天然高分子材料的特點(diǎn)精選(九篇)

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第1篇：天然高分子材料的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：高分子材料可降解生物

我國目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進(jìn)行生物可降解，以盡量減少對(duì)人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如細(xì)菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲(chǔ)存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。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。按照上述機(jī)理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

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新晨

4、生物可降解高分子材料的應(yīng)用

目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對(duì)高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國一年約生產(chǎn)3000多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國際上發(fā)達(dá)國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國的片劑制造水平與國際先進(jìn)水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考文獻(xiàn)：

第2篇：天然高分子材料的特點(diǎn)范文

高分子材料：以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料，高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料，由千百個(gè)原子彼此以共價(jià)鍵結(jié)合形成相對(duì)分子質(zhì)量特別大、具有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的有機(jī)化合物。

高分子的分子量從幾千到幾十萬甚至幾百萬，所含原子數(shù)目一般在幾萬以上，而且這些原子是通過共價(jià)鍵連接起來的。高分子化合物中的原子連接成很長的線狀分子時(shí)，叫線型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子連接成網(wǎng)狀時(shí)，這種高分子由于一般都不是平面結(jié)構(gòu)而是立體結(jié)構(gòu)，所以也叫體型高分子。

二、高分子材料的結(jié)構(gòu)特征

高分子材料的高分子鏈通常是由103~105個(gè)結(jié)構(gòu)單元組成，高分子鏈結(jié)構(gòu)和許許多多高分子鏈聚在一起的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)形成了高分子材料的特殊結(jié)構(gòu)。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的結(jié)構(gòu)特征(如同分異構(gòu)體、幾何結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)異構(gòu))外，還具有許多特殊的結(jié)構(gòu)特征。高分子結(jié)構(gòu)通常分為鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分。鏈結(jié)構(gòu)是指單個(gè)高分子化合物分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，所以鏈結(jié)構(gòu)又可分為近程和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)。近程結(jié)構(gòu)屬于化學(xué)結(jié)構(gòu)，也稱一級(jí)結(jié)構(gòu)，包括鏈中原子的種類和排列、取代基和端基的種類、結(jié)構(gòu)單元的排列順序、支鏈類型和長度等。遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)是指分子的尺寸、形態(tài)，鏈的柔順性以及分子在環(huán)境中的構(gòu)象，也稱二級(jí)結(jié)構(gòu)。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是指高聚物材料整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括晶體結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)等有關(guān)高聚物材料中分子的堆積情況，統(tǒng)稱為三級(jí)結(jié)構(gòu)。

三、高分子材料按來源分類

高分子材料按來源分，可分為天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。

天然高分子材料包括纖維素、蛋白質(zhì)、蠶絲、橡膠、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物為基礎(chǔ)的，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、涂料與粘接劑等。

四、生活中的高分子材料

生活中的高分子材料很多，如蠶絲、棉、麻、毛、玻璃、橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。下面就以塑料和纖維素舉例說明。

（一）、塑料

塑料是一種合成高分子材料，又可稱為高分子或巨分子，也是一般所俗稱的塑料或樹脂，可以自由改變形體樣式。是利用單體原料以合成或縮合反應(yīng)聚合而成的材料，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、劑、色料等添加劑組成的，它的主要成分是合成樹脂。

塑料主要有以下特性：①大多數(shù)塑料質(zhì)輕，化學(xué)性穩(wěn)定,不會(huì)銹蝕；②耐沖擊性好；③具有較好的透明性和耐磨耗性；④絕緣性好，導(dǎo)熱性低；⑤一般成型性、著色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；⑦尺寸穩(wěn)定性差，容易變形；⑧多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶劑。塑料的優(yōu)點(diǎn)1、大部分塑料的抗腐蝕能力強(qiáng)，不與酸、堿反應(yīng)。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、質(zhì)輕。4、容易被塑制成不同形狀。5、是良好的絕緣體。6、塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。塑料的缺點(diǎn)1、回收利用廢棄塑料時(shí)，分類十分困難，而且經(jīng)濟(jì)上不合算。2、塑料容易燃燒，燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒氣體。3、塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。

塑料的結(jié)構(gòu)基本有兩種類型：第一種是線型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合稱為體型高分子化合物。線型結(jié)構(gòu)（包括支鏈結(jié)構(gòu)）高聚物由于有獨(dú)立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點(diǎn)。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒有獨(dú)立的大分子存在，故沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。轉(zhuǎn)

塑料的應(yīng)用：透明塑料制成整體薄板車頂。薄板車頂?shù)男赂拍罨谕该黛`活的聚碳酸酯或硅樹脂材料，可以被永久性地塑造成單個(gè)的聚碳酸酯薄板，也可作為可折疊鉸鏈和封條。拜耳材料科技研發(fā)的原型總共配備了四個(gè)靈活的薄板部件，形成了四扇“頂窗”，每扇窗都可單獨(dú)打開和關(guān)閉。導(dǎo)軌用于連接薄板部件，形成一個(gè)牢固、透明的聚碳酸酯車頂外殼。一個(gè)同樣透明的管子沿車頂結(jié)構(gòu)中央縱向放置，在“頂窗”打開后用來調(diào)節(jié)折疊薄板。這樣可以形成三維立體結(jié)構(gòu)，組件比平坦的薄板更加牢固。同時(shí)也大大降低了單個(gè)組件的數(shù)量。

（二）、纖維素

纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機(jī)溶劑。是植物細(xì)胞壁的主要成分。纖維素是世界上最豐富的天然有機(jī)物，占植物界碳含量的50%以上。纖維素是自然界中存在量最大的一類有機(jī)化合物。它是植物骨架和細(xì)胞的主要成分。在棉花、亞麻和一般的木材中，含量都很高。

纖維素的結(jié)構(gòu)：纖維素是一種復(fù)雜的多糖，分子中含有約幾千個(gè)單糖單元，即幾千個(gè)（C6H10O5）；相對(duì)分子質(zhì)量從幾十萬至百萬；屬于天然有機(jī)高分子化合物；纖維素結(jié)構(gòu)與淀粉不同，故性質(zhì)有差異。

第3篇：天然高分子材料的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：合成類高分子材料 生物可降解 藥物載體 生物醫(yī)學(xué)

Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2013.08.066

【中圖分類號(hào)】R-0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1671-8801（2013）08-0070-02

生物可降解高分子材料在主鏈上一般含有可以水解的基團(tuán)，如酯、酸酐、碳酸酐、酰胺或氨酯鍵等，在活體環(huán)境中，這些基團(tuán)可以通過簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)或者酶催化作用而降解[1]，降解產(chǎn)物為水、二氧化碳等小分子，從而能夠被生物體代謝、吸收或排除，對(duì)人體無毒無害，而且這類材料具有良好的生物相容性和親和性，物理化學(xué)性質(zhì)可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，可用于受損生物體組織和器官的修復(fù)、重建以及藥物載體材料。

1 生物可降解高分子材料的分類

生物可降解高分子材料按其來源可以分為天然的和合成的兩大類。天然的可降解高分子如殼聚糖、明膠、纖維素、淀粉等，因具有良好的生物相容性和可降解特性而被廣泛用作藥物載體材料[2]。Hejazi等[3]用化學(xué)交聯(lián)的方法制備的四環(huán)素-殼聚糖微球，研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)PH改變微球中谷氨酰胺帶電性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)藥物的靶向釋放。淀粉微球在鼻癌治療中的應(yīng)用也越來越引起關(guān)注[4]。明膠是動(dòng)脈栓塞療法治療腫瘤的常用天然基質(zhì)材料。近年來研制的抗腫瘤明膠微球如甲氨蝶呤明膠微球、羥基喜樹堿明膠微球等，研究證明其治療效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)給藥方法，且理化性質(zhì)穩(wěn)定。然而，天然高分子大多具有熱塑性差、成型加工困難、耐水性差，單獨(dú)使用時(shí)性能差等缺點(diǎn)，應(yīng)用中受到很多限制。

2 合成類高分子材料的分類

2.1 生物合成類高分子材料。合成類高分子材料可分為生物合成和化學(xué)合成降解高分子。生物合成可降解高分子主要是由微生物或酶合成，如聚羥基烷酸酯（PHAs），其具有良好的生物相容性，已被應(yīng)用于藥物載體、手術(shù)縫合線、植入材料、骨夾等生物醫(yī)學(xué)裝置。但是PHAs力學(xué)強(qiáng)度差、降解過慢，適合長期植入材料，為了滿足實(shí)際要求，往往將不同種類的PHAs按一定比例共混，調(diào)節(jié)材料的強(qiáng)度和降解速度。Hu等[5]制備了PHAs類聚酯的三元共聚物，研究發(fā)現(xiàn)其具有較粗糙的表面，親水性優(yōu)于PLA等，材料表面的骨髓基質(zhì)細(xì)胞生長量和成骨性都優(yōu)于其它PHAs類聚酯。然而這種材料價(jià)格較為昂貴，限制了它的臨床推廣。

2.2 化學(xué)合成類高分子材料。

2.2.1 脂肪族聚酯類?；瘜W(xué)合成的可降解高分子材料主要有聚酯類、聚碳酸酯、聚氨酯類和聚酸酐類等。脂肪族聚酯類是目前研究最多、應(yīng)用最廣的生物可降解合成高分子，常見的有聚乙交酯（PGA）、聚丙交酯（PLA）、聚己內(nèi)酯（PCL）及其共聚物，它們具有良好的生物相容性、成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、降解產(chǎn)物無毒無害、降解速度和物理化學(xué)性能可以通過調(diào)節(jié)聚合物組分、組成比例和分子量來實(shí)現(xiàn)，其單體大部分來源于植物、石油、天然氣等再生資源，因此成為目前應(yīng)用最廣泛的合成類生物降解高分子材料[6]。聚乳酸（PLA）材料韌性差且降解慢，而PGA力學(xué)強(qiáng)度大，加工成型難度大，降解速度快，所以兩者共聚可以取長補(bǔ)短，通過調(diào)節(jié)兩組分比例和分子量改變共聚物的特性來滿足實(shí)際應(yīng)用要求。有時(shí)也會(huì)加入其它的聚合物來改善共聚物的性能，如把親水性的聚乙二醇（PEG）（B段）插入到PLGA、PCL、LA或GA（A段）的鏈段中，形成溫度敏感型嵌段共聚物ABA或BAB類型，用于調(diào)節(jié)共聚物的親水性和降解速度。Ruan等[7]合成了PLA-PEG-PLA嵌段共聚物，并作為水溶性抗癌藥物紫杉醇的藥物載體，研究表明PEG的加入提高了聚合物的親水性和釋藥速率。

2.2.2 聚磷酸酯類。聚磷酸酯類最近幾年報(bào)道較多，在生物醫(yī)學(xué)、塑料工業(yè)、飼料行業(yè)等都有應(yīng)用，但在藥物控釋領(lǐng)域研究尤為突出。主要原因有三[8]，其一，聚磷酸酯中的五價(jià)磷原子結(jié)構(gòu)使其更容易被修飾和功能化，可直接接枝藥物分子或活性分子；其二，磷酸酯類大量存在于人體內(nèi)，而且是細(xì)胞膜的主要組成之一，因此聚磷酸酯類在生物體內(nèi)具有很好的細(xì)胞親和性和細(xì)胞膜通透能力，而且易被水解和被酶分解；其三，腫瘤細(xì)胞內(nèi)磷酸酯酶和磷酰胺酶等的含量和活性都高于正常細(xì)胞，聚磷酸酯載藥微粒易被分解而釋放藥物，達(dá)到靶向釋放的目的。因此，聚磷酸酯作為抗腫瘤藥物的載體越來越受到重視。具有提高人體白細(xì)胞作用的茜草雙酯和磷酰二氯縮聚反應(yīng)合成的聚磷酸酯，可以作為抗腫瘤藥物5-Fu的載體，降解釋放的茜草雙酯和5-Fu可達(dá)到治療癌癥放化療引起的白細(xì)胞減少癥和抗癌的雙重功效[9]。Wang等人[10]用含陽離子的聚磷酸酯與其他聚合物合成三嵌段共聚物納米膠束，作為帶負(fù)電的小干擾RNA的基因載體，可較好的沉默細(xì)胞異性蛋白的表達(dá)。聚磷酸酯在組織工程領(lǐng)域也引起越來越多的關(guān)注。聚磷酸酯與對(duì)苯二甲酸乙酯的共聚物，可作為神經(jīng)導(dǎo)管材料，生物相容性好，有利于神經(jīng)再生長[11]。

2.2.3 聚氨基酸類。聚氨基酸具有很好的生物相容性和可降解特性，無毒無害，已廣泛應(yīng)用于藥物載體、組織工程材料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但因其降解性能難控，實(shí)際應(yīng)用中常通過與其他化合物共聚，改變各組分比例、分子量等手段得到具有新特征的材料，如聚賴氨酸-聚乙二醇共聚物、聚天冬氨酸-聚乙烯醇共聚物、聚谷氨酸-氧化硅接枝共聚物、聚氨基酸-聚乳酸共聚物等。目前，研究最熱的是聚氨基酸-聚乳酸共聚物。聚乳酸具有親水性差、細(xì)胞親和性不理想、結(jié)晶度高、降解慢的缺點(diǎn)，對(duì)聚乳酸的改性成為研究的重點(diǎn)。聚氨基酸含有羥基、氨基、羧基等多個(gè)活性官能團(tuán)，可以固定蛋白質(zhì)、多肽等生物活性因子，將聚氨基酸與聚乳酸共聚，不僅可以改善聚乳酸的親水性、細(xì)胞親和性和降解速度，還可以引入活性基團(tuán)。葉瑞榮[12]等人用直接熔融法合成聚（乳酸-甘氨酸）和聚（乳酸-天冬氨酸），研究發(fā)現(xiàn)，改性后的聚乳酸為無定型態(tài)，結(jié)晶度降低，親水性和降解速度均提高，可作為藥物緩釋材料。嚴(yán)瓊姣等人[13]用3S-[4-（芐氧羰基氨基）丁基]-嗎啉-2，5-二酮和丙交酯共聚，制備了RGD多肽接枝聚（乳酸-羥基乙酸-L-賴氨酸）共聚物，RGD修飾后的共聚物具有很好的神經(jīng)細(xì)胞親和性和親水性，可作為神經(jīng)修復(fù)支架材料。

2.2.4 聚碳酸酯。聚碳酸酯是一類環(huán)境友好型和生物相容性較好的高分子材料，因主鏈和側(cè)基的不同而種類繁多，可通過引入功能化側(cè)基（如羧基、羥基、氨基、雙鍵等）和化學(xué)設(shè)計(jì)分子主鏈等方式，改變其親水性、降解速度和熱力學(xué)性能，同時(shí)還可以接入多肽、抗體等活性基團(tuán)。近年來在藥物控釋系統(tǒng)、手術(shù)縫合線、骨固定材料等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。聚碳酸酯根據(jù)主鏈結(jié)構(gòu)的不同，可分為脂肪族聚碳酸酯和含芳香族主鏈的聚碳酸酯。聚碳酸三亞甲基酯（PTMC）是最常見、研究最多的線型脂肪族聚碳酸酯，在體內(nèi)生物酶的作用下可加速其降解[14]。聚碳酸酯可通過引入功能化側(cè)基、物理共混和化學(xué)共聚的方法進(jìn)行改性。Zhuo等[15]以甘油為起始原料合成了主鏈含有羥基的聚碳酸酯，研究證明該聚合物具有較好的生物相容性，羥基的引入改善了聚合物的親水性和降解特性。Albert-stson等[16]制備了以PTMC為載體的阿米替林釋藥模，但是藥物釋放速度很慢，通過PTMC與一定量的聚酸酐共混，可明顯提高阿米替林的釋放速度。商品名為Maxon的生物可吸收手術(shù)縫合線就是由32.5%（摩爾比）的TMC與GA共聚得到的Poly（GA-co-TMC），該聚合物具有很好的彈性，彌補(bǔ)了PTMC降解速度慢的缺點(diǎn)[17]。

2.2.5 聚酸酐類。聚酸酐類最早由Bucher和Slade在1909年合成。直到八十年代，人們發(fā)現(xiàn)它的易水解特性才將其應(yīng)用到藥物緩釋體系中。聚酸酐具有以下特點(diǎn)：①表面溶蝕的降解特性。其在人體內(nèi)的藥物釋放接近零級(jí)釋放，且無藥物暴釋現(xiàn)象。②降解速度可調(diào)節(jié)。可以通過調(diào)節(jié)共聚物的組成、組分比例和分子量等調(diào)節(jié)降解速度和藥物釋放速度。③具有良好的生物相容性，對(duì)人體無毒害作用。④在藥物釋放領(lǐng)域具有良好的藥物穩(wěn)定作用。目前，用聚酸酐局部控制給藥體系治療實(shí)體瘤癌癥已引起高度重視，成為研究的熱點(diǎn)。美國FDA已批準(zhǔn)其用于復(fù)發(fā)惡性腦瘤的輔助化療。

3 應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

目前，合成類生物可降解高分子材料在藥物控釋體系、組織工程、手術(shù)縫合線、超聲造影等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。在藥物控釋領(lǐng)域，根據(jù)作用部位不同，可加工成微球、纖維、片劑、膜、棒、納米乳和亞納米乳等。為了提高藥物的靶向性，納米顆粒和磁性納米顆粒成為研究的熱點(diǎn)。單個(gè)的聚合物材料因自身缺點(diǎn)往往不能滿足生物醫(yī)學(xué)的要求，常與其他高分子共聚、共混或引入活性官能團(tuán)，通過改變各組分配比、分子量、制備方法和條件等因素，或?qū)?cè)基進(jìn)行功能化修飾，制備出符合現(xiàn)實(shí)要求的、兼顧各自優(yōu)點(diǎn)的新型高分子材料。當(dāng)然，新型材料制備的經(jīng)濟(jì)成本和工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等問題也應(yīng)引起重視。未來，合成類生物可降解高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來越廣闊。

參考文獻(xiàn)

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第4篇：天然高分子材料的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：RGD高分子材料；周圍神經(jīng)；修復(fù)；生物學(xué)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：R745 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-2197(2008)04-015-04

新型生物材料近年來迅猛發(fā)展，材料的組成、形態(tài)、植入部位及用途日趨復(fù)雜，隨著組織工程研究的日益深入，人工合成的高分子材料及各種具有神經(jīng)營養(yǎng)作用的生長因子復(fù)合材料進(jìn)行神經(jīng)缺損的修復(fù)越來越受到重視[1-4]，隨之對(duì)材料的評(píng)價(jià)相應(yīng)也提出了更高的要求。對(duì)生物材料進(jìn)行有效性和安全性評(píng)價(jià)是生物材料進(jìn)入臨床前的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[5]。本實(shí)驗(yàn)從體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)對(duì)自行設(shè)計(jì)的仿生材料RGD高分子材料進(jìn)行了生物學(xué)評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 復(fù)合材料的制備

以神經(jīng)基底膜結(jié)構(gòu)與組成的分析研究為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并制備了RGD高分子復(fù)合材料〔RGD多肽接枝聚(羥基乙酸-L-賴氨酸-乳酸)/PDLLA/β-TCP〕，尺寸為 12mm×6mm×0.3 mm的薄膜，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)前將膜縫制成直徑為1.5mm長12mm的導(dǎo)管。

1.2 體內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

選擇體重約250g 的SPF級(jí)Wistar (由武漢疾病控制中心實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所提供)，分離單側(cè)坐骨神經(jīng)，切斷，造成10 mm缺損，將RGD導(dǎo)管對(duì)動(dòng)物模型離段神經(jīng)進(jìn)行橋接。分別于3個(gè)月、6個(gè)月取材，進(jìn)行組織學(xué)觀察。三頭肌濕重比，電生理測(cè)定，電鏡及光鏡下的觀察。

1.3 體外評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

(1)材料的體外降解實(shí)驗(yàn)：將材料置于模擬體液中，測(cè)定其介質(zhì)PH值的變化和測(cè)定材料質(zhì)量損耗率。(2)細(xì)胞活力的測(cè)定：將分離純化的外周神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞即雪旺細(xì)胞置于材料培養(yǎng)基中進(jìn)行體外培養(yǎng)，然后采用四甲基偶氮唑鹽(MTT)法進(jìn)行細(xì)胞活力的測(cè)定?？梢苑从郴罴?xì)胞數(shù)量和細(xì)胞代謝活性，從而間接反映生物材料的細(xì)胞毒性。(3)形態(tài)學(xué)觀察：在相差倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞在生物材料表面或在其浸提液中的生長狀況，進(jìn)行細(xì)胞粘附、增殖和分化，細(xì)胞數(shù)目，細(xì)胞突起長度等多種指標(biāo)。將RSC96細(xì)胞制成密度為106大小的細(xì)胞懸液，接種到24孔板中的復(fù)合膜上，每孔1ml，置于培養(yǎng)箱中，隔天換液，培養(yǎng)5天后取出，用戊二醛固定后，掃描電鏡觀察材料上細(xì)胞的生長情況。

2 結(jié)果

2.1 體內(nèi)評(píng)價(jià)結(jié)果

2.1.1 電生理檢測(cè)

術(shù)后所有大鼠術(shù)側(cè)即右側(cè)小腿三頭肌萎縮，6個(gè)月較3個(gè)月有所恢復(fù) (見表1)。血管的再生和重建，反映了生物材料與宿主組織間良好的相容性。檢測(cè)右側(cè)坐骨神經(jīng)傳導(dǎo)速度(見表2)，結(jié)果顯示，再生神經(jīng)已經(jīng)生長通過缺損段，運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度(motor nerve conduction velocity，MNVC)反應(yīng)了神經(jīng)干的傳導(dǎo)功能，再生軸突髓鞘化和成熟程度的指標(biāo)。6個(gè)月時(shí)RGD高分子材料神經(jīng)傳導(dǎo)速度達(dá)64.24±0.79m/s，與自體神經(jīng)移植接近(P>0.05)。

2.1.2 亞甲藍(lán)多色液染色

3個(gè)月后，再生神經(jīng)亞甲藍(lán)染色圖片顯示神經(jīng)纖維密度大，有髓神經(jīng)多，髓鞘大，多呈圓形圖。移植6個(gè)月神經(jīng)纖維直徑較3個(gè)月顯著增大，髓鞘厚度也有所增加，神經(jīng)纖維密度大，但較自體神經(jīng)組密度稍小，軸突直徑和厚度與自體神經(jīng)移植相當(dāng)。

2.1.3 HE染色

HE染色片光鏡下觀察，3個(gè)月后RGD高分子材料組再生神經(jīng)外膜完整，再生神經(jīng)截面呈橢圓形，可清晰分辨出神經(jīng)外膜，神經(jīng)束膜和材料區(qū)，神經(jīng)纖維數(shù)目多，大小均勻，成熟良好，在材料區(qū)可見RGD復(fù)合材料已成碎片狀，內(nèi)有細(xì)胞長入，材料外層有纖維組織包裹。6個(gè)月后，材料降解較3個(gè)月時(shí)多，碎片有所減少，材料區(qū)內(nèi)有細(xì)胞長入，外層有纖維組織包裹。

2.1.4 透射電鏡觀察結(jié)果

移植3個(gè)月后，雪旺細(xì)胞較多，雪旺細(xì)胞功能活躍，細(xì)胞器豐富，胞質(zhì)內(nèi)含有豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，神經(jīng)絲和微管，游離白體發(fā)達(dá)，細(xì)胞外層基板連續(xù)，結(jié)構(gòu)完好，軸突內(nèi)線粒體多，結(jié)構(gòu)完好，軸突內(nèi)神經(jīng)絲略松散；髓鞘板層結(jié)構(gòu)致密。6個(gè)月后，再生神經(jīng)纖維數(shù)目較多，與自體神經(jīng)移植數(shù)目相當(dāng)。與3個(gè)月相比，再生神經(jīng)纖維的軸突面積明顯增大。

2.1.5 免疫組化染色分析

S-100免疫組化染色片顯示移植3個(gè)月后，S-100陰性片子由于無S-100蛋白表達(dá)，背底呈淡藍(lán)色，無陽性反應(yīng)，6個(gè)月后陽性部位較少。

2.1.6 材料的掃描電鏡觀察

體內(nèi)植入3個(gè)月后，復(fù)合膜中RGD高分子材料部分降解，形成孔隙，6個(gè)月后，孔隙進(jìn)一步變大并連通(圖1、2)

圖1 3個(gè)月 電鏡掃描

圖2 6個(gè)月 電鏡掃描

2.2 體外評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.1 膜質(zhì)量損耗率的變化及介質(zhì)PH值的變化

RGD高分子材料降解速度較快，在第4周時(shí)膜損耗率超過30%，第12周時(shí)超過50%，第24周時(shí)膜損耗率已達(dá)到70%。pH值下降較快，24周內(nèi)的降解pH值基本呈下降趨勢(shì)，第2周左右達(dá)6.8，呈微酸性(圖3)。

圖3 RGD復(fù)合材料體外降解3個(gè)月分子量的變化

2.2.2 細(xì)胞活力的測(cè)定

雪旺細(xì)胞在RGD高分子材料上能夠較好地增殖，與空白對(duì)照組相差不大，尤其是在培養(yǎng)7天以后，其增殖能力良好。

2.2.3 形態(tài)學(xué)觀察

在相差倒置顯微鏡下觀察RSC96細(xì)胞在RGD高分子材料上的生長圖片，細(xì)胞生長狀況良好，密度較大，RGD為多孔材料，孔隙直徑在3.8um~7.6um之間，部分細(xì)胞向膜的孔隙中生長，細(xì)胞突起于膜片表面及孔隙中交織；細(xì)胞平鋪于材料表面生長，由于RGD高分子材料降解速率快，膜表面孔徑較大，直徑在1.5~30um之間，部分細(xì)胞向膜孔隙中生長( 圖4，5)。

圖4 掃描電鏡觀察RSC96細(xì)胞 RGD×2000

圖5 在材料上的生長情況 RGD×3000

3 討論

神經(jīng)修復(fù)材料的基本要素：理想的神經(jīng)修復(fù)用支架材料應(yīng)具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：①良好的生物相容性，無毒性反應(yīng)；②可降解性，避免二次手術(shù)取出；材料降解速率與組織再生完成的時(shí)間匹配；③通透性，材料應(yīng)具有微孔或網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)以保證一定的通透性，使氧氣、小分子營養(yǎng)物質(zhì)等可進(jìn)入到再生神經(jīng)短段微環(huán)境中；④合適的可塑性和力學(xué)性能；能在一定時(shí)限內(nèi)保持其外形和結(jié)構(gòu)的完整性[6]。目前，用于神經(jīng)修復(fù)的支架材料主要是一些可降解的天然基質(zhì)材料和人工合成材料。生物活性分子RGD 肽(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸) 作為天然ECM 重要組成，是目前應(yīng)用最廣、最有效的促黏附肽[7]。

RGD高分子材料的制備及原理：運(yùn)用仿生學(xué)原理模擬細(xì)胞外基質(zhì)蛋白與其周圍細(xì)胞的相互作用，用物理或化學(xué)的方法在材料上接上粘附性蛋白或多肽以賦予材料生物信號(hào)，促進(jìn)細(xì)胞粘附到材料上。本實(shí)驗(yàn)將L-賴氨酸與α-羥基酸(羥基乙酸，乳酸)共聚制備聚(乳酸-羥基乙酸-L-賴氨酸)，然后通過L-賴氨酸的側(cè)氨基引入短肽RGD高分子材料，得到RGD高分子材料多肽接枝聚(乳酸-羥基乙酸-L-賴氨酸)，再將RGD高分子材料多肽接枝聚與PLA復(fù)合，所得的RGD高分子材料高分子復(fù)合材料兼具天然基質(zhì)材料和人工合成材料兩者的優(yōu)點(diǎn)。乳酸和羥基乙酸的共聚物(PLGA)，屬于α- 羥基酸衍生的脂肪族聚脂，降解性能和力學(xué)性能較好；具有很好的生物相融性，在生物體內(nèi)的最終降解產(chǎn)物為水和CO2無毒的生物小分子而被人體直接吸收[8]，被美國FDA 認(rèn)證為可應(yīng)用于人體的可降解材料、藥物釋放控制體系和其它人體植入的裝置[7，9]。天然基質(zhì)材料精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸 ((Arg-Gly- Asp，RGD)，因其含有特定的氨基酸序列而具有細(xì)胞識(shí)別信號(hào)，有利于細(xì)胞粘附；另一方面，PLA的降解產(chǎn)物顯酸性，易導(dǎo)致局部炎癥反應(yīng)，而β-磷酸三鈣(β-TCP)在體內(nèi)水解呈弱堿性，與人體骨骼組織的無機(jī)成份相似，具有良好的生物相容性，易被生物降解吸收，無毒副作用，加入β-TCP可緩解PLA降解造成的局部酸性環(huán)境。

有研究顯示神經(jīng)導(dǎo)管移植排斥反應(yīng)的最明顯表現(xiàn)就是在神經(jīng)移植物的局部有大量的單核細(xì)胞浸潤膜內(nèi)外，神經(jīng)外膜消失，神經(jīng)內(nèi)血管減少，雪旺細(xì)胞大量喪失并被單核細(xì)胞替代[10]。本實(shí)驗(yàn)顯示PRGD高分子材料導(dǎo)管能有效誘導(dǎo)缺損段神經(jīng)與遠(yuǎn)端貫通，所有的神經(jīng)導(dǎo)管局部未見上述反應(yīng)，說明該材料具有良好的組織相容性。導(dǎo)管內(nèi)再生神經(jīng)生長良好，與自體神經(jīng)相當(dāng)證實(shí)其良好的修復(fù)效果。材料降解速率快，第12周時(shí)超過50%，24周時(shí)超過70%，無需二次手術(shù)取出，同時(shí)使用方法簡(jiǎn)單，對(duì)于顯微外科技術(shù)要求較低，易于被臨床接受。體外培養(yǎng)結(jié)果表明這種套管能使雪旺細(xì)胞黏附于其上生長，我們將進(jìn)一步通過在套管內(nèi)添加活性細(xì)胞如雪旺細(xì)胞和活性神經(jīng)營養(yǎng)因子來改善神經(jīng)修復(fù)效果，以尋求一種更好的組織工程化的人工神經(jīng)，使周圍神經(jīng)再生的效果最大、最優(yōu)化。

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Biocompatibility Estimation of RGD Macromolecule Biomaterials for Restoring Peripheral Nerve

Wang Yonghong，Yi Yixia，Yan Qiongjiao，LI Shipu

第5篇：天然高分子材料的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：園林設(shè)計(jì)地面鋪裝新工藝應(yīng)用

Abstract: this paper introduces the modern landscape design ground shop of new technology of the application. On the color art floor system performance and advantages, facing high polymer material characteristics, construction procedure and later maintenance and requirements for the shallow will be discussed.Key Words: garden design, ground shop, the new technology application

中圖分類號(hào)：O434.19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）04-0229-2

近幾年來，我國的園林景觀事業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展?，F(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)秉承“改善人居環(huán)境，和諧天地萬物，塑造景觀精品”的理念，以改善環(huán)境為己任，追求天地萬物之和諧，營造人性化空間，打造和諧人居環(huán)境。園林景觀中的地面鋪裝是園林空間界面的一個(gè)重要方面，在與整個(gè)景觀設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)一致中，給人以獨(dú)特的藝術(shù)感受，尤其是經(jīng)過不同設(shè)計(jì)風(fēng)格、不同材質(zhì)、不同施工工藝的創(chuàng)新、運(yùn)用，結(jié)合其相應(yīng)的環(huán)境、文化等要素，會(huì)產(chǎn)生出奇制勝的效果。

在園林景觀設(shè)計(jì)中地面鋪裝新工藝的開發(fā)使用上，最具代表性的是彩色壓模藝術(shù)地坪及高承載透水地坪道路鋪裝，通過復(fù)合著色技術(shù)可呈現(xiàn)天然石材的色澤及圖案，如木紋、石塊、古代磚、花崗巖、砂巖等，形成一種自然、輕松、古樸、有藝術(shù)韻味的藝術(shù)地坪系統(tǒng)。廣泛地應(yīng)用于市政、園林、廣場(chǎng)以及高檔住宅項(xiàng)目中。該產(chǎn)品是一種全新的、經(jīng)濟(jì)的綠色環(huán)保復(fù)合材料，可直接作用于混凝土表面，與混凝土發(fā)生物理融合、滲透和化學(xué)反應(yīng)，逼真再現(xiàn)天然石材、磚材、板材的質(zhì)地、色澤和紋理。

一、彩色藝術(shù)地坪系統(tǒng)整體性能及優(yōu)點(diǎn)

彩石藝術(shù)壓模地坪是具有較強(qiáng)的藝術(shù)性和特殊裝飾要求的地面材料。是一種即時(shí)可用的含特殊納米礦物骨料，無機(jī)顏料及添加劑的高強(qiáng)度耐磨材料。其優(yōu)點(diǎn)是易施工、一次成型、使用期長、施工快捷、修復(fù)方便不易褪色等，同時(shí)又彌補(bǔ)了普通彩色道板磚的整體性差、高低不平、易松動(dòng)、使用周期短等不足。

混凝土彩色藝術(shù)地坪是通過對(duì)混凝土表面進(jìn)行彩色滲透強(qiáng)化處理，采用壓印、養(yǎng)護(hù)和密封保護(hù)等多道處理工藝而形成的。彩色藝術(shù)地坪的色彩、強(qiáng)度、耐磨性、防滑性、防水性等都能達(dá)到天然石材的真實(shí)感和強(qiáng)度，可以承受高流量人群和載重車輛的通行。

彩色藝術(shù)地坪擁有幾十種標(biāo)準(zhǔn)顏色和十幾種造型模具，通過復(fù)合著色技術(shù)可呈現(xiàn)天然石材的色澤及圖案，如木紋、石塊、古代磚、花崗巖、砂巖等，形成一種自然、輕松、古樸、有藝術(shù)韻味的藝術(shù)地坪系統(tǒng)。

彩石硬化劑材料制作的彩色壓模地坪具有抗耐磨、防滑、抗凍、不易起塵、易清潔、高強(qiáng)度、耐沖擊、且色彩和款式方面有廣泛的選擇性、靈活性、成本低和優(yōu)質(zhì)環(huán)保等特點(diǎn)，在園林、市政、停車場(chǎng)、公園小道、商業(yè)街區(qū)和文化娛樂設(shè)施領(lǐng)域可以廣發(fā)應(yīng)用。

二、彩色藝術(shù)地坪系統(tǒng)飾面高分子材料特點(diǎn)

1.超高強(qiáng)度：通過材料的合理選擇與配比，彩色藝術(shù)飾面高分子材料的強(qiáng)度可達(dá)80 ～ 100Mpa，是傳統(tǒng)混凝土材料2-4倍。

2.高耐磨性：傳統(tǒng)裝飾材料技術(shù)由于材料的配比、現(xiàn)場(chǎng)施工養(yǎng)護(hù)不良等原因，導(dǎo)致裝飾表面粉化老化、耐磨性差、脫色起皮，而彩色藝術(shù)飾面高分子材料則克服了這一問題，可廣泛應(yīng)用于庭院、住宅小區(qū)、市政地面、路面、墻面、造型的美化建設(shè)。

3.豐富多彩：由于色彩和模具的可調(diào)可選擇性及表面處理技術(shù)，彩色藝術(shù)飾面高分子材料具有豐富的色彩及圖案供設(shè)計(jì)師選擇，貼近自然，仿木、仿石、仿古等等，易于和環(huán)境相協(xié)調(diào)，從而設(shè)計(jì)出不同特色的建筑外觀、居住小區(qū)以利于城市的美化。

4.立體質(zhì)感：不同的特定模具造型賦于建筑飾面以不同的立體質(zhì)感，同傳統(tǒng)的平面裝飾形成鮮明對(duì)比，更易于展示現(xiàn)代都市的建筑風(fēng)格。

5.快速施工：彩色藝術(shù)飾面高分子材料將建筑物及環(huán)境的使用功能要求與裝飾效果結(jié)合起來一次完成，因此具有施工簡(jiǎn)單、迅速和整體性好的特點(diǎn)。

6.成本低廉：根據(jù)高分子材料復(fù)合原理，對(duì)裝飾物罩面、飾面和基體按功能分別優(yōu)化設(shè)計(jì)從而節(jié)約了材料費(fèi)用，同時(shí)采用彩色印模技術(shù)一次施工工藝，大大的降低了二次裝飾裝修的施工費(fèi)用，從而具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

三、彩石藝術(shù)地坪施工步驟

1.砼表面拉毛處理：在混凝土表面初凝前加上1cm水泥漿用手工鐵板將混凝土表面水砂漿抹均勻找平并拉毛表面。

2.撒布彩石硬化材料：將規(guī)定用量的2/3硬化劑壓模地坪均勻撒布在初凝階段的混凝土表面，待硬化材料吸水潤濕后用手工鐵板找平收光完成第一次作業(yè)，待硬化材料初凝至一定階段階段，再進(jìn)行第二次1/3材料撒布收光找平作業(yè)。

3.找平收光硬化材料：根據(jù)混凝土的硬化情況，實(shí)行至少三次以上的手工鐵板收光找平作業(yè)，且收光操作應(yīng)相互應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行。

4.撒布彩石脫模粉：在硬化材料初凝一定階段，表面干燥無明顯水份的情況下均勻撒布一層與硬化材料配套的脫模粉。

5.用模具壓制圖案，保持模具固定平整，壓制圖案要一次成型不能重壓。

6.實(shí)現(xiàn)各種設(shè)計(jì)款式、紋理和色彩，也可以多種色彩交互設(shè)計(jì)。

四、彩石藝術(shù)地坪后期養(yǎng)護(hù)及要求

1.彩石硬化壓模地坪材料的施工一般在室外進(jìn)行，應(yīng)防止在雨天及大風(fēng)天氣進(jìn)行，施工環(huán)境溫度一般在日均溫度5攝氏度以上。

2.沖洗地坪表面：待硬化壓模地坪完全干燥凝固成型至少3-4天后方可用水或去污劑清洗表面，清洗表面一定在保證整個(gè)地坪清洗程度一致，否則會(huì)造成地面顏色深淺不一。

3.涂敷密封劑：待清洗硬化壓模地坪表面完全干澡無水分后至少一天以上方可涂敷液體亮光劑達(dá)到養(yǎng)護(hù)和增強(qiáng)光亮作用，使藝術(shù)壓模地坪表面防污染防滑并再次強(qiáng)化。完成后藝術(shù)壓模地坪除了很好的裝飾性以外，其物理性能也非常穩(wěn)定。

4.藝術(shù)壓模地坪養(yǎng)護(hù)階段必須防止人員隨便進(jìn)出或進(jìn)行其它項(xiàng)目的施工操作。

五、結(jié)語

伴隨著社會(huì)的進(jìn)步與園林的發(fā)展，園林中地面鋪裝所選用材料種類、質(zhì)感的變化和發(fā)展也是一種必然的趨勢(shì)。這就要求廣大的園林設(shè)計(jì)者在選材、造型、紋樣等過程中既不故步自封，不懷疑和排斥新事物的使用和推廣，也不盲目追新求奇，鋪張浪費(fèi)。堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，以市場(chǎng)為契機(jī)，不斷開拓創(chuàng)新，勇于推陳出新，探索和嘗試事物的使用，為園林事業(yè)的百花齊放貢獻(xiàn)一份力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]禹曉峰.從透水性材料談園林鋪裝設(shè)計(jì)[J].北京林業(yè)大學(xué).2007，05.

[2]丁麗麗.城鎮(zhèn)園林鋪裝設(shè)計(jì)的研究[J].農(nóng)村科技.2008，10.

[3]李婧瑜梁家年.淺議中國園林地面鋪裝藝術(shù)[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊.2009，02.

第6篇：天然高分子材料的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：高分子材料；成型加工；技術(shù)分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.025

0 引言

高分子材料在生活中非常常見，例如棉花、天然橡膠等，為人們的生活提供了重要的便利。但是對(duì)于材料使用來說，高分子材料制品的性能與加工技術(shù)是密切聯(lián)系的。通過溫度、壓力等共同作用將材料的形態(tài)進(jìn)行改變，并提升其性能。而我國現(xiàn)階段的高分子材料成型加工技術(shù)也得到了穩(wěn)定發(fā)展，技術(shù)比較全面。

1 高分子材料成型加工技術(shù)的內(nèi)涵

高分子材料成型加工技術(shù)主要是通過溫度的作用，讓其整體的狀態(tài)發(fā)生改變，再進(jìn)行形態(tài)重塑。而具體的類型有聚合物加工、高分子熔體加工等多個(gè)方面。近年來這項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域也取得了巨大的突破。針對(duì)于現(xiàn)階段的形勢(shì)來看，該技術(shù)的主要目的在于提升生產(chǎn)率和使用性能，并朝著可持續(xù)發(fā)展的方向而發(fā)展。所以在未來也能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，在一定程度上減少生產(chǎn)的能源消耗和成本[1]。

2 具體的技術(shù)種類

2.1 吹塑技術(shù)

也稱中空吹塑，一種發(fā)展迅速的塑料加工方法熱塑性樹脂經(jīng)擠出或注射成型得到的管狀塑料型坯，趁熱或加熱到軟化狀態(tài)，置于對(duì)開模中，閉模后立即在型坯內(nèi)通入壓縮空氣，使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內(nèi)壁上，經(jīng)冷卻脫模，即得到各種中空制品。這種技術(shù)細(xì)化可以分為上引、下引和平引。

2.2 注塑技術(shù)

該技術(shù)一般運(yùn)用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料產(chǎn)品。由于這種技術(shù)可以在大多數(shù)的環(huán)境下發(fā)揮作用，因而使用范圍比較廣泛，且生產(chǎn)周期相對(duì)較短，可以保障在短時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)效率，也是我國現(xiàn)階段常用的一項(xiàng)技術(shù)。以現(xiàn)階段塑料的品質(zhì)來看，大多數(shù)的塑料都可以利用這項(xiàng)技術(shù)。如果要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量與外觀的雙重標(biāo)準(zhǔn)，就需要利用到一些具體的機(jī)械設(shè)備，例如擠出機(jī)。在設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)用上都需要進(jìn)行合理規(guī)劃[2]。而注塑技術(shù)的特點(diǎn)也包含了很多方面，比如可以對(duì)惰性氣體進(jìn)行組合，也可以對(duì)模具加熱、移動(dòng)進(jìn)行成型等，涉及了多個(gè)領(lǐng)域。

2.3 壓制成型技術(shù)

壓制成型是利用壓力將置于模具內(nèi)的粉料壓緊至結(jié)構(gòu)緊密，稱為具有一定形狀和尺寸的坯體的成型方法。壓制成型的坯體水分含量低，坯體致密，干燥收縮小，產(chǎn)品的形狀尺寸準(zhǔn)確，質(zhì)量高。另外，成型過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，便于機(jī)械化的大規(guī)模生產(chǎn)，對(duì)具有規(guī)則幾何形狀的扁平制品尤為適宜。具有壓制成型廣泛用于建筑陶瓷、耐火材料等產(chǎn)品的生產(chǎn)。影響壓制成型坯體質(zhì)量的工藝因素主要有成型壓力、壓制制度，粉料的工藝性能及模具的適用等。但是這種技術(shù)有一定的局限性。那就是當(dāng)制品的厚度超過壓制范圍時(shí)，其作用會(huì)有明顯的下降，此時(shí)可以通過吹塑法來提升生產(chǎn)效率。

2.4 擠出成型

擠出成型的要點(diǎn)在于將塑化的高分子材料通過旋轉(zhuǎn)加壓，利用擠出機(jī)來進(jìn)行成型。此時(shí)材料可以通過牽引設(shè)備從設(shè)備口引出，配合冷卻定型后最終得到需要的產(chǎn)品類型。在目前的工業(yè)生產(chǎn)中這項(xiàng)技術(shù)主要是對(duì)高分子材料的塑化和成型，以得到性能更好的二次產(chǎn)品[3]。

2.5 注射成型

注射成型技術(shù)主要運(yùn)用于熱塑性塑料的成型，也可以用于熱固性塑料的成型。其技術(shù)原理在于通過加熱，將材料進(jìn)行升溫，變?yōu)檎沉鲬B(tài)，然后施加壓力，讓材料進(jìn)入設(shè)備模型內(nèi)進(jìn)行冷卻。

3 高分子材料成型加工技術(shù)的未來研究方向

3.1 聚合物加工技術(shù)

聚合物加工技術(shù)主要是通過擠出機(jī)的工作原理而發(fā)展的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段的技術(shù)水平下，已經(jīng)可以研發(fā)出進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)的擠出機(jī)。國外的十螺桿擠出機(jī)可以解決作為反應(yīng)器的包括雙螺桿和四螺桿擠出機(jī)在內(nèi)的其它擠出機(jī)所存在的問題。但傳統(tǒng)擠出機(jī)具有一定的缺陷，即在運(yùn)行當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)一定的問題。但是隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，聚合物反應(yīng)加工技g也得到了更加迅速的發(fā)展。而很多企業(yè)在近年來主要使用的收視傳統(tǒng)的混合設(shè)備進(jìn)行改造，但是這種模式在化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生上面比較難控制，而反應(yīng)的具體結(jié)果也具有一定的不確定性。在這種形勢(shì)下，技術(shù)研究的成本相對(duì)比較大。未來這種技術(shù)會(huì)有更完善的發(fā)展體系，例如引入電磁場(chǎng)并發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，對(duì)加工過程中的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升。

3.2 新材料的使用

該技術(shù)在未來也必然會(huì)得到推廣使用。相比于傳統(tǒng)技術(shù)來說，該技術(shù)的方式比較簡(jiǎn)單，且能源的消耗低，也不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。而該技術(shù)主要利用光盤及PC樹脂生產(chǎn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)等步驟整合為一種連續(xù)的成型技術(shù)，最大的優(yōu)勢(shì)在于在提升生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約。未來這種技術(shù)在強(qiáng)大振動(dòng)力場(chǎng)的作用之下，聚合物的優(yōu)勢(shì)會(huì)被更加充分利用，提升產(chǎn)品的性能。又例如熱塑性彈性體全硫化制備，實(shí)現(xiàn)橡膠在混煉過程中的動(dòng)態(tài)全硫化，可以解決共混物在共混加工過程中的反轉(zhuǎn)問題。

4 結(jié)語

通過研究，可以看出隨著科學(xué)水平的不斷提升，我國的工業(yè)領(lǐng)域也得到了長足的進(jìn)步，在高分子材料方面的研究也一直在進(jìn)行。而高分子材料成型加工技術(shù)的有效運(yùn)用，也是我國工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。因此作為相關(guān)的企業(yè)，需要在當(dāng)前的技術(shù)模式下不斷完善和優(yōu)化，并深入研究工作，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性掌握有著我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)的跨越，有效地對(duì)高分子材料進(jìn)行加工，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮軍.對(duì)高分子材料成型加工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)的分析[J].科技與企業(yè)，2014，05（17）：324-324.

第7篇：天然高分子材料的特點(diǎn)范文

【關(guān)鍵詞】環(huán)保購物袋；可降解；油墨；石頭紙

0.前言

隨著人們生活水平的不斷提高，人們的環(huán)保觀念也不斷提升。大家對(duì)過度包裝浪費(fèi)資源，包裝物棄置污染環(huán)境等情況不斷發(fā)出聲討。國家也出臺(tái)了“限塑”令，通過有償使用減小購物袋的用量。但作為日常生活必不可少的用品，大部份購物袋在使用完后仍然會(huì)被丟棄成為生活垃圾。絕大部分最終作為塑料垃圾進(jìn)入環(huán)境，而塑料大多化學(xué)性能穩(wěn)定，在自然環(huán)境中分解需要100～300年。如果用焚燒方法處理，焚燒設(shè)施不僅需投入大量資金，焚燒時(shí)還會(huì)有二惡英等多種有毒物質(zhì)產(chǎn)生，造成二次污染。而對(duì)于回收利用，收集或即使強(qiáng)制收集進(jìn)行回收利用，它的經(jīng)濟(jì)效益也不太好。所以要從根本上解決廢塑料的環(huán)境污染問題，就應(yīng)該用能降解或易降解的購物袋代替普通塑料購物袋?，F(xiàn)在筆者根據(jù)多年的印刷和油墨生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)如何為制造可降解環(huán)保購物袋的幾點(diǎn)應(yīng)用體會(huì)，愿與大家共同探討。

1.制造可降解環(huán)保購物袋材料

制造新型可解環(huán)保購物袋，最重要的是要選用合適的材料。首先就是選用無污染的可降解材料替代普通塑料薄膜，還有就是選用合適的環(huán)保型印刷油墨。這樣才有可能制造出符合環(huán)保要求的購物袋。

1.1環(huán)保基材的選擇

目前可用的可降解材料有以下幾種：

1.1.1光降解塑料

光降解塑料一般是指在光（紫外光）的照射下，引起光化學(xué)反應(yīng)而使大分子鏈斷裂和分解的塑料。光降解塑料可分為添加型和合成型兩類。添加型是在高分子材料中添加光敏劑，由光敏劑吸收光能后產(chǎn)生自由基，促使高分子材料發(fā)生氧化作用后進(jìn)而引發(fā)聚合物分子鏈斷裂使其降解。降解式將光敏基團(tuán)（如羧基、雙鍵等）導(dǎo)入高分子結(jié)構(gòu)內(nèi)賦予材料光降解的特性。常用的光敏劑有過渡金屬絡(luò)合物、硬脂酸鹽、N，N-二丁基二硫代氨基甲酸鐵等，用量約1%～3%（質(zhì)量）。合成型光降解塑料是通過共聚反應(yīng)在塑料的高分子主鏈上引入羰基等感光基團(tuán)而賦予其光降解特性的，并可以通過調(diào)節(jié)光敏基團(tuán)的含量來控制光降解活性?，F(xiàn)在已知以一氧化碳或乙烯酮類為光敏單體與烯烴類單體共聚，可合成含羰基結(jié)構(gòu)的聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC）等光降解聚合物。光降解塑料只能在光照下降解，受氣候環(huán)境、地理因素制約很大，如果埋地部分不能降解，而且價(jià)格較高，因此光降解塑料很難廣泛推廣使用。

1.1.2生物降解塑料

生物降解能很好的解決埋地部分不能降解的問題。目前研究開發(fā)的生物降解材料有天然高分子材料、微生物合成高分子材料、 人工合成高分子材料以及共混性高分子（添加型）材料。天然高分子型是利用淀粉、纖維紊、甲殼質(zhì)、蛋白質(zhì)等天然高分子材料制備的生物降解材料。其特點(diǎn)是貯存運(yùn)輸方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，不但可以用于農(nóng)用地膜、包裝袋，而且廣泛用于醫(yī)藥領(lǐng)域。生物合成的完全生物降解塑料是微生物把某些有機(jī)物作為食物源，通過生命活動(dòng)合成的高分子化合物。通過微生物合成而得到的生物降解塑料以聚羥基脂肪酸酯（PHA）類為多，其中最常見的有聚3-羥基丁酸酯（PHB）、聚羥基戊酸酯（PHV）及PHB和PHV的共聚物（PHBV）?；瘜W(xué)合成法合成的生物降解塑料大多是在分子結(jié)構(gòu)中引入能被微生物降解的含酯基結(jié)構(gòu)的脂肪族聚酯，目前具有代表性的產(chǎn)品有聚己內(nèi)酯（PCL），聚琥珀酸丁二醇酯（PBS），聚乳酸（PLA），以及最近國內(nèi)研究最熱的二氧化碳基生物降解塑料等。另外按降解方法分生物降解可以分為：（1）生物物理降解法：當(dāng)微生物攻擊侵蝕高聚物材料后由于生物細(xì)胞的增長使聚合物組分水解、電離或質(zhì)子化而分裂成低聚物碎片，聚合物分子結(jié)構(gòu)不變，這是聚合物生物物理作用而發(fā)生的降解過程。（2）生物化學(xué)降解法：由于微生物或酶的直接作用，使聚合物分解或氧化降解成小分子，直至最終分解成為二氧化碳和水，這種降解方式屬于生物化學(xué)降解方式。同樣生物降解塑料也存在價(jià)格較高

1.1.3光-生物雙降解塑料

光-生物雙降解塑料具有光、生物的雙重降解性。是當(dāng)前世界降解塑料的主要開發(fā)方向之一。試驗(yàn)表明光-生物雙降解塑料可在一個(gè)特定時(shí)間內(nèi)（通常為9個(gè)月～5年）在環(huán)境中能完全分解。但由于合成型光降解塑料成本較高，研究較少。目前研究較多的是摻混型光一生物雙降解塑料。

1.1.4石頭紙

石頭紙是一種由碳酸鈣研磨粉與高分子聚合物、膠合劑為原材料的新型材料，廣義上說石頭紙也是光-生物雙降解類材料。石頭紙具有既可替代傳統(tǒng)的植物纖維紙張、專業(yè)性紙張，又能替代傳統(tǒng)的大部分塑料薄膜，且具有成本低、可控性降解的特點(diǎn)，能夠?yàn)槭褂谜吖?jié)省大量的成本，且不會(huì)產(chǎn)生污染。從替代塑料包裝物角度看，它能為國家節(jié)省大量的石油資源，產(chǎn)品使用后能夠降解，不會(huì)造成二次白色污染。另外石頭紙與上面進(jìn)過的幾種可降解塑料相比，還具有不可燃性，可書寫和辦公室打印，適用于大多數(shù)印刷方式，包括膠?。率接∷ⅰ⑵桨嬗∷ⅲ?、凹版印刷、凸版印刷、絲網(wǎng)印刷、輪轉(zhuǎn)印刷等。最重要目前已經(jīng)能大量工業(yè)化生產(chǎn)，這是用于生產(chǎn)非塑料型環(huán)保購物袋的理想新材料。當(dāng)然石頭紙也有一些不足的地方：就是石頭紙因含有大量的碳酸鈣而不透明性，硬度也偏大而導(dǎo)致抗屈拆性差等。

表1 幾種可降解基材性能對(duì)比表

1.2印刷油墨的選擇

印刷油墨是制造購物袋必不可少的組成部分。須然印刷油墨占購物袋的成本很小，只占3%～5%左右。但對(duì)于一個(gè)購物袋是否符合環(huán)保要求就尤為重要了。選擇印刷油墨要注意以下幾點(diǎn)：

1.2.1油墨的可降解性

油墨的連結(jié)料多為高分子聚合物，本質(zhì)上也是一種塑料。因此現(xiàn)用大部分印刷油墨降解性能較差，如果將這些油墨和塑料一起填埋處理，讓其自然降解，一般需要50年以上才能在環(huán)境中能完全分解。因此為配套降解基材，必需選用以可快速降解的連結(jié)料所生產(chǎn)的油墨?，F(xiàn)在市面上能找到的可降解油墨有以大豆油油墨、聚乙烯醇油墨、聚酮油墨，這幾類油墨通常只需5～10年即可完全降解。

1.2.2油墨中的重金屬含量

眾所周知人體如果攝入過量的重金屬，可造成嚴(yán)重的生理損害，引發(fā)多種疾病。重金屬進(jìn)入人的機(jī)體后，會(huì)在人體內(nèi)部積聚下來，并可能轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的金屬化合物。以鎘為例，鎘元素進(jìn)入人體后，在體內(nèi)形成鎘硫蛋白，通過血液到達(dá)全身，并有選擇性地蓄 積于腎、肝中。情況嚴(yán)重時(shí)，使骨骼的生長代謝受阻礙，從而造成骨骼疏松、萎縮、變形等。慢性鎘中毒主要影響腎臟，最典型的例子是日本著名的公害病——痛痛病。慢性鎘中毒還可引起貧血。油墨中的重金屬通常來自于顏料，特別是一些重金屬化合物顏料，如鎘紅、鉻紅、鉻黃及銀朱等。另外可溶性重金屬鹽毒性大易于進(jìn)入人體，因此我國、歐盟、美國都制定了油墨（涂料）涂層中可溶性重金限制：（見下表）

1.2.3油墨中其它有毒有害物質(zhì)

油墨中可能存在有毒有害物質(zhì)有：（1）連結(jié)料生產(chǎn)合成時(shí)殘留的單體，如劇毒物游離甲苯二異氰酸酯；（2）顏料生產(chǎn)合成時(shí)殘留的強(qiáng)致癌物多氯聯(lián)苯（PCB）、芳胺（MAK-Ⅲ）；（3）溶劑殘留導(dǎo)致苯、甲苯、二甲苯、甲醛超量。許多國家嚴(yán)格控制油墨干膜中的有毒有害物質(zhì)含量。以甲醛為例：日本要求甲醛含量

2.結(jié)語

隨著近年不斷有新材料的發(fā)明，并逐步進(jìn)入實(shí)用化、產(chǎn)業(yè)化。帶動(dòng)更多環(huán)境友好的產(chǎn)品將進(jìn)入我們的生活。我們相信，在不久的將來，真正可降解型環(huán)保購物袋會(huì)進(jìn)入我們的生活，使“白色污染”會(huì)逐漸從環(huán)境中消失。我更期待這些環(huán)保新技術(shù)、新發(fā)明將為人類與自然的真正和諧作出巨大的貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉彥平，楊志遠(yuǎn)，楊建業(yè).我國生物全降解塑料的研究進(jìn)展.[期刊論文]-塑料工業(yè)，2006，（z1）.

[2]王廣文.生物塑料和降解塑料的研究進(jìn)展.[期刊論文]-塑料科技，2011，5.

第8篇：天然高分子材料的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：纖維素 化學(xué)改性 熱塑性加工

0 引言

石油基高聚物由于其良好的使用性和加工性，在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中占據(jù)有重要地位，但是由于其難降解性對(duì)環(huán)境造成的危害以及石油資源的日益枯竭，人們愈加重視開發(fā)可再生的替代材料。纖維素是自然界最豐富的可再生資源，廣泛存在于綠色植物以及海洋生物中，具有可再生性，生物可降解性和天然的生物相容性，并且具有低密度、高強(qiáng)度和剛度好的特性，這已使它成為最重要的天然高分子材料。

1 纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)

纖維素是由D-吡喃型葡萄糖單元（AGU）通過β-1、4糖苷鍵以C1椅式構(gòu)象連接而成的線型高分子。纖維素的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中在第2、第3、第6位碳原子上有3個(gè)活潑的羥基基團(tuán)，其中C2、C3位上的羥基是仲羥基，C6位上是伯羥基。由于大量羥基的存在，使纖維素分子之間與纖維素分子內(nèi)部形成了密度很高的氫鍵，導(dǎo)致纖維素在受到高溫作用時(shí)在融化之前就分解了，因此無法直接用注射、擠出等傳統(tǒng)的熱塑性加工方法生產(chǎn)纖維素制品。為了可以使用熱塑性加工的方法生產(chǎn)纖維素制品，必須對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性，利用與羥基有關(guān)的一系列化學(xué)反應(yīng)，如酯化，醚化，接枝共聚等反應(yīng)合成纖維素衍生物，則有可能實(shí)現(xiàn)熱塑性加工。

2 纖維素酯類

纖維素酯類包括有機(jī)酸酯與無機(jī)酸酯。纖維素?zé)o機(jī)酸酯中比較重要的是硝化纖維素。硝化纖維素是由纖維素在25-40℃經(jīng)過硝酸和濃硫酸混合算硝化而成的酯類，混合酸中，硝酸參與酯化反應(yīng)，濃硫酸則起著使纖維素溶脹和吸水的雙重作用。不同取代度的硝化纖維素應(yīng)用于不同的地方，高硝化纖維素可用作火藥，低硝化的纖維素可用作塑料、片基薄膜等。纖維素有機(jī)酸酯中比較重要的是醋酸纖維素。醋酸纖維素是以硫酸為催化劑經(jīng)冰醋酸或者醋酐乙?；傻孽ヮ?，理論上可以得到取代度為3的醋酸纖維素，但是由于纖維素的高結(jié)晶度的影響，產(chǎn)物的取代度往往在2.2-2.8之間，可以用作塑料、纖維、薄膜等?，F(xiàn)在作為商品使用的纖維素酯類有一個(gè)普遍的缺點(diǎn)：其融化溫度和熱分解溫度之間的溫度間隙太小，在加工的過程中，經(jīng)常需要加入增塑劑來加寬加工溫度，但是增塑劑在材料的使用和加工過程中泄露和揮發(fā)比較嚴(yán)重，使材料的使用性能受到了影響。

3 纖維素醚類

纖維素醚是由纖維素與NaOH反應(yīng)后，與各種功能單體如單氯甲烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等進(jìn)行醚化反應(yīng)，經(jīng)水洗副產(chǎn)物鹽及纖維素鈉而得到。纖維素醚一般根據(jù)其離子性分為4類[1]：非離子纖維素醚：主要是纖維素烷基醚，包括甲基纖維素醚、甲基羥乙基纖維素醚等。陰離子纖維素醚：主要是羧甲基纖維素鈉、羧甲基羥乙基纖維素鈉。陽離子纖維素醚：陽離子纖維素醚主要有3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨纖維素醚。兩性離子纖維素醚：兩性離子纖維素醚的分子鏈上既有陰離子基團(tuán)又有陽離子基團(tuán)。

4 纖維素接枝改性

接枝改性方法可以引入不同的支鏈聚合物，在纖維素材料固有的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，得到同時(shí)具有纖維素主鏈和支鏈聚合物雙重性能的功能材料，從而大大擴(kuò)展了纖維素的應(yīng)用范圍。但由于纖維素分子中存在大量的氫鍵導(dǎo)致纖維素材料的高結(jié)晶度，使需要接枝反應(yīng)底物通常無法進(jìn)入纖維素內(nèi)部，反應(yīng)只發(fā)生在材料表面部分，這大大增加了反應(yīng)難度，纖維素的接枝改性也很難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。因此，更多的是使用熔化性好的纖維素衍生物進(jìn)行接枝改性。例如，在二醋酸纖維素(CDA)引入生物高分子基團(tuán)不僅可以降低加工溫度，而且還可以使CDA的接枝共聚物具有一定的生物學(xué)性質(zhì)。聚乳酸是一種無毒，具有優(yōu)良的加工性能，生物降解性能、力學(xué)性能和生物相容性的高分子材料。Teramoto[2]的合成一系列不同接枝率的醋酸纖維素-聚乳酸接枝共聚物，發(fā)現(xiàn)該共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和聚乳酸的摩爾取代度(MS)有關(guān)系，當(dāng)0＜MS≤8 時(shí)玻璃化溫度大幅上升，當(dāng)MS≥14時(shí)聚乳酸側(cè)鏈開始結(jié)晶。因?yàn)榫廴樗崾强山到獠牧?，聚乳酸短鏈引入纖維素分子將得到可以完全降解的高分子材料，乙基纖維素(EC)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)工業(yè)化非離子纖維素醚，其質(zhì)地堅(jiān)韌，在很寬的溫度范圍也可以把機(jī)械強(qiáng)度和靈活性。乙基纖維素為疏水型聚合物，引入親水性高分子短鏈后將得到兩個(gè)親密型共聚物。Shen等[3]采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）方法，引發(fā)了苯乙烯（St）核甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝乙基纖維素的反應(yīng)，分別合成了高接枝率的共聚物EC-g-PSt，EC-g-PMMA，發(fā)現(xiàn)刷狀接枝物能被云母吸附，并且分子呈棒狀，TEM和AFM結(jié)果顯示了接枝物能在丙酮中形成核-殼結(jié)構(gòu)的球狀膠束。

5 結(jié)語

纖維素是自然界最豐富的自然資源，在未來石油資源越來越匱乏的情況下，纖維素必將成為重要的工業(yè)原料。本文總結(jié)了幾種纖維素?zé)崴苄约庸さ幕瘜W(xué)改性的方法，在未來的能源形勢(shì)下，將會(huì)有更多針對(duì)纖維素化學(xué)改性的方法從而獲得更加豐富的纖維素衍生物產(chǎn)品。同時(shí)，考慮到化學(xué)改性的方法環(huán)境污染大，生產(chǎn)周期長，以不進(jìn)行化學(xué)改性而通過其他方法對(duì)纖維素直接進(jìn)行塑性加工的方法也會(huì)有較大的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張光華，朱軍峰，徐曉鳳.纖維素醚的特點(diǎn)、制備以及在工業(yè)中的應(yīng)用[J].纖維素科學(xué)與技術(shù)，2006，14（1）：61～65.

[2]王彥斌，蘇志鋒，趙耀明. 纖維素及其主要衍生物接枝改性的研究進(jìn)展[J].合成材料老化與應(yīng)用，2009，38（4）：35-39.

[3]Shen D W ，Yu H，Huang Y.Synthesis of graft copolymer of ethyl cellulose through living poly-merization and its self-assembly[J].Cellulose，2006，13:235-244

第9篇：天然高分子材料的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞： 自由基聚合;陰離子聚合;ATRP

1引言

高分子的合成中，連鎖聚合反應(yīng)需要活性中心，活性中心可以是自由基、陽離子或陰離子，因此根據(jù)活性中心的不同連鎖聚合反應(yīng)可分為自由基聚合、陽離子聚合和陰（負(fù)）離子聚合。

自由基型聚合反應(yīng)是指在光、熱、輻射或引發(fā)劑的作用下，單體分子被活化變?yōu)榛钚宰杂苫?，并以自由基型聚合機(jī)理進(jìn)行的聚合反應(yīng)。自由基聚合反應(yīng)是合成高聚物的一種重要反應(yīng)，許多塑料、合成橡膠和合成纖維都是通過這種反應(yīng)合成。

離子聚合中，以陰離子為反應(yīng)活性中心進(jìn)行的反應(yīng)稱為陰離子型聚合反應(yīng)。陰離子聚合是最早實(shí)現(xiàn)活性聚合的聚合物合成方法，在聚合物分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，新材料開發(fā)方面應(yīng)用十分廣泛。

2主題

2.1 原子轉(zhuǎn)移自由基聚合

在高分子材料領(lǐng)域中， 精確控制分子的尺寸、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、組成和功能性等，是發(fā)展新材料的前提。然而，由于工業(yè)生產(chǎn)中大多數(shù)聚合物都是在更為寬松的條件下通過縮聚、自由基聚合生產(chǎn)出來的，故所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)難以控制。因此，將活性聚合技術(shù)擴(kuò)展到自由基聚合中是十分必要的?？煽?活性自由基聚合（CRP）自產(chǎn)生以來得到人們的廣泛關(guān)注， 目前已開發(fā)出多種技術(shù)，如NMP（氮氧自由基調(diào)控聚合）、ATRP（原子轉(zhuǎn)移自由基聚合）和衰減轉(zhuǎn)移體系等。

ATRP 使用過渡金屬作為催化劑，采用過渡金屬的氧化還原反應(yīng)可使活性增長的高分子鏈與處于休眠的非活性高分子鏈之間形成動(dòng)態(tài)平衡，從而有效降低了體系中活性種的濃度、抑制了鏈終止反應(yīng)和不可逆鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了“活性”聚合。與其他可控活性聚合方法相比，ATRP不需要很高的聚合溫度，并且可適用單體的范圍更廣。在合成復(fù)雜結(jié)構(gòu)聚合物（如嵌段、星型和接枝共聚物等）方面，ATRP 也是最有效的方法之一;此外，ATRP在表面修飾方面也具有簡(jiǎn)單易行之特點(diǎn)，可將聚合物接枝至各種無機(jī)材料、有機(jī)材料和蛋白質(zhì)材料的表面。

2.1.1 ATRP的動(dòng)力化模型研究

為了能夠更深入地了解和控制聚合過程，通過ATRP動(dòng)力學(xué)模型化并耦合不同操作方式下的反應(yīng)器模型已成為必然，它可以更精確地控制大分子鏈結(jié)構(gòu)，如分子量及其分布、共聚組成及組成分布，同時(shí)還能優(yōu)化聚合條件。

在聚合反應(yīng)工程領(lǐng)域，一個(gè)完善數(shù)學(xué)模型的建立對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)是有力的補(bǔ)充。而建立在第一性原理以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)之上的可靠模型，可以作為實(shí)際操作的替代品，用于一些實(shí)驗(yàn)費(fèi)用高，操作不方便或者不安全的研究中。

2.1.2 ATRP法制備功能高分子材料

在納米無機(jī)粒子中，SiO2作為一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)和功能材料，具有高表面活性、高比表面積、低比重、耐高溫、耐腐蝕以及無毒無污染等性能，在陶瓷、塑料、橡膠、涂料和催化劑等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。唐龍祥等采用ATRP法在納米二氧化硅（SiO2）粒子表面接枝聚苯乙烯（PS），并以此對(duì)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ SBS）進(jìn)行改性。結(jié)果證明具有核殼結(jié)構(gòu)的納米SiO2-g-PS復(fù)合粒子在SBS中具有良好的分散性，使SBS的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性及高溫玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高。

磁性高分子微球因兼具無機(jī)磁性材料的磁響應(yīng)性和有機(jī)高分子材料的表面功能性，自上世紀(jì)七十年代以來，在細(xì)胞分離、固定化酶、核酸檢測(cè)、靶向藥物、核磁成像等領(lǐng)域的研究應(yīng)用越來越多。郭衛(wèi)強(qiáng)等在制備磁性微球的過程中引入了ATRP反應(yīng)，直接在磁性粒子內(nèi)核上枝節(jié)上對(duì)氯甲基苯甲酸，以此為引發(fā)劑，引發(fā)苯乙烯的ATRP反應(yīng)，然后以此大分子微球引發(fā)丙烯酸的ATRP反應(yīng)，得到功能化的高分子磁性微球。

北京化工大學(xué)的楊鑫超等對(duì)天然多糖進(jìn)行化學(xué)修飾，制備具有ATRP引發(fā)位點(diǎn)的多糖引發(fā)劑，然后通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合，制備以天然多糖為骨架，以不同鏈長的陽離子聚合物為側(cè)鏈的陽離子非病毒基因載體，在基因治療中具有良好的應(yīng)用前景。

2.2陰離子聚合發(fā)展

近二十多年陰負(fù)離子聚合在新引發(fā)劑體系、新單體開發(fā)以及聚合理論方面均取得了進(jìn)展，出現(xiàn)了配伍負(fù)離子聚合LAP、阻滯負(fù)離子聚合RAP等概念。實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)、聚合動(dòng)力學(xué)的進(jìn)一步控制。在工業(yè)方面，陰離子聚合生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品應(yīng)用范圍擴(kuò)大，同時(shí)也開發(fā)出多種新產(chǎn)品，如集成橡膠、負(fù)離子合成的高抗沖聚苯乙烯等。國內(nèi)的負(fù)離子產(chǎn)品開發(fā)十分迅速，在加氫型負(fù)離子聚合產(chǎn)品方面還取得了突破性發(fā)展。

2. 2.1.負(fù)離子聚合制備彈性體

負(fù)離子活性聚合發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)五十年代，幾年后便有工業(yè)產(chǎn)品面世。首先是苯乙烯類熱塑性彈性體SBS、SIS，緊接著合成出共軛二烯烴均聚

橡膠BR以及共軛二烯烴與苯乙烯的共聚橡膠S-SBR，此后還出現(xiàn)了高韌性聚苯乙烯樹脂。溶聚丁苯是負(fù)離子聚合的另一重要產(chǎn)品，主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在能方便地設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)。另外，還可以通過偶聯(lián)制備加工性能好的星型聚合物，也可對(duì)活性末端進(jìn)行改性制備端基極性化產(chǎn)品。

2. 2. 2.負(fù)離子聚合設(shè)計(jì)合成新材料

負(fù)離子聚合能夠?qū)酆衔锓肿咏Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和精確控制，其產(chǎn)品正在被廣泛使用且還存在潛在的領(lǐng)域。劉國軍等采用負(fù)離子聚合方法設(shè)計(jì)合成了不同結(jié)構(gòu)的雙親聚合物，然后進(jìn)行自組裝、光交聯(lián)制備了星形高分子膠束、平頭狀高分子膠束、高分子刷、高分子納米纖維、可調(diào)納米孔道的高分子薄膜。雙親性聚合物的自組裝可以和多種學(xué)科與行業(yè)結(jié)合，如藥物緩釋體系等。北京化工大學(xué)采用負(fù)離子活性分散聚合制備核殼高分子聚集體。這種聚合物聚集體的殼層可以通過硫化交聯(lián)， 所得材料為自增強(qiáng)彈性體。我們將其稱為彈性基體與補(bǔ)強(qiáng)材料“一體化橡膠”。從國內(nèi)外發(fā)表文章可以看出，負(fù)離子聚合已經(jīng)成為制備新材料的強(qiáng)有力的工具。

2. 2.3.小結(jié)