智能高分子材料

智能高分子材料第1頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五主要內(nèi)容智能高分子材料概述智能高分子材料的分類及應(yīng)用展望第2頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五智能材料智能金屬材料智能無(wú)機(jī)非金屬材料智能高分子材料多水平結(jié)構(gòu)層次較弱的分子間作用力側(cè)鏈易引入官能團(tuán)便于分子設(shè)計(jì)和精細(xì)控制質(zhì)輕易涂覆優(yōu)點(diǎn)集感知、驅(qū)動(dòng)和信息處理于一體，形成類似生物材料那樣具有智能屬性的高分子材料利于感知判斷環(huán)境實(shí)現(xiàn)環(huán)境響應(yīng)第3頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五智能高分子材料的一般分類及應(yīng)用類別性質(zhì)應(yīng)用記憶功能高分子材料對(duì)應(yīng)力形狀體積色澤等有記憶效應(yīng)醫(yī)用材料包裝材料織物材料熱收縮管智能纖維織物聚乙二醇與各種纖維共混物熱適應(yīng)性可逆收縮性服裝保溫系統(tǒng)傳感/執(zhí)行系統(tǒng)生物醫(yī)用壓力繃帶智能高分子凝膠三維高分子網(wǎng)絡(luò)與溶劑組成的體系體積相轉(zhuǎn)變組織培養(yǎng)環(huán)境工程化學(xué)機(jī)械系統(tǒng)調(diào)光材料智能藥物釋放體系智能高分子復(fù)合材料集成傳感器、信息處理器和功能驅(qū)動(dòng)器多學(xué)科交叉產(chǎn)物自愈合，自應(yīng)變，自動(dòng)修補(bǔ)混凝土減震速造建筑材料形狀記憶合金與復(fù)合功能器件壓電材料智能高分子膜選擇性滲透、選擇性吸附和分離等膜的組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)的變化--智能化選擇透過(guò)膜材傳感膜材仿生膜材人工肺第4頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五定義體積相轉(zhuǎn)變制備刺激響應(yīng)性與分類應(yīng)用智能高分子材料--智能高分子凝膠第5頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五智能高分子凝膠三維高分子網(wǎng)絡(luò)與溶劑組成的體系含有親溶劑性基團(tuán)，可被溶劑溶脹最大的特點(diǎn):體積相轉(zhuǎn)變第6頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五智能高分子凝膠的體積相轉(zhuǎn)變內(nèi)因：范德華力、氫鍵、疏水作用及靜電作用力----相互組合和競(jìng)爭(zhēng)溶脹相收縮相Robert,P.AdvanceinColloidandInterfaceSci,2000,85

,32-33外界環(huán)境因子的變化體積不連續(xù)變化第7頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

智能高分子凝膠的制備起始原料：

單體(水溶或油溶單體)

聚合物(天然或合成聚合物)

單體和聚合物的混合物兩個(gè)前提:

主鏈或側(cè)鏈上帶有大量的親水基團(tuán)適當(dāng)?shù)慕宦?lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)制備方法：

單體的交聯(lián)聚合

接枝共聚

其它交聯(lián)或轉(zhuǎn)化等化學(xué)引發(fā)劑輻射技術(shù)引發(fā)單體自由基均聚或共聚智能凝膠烯烴類單體共價(jià)連接天然高分子（淀粉纖維素）及衍生物第8頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

智能高分子凝膠的刺激響應(yīng)性與分類pH響應(yīng)性凝膠生化響應(yīng)性凝膠鹽敏凝膠溫度響應(yīng)性凝膠光響應(yīng)性凝膠壓力敏感性凝膠電場(chǎng)響應(yīng)性凝膠刺激響應(yīng)性物理刺激化學(xué)刺激溫度光壓力電場(chǎng)pH

生化鹽化學(xué)、相分離、形狀、表面、滲透性、機(jī)械強(qiáng)度光、電刺激響應(yīng)分類第9頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五智能高分子凝膠的應(yīng)用--調(diào)光材料&組織培養(yǎng)高溫白濁化低溫透明調(diào)光材料組織培養(yǎng)細(xì)胞溶脹收縮循環(huán)第10頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五R.,Yoshida.etal.

ScienceandtechnologyofAdvancedmaterials,2002,3,95-102智能高分子凝膠的應(yīng)用--化學(xué)機(jī)械器件自振動(dòng)凝膠作成毛狀傳動(dòng)裝置Poly(NIPAAm-co-Ru(bpy)3)循環(huán)提供的動(dòng)力第11頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五智能高分子凝膠的應(yīng)用--智能藥物釋放系統(tǒng)葡萄糖響應(yīng)高分子配合物形成的胰島素釋放微囊聚乙二醇感知葡萄糖濃度交換鍵合釋放藥物患者的血糖濃度維持正常水平釋放機(jī)理?xiàng)钌偃A.化工新型材料，2003，31，5-7.刺激響應(yīng)脈沖釋放A.Kikuchi,T.Okano.AdvancedDrugDeliveryReviews,2002,54,53–77.網(wǎng)孔的可控性第12頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

凝膠用于污泥脫水過(guò)程智能高分子凝膠的應(yīng)用--環(huán)境工程溶脹收縮循環(huán)第13頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五定義反應(yīng)過(guò)程種類應(yīng)用智能高分子材料--記憶高分子材料第14頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五利用結(jié)晶或半結(jié)晶高分子材料經(jīng)過(guò)輻射交聯(lián)或化學(xué)交聯(lián)后具有形狀記憶效應(yīng)先決條件：高彈形變，分子構(gòu)象分類：熱致感應(yīng)型；光致感應(yīng)型；電致感應(yīng)型；化學(xué)感應(yīng)型記憶高分子材料應(yīng)力記憶高分子材料形狀記憶高分子材料體積記憶高分子材料色澤記憶高分子材料形狀記憶高分子材料A.LendleinandS.Kelch.Angew.Chem.Int.Ed.2002,41,2034-2057第15頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五熱致形狀記憶反應(yīng)過(guò)程T.Ohkietal.Composites:PartA351066,2004,1065–1073第16頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五熱致形狀記憶高分子種類聚烯烴類：耐高溫耐腐蝕場(chǎng)合聚酯類：耐熱耐化學(xué)藥品-醫(yī)用聚氨酯類：建筑醫(yī)學(xué)第17頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五熱致形狀記憶高分子的應(yīng)用1醫(yī)療器材-固定創(chuàng)傷部位的器材醫(yī)療器材-手術(shù)縫合線A.,LendleinandR,RobertL.Science,2002,296,1673-1676.第18頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五熱致形狀記憶高分子的應(yīng)用2異徑管接合材料---熱收縮管第19頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五●包裝材料

●變形物的復(fù)原，如緊固鉚釘?shù)葻嶂滦螤钣洃浉叻肿拥膽?yīng)用3第20頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五展望加快響應(yīng)速率仿生化以細(xì)胞作為藍(lán)本,向生物體的多重功能逼近、功能上接近甚至超過(guò)生物體組織模糊化刺激響應(yīng)性不限于一一對(duì)應(yīng),判斷--依次發(fā)揮調(diào)節(jié)功能第21頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1Andreas,L.andRobert,L.Science,2002,296(31),1673-1676.2T.Ohki,etal.Composites:PartA351066,2004,1065-1073.3Ryo,Y.etal.ScienceandtechnologyofAdvancedmaterials,2002,3,95-102.4Kwon,I.C.Nature,1991,354,291-293.5W.S.Cai,R.B.Gupta.JournalofAppliedPolymerScience,2002,83,169-178.6Robert,P.AdvanceinColloidandInterfaceSci,2000,85,32-33.7Andreas,L.andSteffen,K.MaterialScienceForum,2005,492,219-224.8A.LendleinandS.Kelch.Angew.Chem.Int.Ed.2002,41,2034-2057.9He,H.,etal.JournalofControlledRelease,2004,95,391-402.10A.Kikuchi,T.Okano.AdvancedDrugDeliveryReviews,2002,54,53-77.11Hideki,H.,etal.ScienceandTechnologyofAdvancedMate