新型聚合物材料學(xué)

關(guān)于新型聚合物材料學(xué)第1頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五什么是聚合物(Polymer)？由許多重復(fù)單元（小分子）組成的大分子。第2頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五聚合物的種類線性聚合物星型聚合物梳妝聚合物刷妝聚合物超支化聚合物支化聚合物交聯(lián)聚合物交聯(lián)點(diǎn)第3頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五超支化聚合物ZhangB,WepfR,FisherK,SchmidtM,BesseS,LindnerP,etal.Thelargestsyntheticstructurewithmolecularprecision:Towardsamolecularobject.AngewChemIntEd

2011;50:737-740.第4頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五共聚物和均聚物均聚物…………交替共聚物……嵌段共聚物……無規(guī)共聚物第5頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五聚合物從哪里來？自然界：植物，動(dòng)物和人。實(shí)驗(yàn)室：人造?；谔烊坏母脑斓?頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五聚合物在哪兒？第7頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五醫(yī)療環(huán)境能源國防航天…Polymer第8頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物纖維素自然界中分布最廣，含量最的多糖。雖然不能被人體消化，但卻被稱為“第七營養(yǎng)素”。第9頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物纖維素治療糖尿病：提高胰島素受體敏感性，包覆食物的糖分。2.預(yù)防和治療冠心?。号c膽酸和膽固醇結(jié)合，使其排除體外。3.降血壓：吸附離子，降低血液中Na，K離子的含量。4.抗癌作用：有利于腸道中致癌和致突變物質(zhì)排除，腸道中的益生菌可以利用纖維素產(chǎn)生短鏈脂肪酸抑制細(xì)菌和癌細(xì)胞的生長。5.減肥，治療肥胖癥。6.清楚外源有害物質(zhì)：陽離子，重金屬離子等。第10頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物纖維素紡絲，織布，制衣造紙800萬噸第11頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物淀粉光合作用的產(chǎn)物，植物儲(chǔ)能的方式。第12頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物淀粉提供能量食品包裝漿糊藥丸輔料第13頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物纖維素淀粉葡萄糖α-葡萄糖(A)β-葡萄糖(B)A+BA第14頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物第15頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五纖維素衍生物第16頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五硝基纖維素1832年，法國化學(xué)家，藥學(xué)家HenriBraconnot

首先制得，命名為xylo?dine1846年，德國化學(xué)家ChristianFriedrichSch?nbein

使用硫酸-硝酸處理棉花制得，并對(duì)其進(jìn)行研究第17頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五硝基纖維素槍棉（Guncotton)黑火藥第18頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五硝基纖維素名稱氧化氮（ml/g)用途1號(hào)強(qiáng)棉210以上火藥2號(hào)強(qiáng)棉190-198火藥3號(hào)弱棉188-193.5火藥膠質(zhì)棉200-203.2火藥爆膠棉191-197工業(yè)炸藥膠片用硝酸纖維素182-192火工品噴漆用硝酸纖維素185-195涂料賽璐珞棉172.8-179.2賽璐珞第19頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五賽璐珞最古老的熱塑性樹脂。1862年，AlexanderParkes，England.Parkesine成分：硝基纖維素，樟腦，染料等。1869年，JohnWesleyHyatt，American.臺(tái)球1870年，賽璐珞。玩具，臺(tái)球，兵乓球，Pick。

2006歐盟第20頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五烷基纖維素甲基纖維素，乙基纖維素第21頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五甲基纖維素甲基的存在，氫鍵減少，使甲基纖維素可以溶于冷水。具有優(yōu)良的潤濕性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性和成膜性，以及對(duì)油脂的不透性。所成膜具有優(yōu)良的韌性、柔曲性和透明度。第22頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五甲基纖維素增稠劑，分散劑第23頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五甲基纖維素醫(yī)學(xué)用處1.治療便秘。2.潤滑作用，治療眼干3.制作藥物膠囊。第24頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五甲基纖維素建筑材料，膠水，粘合劑，紡織，造紙，研究病毒復(fù)制，細(xì)菌活力抑制劑，干細(xì)胞分化等…第25頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五乙基纖維素不溶于水（與其分子量有關(guān)），溶于芳烴和醇混合溶劑；無毒，理化穩(wěn)定性，生物降解性；能生成堅(jiān)韌薄膜。制造載藥微膠囊制造薄膜，也可應(yīng)用于涂料，油墨等第26頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五其他衍生物RoyD,KnappJS,GuthrieJT,PerrierS.AntibacterialcellulosefiberviaRAFTsurfacegraftpolymerization.Biomacromolecules

2008;9:91-99.抗菌效果第27頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五其他衍生物溫度敏感溫度和PH值敏感第28頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五其他衍生物第29頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五其他衍生物YuanW,ZhangJ,ZouH,ShenT,RenJ.Amphiphilicethylcellulosebrushpolymerswithmonoanddualsidechains:Facilesynthesis,self-assembly,Andtunabletemperature-PHresponsivities.Polymer

2012;53:956-966.刺激響應(yīng)性聚合物第30頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五刺激響應(yīng)型聚合物聚合物外部刺激聚合物外部刺激溫度PH值光電酶…形狀表面的特性溶解性自組裝的形態(tài)溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變第31頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五刺激響應(yīng)型聚合物抗癌藥物第32頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五刺激響應(yīng)型聚合物腸道藥物第33頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物甲殼素第34頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五甲殼素的發(fā)現(xiàn)1811年，處理蘑菇時(shí)得到纖維狀白色殘?jiān)?dāng)時(shí)以為是纖維素，并命名為Fungine.HenriBraconnot

1823年，法國科學(xué)家AntoineOdier從甲殼類昆蟲的翅鞘中分離出同樣的物質(zhì)，他認(rèn)為此物質(zhì)是一種新型的纖維素，并把它命名為Chitin.1843年，法國科學(xué)家A.Payen發(fā)現(xiàn)Chitin與纖維素不同，同年，法國人J.L.Lassaigne發(fā)現(xiàn)Chitin中含有氮元素。第35頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五甲殼素的發(fā)現(xiàn)1930

，AlbertHofmann1878年，德國人G.Ledderhose從Chitin的水解反應(yīng)液中檢出了氨基葡萄糖和乙酸。1894年，E.Gilson進(jìn)步一證明了Chitin中含有氨基葡萄糖。確認(rèn)了甲殼素(Chitin)的結(jié)構(gòu)。第36頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五甲殼素的發(fā)現(xiàn)1811,HenriBraconnot

1930

，AlbertHofmann119年第37頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物甲殼素殼聚糖第38頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物殼聚糖化學(xué)性質(zhì)：1.富含可反應(yīng)的羥基和氨基；2.具有離子交換，吸附和螯合作用。第39頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物殼聚糖生物性質(zhì)：1.生物相容性（在人體內(nèi)可降解、安全無毒）2.使結(jié)締組織和牙齦組織再生。3.加速成骨細(xì)胞的形成-有助于骨再生。4.止血功能。5.抑菌作用。6.殺精。第40頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五天然聚合物殼聚糖7.抑制腫瘤。8.降低血液中膽固醇濃度。9.中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制。10.免疫佐劑。第41頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——工業(yè)化妝品?？咕?，美白，保濕，刺激細(xì)胞再生。頭發(fā)護(hù)理，皮膚護(hù)理和口腔護(hù)理。第42頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖在化妝品中的應(yīng)用定型劑優(yōu)點(diǎn)：1.殼聚糖在頭發(fā)表面形成薄膜，硬度適中不發(fā)黏。2.殼聚糖有抗靜電作用，因此可以避免頭發(fā)梳理或揉擦?xí)r因靜電作用而難以長時(shí)間保持發(fā)型。3.殼聚糖是天然高分子，無異味，并且殼聚糖上的羥基和氨基可以固定染料。4.對(duì)皮膚無刺激，無毒，不會(huì)引起皮膚過敏。5.殼聚糖定型劑有很好的梳理性，在發(fā)型上無呆板或不自然感覺。

第43頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖在化妝品中的應(yīng)用定型劑配方配方1（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）：殼聚糖（脫乙酰度90%）0.6、10%甲酸1.56、異丙醇25.0、去離子水72.84配方2（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）：殼聚糖（脫乙酰度90%）1.5、10%乳酸7.4、山梨酸0.1、去離子水91.0第44頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖在化妝品中的應(yīng)用洗發(fā)香波：加入殼聚糖可以明顯改善頭發(fā)梳理性，使頭發(fā)有光澤。配方（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）：35%二甲基羧亞甲基丙烯酰胺硬脂酸甜菜堿50.0、殼聚糖（脫乙酰度90%）2.0、90%乳酸2.2、去離子水45.8。第45頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖在化妝品中的應(yīng)用護(hù)膚劑：殼聚糖有保濕，抗皺，增強(qiáng)皮膚活性，使肌膚擁有充足水分并保持富有光滑感和柔軟感，對(duì)皮膚起保護(hù)作用并且不具有任何損害。配方（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）：殼聚糖10、檸檬酸10、聚氧乙烯油烯醚0.2、香料適量、蒸餾水加至100.第46頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——工業(yè)2.水處理。通過螯合作用，除去重金屬離子。(II)使污水中的陰離子凝聚產(chǎn)生沉淀。(III)除去水中的石油及其相關(guān)產(chǎn)物。第47頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——工業(yè)3.造紙：殼聚糖可以增強(qiáng)再生紙的強(qiáng)度，并可以賦予紙張抗菌性。

制備絕緣紙和可降解的食品包裝材料。4.紡織業(yè)：殼聚糖可紡絲織布，可制成抗菌的纖維和布料，應(yīng)用廣泛。第48頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——工業(yè)制備織物處理劑第49頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——工業(yè)腈綸纖維第50頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——工業(yè)Escherichiacoli：大腸桿菌；Bacillussubstilis：枯草芽孢桿菌Pseudomonasaeruginosa：銅綠假單胞菌Staphylococcusaureus：金黃色葡萄球菌El-sayedAA,etal.Applicationofpreparedwaterbornepolyurethaneextendedwithchitosantoimpartantibacterialpropertiestoacrylicfabrics.JMaterSci:MaterMed

2010;21:507-514.第51頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——工業(yè)殼聚糖還可以用于食品添加劑、生物農(nóng)藥、種子保護(hù)、飼料添加劑等。含有不同顏料的殼聚糖凝膠可以用于制備LED裝置。第52頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——生物醫(yī)用材料作為生物材料抗菌劑——直接添加殼聚糖晶須牙科粘結(jié)材料牙科粘結(jié)劑含有殼聚糖晶須的牙科粘結(jié)劑第53頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——生物醫(yī)用材料抑菌環(huán)MahapokaE,etal.Chitosanwhiskersfromshrimpshellsincorporatedintodimethacrylate-baseddentalresinsealant.DentalMaterialsJournal2012;31:273-279.第54頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——生物醫(yī)用材料作為生物材料抗菌劑——抗菌膜殼聚糖第55頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——生物醫(yī)用材料第56頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——生物醫(yī)用材料第57頁，共65頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)51分，星期五殼聚糖的應(yīng)用——生物醫(yī)用材料LiP,etal.Apolycationicantimicrobilaandbiocompatiblehydrogelwithmicrobemembranesuctioningability.NatureMaterials2011;10:149-156.主要表皮角質(zhì)形成細(xì)胞P.Aeruginosa：銅綠假單胞菌；E.coli：大腸桿菌S.Aureus：金黃色葡萄