高分子材料的制備方法范例6篇

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高分子材料的制備方法范文1

關鍵詞:高分子材料基礎;教學內容;教學手段;教學方法

高分子材料學科的學生培養,應立足于其創新精神和創新能力的培養,立足于對學生綜合素質的培養,以滿足社會對高分子材料學科人才的需求。為此,在“高分子材料基礎”課程的教學中,我們堅持“給大學生創造機會與條件,充分發揮其潛能,逐步培養其自主式、合作式和探究式的學習習慣以及創新意識、創新能力和科學精神”的教學宗旨,積極探索教學內容、教學手段和教學方法的改革。

一、教學內容的整合與優化

我校自2002年開始在高分子材料及其相近專業開設“高分子材料基礎”課程。課程教材選用“面向21世紀課程教材”《高分子材料基礎》。此教材的特點是涵蓋了高分子材料學科的基本理論、基本知識以及典型材料的制備與應用,并且對當前一些高分子材料學科前沿性的理論與知識給予了充分的闡釋。但是,為了適應本科教學的需要,給學生一個清晰的學習脈絡,在規定的學時內完成講授任務,通過認真討論,我們按照“刪繁就簡,削枝強干,突出重點”的原則,對教學內容進行了整合與優化,使學生在有限的時間內,盡量學習到課程的精髓。

教材內容體系主要如下:材料科學概論、高分子材料的制備反應、高分子材料的結構與性能、通用高分子材料、功能高分子材料、聚合物共混物、聚合物基復合材料。

通過對教材內容的整合與優化,對“高分子化學”、“高分子物理”中涉及到的基礎理論知識內容,通過以緒論的形式,以新的角度給予重點講授,目的是引出以下的重點講授內容。并且,在緒論的講授中增加了對歷來在高分子學科中作出突出貢獻的專家,尤其是獲得諾貝爾獎的科學家的生平事跡的介紹,以提高學生的學習興趣。整合優化后的課程教學內容為:材料與材料科學(含:材料概念及分類、材料結構、材料性能、材料制備、材料的發展簡史、高分子材料突出科學家簡介、材料科學范疇及任務等),通用高分子材料(含:塑料、橡膠、纖維、粘劑及涂料),功能高分子材料(重點:功能高分子材料的設計及制備方法、高分子催化劑、高分子功能膜材料、高分子醫用材料、智能高分子材料等),聚合物共混物(重點:制備方法、形態結構、性能、增韌塑料增韌機理等),聚合物基復合材料(含:聚合物基宏觀復合材料、聚合物基納米復合材料)。

此外,在進行講授的過程中,也插入一些花絮。例如在講授聚酰胺樹脂時,介紹尼龍(Nylon)名稱的來歷:尼龍最早由杜邦公司的Carothers領導的美國和英國科學家團隊研制成功的合成纖維材料,為紀念這一研究成果,銘記兩國科學家的貢獻,取兩國的首都城市名首字來命名,即New York取NY,London取LON,合成一個新名字NYLON(尼龍),等等。以引導學生樹立遠大理想,刻苦努力學習,為祖國的建設與發展作出貢獻。

二、教學模式的改革與實踐

荀子曰:假輿馬者,非利足也,而致千里;假舟楫者,非能水也,而絕江河。君子生非異也,善假于物也。所以教學手段與教學方法的改革對提高教學質量是至關重要的。因此,為了提高教學質量,在教學方法和手段上,我們也積極進行了一些改革與探索。

1.教學手段的改革

一是采用多媒體教學增加課程的信息量和內容的直觀性。我們按照教學內容制作了教學課件,課件中對一些難以理解的教學內容進行了直觀處理,使學生能夠更好地理解。例如,對一些塑料加工設備的運行專門制作了部分動畫,使其講授更加生動直觀。另外,通過利用多媒體教學,減少了板書的環節,節省了大量的時間,增加了課程的信息量。

二是利用學校的“課程中心”加強與學生的課外交流。通過學校的“課程中心”,達到師生互動的教學輔助模式,提高學生的自主學習能力及教學效率。學校“課程中心”設有教師論壇、課程論壇、專家論壇、答疑信箱和個人空間等板塊,可以達到課下師生之間互動的目的。此門課程充分利用以上功能,實現了教師上傳電子課件、課程相關文獻資料等,學生下載課件資料、上交作業、提出問題、在線測試等,達到了師生及學生之間相互訪問、交流、互動的學習目的,調動了學生學習的主動性與創造性。

2.教學方法的改革

主要采用“精講解多討論”的方法,引導學生的學習興趣,發揮學生的學習主動性,教育學生要知學、好學、樂學。為了使學生達到樂學的至高境界,教學中采取了以下方法:

一是在課堂教學中針對重要的知識點設計出系列問題,有意識地向學生提出,由學生經過自由討論后,請學生回答。

二是增加了課程論文的寫作。由于學生剛剛接觸到部分專業課程,關于專業科研論文的寫作技法不熟練,一開始只要求學生就所講的一些內容,如針對某種塑料,查閱至少10篇近期的論文,通過分析、歸納、總結,進行綜述寫作。為了使學生按照規范來寫作,利用課余時間給學生講授綜述的基本要求及寫作方法。通過綜述的寫作,鍛煉了學生自主學習的能力、查閱文獻的能力,以及對文獻分析、歸納、總結的能力、并且使他們通過寫作論文產生一種成就感。

三是布置自學內容,對自學的課程內容要求寫出課程讀書感想。學生通過自學,將書本上的內容消化成自己的知識,再經過歸納總結,寫出讀后感,使他們對所學的知識牢固掌握。

這些方法與手段的使用,使學生自主學習、合作學習和探究學習的能力得到提高,從而提高了此門課程的教學效率,也對其他課程的學習起到了促進作用。

三、改革取得顯著效果

“高分子材料基礎”課程涉及的教學內容比較龐雜,系統性較差,在講授的過程中不易形成嚴密的體系,特別是涉及對一些材料的制備、性能、應用等講解時,跳躍性大,內容枯燥,吸引力不足。但是,通過對課程內容的整合優化以及采用了一些有效的教學手段與教學方法,使該門課程的教學取得了一些很好的效果。

1.學生知識面得到拓寬。本門課程是高分子材料專業在本科教學中一門全面介紹材料知識的課程,學生在學習一些基本理論基本知識的基礎上,通過對一些常用材料的知識學習,對高分子學科的發展、應用等有了更深的、更清晰的認識。學生普遍認為,通過學習使他們對專業知識從懵懂、迷茫轉為清晰、明確,使他們的專業知識面得到的拓展。學生在掌握該課程的核心內容后,對于專業后續課程的學習、學業專題研究以及研究生階段的學習都起到了重要的促進作用。

2.學生學習興趣得到提升。大力開展多媒體教學和網絡教學,發揮學生學習主動性,以及增加講授一些與課程有關的知識發現過程、相關課程內容涉及的科學家的趣聞軼事等等,學生普遍反映通過學習此課程,自己的學習興趣及學習能力得到了較大的提高。例如,通過“課程中心”達到了學生與教師之間的交流互動,學生的寫作能力,對問題的認識深度、廣度,對文獻的分析、歸納、總結能力等都得到了很大提高。

3.學業負擔轉化為精神享受。學生普遍反映,通過在課堂上討論問題,通過課下搜集相關資料,在“課程中心”提供的個人空間上發表,通過整理自己設計的BLOG空間等等,使自己的自主學習能力得到升華,學習成為一種對美好事物的追求,將枯燥的學習負擔轉變為一種精神的享受。

高分子材料的制備方法范文2

[關鍵詞]納米藥物載體;中藥制劑;應用

中圖分類號:U284.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)01-0356-01

一般情況下,納米藥物載體最小粒徑是10nm,而最大粒徑是1000nm,粒徑在這期間的都可以稱之為納米藥物載體。其有不同的制備工藝,所應用的材料也不同,因此各類納米藥物載體在中藥制劑研發中所起到的作用也稍有差異。納米藥物載體的應用具有很多的優勢,比如對制劑的穩定性有一定作用,同時也有助于提高口服生物的利用度。除此之外,載體材料能夠進行生物講解,沒有任何的毒性,即使存在著毒性,也不會對藥物產生過大的影響。

一、聚氰基丙烯酸脂毫微粒

此種納米藥物載體主要是由合成高分子材料構成,該合成高分子具備生物降解的功能。此種納米藥物載體最大的優勢就是能夠使得藥物制劑更具靶向性。大量的研究表明,聚氰基丙烯酸脂毫微粒的粒徑對藥物的制劑的靶向性有著直接的關系,如果粒徑沒有超過300nm,則其會在肝臟以及淋巴系統中聚集。此種納米藥物載體能夠通過兩種方法來制備,第一種是乳化聚合法,此種方法得到了聚氰基丙烯酸脂毫微粒,粒徑通常都在200nm上下,如果在其中適當的添加非離子表明活性劑,則其粒徑會明顯的減少,達到30-40nm。乳化聚合法來制備聚氰基丙烯酸脂毫微粒具有非常多的優勢,比如制備工藝十分簡單,能夠進行大規模的工業生產,但是對于酸性而且不穩定的藥物來說,其包封具有一定的難度。第二種制備方法是級界面聚合法,此種制備方法利于包封,尤其是脂溶性藥物,并且具有非常高的載藥量。

某學者等選用聚氰基丙烯酸正丁酯為載體材料,用乳化聚合法分別制備了氧化苦參堿聚氰基丙烯酸酯毫微粒及蕨麻素聚氰基丙烯酸酯毫微粒,制劑學性質顯示平均粒徑為100~200nm,氧化苦參堿毫微粒的包封率達87%,蕨麻素毫微粒的包封率達82%;體內評價結果表明:氧化苦參堿毫微粒及蕨麻素毫微粒可將藥物靶向肝臟,增加靶器官肝臟內的藥物濃度,提高治療指數。

二、白蛋白毫微粒

此種納米藥物載體主要是由天然的高分子材料構成,其優勢是具有穩定的化學性質,幾乎沒有任何的毒性,對身體的刺激性也比較低,不存在抗原體,除此之外,其生物相容性以及降解性都非常好。白蛋白毫微粒具有靶向以及緩釋的功能。與聚氰基丙烯酸脂毫微粒相比,白蛋白的制備方法非常多,其中比較常見的有丙酮、噴霧干燥法等。

葫蘆素β是一種脂溶性極強的中草藥提取成分,具有較強抗腫瘤活性,為了提高其生物利用度,王寧等采用高壓乳化法制備了葫蘆素β的人血清白蛋白毫微粒,用高效液相色譜法測定了葫蘆素B人血清白蛋白毫微粒中藥物的含量。2005年由某公司開發的注射用紫杉醇白蛋白納米粒懸浮液經FDA批準上市,用于轉移性乳腺癌聯合化療失敗后或輔助化療6個月內復發的乳腺癌。該藥應用人血白蛋白作為載體,形成130nm大小的紫杉醇顆粒。由于采用納米技術,不含有毒溶媒,可以大大減少過敏反應、縮短給藥時間,臨床研究證明該藥較傳統紫杉醇類藥物具有療效高、毒性低的優勢。

三、聚乳類毫微粒

此種納米藥物載體主要是由合成高分子材料構成,其具有生物可講解的功能,同時還具有生物相溶性,將其作為藥物載體來進行中藥的制備,有利于實現靶向給藥。目前聚乳類毫微粒已經被應用在PLA、PGA、PELA的制備中。聚乳酸類毫微粒的制備通常采用乳化溶劑揮發法?鹽析法?復乳法等,其中乳化溶劑揮發法最常用。聚乳類毫微粒除了具備毫微粒載體的優點外,還具有對親脂性藥物有足夠的載藥能力,通過改進工藝,也可包封親水性藥物的特點。

某學者等采用改良的自乳化溶劑蒸發法制備雷公藤甲素聚乳酸毫微粒,考察了各工藝因素對毫微粒粒徑?包封率和載藥量的影響,通過透射電鏡?動態激光粒度分析儀?傅里葉紅外光譜及X射線粉末衍射初步研究了其載藥性能,結果表明:雷公藤甲素聚乳酸毫微粒形態光滑規整,粒徑分布均勻,包封率為74.27%,載藥量為1.36%。某學者等制備了聯結有小麥胚芽凝集素的異丙基肉豆蔻酸酯納米粒。通過兩步碳化二亞胺法,WGA被聯結在IPM-紫杉醇-PLGA納米粒(NP)上,WIT-NP平均粒徑為331nm,Zate電位為-4.3mV,收率66%,紫杉醇包封率為61%。由于WGA受體介導細胞內吞作用和IPM促進紫杉醇從納米粒中釋放的雙重影響,WIT-NP用于紫杉醇肺部給藥,表現出更強的細胞毒性。

四、脂質納米粒

脂質納米粒是一種以體內可降解的天然或合成脂質材料為載體基質制成的納米粒。LN兼具了脂質體?脂肪乳?聚合物納米粒的優點,可替代脂質體?脂肪乳?聚合物納米粒,是一種極有發展前景的新一代毫微粒載體。脂質納米粒的制備方法主要有高壓勻質法?薄膜-超聲分散法?乳化-分散法?溶劑乳化法?薄膜乳化-高壓均質法等。

某學者以硬脂酸作為藥物載體材料,用乳化蒸發法制備了丹參酮ⅡA固體脂質納米粒,測得其平均粒徑為119.7nm,Zeta電位為-31.6mV,載藥量為3.8%,包封率為87.7%;大鼠體內吸收研究表明:丹參ⅡA固體脂質納米粒大鼠小腸吸收優于丹參酮ⅡA溶液。還有學者以山榆酸甘油酯為載藥材料,分別采用熱融-勻質法和冷壓-勻質法制備水飛薊素固體脂質納米粒口服液,并使用膜濾法和凝膠柱色譜法對不同方法制備的水飛薊素固體脂質納米粒的載藥機制進行了研究。有學者采用薄膜乳化-高壓均質法制備水飛薊賓(SLB)脂質納米乳,經冷凍干燥處理,制成前體脂質納米粒。該制劑為凍干粉,性質穩定,水中再分散性好,水中溶解后,平均粒徑為296.4nm,小鼠尾靜脈注射,與對照制劑相比,脂質納米??娠@著增加SLB在肝臟中的藥物濃度,在相同時間點SLB脂質納米粒組肝臟的藥物濃度高于對照組,表明水飛薊賓脂質納米粒具有顯著的肝臟靶向性。

五、結語

綜上所述,可知納米藥物載體會成為中藥制劑研發應用的主力藥物載體,由于其優勢明顯,因此備受制劑學界的關注。納米藥物載體在中藥制劑研發中的應用,既有利于中我國中藥劑型的有效改良,同時也能夠充分發揮中藥的藥效。中藥制劑要想邁向現代化,納米藥物載體是不可缺少的一個藥物載體。但是因為我國的中藥體系十分復雜,納米藥物載體在應用的過程中還有比較多的問題,因此此種藥物載體在我國的中藥制劑中還未得到大范圍的應用,僅僅處于起步階段,需要中藥制劑研究者付出更大的努力。、

參考文獻

[1] 蔡曉輝,陳寶安. 抗腫瘤納米藥物載體的研究進展[J]. 臨床腫瘤學雜志. 2010(01)

[2] 金麗霞. 納米藥物載體的研究及臨床應用[J]. 中國組織工程研究與臨床康復. 2010(08)

[3] 黃紅娜,張丹參,張力,丁杰. 納米藥物載體系統的研究[J]. 河北北方學院學報(醫學版). 2010(02)

高分子材料的制備方法范文3

[關鍵詞]聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯、淀粉基塑料

中圖分類號:TQ320.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)16-0274-01

傳統塑料主要來自石化資源,因其不易降解和回收利用,給環境造成極大污染,并造成對石化資源的嚴重浪費,尋找非石油基環境友好的材料迫在眉睫,生物可降解塑料是解決這個問題的有效途徑。目前研究最廣泛的可降解塑料有聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯、淀粉基可降解塑料等。

一、聚乳酸(PLA)生物可降解材料

聚乳酸(PLA)是以乳酸為原料制備的高分子材料,具有無毒、無刺激性、強度高、易加工成型和生物相容性好等特點,制品在使用后可完全降解。按單體不同,PLA分為PLLA、PDLA和PDLLA。當前國內外PLA生產企業主要以生產不同規格的PLLA為主。PLLA單獨使用具有熔點低、結晶慢、耐熱性差等缺點,通過與PDLA共混,可形成立構復合體,改善成核、結晶速度,提高材料耐熱性。PLA可用于一次性飯盒以及其他各種食品、飲料外包裝材料;可用于纖維和非織造物等,包括服裝、建筑、農業、林業、造紙、醫用等領域。

聚乳酸是以乳酸單體為原料經過聚合等工藝制備得到的高分子聚合物,制備方法分為一步法和兩步法,一步法難以制備得到高分子量的聚合物,基本無應用價值,目前國內外廠家主要通過兩步法工藝生產聚乳酸。兩步法工藝需經歷中間體丙交酯階段。

聚乳酸主要生產企業:

二、聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)生物降解塑料

PBS是以丁二酸與丁二醇為原料制備得到的高分子材料,具有良好的生物相容性和生物可吸收性,易被自然界的多種微生物或動植物體內的酶分解代謝,是典型的可完全生物降解材料。但PBS的加工溫度較低、黏度低、熔體強度差,難以采用吹塑和流延的方式進行加工。另外PBS制品往往呈一定脆性,應用受限。PbS主要用于包裝、餐具、容器、一次性醫療用品、農業、生物醫用高分子材料等領域。

PBS的聚合前體主要原料為丁二酸;丁二酸的生產主要是通過石化法合成, 目前丁二酸的生物制造技術是國際競爭熱點, PBS(聚丁二酸丁二醇酯)是以丁二酸與丁二醇為原料經過聚合制備得到的高分子聚合物。

PBS主要生產企業:

三、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)生物可降解材料

PBAT是對苯二甲酸丁二酯和己二酸丁二酯的共聚酯。作為一種新型的生物可降解共聚酯,PBAT兼具了芳香族聚酯和脂肪族聚酯的優點,既具有很好的熱性能、機械性能,又具有生物可降解性和加工性,可以用它與脂肪族聚酯 PLA 等共混,來改善脂肪族聚酯的機械和力學性能。PBAT的加工性能與LDPE非常相似,可用LDPE的加工設備吹膜。PBAT主要用作農用地膜、垃圾袋、保鮮膜、堆肥袋、淋膜和餐盒、餐盤、杯子等。

PBAT主要生產企業:

四、淀粉基可降解塑料

淀粉基生物降解塑料是淀粉經過改性、接枝反應后與其他聚合物共混加工而成的一種塑料產品,具有生產成本低、投資少、使用方便、可生物降解的特點。淀粉基熱塑復合材料不僅具備一般高分子材料所共有的基本特性,而且具有完全可降解性,可替代當前廣泛使用的塑料材料。

淀粉基生物降解塑料已有3O年的研發歷史,具有研發歷史久、技術成熟、產業化規模大、市場占有率高、價格較低的特點。淀粉基生物降解材料主要用作包裝材料、防震材料、垃圾袋、地膜、保鮮膜、食品容器、一次性餐具、玩具等。

淀粉基可降解塑料主要生產企業:

五、總結

目前各種生物可降解材料前景較好,但市場開拓、產品成熟度、產品性能開拓、產品應用等方面,需要時間開拓;當前石油價格低、石油基塑料產品價格優勢明顯,生物可降解材料同石油基材料競爭,目前還不具備條件;生物可降解材料的發展,還需要政府政策、稅收優惠、市場等方面的支持;隨著國內外對環保的要求越來越高,可降解材料的相關政策將會越來越好;同時隨著可降解材料生產技術的提升,可降解材料的成本將越來越低。

參考文獻

高分子材料的制備方法范文4

關鍵詞:硝苯地平;智能水凝膠;質量標準;研究

硝苯地平智能膠的主要成分是硝苯地平,載體材料是高分子材料,制備方法為離子膠凝化法,這種一種智能藥物,其對PH十分敏感。采用高效液相色譜法對于質量標準進行研究,這種方法可以有效的測定該藥物中硝苯地平的含量,但是測定時,需要考慮高分子材料的干擾因素,盡量避免干擾,同時還需要注意避光,否則硝苯地平會逐漸的分解,難以實現質量控制效果[1]。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

Agilent 1200型高效液相色譜儀,由美國安捷倫公司生產;ODS-90TS(4.8mm×140mm,5m)色譜柱,G1315B二泵,G2170B色譜工作站和7730進樣閥。HPD-44真空泵,天津市恒奧科技發展有限公司;F7超聲波清洗儀(上海超聲波儀器廠)。吉尼斯系列電子分析天平(德國塞多利斯儀器系統有限公司),78-5磁力加熱攪拌器 (江蘇省金壇市正基儀器有限公司)。

1.2 試藥

苯地平智能水凝膠(哈爾濱醫科大學,批號:20150118,20150119,2015

0120),硝苯地平精致品(自制,純度99.7%),N-琥珀酰殼聚糖(中國研究院化學物理研究所,相對分子質量300000,脫乙酰度65%),海藻酸鈉(浙江化學試劑站分裝廠,批號041207),氯化鈣(天津科密歐化學試劑有限公司,批號20140224)。

2 方法與結果

2.1 硝苯地平智能水凝膠的制備

精密稱取N-琥珀酰殼聚糖和海藻酸鈉適量,加入蒸餾水中,加熱攪拌至完全溶解,得濃度為2%的水溶液。精密稱取硝苯地平適量(藥載比為1:4),加入上述水溶液中,攪拌至硝苯地平完全分散均勻,然后將上述混懸液通過5ml注射器針頭(針頭內徑4.5mm)以1.2ml/min的速度滴加到輕度攪拌的CaCl2~2H2O溶液中交聯30min,滴距5cm,反應完畢后過濾小球,水洗,室溫放置自然干燥,得載藥的N-琥珀酰殼聚糖一海藻酸鈣凝膠小球[4]。

2.2 質量控制

2.2.1 紫外吸收。取含量測定項下的溶液,加等量的無水乙醇稀釋后。照紫外一可見分光光度法測定,在237nm波長處有最大吸收,在320-355nm的波長處有較大的寬幅吸收。

圖1 紫外光譜圖

2.2.2 含量測定

(1)色譜條件:色譜柱:ODS-90TS(4.8mm×140mm,5m);流動相:l%冰醋酸(三乙胺調pH至3-31)-甲醇(30:70,V/V);流速:0.8ml/min;檢測波長:237nm;進樣量:20ml;柱溫:35℃;保留時間:5min,分離度1.5。(2)對照品溶液的制備:避光,精密稱取硝苯地平精制品6.94mg,置50m1棕色量瓶中。加甲醇溶解并稀釋至刻度,搖勻,作為對照品貯備液。(3)供試品溶液的制備:避光,取本品研細的粉末27mg,精密稱定,置具塞錐形瓶中,精密加入pH7.34的枸櫞酸鹽緩沖液(0.4%吐溫-80)50ml,密塞,稱定質量,超聲處理20min,放冷,再稱定質量,加枸櫞酸鹽緩沖液補足減失的質量,搖勻。轉入分液漏斗中,用氯仿萃取3次(20、20、10m1),合并氯仿提取液,轉移至50ml棕色量瓶中。加氯仿至刻度,搖勻,精密量取5ml氯仿液,蒸干,殘渣加甲醇溶解,轉移置25ml棕色量瓶中,并稀釋至刻度,搖勻,用0.22m的微孔濾膜濾過,取續濾液,即得[5]。(4)干擾試驗:精密量取對照品溶液、供試品溶液、空白對照溶液各20ml,分別注入液相色譜儀,記錄色譜圖。從實驗中可見在與對照色譜相應的位置上,空白對照溶液在與硝苯地平色譜峰的位置上無干擾。(5)線性關系考察:精密吸取硝苯地平對照品貯備液0.2、1、2、3、5、6、8ml置10ml棕色量瓶中,加甲醇稀釋至刻度,搖勻,配制成系列濃度溶液,在上述色譜條件下進樣測定。以峰面積(A)為縱坐標y,濃度(c)為橫坐標進行線性回歸,得回歸方程為Y=69.5742505X-12.949778。r=0.9999。結果表明,硝苯地平在2.776-111.04μg/ml濃度范圍內峰面積與濃度均呈良好線性關系。(6)精密度試驗:取同一濃度硝苯地平對照品溶液,分別與1d內和4d內按供試品測定項下操作。測得硝苯地平日內RSD為0.73%(n=6),日間RSD為2.10%(n=6),表明儀器精密度良好。(7)加樣回收率試驗:取已知含量的供試品6份,每份約25mg,精密稱定,按高、中、低劑量分別精密加入硝苯地平精制品,混勻,按供試品測定項下方法操作,測定其峰面積,按外標法計算。結果如表1。

表1 加樣回收率試驗結果

3 討論

主要選擇使用了三種流動相:(1)甲醇與水,比例為60:40;(2)甲醇與1%的冰醋酸,分別為60:40,70:30;3、1%冰醋酸與甲醇,比例為60:40;65:35;70:30,在使用前兩種流動相時,發現其形成的品峰形效果不佳,存在著比較拖尾的現象,最終選擇使用第三種流動相,其比例為70:30,這一比例不僅能夠使陽平形成效果比較好的峰形,而且干擾條件比較少,能夠達到徹底的分離。智能水凝膠的制備載體主要是高分子材料,在對此進行制備時,需要對樣品進行前期處理,而且處理時還需要考慮高分子材料自身對樣品含量會產生相應的影響。另外,高分子材料與樣品中的藥物主要是以氫鍵的形式而存在,必須破壞這種氫鍵,否則藥物難以以要求的形式存在,而影響研究效果。本研究中所使用的枸櫞酸鹽緩沖液,以此來實現復合物的分離的目的。硝苯地平對光敏感,需避光。本文方法所得到的結果準確度高,操作簡單,此外,重現性好,能夠達到預期的回收效果,可以用來控制硝苯地平智能水凝膠的質量。

參考文獻

[1]廖列文,龔濤,周靜,周新華,崔英德.DMAEMA系列智能水凝膠的研究進展[J].化工進展,2011(2).

[2]陳旭日,陳學剛.新型P(NIPAAm-co-IA)pH敏感智能水凝膠的合成與性能研究[J].化學推進劑與高分子材料,2011(2).

[3]侯紅瑞,張平泰.智能水凝膠在給藥系統中的應用[J].價值工程,2011(15).

高分子材料的制備方法范文5

Abstract: Function polymer materials are rapidly developing in recently years. But there are not any generalizations to the development of shape memory polymers. The defined, mechanism, characterization and the preparation of the most simulative shape memory polymer are briefly introduced in this paper. Then the developing prospects are also reviewed.

關鍵詞: 功能高分子材料;展望;形狀記憶

Key words: functional polymer materials;outlook;shape memory polyer

中圖分類號:TB324 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)31-0303-02

0 引言

隨著社會的進步和科學技術的發展,一般的材料難以滿足日益復雜的環境,因此需要具有自修復功能的智能材料——形狀記憶材料。20世紀50年代以來,各國相繼研究出在外加刺激的條件(如光、電、熱、化學、機械等)經過形變可以回復到原始形狀的具有形狀記憶功能的材料,它可分為三大類,形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷和形狀記憶聚合物材料。高分子產業的迅速發展,推動了功能高分子材料得到了蓬勃發展。形狀記憶聚合物材料的獨特性,廣泛應用于很多領域并發展潛力巨大,人們開始廣泛關注[1]。

1 功能高分子材料研究概況

功能高分子材料是20世紀60年代的新興學科,是滲透到電子、生物、能源等領域后開發涌現出的新材料。由于它的內容豐富、品種繁多、發展迅速,成為新技術革命不可或缺的關鍵材料,對社會的生活將產生巨大影響。

1.1 功能高分子材料的介紹 功能高分子材料是指具有傳遞、轉換或貯存物質、能量和信息作用的高分子及其復合材料,或具體地指在原有力學性能的基礎上,還具有化學反應活性、光敏性、導電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉換性、磁性等功能的高分子及其復合材料,通常也可簡稱為功能高分子,也可稱為精細高分子或特種高分子[2]。

1.2 功能高分子材料分類 可分為兩類:第一類:以原高分子材料為基礎上進行改性或其他方法,使其成為具有人們所需要的且各項性能更好的高分子材料;第二類:是具有新型特殊功能的高分子材料[3]。

1.3 形狀記憶功能高分子材料 自19世紀80年現熱致形狀記憶高分子材料[4],人們開始廣泛關注作為功能材料的一個分支——形狀記憶功能高分子材料。和其它功能材料相比的特點:首先,原料充足,形變量大,質量輕,易包裝和運輸,價格便宜,僅是金屬形狀記憶合金的1%;第二,制作工藝方簡便;形狀記憶回復溫度范圍寬,而且容易加工,易制成結構復雜的異型品,能耗低;第三,耐候性,介電性能和保溫效果良好。

形狀記憶聚合物(SMP)代表一項技術上的重要的類別刺激響應的材料,在于形狀變動的反應。更確切地說,傳統意義上的SMP是聚合物變形,隨后能固定在一個臨時的形狀,這將保持穩定,除非它暴露在一個適當的外部刺激激活了聚合物恢復到它原來的(或永久的形狀)。因此,相關的反應被稱為聚合物內的形狀記憶效應(SME)。雖然各種形式的外部刺激可以被用來作為恢復觸發,最典型的一種是直接加熱,通向溫度增加[4]。

2 部分形狀記憶高分子材料的制備方法

2.1 接枝聚乙烯共聚物 在形狀記憶聚乙烯中,交聯(輻射或化學)是必須的,但是交聯程度過高會導致聚合物的加工性能不好,因此最好是將交聯放在產品制造的最后一步:Feng Kui Li等采用尼龍接枝HDPE獲得了形狀記憶聚合物。他們采用馬來酸酐和DC處理熔融HDPE在180℃反應5分鐘,然后在230℃下和尼龍-6反應5分鐘得到產物。SEM照片顯示尼龍微粒小于0.3μm,在HDPE中分散良好,兩者界面模糊,顯示兩者形成化學粘合;而尼龍和HDPE簡單混合的SEM照片中兩者界面明顯試驗同時表明,隨著DCP含量和尼龍含量的提高,共聚物中形成了更多的共聚物具有和射線交聯聚乙烯(XPE)SMP相似的形狀記憶效應,形變大于95%,恢復速度好于射線交聯的聚乙烯SMP,該聚合物在120℃左右形狀恢復達到最大。對其機理研究表明,接枝在PE上的尼龍形成的物理交聯對形狀記憶效應有重要作用。值得注意的是該共混物是僅僅通過熔融混合得到的,工藝非常簡單,而且采用的是通用聚合物,因此該方法值得推廣[5]。

2.2 聚氨酯及其共混物 聚氨酯是含有部分結晶相的線性聚合物,該聚合物可以是熱塑性的,也可是熱固性的。聚氨酯類形狀記憶材料,軟段的結構組成和相對分子質量是影響其臨界記憶溫度的主要因素,硬段結構對記憶溫度影響不大。

采用聚氨酯和其它聚合物共混,可以改善性能,得到所需要的產物。有報道采用聚己內酰胺(PCL)、熱塑性聚氨酯(TPU)和苯氧基樹脂制得的形狀記憶材料。發現該產物隨著組成的變化而玻璃化轉化溫度不同;同時發現PCL部分在混合物中結晶相消失,說明結晶過程被阻礙。改混合物具有形狀記憶效應的原因在PCL/苯氧樹脂作為了可逆相。該混合物的玻璃化溫度可以通過TPU/苯氧基樹脂的混合比例和種類決定,增加混合物中固定相和減少TPU鏈長度可以減少滯后效應。報道采用PVC和PU共混也能得到SMP。該混合物中存在PVC/PCL形成的無定形相,混合物的玻璃化的溫度也隨著PVC/PCL的組成變化而平穩的發生變化,固定相記憶著最初形狀[6-8]。

3 國內外形狀記憶高分子材料研究現狀

3.1 國內研究現狀 國內研究的形狀記憶高分子材料多以聚氨酯和環氧樹脂基為主,加入添加劑或固化劑進行改性,可以得到滿足基本要求的SMPs,但是由于其自身缺點的約束,所以限制了其使用范圍。最近幾年來,形狀記憶合金以利用聚合物為基體添加其他成分,突出各個優點進行對比,得到一些性能良好的形狀記憶材料因此我們列舉國內最新的SMPs研究。

魏堃等人將新型聚合物固化劑與環氧樹脂(EP)進行機械共混,進行適度交聯固化后,制出具有較低玻璃化轉變溫度(Tg)的無定型EP體系,得出結果顯示適度交聯固化的EP體系具有良好的形狀記憶特性。

高淑春等人利用活化濺射方法制備TiO2薄膜,以Ni-Ti形狀記憶合金生物材料為基體,附著在形狀記憶和金材料的表面,其跟血液相容性比較好,因此具有較高的臨床使用價值。

3.2 國外研究現狀 對比國內,國外的SMPs發展比較早,例如:美國、日本、德國等由于具有先進的設備和理論基礎,因此在各個方面相對國內都比較成熟,所以本人參考最近國外SMPs相關研究在此論述。

Y.C.Lu等人利用環氧基的形狀記憶材料設計模擬服務環境所能反映出的預期性能要求即

①暴露在紫外線輻射下循環為125分鐘;②在室溫下沉浸油內;③浸泡在熱水中49℃。一種新穎的高溫壓痕法評估適應條件的SMPs的形狀和力學性能。結果表明對于有條件的比較一般環境條件SMPs的玻璃化轉變溫度降低與較高模和敏感應變速率。如果溫度設定低環境條件影響的SMPs形狀恢復能力。特別是紫外線暴露和浸入水中的SMPs回復率明顯低與無條件的材料。當回復溫度高于Tg,材料的回復能力相對保持不變。

R.Biju等人用雙酚A(BADC)與縮水甘油醚或者雙酚A(DGEBA)與苯酚螯合物(PTOH)通過一系列聚反應合成熱固性聚合物表現出具有形狀記憶性能。利用差示掃描量熱分析、紅外光譜及流變儀來表征其固化特征。以不同比例DGEBA/PTOH/BADC混合,研究了它們的彎曲、動態力學性能以及熱性能;對于一個給定的成分,彎曲強度和熱穩定性隨著氰酸酯濃度增加而增加,而這些特性隨著PTOH濃度的增加而降低,儲存模量表現出相似的趨勢。這個轉變溫度(Tt)隨著整體氰酸酯含量的增加而增加。這些聚合物在形狀記憶性能顯示出良好的恢復形狀,并且形狀恢復時間減少。而顯示恢復時間與形狀恢復模量增加(Eg/Er)剛好相反。這個轉變溫度可調諧反應物組成及變形恢復速度隨驅動的溫度增加而增加。這些環氧基氰酸鹽系統具有良好的熱、力學和形狀記憶特征很有希望用在智能電氣領域。

4 展望

由于SMP有著豐富的后備資源,而且形狀記憶的方式靈活,具有廣闊應用和發展前景。因此本文認為,有很多重要因素影響將SMPs技術成功轉化成生產應用,例如:標準化的不同方法描述為量化形狀記憶材料的性能。應該進一步完善形狀記憶原理,在分子結構理論和彈性形變理論基礎之上,建立形狀記憶的數學理論模型,為開發新材料奠定了理論基礎;運用分子結構理論、實驗設計原理和改性技術知識,提高形狀記憶各項性能、豐富品種、滿足不同的應用需要,增強應用和開發研究,拓寬應用領域,盡快轉化為生產力。

形狀記憶高分子與形狀記憶合金相比具有感應溫度低,且形狀記憶高分子因其獨特的優點而具有廣泛的應用前景,但是我們也應該看到在開發應用上仍存有一些不足[22]:形變回復力?。恢挥袉纬绦螤钣洃浌δ?,沒有雙程性記憶和全程記憶等性能;優化制作設計與工藝,開發更多優秀的品種,在研究聚合物基的SMP中有許多重要工作需要我們一步步努力去做,在完善SMP過程中,同時要研究復合社會不同需求的產品。

參考文獻:

[1]陳義鏞.功能高分子[M].上海:上海科學技術出版社,1998:1-5.

[2]江波等.功能高分子材料的發展現狀與展望[J].石油化工動態,1998,6(2):23-27.

[3]古川淳二.對21世紀功能高分子的期待[J].聚合物文摘,1994,(6):17.

[4]Tao xie. Recent advances in polymer shape memory[J].Polymer, 2011,(52):4985-5000.

[5]Han Mo Jeong Europen polymer ourn [M].2001,(37):2245~2252.

[6]饒舟等.形狀記憶聚氨酯高分子材料的研究進展[J].聚氨酯,2011,110(7):1-7.

高分子材料的制備方法范文6

【關鍵詞】高分子材料成型加工 教學改革 課程設計

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)14-0010-02

在高分子科學的學科構架中,形成了高分子化學、高分子物理、高分子工程三個基礎性分支學科,以及功能高分子及高分子新材料兩個綜合性研究領域。高分子材料成型加工屬于高分子工程研究的范疇,高分子工程的主要研究線索是,研究在外場(剪切力、振動力、溫度、壓力等)作用下,高分子的鏈運動、相態及結構的變化規律和控制條件,從而發展聚合物成型的新方法和新技術。

高分子材料是材料領域的后起之秀,它具有許多其他材料不可比擬的突出性能,在尖端技術、國防建設和國民經濟各個領域已成為不可缺少的材料。大多數高分子材料需要經過成型加工才能形成制品,無論金屬、陶瓷、玻璃還是天然材料,沒有哪一種材料能像高分子材料那樣,其最終結構與性能都強烈依賴于加工過程。高分子材料加工過程是控制聚合物制品結構和性能的中心環節,內容涉及高分子物理、高分子化學、聚合物流變學、機械、計算機模擬等多學科,其任務是了解高分子材料的加工特性,確定最適宜加工條件,制取最佳性能產品,為合成具有預期性能的高分子材料提供理論依據。

高分子材料成型加工是高分子材料與工程專業最重要的專業核心課程之一。高分子材料成型加工的工程本質決定了它是一門多學科交叉、科學與工程緊密結合的學科。為使學生建立起大工程的觀點,理解其精髓,本課程的講授會涉及以上諸多學科的內容,要使學生在有限的學時內掌握這門課的基本內容,并且通過對高分子材料成型加工課程的學習,具有高分子材料及其制品設計、生產和研究的科學思維以及創新研究素質,無論對授課老師還是學生而言都是一個新的挑戰。筆者結合自身講授高分子材料成型加工課程的教學實踐,在課程體系、教學內容、教學方法等方面提出以下幾點看法。

一 加強課程的橫向聯系

高分子材料的生產有三大關鍵要素:適宜的材料組成、正確的成型加工方法、配套的成型機械及成型模具。要生產出一個有使用價值,能夠利用現有成型設備進行加工的高分子材料制品,必須同時滿足以上三個要素。高分子材料生產三個要素之間相互聯系、相互影響,是一個不可分割的有機整體。從這個意義上來看,高分子材料成型加工與成型機械的聯系應是非常密切的。

高分子材料成型加工與高分子材料成型機械是高分子材料與工程專業的兩門專業基礎課,這兩門課程在本質上有密切的聯系,高分子材料成型加工課程包括原材料樹脂、助劑、配方設計、成型設備、成型模具、工藝條件及控制等方面,高分子材料成型設備課程主要講述不同加工方法所采用的成型設備,如開煉機、密煉機、擠出機、注塑機、壓延機、中空吹塑機等,從其包括的課程內容看,成型加工和成型機械相互滲透、相互聯系,也有交叉重疊的內容,因此有必要對這兩門課程的教學內容從整體的高度重新進行規劃。

在這個原則的指導下,教師在教學中可以按照原材料、設備、工藝這三大要素組織教學內容,從而把兩門課的知識點有機地融合起來,加強課程的橫向聯系,打破傳統的教學模式,培養學生的大工程觀。如在講授聚氯乙烯(PVC)管材擠出成型工藝這部分內容時,教師首先講授擠出所用的原材料配方(PVC樹脂、各種助劑),由于PVC樹脂牌號眾多,不同牌號的樹脂制備方法不同,樹脂的性能也不同,在加工過程中所選用的工藝也會有所差異,因此,教師在開始講授成型工藝時,有必要使學生具備原材料選擇這個意識。然后介紹管材成型所需的設備(包括擠出機類型、機頭口模、螺桿結構、螺桿組合、傳動系統、控制系統、輔機)。如在講解螺桿時,可分析各種螺桿結構參數對成型加工的影響,各種不同混合、混煉元件的螺桿組合所具有的加工特性,并結合PVC管材生產工藝特點,講解生產PVC管材所用螺桿的選用原則。在講解擠出機機頭口模時,可將機頭口模流道的設計、口模類型等涉及成型機械的內容引入課堂中,使學生掌握有關機頭口模設計的基本原則。最后,講授PVC管材生產的工藝條件及控制方法(螺桿轉速、牽引速度、擠出機及機頭溫度)及其對制品性能的影響。

教學內容改革是21世紀高等教育教學改革的重點,將高分子材料成型加工與成型機械有機結合起來,重新組織課程內容既有利于教師的教學與學生的學習,增強理論教學的課堂教學效果,同時節約下來的理論教學課時可用于實踐教學環節,培養學生的動手能力和創新意識,提高在社會上的競爭力,也符合高分子材料加工行業對本專業畢業生所提出來的越來越高的要求。

二 按課程主線組織教學內容

本課程以“材料―成型加工―制品性能”這條高分子材料成型加工的主線組織教學內容,重點了解和掌握高分子材料、成型加工工藝、制品性能三者的關系;材料的不同與成型加工方法的關系;同樣的材料用不同的加工工藝方法或加工工藝條件,所得制品的性能為何不同;制品的性能

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* 基金項目:廣東石油化工學院教育科學研究基金項目

與材料本身的性質有何關系等,強調了成型加工對制品性能的重要性,即高分子材料最終的結構與性能強烈依賴于加工過程這一獨特之處,這是本課程的主題思想――高分子材料的工程特征,教師在教學過程中,將這一主題思想貫徹始終是本課程教學的首要目標。

在教學過程中,任課教師應將高分子科學基礎理論與實際生產和日常用品的例子相結合,與學生進行分析和討論,啟發學生在學習過程中牢牢抓住本課程的主題思想。對于聚合物來說,具體結構決定了它的性能,同一種鏈結構的聚合物,由于成型加工條件的不同,分子鏈的排列與堆砌方式會有所不同,從而形成不同的聚集態結構,聚集態結構不同,制品性能也大不相同。如生產聚丙烯注塑件時,聚丙烯注塑制品最終的物理性能不僅與本身分子量和結晶性等有關,而且與注射工藝條件的控制有關。不同的工藝條件導致聚丙烯具有不同的微觀結構,而微觀結構又直接影響聚丙烯注塑制品的強度、韌性、硬度以及成型加工等性能。如聚丙烯注塑件的光學性能會受到注射成型條件的影響,聚丙烯注塑件在冷卻過程中,由于塑件不同部位的溫度場、應力場的分布不同,從而會造成注塑件內不均勻的體積收縮和密度分布,因此嚴重影響了塑件的光學性能和力學性能。這些例子很好地體現了“高分子材料―成型加工―制品性能”這條高分子材料成型加工的主線。

三 對教學方法進行改革

1.多媒體教學

高分子材料成型加工屬于專業技術課,教學內容具有很強的理論性和實踐性,許多內容涉及成型機械的結構以及具體的操作過程,在學生大多缺少實際感性認識的情況下,單純依靠文字的板書進行課堂教學,學生難以理解,教學效果不理想。因此,課堂講授可借鑒國內一些院校的聚合物成型加工精品課程網站的教學資源來制作多媒體課件,通過結合所用的教材,有選擇性地將多媒體動畫仿真和圖片資料補充到電子課件中,不斷修改完善課件內容,增加課堂信息量,提高教學效果,激發學生的學習興趣。為了加深學生對實際生產過程各種機械設備、操作工藝的認識,教師可通過收集各種高分子材料成型加工廠的生產視頻,然后在課堂上進行播放講解,可增加學生對高分子材料成型加工工藝的感性認識。如在講薄膜的中空吹塑時,大多數學生對旋轉機頭的工作方式比較陌生,筆者通過給學生播放帶有旋轉機頭口模的中空吹塑生產過程,學生在錄像中可以很直觀地看到旋轉機頭在工作中的運行情況,以及旋轉機頭如何調整薄膜厚度的工作原理,這些都使學生感受到課本的理論知識并不是枯燥的,它來源于生產實際,并對生產實際起到指導作用。

除了在課堂上引入多媒體課件外,教師還可向學生推薦一些著名的專業網站,包括美國塑料工程師學會(SPE)、美國塑料工業協會(SPI)、中國注塑技術論壇、聚合物技術網等,鼓勵學生了解加工工程的前沿發展,從而提高學生的學習興趣。

2.案例教學

為了提高學生分析問題和解決問題的能力,經常以日常生活中常用高分子材料制品進行案例教學,幫助學生認知高分子材料成型加工的整個過程,如日常用到的筆記本外殼、空調外殼、排水管、薄膜、泡沫塑料、汽車輪胎等,啟發學生去思考,然后進行討論,針對常用制品分析所用的原材料、成型方法和工藝,使學生在看得見、摸得著的實例中體會所學知識,這樣的教學方法提升了學生學習效率和學習效果。在實際教學中,教師可給學生提供一些案例,如某個工廠某批次的注射件出現了應力開裂現象,試讓學生討論分析其中的原因,并提出解決方案。通過課堂討論,學生從這一案例中可學到包括原材料、成型方法、成型工藝條件(溫度、壓力)、制品性能(應力開裂)在內的許多知識點,很好地將高分子材料基礎理論與生產實際相結合,學生可以充分理解“高分子材料―成型加工―制品性能”這一課程的主題思想。

3.課程設計

作為大工程觀教育理念的一部分,培養具有敏銳工程師意識的學生是工科教學的一個重要目標,高分子材料成型加工課程作為一門實踐性很強的學科,可為學生將來走進企業站穩腳跟打下良好的基礎,因此,在教學中引入項目教學的理念,讓學生利用各種校內外的資源及自身的經驗,通過完成給定的工作任務來獲得知識與技能。本專業的課程設計是以高分子材料生產流程為主線,實現項目教學,以培養學生的創新能力。

設計內容可以典型的通用高分子材料(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等)的生產任務為依托建構、設計出一個高分子材料產品生產項目(包括廠址的選擇、原料選擇、配方設計、高分子材料加工方法、設備的選型以及生產成本的核算等)。它有效地解決了傳統教學中理論與實踐相脫離的弊端,使理論教學內容與實踐教學內容通過課程設計緊密地結合在一起。在設計的過程中,學生通過互聯網查找大量的資料、數據,通過到企業調查,掌握了許多第一手資料,在這個過程學生可以概括性地知道所學專業的主要工作內容及其在整個生產過程中所起的作用。

四 結束語

高分子材料成型加工是一門實踐性很強的專業技術課程。結合該門課程自身的特點,通過采取加強課程間的聯系,抓住課程主線教學、改革教學方法等措施,力圖改變該課程課堂講授效果不高、學生學習積極性普遍較低等現象。

在不斷深化教學改革的過程中,要想使學生學有所得、融會貫通,首先應提高學生在高分子材料產品的設計、生產和研究等方面的綜合應用能力,從而培養具有卓越工程師意識的高分子材料專業技術人才。

參考文獻

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[3]李寶銘、張星、鄭玉嬰.高分子材料成型與加工課程建設初探[J].化工高等教育,2010(3):39~41

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