第三章高分子材料的物理化學性質(zhì)

第三章高分子材料的物理化學性質(zhì)第一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四3.1.2聚合物溶解過程的熱力學溶解

△Gm=△Hm--T△Sm<0極性高分子溶于極性溶劑，△Hm<0，放熱非極性高分子溶解，一般

△Hm＞0，吸熱經(jīng)典的Hildebrand溶度公式(非極性相混合)

（教材P55）

第二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四3.1.3溶劑的選擇“溶度參數(shù)相近”原則“極性相近”原則

弱親電子性溶劑化原則

給電子性

強親電子性第三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四3.1.4凝膠凝膠

溶脹的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子?；瘜W凝膠

(化學鍵)不能熔融、溶解

物理凝膠(范德華力)分子內(nèi)交聯(lián)

分子間交聯(lián)

干凝膠

凝膠性質(zhì)觸變性：

外部作用力

凝膠與溶膠相互轉(zhuǎn)化。溶脹性：

溶脹度脫水收縮性透過性功能性凝膠：溫敏、pH敏凍膠第四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四3.2高分子的分子量及分子量分布

3.2.1概述

數(shù)均分子量

重均分子量

粘均分子量多分散性指數(shù)HI

單分散性HI=1，一般在1.5–2.0，也可達20–50

分子量及其分布對聚合物各種性能有極大影響第五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四3.2.2分子量及其分布的測定方法分子量測定法：端基測定法上限2×104沸點升高和冰點降低上限3×104蒸氣壓滲透法(VPO)膜滲透壓3×104–1.5×106光散射法粘度法超速離心沉降104-107

分子量分布測定法：

凝膠色譜法相平衡分級法第六頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四3.3聚合物的力學狀態(tài)及高分子材料的力學性質(zhì)3.3.1溫度與力學狀態(tài)

P69

3.3.2藥物劑型加工中高分子材料的主要力學性能(一)彈性模量P71彈性模量=應(yīng)力/應(yīng)變受力方式簡單拉伸--楊氏模量E(對各向同性材料)簡單剪切--切變模量G均勻壓縮--體積模量B也可用模量倒數(shù)楊---拉伸柔量切---切變?nèi)崃矿w---可壓縮度E=2G(1+V)=3B(1–2V)V為泊松比，定義為在拉伸試驗中，材料橫向單位寬度的減力與縱向單位長度的增加之比值。第七頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四(二)硬度和強度硬度：衡量材料表面抵抗機械壓力的能力的一種指標。

硬度試驗方法很多，因壓頭的形狀不同和計算方法差異有布氏、洛氏和邵氏等名稱。強度(機械強度)：材料抵抗外力破壞的能力。①抗張強度(拉伸強度)

在規(guī)定的試驗溫度、濕度和試驗速度下，在標準試樣上沿軸向施加拉伸載荷，直至試樣被拉斷為止，斷裂前試樣承受的最大載荷P與試樣的寬度b和厚度d的乘積的比值。bdбt=Pbd(Kg/cm2)P第八頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四②抗彎強度在規(guī)定試驗條件下，對標準試樣施加靜彎曲力矩，直到試樣折斷為止，取試驗過程中的最大載荷PPbdL0P/2P/2бf=P2L0/2bd2/6×第九頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四③沖擊強度衡量材料韌性的一種強度指標，材料抵抗沖擊載荷破壞的能力，單位載面積所吸收的能量有缺口無缺口擺錘式?jīng)_擊、落重式?jīng)_擊、高速拉伸第十頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四影響材料強度的因素

化學結(jié)構(gòu)分子量內(nèi)因應(yīng)力集中冷度外力作用速度增塑劑填料配料與加工機械加工外因第十一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四(三)粘彈性理想彈性體：受外力，平衡形變與時間無關(guān)理想粘性體：受外力，形變隨時間線性發(fā)展

高分子材料介于兩者之間①

蠕變：在一定的溫度和較小的恒定外力(拉力、壓力、或扭力等)作用下，材料的形變隨時間的增加而逐漸增大的現(xiàn)象?？傂巫儲?ε1+ε2+ε3

ε1為普彈形變ε2為高彈形變可逆形變ε3為粘性流動不可逆形變第十二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四蠕變與溫度高低和外力大小有關(guān)。溫度過低，外力太小，蠕變很??；溫度過高，外力太大，形變發(fā)展快；只有在適當溫度和外力下，才能觀察到明顯的蠕變。②應(yīng)力松馳在恒定溫度和形變保持不變的情況下，高聚物內(nèi)部的應(yīng)力隨時間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。

③內(nèi)耗(力學損耗)高聚物在交變應(yīng)力作用下，形變落后于應(yīng)力變化的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。發(fā)生滯后現(xiàn)象，每一循環(huán)變化中就要消耗功，稱為內(nèi)耗。

第十三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四3.3.3高分子材料的其他性能(一)滲透性和透氣性P73高分子材料通過擴散和吸收過程，使氣體或液體透過一個表面?zhèn)鬟f到另一表面滲出，從濃度高的一側(cè)擴散到濃度低的一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為滲透性。氣體分子滲透通過聚合物膜稱為透氣性。主要影響因素：溫度、極性、分子大小、鏈的柔性(二)膠粘性作為粘合劑使用時的粘合行為聚合物被粘合時聚合物的行為主要影響因素：分子量、被粘物表面的粗糙度、被粘物表面的處理方法、溫度和壓力第十四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期四3.4藥物通過聚合物的擴散

3.4.1藥物通過聚合物的傳質(zhì)過程

兩類模型：貯庫裝置和骨架裝置擴散步驟：藥物溶出進入周圍的聚合物或孔隙藥物分子擴散通過聚合物屏障藥物由聚合物解吸附藥物擴散進入體液或介質(zhì)P74–75Fick第一、二定律藥物通過聚合物薄膜的擴散Fick擴散膠囊壁擴散聚合物包衣層擴散藥物通過聚合物骨架的擴散(疏水性骨架)非Fick擴散水的擴散速度大分子鏈松馳速度