1、藥用高分子材料,Pharmaceutics department China pharmaceutical university 呂慧俠,Learning Objectives,熟悉藥用高分子材料結(jié)構(gòu)特征和應(yīng)用性能； 了解常用高分子材料的性質(zhì)及其在藥劑中的應(yīng)用,吃、穿、主、用、行,高分子化合物 Macromolecules,定義：由許多結(jié)構(gòu)簡單的單體以共價鍵連接而成的分子量在10,000以上的一類鏈狀或網(wǎng)狀化合物。,來源,1、 天然(從動物、植物、海洋生物、礦物中提取得到的材料，如多糖類淀粉、纖維素、植物凝集素、多肋、蛋白類、透明質(zhì)酸、明膠、無機(jī)硅酸鹽材料) 2、半合成(半天然材料或稱改性天然

2、材料,以天然材料為基礎(chǔ)，進(jìn)行某種基團(tuán)修飾，改變其溶解性、結(jié)晶度、粘附性、復(fù)合性等物理化學(xué)性能，如各種纖維素衍生物、改性天然膠類等) 3、人工合成(生物、無機(jī)高分子材料，如不同分子量的羥基磷酸鈣及硅酸鹽等),、 structures,一級結(jié)構(gòu) 近程結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、連接順序、立體構(gòu)型，以及支化、交聯(lián)等,二級結(jié)構(gòu) 遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu),高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）以及高分子的大?。ǚ肿恿浚?鏈結(jié)構(gòu),聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu),晶態(tài)、非晶態(tài)、取向態(tài)、液晶態(tài)及織態(tài)等。,聚合物的結(jié)構(gòu),、structures,基本結(jié)構(gòu) 化學(xué)結(jié)構(gòu)： 空間結(jié)構(gòu)： 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：,R,n,n聚合度,R結(jié)構(gòu)單元,R及n空間結(jié)構(gòu)(形態(tài)和構(gòu)象),高分

3、子間作用 （加工條件不同而形成）,聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：分子鏈間的排列和堆砌,雖然高分子的鏈結(jié)構(gòu)對高分子材料有顯著影響，但由于聚合物是有許多高分子鏈聚集而成，有時即使相同鏈結(jié)構(gòu)的同一種聚合物，在不同加工成型條件下，也會產(chǎn)生不同的聚集態(tài)，所得制品的性能也會截然不同。,聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)對聚合物材料性能的影響比高分子鏈結(jié)構(gòu)更直接、更重要。,研究掌握聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，對選擇合適的加工成型條件、改進(jìn)材料的性能，制備具有預(yù)期性能的聚合物材料具有重要意義。,、Character,1、分子量及其分子量分布 特點(diǎn)：分子量大，且具有多分散性 分子量與聚合物性質(zhì)之間的關(guān)系 1）數(shù)均分子量：聚合物溶液冰點(diǎn)、沸點(diǎn)

4、、滲透壓等只取決于溶液中高分子數(shù)目Mn 2）重均分子量：對光的散射性質(zhì)、擴(kuò)散性質(zhì)等與數(shù)目相關(guān)的同時還與分子尺寸有關(guān)Mw 3）粘均分子量：聚合物溶液粘度M,分子量的大小及多分散性對聚合物件能有顯著影響。一般而言，聚合物的力學(xué)性能隨分子量的增大而提高。 一、如玻璃化溫度、抗張強(qiáng)度、密度、比熱等。剛外始時隨分子量增大而提高最后達(dá)到一極限值； 二是某些性能如粘度、彎物強(qiáng)度等隨分子量增加而不斷促高、但不存在極限值。 分子量的多分散性的大小主要取決于聚合過程，也受試樣處理、存放條件等因素的影響,2、溶脹和溶解,1）溶解緩慢，一般先溶脹后溶解 2）聚合物的溶解度與分子量有關(guān)。一般分子量越大，溶解度越??；反之

5、，溶解度越大。 3）非結(jié)晶態(tài)高分子比結(jié)晶態(tài)易溶解 4）交聯(lián)高分子只溶脹不溶解,3、溶膠和凝膠 溶膠高分子材料在水溶液中處于溶解時的狀態(tài) 凝膠高分子溶液在一定條件下，產(chǎn)生較為牢固的物理交聯(lián)的狀態(tài),4、玻璃化溫度、粘流溫度 (glass transition temperature, Tg) (viscous flow temperature ,Tf) 玻璃態(tài)：由于溫度低，鏈段的熱運(yùn)動不足以克服主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘，處于“凍結(jié)”狀態(tài)，只有側(cè)基、鏈節(jié)、鏈長、鍵角等的局部運(yùn)動質(zhì)地脆而硬 高彈態(tài)：受力時產(chǎn)生很大形變，除去外力后又恢復(fù)原狀的狀態(tài),粘流態(tài)：隨著溫度進(jìn)一步升高，鏈段運(yùn)動加劇，最后不可逆變成粘性流體的

6、力學(xué)狀態(tài),力學(xué)三態(tài),5、力學(xué)性質(zhì) 材料在外力作用下，其幾何形狀和尺寸所發(fā)生的變化稱應(yīng)變或形變，通常以單位長度（面積、體積）所發(fā)生的變化來表征。 材料在外力作用下發(fā)生形變的同時，在其內(nèi)部還會產(chǎn)生對抗外力的附加內(nèi)力，以使材料保持原狀，當(dāng)外力消除后，內(nèi)力就會使材料回復(fù)原狀并自行逐步消除。當(dāng)外力與內(nèi)力達(dá)到平衡時，內(nèi)力與外力大小相等，方向相反。單位面積上的內(nèi)力定義為應(yīng)力。,、Application,1、Starches,D-葡萄糖殘基以-1,4-苷鍵連接的多糖,直鏈淀粉易結(jié)晶，不溶于冷水，支鏈淀粉能均勻分散于水中。因而天然淀粉也不溶于冷水，但在6080下于水中會發(fā)生“糊化作用”，而形成均勻的糊狀溶液 改性 填充劑、粘合劑、崩解劑,2、Gelatin,R為氨基酸多肽大分子,新鮮牛皮和豬皮等經(jīng)過精細(xì)加工提取的一種顆粒狀多肽聚合物； 明膠不易溶于冷水,但能吸收冷水的重量卻是自身的5-10倍,易溶于溫水,冷卻形成凝膠,微膠囊囊材、軟膠囊囊