新版高分子材料的物理化学性质市公开课获奖课件

1、 初步掌握药用高分子辅料加工处理、性能，尤其是溶解、溶胀、凝胶化、转变和粘弹性、力学强度和渗入性等性质在药物制剂制备过程中应用。 3.1 高分子溶液理化性质3.1.1 溶胀与溶解 溶胀 溶剂分子扩散进入高分子内部，使其体积增大现象。 非极性：熔点以上，破坏晶格后才溶解 极 性：用强极性溶剂 非晶态聚合物 相对较易溶解 交联聚合物 不发生溶解 支化比线型 更易溶解 (同分子量时) 第三章 高分子材料物理化学性质 晶态聚合物第1页第1页3.1.2 聚合物溶解过程热力学溶解 Gm = Hm - TSm 0极性高分子溶于极性溶剂，Hm 0，放热非极性高分子溶解，普通 Hm 0，吸热典型Hildebra

2、nd溶度公式(非极性相混合) （教材P55） 第2页第2页3.1.3 溶剂选择“溶度参数相近”原则“极性相近”原则 弱亲电子性溶剂化原则 给电子性 强亲电子性第3页第3页3.1.4 凝胶凝胶 溶胀三维网状结构高分子。化学凝胶 (化学键) 不能熔融、溶解 物理凝胶 (范德华力) 分子内交联 分子间交联 干凝胶 凝胶性质 触变性： 外部作用力 凝胶与溶胶互相转化。 溶胀性： 溶胀度 脱水收缩性 透过性功效性凝胶：温敏、pH敏 冻胶第4页第4页3.2 高分子分子量及分子量分布 3.2.1 概述 数均分子量 重均分子量 粘均分子量多分散性指数HI 单分散性HI = 1，普通在1.5 2.0，也可达20

3、 50 分子量及其分布对聚合物各种性能有极大影响第5页第5页3.2.2 分子量及其分布测定办法分子量测定法： 端基测定法 上限2 104 沸点升高和冰点减少 上限3 104 蒸气压渗入法(VPO) 膜渗入压 3 104 1.5 106 光散射法 粘度法 超速离心沉降 104 - 107 分子量分布测定法： 凝胶色谱法 相平衡分级法第6页第6页3.3 聚合物力学状态及高分子材料力学性质3.3.1 温度与力学状态P69 3.3.2 药物剂型加工中高分子材料主要力学性能 (一)弹性模量 P71 弹性模量 = 应力 / 应变 受力方式 简朴拉伸 - 杨氏模量E (对各向同性材料) 简朴剪切 - 切变模

4、量G 均匀压缩 - 体积模量B 也可用模量倒数 杨 - 拉伸柔量 切 - 切变柔量 体 - 可压缩度 E = 2G ( 1 + V ) = 3B ( 1 2V ) V为泊松比，定义为在拉伸试验中，材料横向单位宽度减力与纵向单位长度增长之比值。第7页第7页(二)硬度和强度硬度：衡量材料表面抵抗机械压力能力一个指标。 硬度试验方法很多，因压头形状不同和计算方法差异有布氏、洛氏和邵氏等名称。强度(机械强度)：材料抵抗外力破坏能力。抗张强度(拉伸强度) 在要求试验温度、湿度和试验速度下，在标准试样上沿轴向施加拉伸载荷，直至试样被拉断为止，断裂前试样承受最大载荷P与试样宽度b和厚度d乘积比值。bdt =

5、Pbd(Kg/cm2)P第8页第8页抗弯强度 在要求试验条件下，对原则试样施加静弯曲力矩，直到试样折断为止，取试验过程中最大载荷PPbdL0P/2P/2f =P2L0/2 bd2/6第9页第9页冲击强度 衡量材料韧性一个强度指标，材料抵抗冲击载荷破坏能力，单位载面积所吸取能量有缺口无缺口摆锤式冲击、落重式冲击、高速拉伸第10页第10页影响材料强度原因 化学结构 分子量 内因 应力集中 冷度 外力作用速度 增塑剂 填料 配料与加工 机械加工外因第11页第11页(三)粘弹性 抱负弹性体：受外力，平衡形变与时间无关 抱负粘性体：受外力，形变随时间线性发展 高分子材料介于两者之间 蠕变：在一定温度和较

6、小恒定外力(拉力、压力、或扭力等)作用下，材料形变随时间增长而逐步增大现象。 总形变=1 + 2 + 3 1 为普弹形变2 为高弹形变 可逆形变3 为粘性流动 不可逆形变第12页第12页蠕变与温度高下和外力大小相关。温度过低，外力太小，蠕变很小；温度过高，外力太大，形变发展快；只有在适当温度和外力下，才干观测到明显蠕变。应力松驰 在恒定温度和形变保持不变情况下，高聚物内部应力随时间增长而逐步衰减现象。内耗(力学损耗) 高聚物在交变应力作用下，形变落后于应力改变现象称为滞后现象。 发生滞后现象，每一循环改变中就要消耗功，称为内耗。 第13页第13页3.3.3 高分子材料其它性能(一)渗入性和透气

7、性 P73 高分子材料通过扩散和吸取过程，使气体或液体透过一个表面传递到另一表面渗出，从浓度高一侧扩散到浓度低一侧，这种现象称为渗入性。 气体分子渗入通过聚合物膜称为透气性。主要影响原因：温度、极性、分子大小、链柔性(二)胶粘性 作为粘合剂使用时粘合行为 聚合物被粘合时聚合物行为主要影响原因：分子量、被粘物表面粗糙度、被粘物表面处理办法、温度和压力第14页第14页3.4 药物通过聚合物扩散 3.4.1 药物通过聚合物传质过程 两类模型：贮库装置和骨架装置 扩散环节：药物溶出进入周围聚合物或孔隙 药物分子扩散通过聚合物屏障 药物由聚合物解吸附 药物扩散进入体液或介质P74 75 Fick 第一、二定律 药物通过聚合物薄膜扩散 Fick扩散 胶囊壁扩散 聚合物包衣层扩散 药物通过聚合物骨架扩散(疏水性骨架)非Fick扩散 水扩散速度 大分