药用高分子材料介绍之聚酰胺.doc

药用高分子材料介绍之聚酰胺 -药学102 陈蕊 042010205 聚酰胺(PA，俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。分类：尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位，其次是尼龙11，尼龙12，尼龙610，尼龙 612，另外还有尼龙 1010，尼龙46，尼龙7，尼龙9，尼龙13，新品种有尼龙6I，尼龙9T和特殊尼龙 MXD6（阻隔性树脂）等，尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙，单体浇铸尼龙（MC尼龙），反应注射成型（RIM）尼龙， 芳香族尼龙，透明尼龙，高抗冲（超韧）尼龙，电镀尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙，尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结构材料。 性能：尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，染色性差。缺点是吸水性大，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。各种尼龙按韧性大小排序为： PA66299，在449499时会发生自燃。尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。 改性:由于尼龙具有很多的特性，因此，在汽车、电气设备、机械部构、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用。随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化的进程加快，对尼龙的需求将更高更大。特别是尼龙作为结构性材料，对其强度、耐热性、耐寒性等方面提出了很高的要求。尼龙的固有缺点也是限制其应用的重要因素，特别是对于PA6、PA66两大品种来说，与PA46、PAl2等品种比具有很强的价格优势，虽某些性能不能满足相关行业发展的要求。因此，必须针对某一应用领域，通过改性，提高其某些性能，来扩大其应用领域。主要在以下几方面进行改性。改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性。提高尼龙的阻燃性，以适应电子、电气、通讯等行业的要求。提高尼龙的机械强度，以达到金属材料的强度，取代金属。提高尼龙的抗低温性能，增强其对耐环境应变的能力。提高尼龙的耐磨性，以适应耐磨要求高的场合。提高尼龙的抗静电性，以适应矿山及其机械应用的要求。提高尼龙的耐热性，以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域。降低尼龙的成本，提高产品竞争力。总之，通过上述改进，实现尼龙复合材料的高性能化与功能化，进而促进相关行业产品向高性能、高质量方向发展。 改性PA产品的最新发展：前面提到，玻璃纤维增强PA在20世纪50年代就有研究，但形成产业化是20世纪70年代，自1976年美国杜邦公司开发出超韧PA66后，各国大公司纷纷开发新的改性PA产品，美国、西欧、日本、荷兰、意大利等大力开发增强PA、阻燃PA、填充PA，大量的改性PA投放市场。20世纪80年代，相容剂技术开发成功，推动了PA合金的发展，世界各国相继开发出PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/ICP(液晶高分子)、PA/PA等上千种合金，广泛用于汽车、机车、电子、电气械、纺织、体育用品、办公用品、家电部件等行业。20世纪90年代，改性尼龙新品种不断增加，这个时期改性尼龙走向商品化，形成了新的产业，并得到了迅速发展，20世纪90年代末，世界尼龙合金产量达110万吨/年。在产品开发方面，主要以高性能尼龙PPO/PA6，PPS/PA66、增韧尼龙、纳米尼龙、无卤阻燃尼龙为主导方向；在应用方面，汽车部件、电器部件开发取得了重大进展，如汽车进气歧管用高流动改性尼龙已经商品化，这种结构复杂的部件的塑料化，除在应用方面具有重大意义外，更重要的是延长了部件的寿命，促进了工程塑料加工技术的发展。改性尼龙发展的趋势： 尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种，具有很强的生命力，主要在于它改性后实现高性能化，其次是汽车、电器、通讯、电子、机械等产业自身对产品高性能的要求越来越强烈，相关产业的飞速发展，促进了工程塑料高性能化的进程，改性尼龙未来发展趋势如下。高强度高刚性尼龙的市场需求量越来越大，新的增强材料如无机晶须增强、碳纤维增强PA将成为重要的品种，主要是用于汽车发动机部件，机械部件以及航空设备部件。尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流。尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径，也是制造尼龙专用料、提高尼龙性能的主要手段。通过掺混其他高聚物，来改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性，以及低温脆性、耐热性和耐磨性。从而，适用车种不同要求的用途。纳米尼龙的制造技术与应用将得到迅速发展。纳米尼龙的优点在于其热性能、力学性能、阻燃性、阻隔性比纯尼龙高，而制造成本与背通尼龙相当。因而，具有很大的竞争力。用于电子、电气、电器的阻燃尼龙与日俱增，绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视。抗静电、导电尼龙以及磁性尼龙将成为电子设备、矿山机械、纺织机械的首选材料。加工助剂的研究与应用，将推动改性尼龙的功能化、高性能化的进程。综合技术的应用，产品的精细化是推动其产业发展的动力。 聚酰胺改性及新品种：1、增强尼龙 在聚酰胺中混入各种纤维状材料 2、单体浇铸尼龙 特点：（1）分子量高 （2）工艺简单，产品形状多样（3）可制大型机械部件（4）吸水率低 3、芳香族尼龙 在主链中引入苯环结构产品耐高温，耐辐射，耐腐蚀 4、无定形透明尼龙 透光率高，尺寸稳定性好 医用塑料的现状与发展：优点：（1）塑料有良好物理力学性能，化学稳定性 （2）高分子材料来源丰富，价格低廉 （3）塑料容易改性得到好的组织相容性 （4）塑料加工方便，易于成型 缺点：（1）医用塑料对其所用高分子中残留物有严格限制 （2）生产过程中存在各种金属离子 （3）医用塑料树脂要求纯度高，分子量分布窄 （4）长期使用助剂易析出 （5）要求塑料某些特殊性能 应用：人体九大系统：循环、呼吸、消化、泌尿、运动、生殖、内分泌、神经、感觉 1、循环 A 人工心脏 始于1982年，主要应用聚醚氨酯类塑料，耐多次弯折，弹性好，抗老化，组织相容性好，血液相容性好 发展方向：小型高效射血，安全可靠控制系统，能源供应 B 心脏补片 聚四氟乙烯，在特殊条件下经机械拉伸得到微孔结构的材料，柔软，弹性好，抗凝血性好。 涤纶，柔软，弹性好，不老化，不排斥、通透性好，相容性好。 C 人工血管 涤纶、聚四氟乙烯、聚氨酯，要求无凝结、不渗透、抗断裂，不能过敏 研究方向：张力小，流速高，长期成活率高 D 检查用导管材料 聚氨酯材料，加硫酸钡助剂 PE，pvc，主要提高相容性，抗菌，吸附等 2、呼吸系统 A 人工肺 聚丙烯中空纤维，聚砜中空纤维使血液不透过，气体可自由出入 B 呼吸相关塑料制品 人工气管，聚四氟乙烯。 气管插管，PE,PVC,PP 3、消化系统 A 牙齿 PMMA及共聚物 B 人工食管 聚氨酯、聚乙烯等 4、泌尿系统 A 人工肾聚丙烯腈 PMMA 乙酸乙酯共聚物 B 人工膀胱 PP 聚醚氨酯 C 导尿管输尿管 涤纶聚氨酯 5、运动系统 A 人工关节超高分子量聚乙烯 B 人工骨钉聚羟基乙酸 磷类高分子材料 6、神经系统 A 人工颅骨 PMMA PS共聚物 B 脑用导管PVC，引流管聚氨酯 C 人工神经导管聚酯类损伤神经的修复，内壁涂生长因子 7、感觉系统 A 人工耳 聚氨酯 B 人工皮肤治疗皮肤损伤过程中使用的一种暂时性的创面保护覆盖材料 以甲壳素天然降解材料制成 合成材料底层（聚乙烯酸、聚氨酯膜）+织物层（尼龙，涤纶） C 人工角膜 PMMA 相容性不好 8、护理