药用高分子材料整理笔记

1、1、 药用高分子材料：指药品生产和加工制造过程中所应用的高分子材料2、2、 高分子：相对分子质量很高的一类化合物，其分子链是由许多简单的结构单元通过共价键重复连接而成。分子量在100000以上。3、 高聚物：当一个化合物的相对分子质量足够大，以致多一个链节少一个链节不会影响其物理性质时，称为高聚物。4、 低聚物：如果组成该大分子的单元数较少，增减几个单元对其物理性质有显著影响或分子中仅有少数几个重复单元，类同于一般低分子化合物。5、均聚物：由一种单体聚合而成的高分子。6、共聚物：有两种或两种以上的单体聚合而成的聚合物。二、高分子的分类和命名1、按性能与用途分：塑料，橡胶，纤维2、科学分类法：有

2、机高分子，元素有机高分子，无机高分子3、高分子的结构近程结构：单个大分子链结结构单元的化学结构和立体化学结构远程结构：分子的大小与构象。高分子的构象与其柔性有关聚集态结构：高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构，非晶态结构，取向结构和织态结构等（1） 高分子链结构单元的键接顺序1均聚物结构单元的键接顺序：头头键接，尾尾键接，头尾键接2共聚物的序列结构：无规共聚物，交替共聚物，嵌段共聚物（由较长的M1链段和另一较长的M2链段构成大分子）接枝共聚物（主链由M1组成，而支链由另一单元的M2组成）（2） 支链、交联、端基1支链：当分子内重复单元并不都是线性排列时，在分子链上带有一些长短不一的支链，这类

3、高分子称为支化高分子。特点：支链多，结晶性密度较低，韧性抗拉强度和耐溶剂性不如少支链者。2交联：线型高分子或支化高分子上若干点彼此通过支链或化学键相键接可形成一个三维网状的大分子，称为体型大分子。这种由线型或支链高分子转变成网状高分子的过程称作交联。特点：材料的形状不易改变，高度交联的材料刚硬，不易变形，难以软化；低度交联的材料溶胀度较大，柔韧性好，加热易软化。3互穿4端基：高分子链终端的化学基团。影响高分子的热稳定性。链断裂可以从端基开始，所以有些东西高分子需要封端，以提高其热稳定性能。（3） 高分子链的构型（分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排布，这种排布是稳定的，除非化学键断裂，构型

4、才会改变）分类：旋光异构（分类全同异构，无归异构，间同异构） 几何异构（几何异构是由于双键不能内旋转而引起的异构现象）（1） 高分子链的构象：高分子主链中的单键可以绕键轴旋转，这种现象称为单键内旋转。由于内旋而产生产生的分子在空间的不同形态称为构象。通过分子热运动，各种构象之间转换速度极快。构象改变不引起化学键的断裂，它是由热运动引起的单键内旋转造成的。（2） 高分子链的柔性：由于内旋转而使高分子链便表现出不同程度卷曲的特性称为柔性。与柔性有关的因素：主链结构：主链中含有C-O、C-N和Si-O键，其内旋转均比C-键容易，故聚醚、聚氨酯分子链均为柔性链。主链中含有双键的高分子，虽然双键本身不发

5、生旋转，但却使相邻单键的内旋转变得容易，导致聚丁二烯、聚异戊二烯在室温下具有良好的弹性。主链中的共轭双键、苯环、杂环使柔性减少。侧链：侧链极性越强，数量越多，相互作用就越大，链的柔性也越差。非极性侧基，体积越大，空间位阻就越大，链的刚性增大。侧基对称，使链间距离增大，相互作用力减少，柔性增大。交联：交联程度高时则失去柔性。一些分子或分子间能形成强氢键的高分子也趋向于转变成刚性链。温度：温度越高。分子热运动能量越大，分子链内旋转越自由，构象数越多，链的柔性越大。但高度交联的聚合物和氢键扥相互作用很强的聚合物，在高温下柔性也很差。、 聚合物结晶后，比容减小，密度增加，透明度降低，耐热性和刚热性提高

6、。、聚合物结晶结构的基本单元是链段、 聚合物只能部分结晶，或者说聚和物的结晶是不完全的，结晶部分与非结晶部分共存，结晶比例受结晶条件影响、 随着晶相与非晶相之间平衡的改变，聚合物的熔点也相应改变、 结晶聚合物的熔点不是单一温度值，而是从预熔到全熔的一个温度范围，即熔程、 结晶温度越低，熔点越低，熔程越宽：相反，结晶温度越高，熔点越高，熔程也较窄、 聚合物的结晶分为成核阶段和生长阶段。、 成核阶段：高分子链规则排列成热力学稳定的晶核。按成核方式分为：均相成核和异相成核、 均相成核：处于无定形态的高分子链由于过冷或过饱和形成晶核的过程、 异相成核：高分子链吸附在外来固体物质表面或吸附在熔体未破坏晶

7、种表面形成晶核的过程、 生长阶段：高分子链进一步在晶核表面凝集是晶核长大、 区。无晶核生成区主要是异相成核区主要是均相成核、 次结晶：主结晶完成后在一些残留非晶部分和结晶结构不完整部分继续进行结晶的过程。、 影响结晶过程的因素链对称性：高分子的化学结构越简单，链取代基越小以及连接对称性越高就越易形成结晶链规整性：链规整性越高，结晶越容易。缩聚分子链一般较加聚物规整，结晶性亦较高。与均聚物相比，共聚物的结晶能力较低。分子间相互作用：分子间相互作用较强的聚合物的柔性较差，链段不容易在晶核表面聚集形成结晶结构。除上述因素外，温度、应力、杂质对结晶也有不同程度的影响、 聚合物的取向态：聚合物在外力作用

8、下，分子链沿外力方向平行排列形成的结构。分类：单轴取向，双轴取向、 单轴取向：聚合物沿着一个方向拉伸，分子链沿拉伸力平行方向排列、 双轴取向：聚合物在纵横两个相互垂直方向拉伸，分子链排列平行于材料平面、 非静态聚合物的取向按取向单元不同分成整链取向和链段取向、 晶态聚合物的取向按取向过程是结晶形变过程，经外力拉伸后新的结晶结构、 取向与结晶的大分子链和链段的整齐排列有本质的不同。在结晶态，分子链的原子互相间均有周期性和规则的排布，而取向态的分子仅需成行排列不需要原子在特定位置上定位。2、 1、聚合反应：由低分子单体合成高分子化合物的化学反应。分类：加聚反应和缩聚反应2、 加聚反应：单体进过加成

9、聚合反应。特点：加聚物的元素组成与其单体相同，只是电子结构有所改变，加聚物的相对分子质量是单体相对分子质量的整数倍3、 缩聚反应：单体间通过缩合反应，脱去小分子，聚合成高分子的反应。4、 聚合反应分类：连锁聚合反应，逐步聚合反应5、 连锁聚合反应：由链引发，链增长，链终止组成。特征：反应需要活性中心。根据反应活性中心分为：自由基，阳离子，阴离子反应6、 逐步聚合反应：1、 自由基聚合反应机理： (1) 链引发反应形成聚合反应活性中心的反应，聚合反应活性中心是自由基A引发剂分解形成初级自由基B形成单体自由基的反应：初级自由基与单体加成活性单体的反应(2) 链增长反应：单体自由基能打开另一单体的键

10、形成新的自由基，该自由基活性不变，仍能与其他单体继续不断地结合生成单元更多的链自由基的过程(3)链终止反应：链自由基失去活性形成稳定聚合物分子的反应、A偶合反应：两个链自由基头部的独电子相互结合成共价键形成饱和高分子的反应B歧化反应：两个链自由基相遇时，其中一个链的自由基夺取另一个链自由基上的H原子，即发生原子转移反应。转移的结果，链的自由基的活性消失链增长反应终止，这种终止方式成为歧化终止2、 引发剂：在一定条件下能打开碳碳双键进行连锁聚合的反应的化合物。分类：热解型引发剂（偶氮类和过氧化物类）氧化还原型引发剂3、 引发剂的分解反应是控速步骤，也是整个自由基聚合反应的的控速步骤4、 链转移反

11、应：链自由基从单体、引发剂、溶剂等低分子或大分子上夺取一个原子而终止并使这些失去原子的分子成为自由基，继续新的链增长反应5、 阻聚反应：自由基与某些物质反应形成稳定的分子或稳定的自由基，使聚合速率下降为零的反应成为阻聚反应。6、 阻聚剂分类：稳定的自由基（本身不能引发聚合，但能与活性自由基结合而终止）带有强吸电子基的芳香族化合物，某些杂质7、 自由基聚合反应的特征：慢引发，快增长，速终止。引发速率是控制总聚合速率的关键，聚合体系中只有单体和聚合物组成，在聚合过程中聚合度变化较小。1、 阴离子型聚合，引发剂：碱金属，碱土金属；碱金属的烷基氧化物及强碱；弱碱类2、 阴离子聚合反应的特点：快引发，快

12、增长，无终止3. 缩聚反应按照生成聚合物的结构分为体型缩聚和线型缩聚。4. 线型缩聚反应的特点：逐步性，成环性，可逆性。5. 线型缩聚反应分子量控制：反应程度P Xn平均=1除以（1-P） （Xn为聚合度）6. 聚合方法：自由基聚合反映的实施方法主要有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合，乳液聚合，界面聚合和辐射聚合， 缩聚反应一般选择本体聚合（熔融聚合）、溶液缩聚和界面锁具， （1）本体聚合：优点：产物纯净，杂质少，透明度高。、电性能好。缺点：体系中午分散介质，体系粘度大，聚合热不易扩散，反应温度难控制。（2）溶液聚合，聚合温度易于控制（3）悬浮聚合：聚合体系一般由单体（非水溶性），油性引发剂，水，

13、分散剂四部分组成（4） 乳液聚合：聚合体系由单体，分散介质（水），水溶性引发剂，乳化剂构成。（5） 乳液聚合发生的场所 是乳化剂分子形成的胶束内。过程分为增速期，恒速期或和降速期三个阶段。2、 聚合物的化学反应1、 定义：以聚合物为反应物的化学反应。目的：对聚合物进行化学改性；合成不能有单体直接聚合的得到的高分子化合物。；研究聚合物的结构；了解聚合物在使用中破坏的原因。2、 聚合物化学反应的分类：根据聚合度和侧基或端基的变化，可分为三类：（1） 基团反应：聚合度基本不变（2） 交联反应：高分子链间城建而产生交联结构的化学反应，聚合度增大、（3） 降解反应：聚合度变小3. 聚合物的化学反应特征：（1）通常情况下聚合物的官能团反应活性明显低于小分子（2） 大分子的反应速度慢，产物不纯，副反应多（3） 大分子化学反应只需加入少量的试剂即可引起性质上的巨大变化，而低分子化合物，一般需要等摩尔试剂。4. 影响聚合物化学反应的因素：（1）物理因素：聚集态的影响：结晶态的聚合物几乎不反应。相容性的影响：聚合物产物之间的相容性；产物在溶剂中的相容性（2） 化学因素的影响：静电作用和空间位阻。静电作用包括：抑制作用，促进作用。空间位阻表现为临近基团影响，邻基参与对脂类促进3、 聚合物的降解反应