新型聚合物材料学

关于新型聚合物材料学第1页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三什么是聚合物(Polymer)？由许多重复单元（小分子）组成的大分子。第2页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三聚合物的种类线性聚合物星型聚合物梳妆聚合物刷妆聚合物超支化聚合物支化聚合物交联聚合物交联点第3页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三超支化聚合物ZhangB,WepfR,FisherK,SchmidtM,BesseS,LindnerP,etal.Thelargestsyntheticstructurewithmolecularprecision:Towardsamolecularobject.AngewChemIntEd

2011;50:737-740.第4页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三共聚物和均聚物均聚物…………交替共聚物……嵌段共聚物……无规共聚物第5页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三聚合物从哪里来？自然界：植物，动物和人。实验室：人造。基于天然的改造第6页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三聚合物在哪儿？第7页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三医疗环境能源国防航天…Polymer第8页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物纤维素自然界中分布最广，含量最的多糖。虽然不能被人体消化，但却被称为“第七营养素”。第9页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物纤维素治疗糖尿病：提高胰岛素受体敏感性，包覆食物的糖分。2.预防和治疗冠心病：与胆酸和胆固醇结合，使其排除体外。3.降血压：吸附离子，降低血液中Na，K离子的含量。4.抗癌作用：有利于肠道中致癌和致突变物质排除，肠道中的益生菌可以利用纤维素产生短链脂肪酸抑制细菌和癌细胞的生长。5.减肥，治疗肥胖症。6.清楚外源有害物质：阳离子，重金属离子等。第10页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物纤维素纺丝，织布，制衣造纸800万吨第11页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物淀粉光合作用的产物，植物储能的方式。第12页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物淀粉提供能量食品包装浆糊药丸辅料第13页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物纤维素淀粉葡萄糖α-葡萄糖(A)β-葡萄糖(B)A+BA第14页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物第15页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三纤维素衍生物第16页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三硝基纤维素1832年，法国化学家，药学家HenriBraconnot

首先制得，命名为xyloïdine1846年，德国化学家ChristianFriedrichSchönbein

使用硫酸-硝酸处理棉花制得，并对其进行研究第17页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三硝基纤维素枪棉（Guncotton)黑火药第18页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三硝基纤维素名称氧化氮（ml/g)用途1号强棉210以上火药2号强棉190-198火药3号弱棉188-193.5火药胶质棉200-203.2火药爆胶棉191-197工业炸药胶片用硝酸纤维素182-192火工品喷漆用硝酸纤维素185-195涂料赛璐珞棉172.8-179.2赛璐珞第19页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三赛璐珞最古老的热塑性树脂。1862年，AlexanderParkes，England.Parkesine成分：硝基纤维素，樟脑，染料等。1869年，JohnWesleyHyatt，American.台球1870年，赛璐珞。玩具，台球，兵乓球，Pick。

2006欧盟第20页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三烷基纤维素甲基纤维素，乙基纤维素第21页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三甲基纤维素甲基的存在，氢键减少，使甲基纤维素可以溶于冷水。具有优良的润湿性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性和成膜性，以及对油脂的不透性。所成膜具有优良的韧性、柔曲性和透明度。第22页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三甲基纤维素增稠剂，分散剂第23页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三甲基纤维素医学用处1.治疗便秘。2.润滑作用，治疗眼干3.制作药物胶囊。第24页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三甲基纤维素建筑材料，胶水，粘合剂，纺织，造纸，研究病毒复制，细菌活力抑制剂，干细胞分化等…第25页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三乙基纤维素不溶于水（与其分子量有关），溶于芳烃和醇混合溶剂；无毒，理化稳定性，生物降解性；能生成坚韧薄膜。制造载药微胶囊制造薄膜，也可应用于涂料，油墨等第26页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三其他衍生物RoyD,KnappJS,GuthrieJT,PerrierS.AntibacterialcellulosefiberviaRAFTsurfacegraftpolymerization.Biomacromolecules

2008;9:91-99.抗菌效果第27页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三其他衍生物温度敏感温度和PH值敏感第28页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三其他衍生物第29页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三其他衍生物YuanW,ZhangJ,ZouH,ShenT,RenJ.Amphiphilicethylcellulosebrushpolymerswithmonoanddualsidechains:Facilesynthesis,self-assembly,Andtunabletemperature-PHresponsivities.Polymer

2012;53:956-966.刺激响应性聚合物第30页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三刺激响应型聚合物聚合物外部刺激聚合物外部刺激温度PH值光电酶…形状表面的特性溶解性自组装的形态溶胶-凝胶转变第31页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三刺激响应型聚合物抗癌药物第32页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三刺激响应型聚合物肠道药物第33页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物甲壳素第34页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三甲壳素的发现1811年，处理蘑菇时得到纤维状白色残渣，当时以为是纤维素，并命名为Fungine.HenriBraconnot

1823年，法国科学家AntoineOdier从甲壳类昆虫的翅鞘中分离出同样的物质，他认为此物质是一种新型的纤维素，并把它命名为Chitin.1843年，法国科学家A.Payen发现Chitin与纤维素不同，同年，法国人J.L.Lassaigne发现Chitin中含有氮元素。第35页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三甲壳素的发现1930

，AlbertHofmann1878年，德国人G.Ledderhose从Chitin的水解反应液中检出了氨基葡萄糖和乙酸。1894年，E.Gilson进步一证明了Chitin中含有氨基葡萄糖。确认了甲壳素(Chitin)的结构。第36页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三甲壳素的发现1811,HenriBraconnot

1930

，AlbertHofmann119年第37页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物甲壳素壳聚糖第38页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物壳聚糖化学性质：1.富含可反应的羟基和氨基；2.具有离子交换，吸附和螯合作用。第39页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物壳聚糖生物性质：1.生物相容性（在人体内可降解、安全无毒）2.使结缔组织和牙龈组织再生。3.加速成骨细胞的形成-有助于骨再生。4.止血功能。5.抑菌作用。6.杀精。第40页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三天然聚合物壳聚糖7.抑制肿瘤。8.降低血液中胆固醇浓度。9.中枢神经系统抑制。10.免疫佐剂。第41页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——工业化妆品。抗菌，美白，保湿，刺激细胞再生。头发护理，皮肤护理和口腔护理。第42页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖在化妆品中的应用定型剂优点：1.壳聚糖在头发表面形成薄膜，硬度适中不发黏。2.壳聚糖有抗静电作用，因此可以避免头发梳理或揉擦时因静电作用而难以长时间保持发型。3.壳聚糖是天然高分子，无异味，并且壳聚糖上的羟基和氨基可以固定染料。4.对皮肤无刺激，无毒，不会引起皮肤过敏。5.壳聚糖定型剂有很好的梳理性，在发型上无呆板或不自然感觉。

第43页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖在化妆品中的应用定型剂配方配方1（质量百分数）：壳聚糖（脱乙酰度90%）0.6、10%甲酸1.56、异丙醇25.0、去离子水72.84配方2（质量百分数）：壳聚糖（脱乙酰度90%）1.5、10%乳酸7.4、山梨酸0.1、去离子水91.0第44页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖在化妆品中的应用洗发香波：加入壳聚糖可以明显改善头发梳理性，使头发有光泽。配方（质量百分数）：35%二甲基羧亚甲基丙烯酰胺硬脂酸甜菜碱50.0、壳聚糖（脱乙酰度90%）2.0、90%乳酸2.2、去离子水45.8。第45页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖在化妆品中的应用护肤剂：壳聚糖有保湿，抗皱，增强皮肤活性，使肌肤拥有充足水分并保持富有光滑感和柔软感，对皮肤起保护作用并且不具有任何损害。配方（质量百分数）：壳聚糖10、柠檬酸10、聚氧乙烯油烯醚0.2、香料适量、蒸馏水加至100.第46页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——工业2.水处理。通过螯合作用，除去重金属离子。(II)使污水中的阴离子凝聚产生沉淀。(III)除去水中的石油及其相关产物。第47页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——工业3.造纸：壳聚糖可以增强再生纸的强度，并可以赋予纸张抗菌性。

制备绝缘纸和可降解的食品包装材料。4.纺织业：壳聚糖可纺丝织布，可制成抗菌的纤维和布料，应用广泛。第48页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——工业制备织物处理剂第49页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——工业腈纶纤维第50页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——工业Escherichiacoli：大肠杆菌；Bacillussubstilis：枯草芽孢杆菌Pseudomonasaeruginosa：铜绿假单胞菌Staphylococcusaureus：金黄色葡萄球菌El-sayedAA,etal.Applicationofpreparedwaterbornepolyurethaneextendedwithchitosantoimpartantibacterialpropertiestoacrylicfabrics.JMaterSci:MaterMed

2010;21:507-514.第51页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——工业壳聚糖还可以用于食品添加剂、生物农药、种子保护、饲料添加剂等。含有不同颜料的壳聚糖凝胶可以用于制备LED装置。第52页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——生物医用材料作为生物材料抗菌剂——直接添加壳聚糖晶须牙科粘结材料牙科粘结剂含有壳聚糖晶须的牙科粘结剂第53页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——生物医用材料抑菌环MahapokaE,etal.Chitosanwhiskersfromshrimpshellsincorporatedintodimethacrylate-baseddentalresinsealant.DentalMaterialsJournal2012;31:273-279.第54页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——生物医用材料作为生物材料抗菌剂——抗菌膜壳聚糖第55页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——生物医用材料第56页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——生物医用材料第57页，讲稿共65页，2023年5月2日，星期三壳聚糖的应用——生物医用材料LiP,etal.Apolycationicantimicrobilaandbiocompatiblehydrogelwithmicrobemembranesuctioningability.NatureMaterials2011;10:149-156.主要表皮角质形成细胞P.Aeruginosa：铜绿假单胞菌；E.coli：大肠杆菌S.Aur