性已帶來各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步，甚至質(zhì)的飛躍，且在各行業(yè)已產(chǎn)生相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，并導(dǎo)致許多新產(chǎn)品的出現(xiàn)。隨著人們對(duì)有機(jī)高分子材料研究的逐步深入和加強(qiáng)，功能高分子材料的方向包括兩方面：一方面，改進(jìn)通用有機(jī)高分子材料，在不斷提高它們的使用性能的同時(shí)，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。另一方面，與人類自身密切相關(guān)、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強(qiáng)。因此，功能高分子材料是未來材料科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，必將影響人類的生產(chǎn)和生活產(chǎn)[5]。

【參考文獻(xiàn)】

［1］張恒翔，蔡建，邱莎莎.功能高分子材料在軍用包裝中的應(yīng)用[J].包裝工程，2011，（23）：60～62.

［2］楊曉紅，王海英.新型有機(jī)高分子材料發(fā)展[J].科技資訊，2009，（4）：7.

［3］楊北平，陳利強(qiáng)，朱明霞.功能高分子材料發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].廣州化工，2011，（6）：17～18.

高分子材料的降解范文第4篇

1．何為高分子化學(xué)

顧名思義，高分子就是相對(duì)分子質(zhì)量很高的分子，它是高分子化合物的簡(jiǎn)稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結(jié)構(gòu)上由重復(fù)單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對(duì)分子質(zhì)量化合物。高分子的相對(duì)分子質(zhì)量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時(shí)將相對(duì)分子質(zhì)量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學(xué)作為化學(xué)的一個(gè)分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學(xué)，但其制造和研究的對(duì)象都是大分子，即由若干個(gè)原子按一定規(guī)律重復(fù)地連接成具有成千上萬甚至上百萬質(zhì)量的、最大伸直長(zhǎng)度可達(dá)毫米量級(jí)的長(zhǎng)鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對(duì)分子質(zhì)量與高強(qiáng)度

相對(duì)分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的，是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個(gè)重要因素。只有相對(duì)分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機(jī)械力學(xué)性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機(jī)械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。

3．高分子科學(xué)的主要內(nèi)容

既然高分子化學(xué)是制造和研究大分子的科學(xué)，對(duì)大分子的反應(yīng)和方法的研究，顯然是高分子化學(xué)最基本的研究?jī)?nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問題，也是一門系統(tǒng)的科學(xué)。高分子科學(xué)的主要內(nèi)容有：如何將低分子化合物連

接成高分子化合物，即聚合反應(yīng)的研究。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。不同性質(zhì)的高分子，其結(jié)構(gòu)必然是不同的。為了得到不同性質(zhì)的高分子，就要去合成具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子。

二、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用

材料是人類社會(huì)文明發(fā)展階段的標(biāo)志，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過某種加工，具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能，并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀(jì)半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，把人類由工業(yè)社會(huì)推向信息和知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)?？梢哉f某一種新材料的問世及其應(yīng)用，往往會(huì)引起人類社會(huì)的重大變革，材料是人類文明的重要標(biāo)志。如果說現(xiàn)在人人離不開高分子材料，家家離不開高分子材料，處處離不開高分子材料，是一點(diǎn)也不過分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料，另外許多精細(xì)化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一類是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類叫工程塑料，其強(qiáng)度大，如汽車零部件、保險(xiǎn)杠、洗衣機(jī)內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。

第二，纖維：人們開發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過不同的加工，生產(chǎn)出了各種纖維制品，極大地滿足著人類的需要。

第三，橡膠：天然橡膠的種類和品質(zhì)都受到很大的限制，于是科學(xué)家們不斷開發(fā)出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四，精細(xì)化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產(chǎn)品，如家具漆、內(nèi)外墻乳膠漆、汽車漆、飛機(jī)漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫(yī)用膠、結(jié)構(gòu)膠等黏合劑，以及各種吸水樹脂等都是高分子產(chǎn)品。

三、高分子化學(xué)與高科技的結(jié)合

當(dāng)今社會(huì)，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。自從合成有機(jī)高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開發(fā)性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料，來滿足計(jì)算機(jī)、光導(dǎo)纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機(jī)械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價(jià)格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現(xiàn)出來，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫(yī)用材料、光敏材料、非線性光學(xué)材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領(lǐng)域，下面簡(jiǎn)單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當(dāng)有外部刺激時(shí)，能通過化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)反應(yīng)的高分子材料；高性能高分子則是對(duì)外力有特別強(qiáng)的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化學(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。

第一，力學(xué)功能材料：強(qiáng)化功能材料，如超高強(qiáng)材料、高結(jié)晶材料等；)彈材料，如熱塑性彈性體等。

第二，化學(xué)功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡(luò)合物等；反應(yīng)功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應(yīng)器等。

第三，生物化學(xué)功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農(nóng)藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以預(yù)計(jì)，在今后很長(zhǎng)的歷史時(shí)期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發(fā)展的主要方向。

四、高分子化學(xué)的可持續(xù)發(fā)展

研究高分子合成材料的環(huán)境同化，增加循環(huán)使用和再生使用，減少對(duì)環(huán)境的污染乃至用高分子合成材料治理環(huán)境污染，也是21世紀(jì)中高分子材料能否得到長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。比如利用植物或微生物進(jìn)行有實(shí)用價(jià)值的高分子的合成，在環(huán)境友好的水或二氧化碳等化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行化學(xué)合成，探索用前面提到的化學(xué)或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子來處理污水和毒物，研究合成高分子與生態(tài)的相互作用，達(dá)到高分子材料與生態(tài)環(huán)境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀(jì)應(yīng)當(dāng)開展的綠色化學(xué)過程和材料的研究范疇。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮新德.展望21世紀(jì)的高分子化學(xué)與工業(yè)[J].科學(xué)中國(guó)人,1997,(11)

[2]王守德,劉福田,程新.智能材料及其應(yīng)用進(jìn)展[J].濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版,2002,(01).

高分子材料的降解范文第5篇

一、 微膠囊壁材的分類

壁材是構(gòu)成囊的外殼。不同的壁材在一定程度上決定著產(chǎn)品的物化性質(zhì)。目前可作為微膠囊壁材材料的物質(zhì)主要有3類：天然高分子材料、半合成高分子材料和全合成高分子化合物。另外，一些無機(jī)材料也可作為微膠囊壁材的材料。

1．天然高分子材料

用作微膠囊的天然高分子材料主要包括碳水化合物、蛋白質(zhì)類、蠟與脂類物質(zhì)等。

天然高分子材料無毒或毒性很小、不需大量的有機(jī)溶劑、對(duì)環(huán)境危害小、粘度大、易成膜，但機(jī)械強(qiáng)度差，

2．半合成高分子材料

用作微膠囊殼材料的半合成高分子材料主要是纖維素衍生物。如甲基纖維素、乙基纖維素等，另外還有雙硬脂酸甘油酯、羥基硬脂醇等油類。

半合成高分子材料的特點(diǎn)是毒性較小、粘度大、成鹽后溶解度增大。但由于半合成高分子材料易水解，不適合高溫處理，需在使用時(shí)臨時(shí)配制。

3．全合成高分子材料

常用于微膠囊囊殼材料的全合成高分子材料可分為生物降解和不可生物降解2類，主要包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯、聚脲等。

全合成高分子材料特點(diǎn)是成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度大、儲(chǔ)存運(yùn)輸方便、可生物降解或可生物吸收。但需要大量有機(jī)溶劑、成本高，對(duì)環(huán)境危害大，因此要選擇無毒或低毒、對(duì)原藥溶解性較好的溶劑。

4．無機(jī)材料

目前大部分微膠囊用無機(jī)材料包覆的不多，但從生物降解和環(huán)境保護(hù)方面考慮，用無機(jī)材料對(duì)活性組分進(jìn)行包覆有很大的發(fā)展前景，如碳酸鈣或磷酸鹽等。

二、 微膠囊制備方法分類

微膠囊化的基本步驟：

1） 芯材為分散相，壁材在分散相或連續(xù)相中；

2） 通過乳化等手段，使芯材以一定的粒度分散在連續(xù)相中；

3） 通過某一種方法將壁材聚集、沉漬或包覆在已分散的芯材周圍；

4） 合成的膜殼是不穩(wěn)定的部分，需利用化學(xué)和物理方法進(jìn)行處理，以期達(dá)到一定的機(jī)械強(qiáng)度。

微膠囊的制備可歸納為物理化學(xué)法、物理機(jī)械法和化學(xué)法。

1．物理化學(xué)法

在液相中進(jìn)行，囊芯物與囊材在一定條件下形成新相出來，故又稱相分離方法。它的步驟大體可分為囊芯物的分散、囊材的加入、囊材的沉積和囊材的固化四個(gè)步驟。相分離方法又分為單凝聚法、油相分離法、改變溫度法、液中干燥法、復(fù)相乳液法。

2．物理機(jī)械法

本法是將固態(tài)或液態(tài)藥物在氣相中進(jìn)行微膠囊化，需要一定的設(shè)備條件。物理機(jī)械法又分為噴霧干燥法、噴霧凝結(jié)法、空氣懸浮法、多孔分離法。

3．化學(xué)法

化學(xué)法是利用在溶液中單體或高分子通過聚合反應(yīng)或縮合反應(yīng)，產(chǎn)生囊膜制成微囊的方法。特點(diǎn)是不加絮凝劑，常先制成W/O型乳濁液，再利用化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)固化?；瘜W(xué)法又分界面聚合法、原位聚合法、輻射交聯(lián)法。

三、 微膠囊在化妝品中的應(yīng)用

微膠囊化可將固體、液體甚至氣體包覆在一個(gè)微小膠囊中，采用此技術(shù)可保持產(chǎn)品性能穩(wěn)定，解決傳統(tǒng)工藝的不足。另外它對(duì)保護(hù)生物活性分子和組織的活性也有較大促進(jìn)作用。很多化妝品中已經(jīng)采用了微膠囊技術(shù)，將微膠囊應(yīng)用于化妝品中，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)如下：

1．保護(hù)芯材，有效防止外界環(huán)境因素對(duì)芯材的破壞等不良影響。pH值、氧氣、濕度、熱、光和其他物質(zhì)等，提高其穩(wěn)定性。有些物料容易揮發(fā)和氧化，如胡蘿卜素，接觸空氣中的氧氣會(huì)被氧化，采用復(fù)凝聚法制備胡蘿卜素微囊，研究表明胡蘿卜素原料于光照條件下半衰期為6.9天，而胡蘿卜素微囊在相同條件下半衰期為24.8天，胡蘿卜素微囊為原料的3.6倍，將胡蘿卜素制成微囊可增加化妝品的穩(wěn)定性。再如維生素C，性質(zhì)極不穩(wěn)定，分子中含有連烯二醇基[-C(OH)=C(OH)-]的結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的還原性及內(nèi)酯環(huán)的結(jié)構(gòu)易水解。一方面與空氣接觸自動(dòng)氧化生成脫氫抗壞血酸，脫氫抗壞血酸水解生成2，3－二酮C古羅糖酸，并可進(jìn)一步氧化生成蘇阿塘酸和草酸，從而失去治療作用。另一方面維生素C的水溶液不穩(wěn)定。pH過高或過低都能使內(nèi)酪環(huán)水解，并可進(jìn)一步發(fā)生脫羧反應(yīng)而生成糠醛。后者受空氣影響經(jīng)氧化和緊合而呈黃色。空氣、光、熱和重金屬都可以加速本反應(yīng)的發(fā)生。通過將其制成維生素C微囊達(dá)到解決其不穩(wěn)定的問題，同時(shí)達(dá)到控制維生素C的釋放，維持穩(wěn)定它的濃度，用于化妝品中可減少涂抹次數(shù)，降低化妝品不良反應(yīng)的目的。

2．隔離不相容組分。微膠囊化成分可與其它組分相隔離。當(dāng)原料中由幾種容易相互起作用的成分組成時(shí)，把其中某種成分微囊化后使其互相隔離，阻止成分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高各自的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)保質(zhì)期。在配制染發(fā)化妝品時(shí)，利用微膠囊這一特性，可將染發(fā)劑與氧化劑兩者之一微膠囊化，即可得到使用方便的一劑染發(fā)化妝品。再如化妝品中經(jīng)常用到的凝露，晶瑩剔透的外觀，內(nèi)通常加有彩色微囊，包裹著油類，既達(dá)到了產(chǎn)品美觀的視覺感受，又滿足了滋潤(rùn)皮膚的效果。

3．控制釋放，有效地控制芯材的釋放，使芯材效能得到最大限度的發(fā)揮。該微膠囊壁相當(dāng)于一個(gè)半透膜，在一定條件下可允許芯材物質(zhì)透過，以延長(zhǎng)芯材物質(zhì)的作用時(shí)間。如化妝品中具有清涼爽膚作用的薄荷醇。由于它幾乎不溶于水，擴(kuò)散力強(qiáng)、易揮發(fā)而不持久、暴露在空氣中易升華的特點(diǎn)，給生產(chǎn)貯運(yùn)帶來諸多不便，貨架期短。利用微膠囊技術(shù)可以提高它的貯藏穩(wěn)定性、降低揮發(fā)性，從而延長(zhǎng)貨架期，實(shí)現(xiàn)添加產(chǎn)品的控制釋。再如以聚乳酸為囊材制備的茶多酚緩釋微囊，粒徑多在100～200um，最大包封率為49％，該微囊具有緩釋和保護(hù)茶多酚的雙重作用。用于化妝品中既安全又高效。

4.屏蔽味道和氣味，掩蓋芯材的異味。亞麻油由于具有不雅味道難用于好的化妝品，做成微囊后用于化妝品不僅無味，不易被氧化，而且具有很好的護(hù)膚功效。再如特有色澤和氣味的中草藥液微膠囊化后，配置到化妝品中，可以制得無色無味的優(yōu)質(zhì)化妝品。

5.改變芯材的物理和化學(xué)性質(zhì)。將有利于液體或半固體的流質(zhì)體轉(zhuǎn)化為自由流動(dòng)的固體粉末，有利于物料的使用、運(yùn)輸、保存，并可簡(jiǎn)化工藝，防止或延緩了產(chǎn)品劣變的發(fā)生。

6.需要改變物質(zhì)功能的化合物。將疏水性物質(zhì)通過表面處理，使其具有相反的性質(zhì)。如神經(jīng)酰胺微膠囊化后就可以直接加入水劑產(chǎn)品。