高分子微球材料

高分子微球材料第一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六高分子

在以前的學習中，我們在《化工工藝學》、《有機化學》中學到的聚乙烯、聚丙烯、聚酯纖維等聚合物，還有《生物化學》中的蛋白質(zhì)、糖、各種脂等大分子，都是高分子化合物。即然我們學過這么多高分子化合物，那到底什么是高分子？所謂高分子化合物，指的是那些由眾多原子或原子團主要以共價鍵結(jié)合而成的相對分子質(zhì)量在一萬以上的化合物。第二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六

與具有相同化學組成和結(jié)構(gòu)的低分子同系物相比較，高分子化合物具有高熔點、高強度、高彈性以及溶液和熔體的高粘度等特殊物理性能。正因為它的特性，高分子材料的研究和應用近年來發(fā)展非常迅速，它的應用滲透到我們生活中的每個角落。第三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六高分子微球

高分子微球材料就是高分子化合物應用的一個方面。高分子微球是指直徑在納米級至微米級，形狀為球形或其他幾何體的高分子材料或高分子復合材料，其形狀可以是多種多樣的。高分子微球材料的應用幾乎涉及到所有領(lǐng)域，從涂料、紙張表面涂層、化妝品等大宗產(chǎn)品到用于藥物緩控釋的微囊、蛋白質(zhì)分離用層析介質(zhì)的高附加價值產(chǎn)品，都要用到微球技術(shù)。

第四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六聚酰亞胺微球第五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六白蛋白納米微球紅血球型微球小微球集合型微球第六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六冷卻速度1.0C/s冷卻速度0.05C/s尼龍微球第七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六

高分子微球的起源非常悠久，最早的天然高分子微球來自天然的橡膠樹的樹液，被稱為乳膠。也許由于這個原因，最早的合成高分子微球被應用于橡膠制品或橡膠制品的添加劑。隨著微球技術(shù)的發(fā)展，高分子微球材料被應用到其他方面。正因為如此，很多不同領(lǐng)域的國際學會都專門設(shè)立高分子微球的討論會場，以便不同領(lǐng)域的學者都能學習微球技術(shù)。由此可預計，將會有越來越多領(lǐng)域的學者來從事高分子微球的制備研究，其中包括生物領(lǐng)域、醫(yī)學和醫(yī)藥領(lǐng)域、分析領(lǐng)域、功能材料領(lǐng)域、納米技術(shù)領(lǐng)域等等。第八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六高分子微球的名稱和分類

總結(jié)科學家們的習慣用法，大致可以按狀態(tài)、尺寸和功能來分類。（1）以狀態(tài)分類

1微球、顆粒不區(qū)分是乳液狀態(tài)或干燥狀態(tài)，尺寸一般從納米級到微米級。

2高分子乳液一般在水或有機溶液中制備而成，所得到的微球分散液呈乳液狀，因此，被稱為高分子乳液。第九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六3乳膠尺寸與天然高分子乳液相近的合成高分子乳液液經(jīng)常被稱為乳膠。尺寸一般在數(shù)百納米。

4聚合物膠體一般尺寸較小的、分散穩(wěn)定的聚合物乳液。

5微凝膠微球內(nèi)部由化學鍵或物理相互作用交聯(lián)的微球，其在良性溶劑中吸收溶劑而溶脹呈凝膠狀態(tài)，因此被稱為微凝膠。

6粉體一般被稱為粉體的微球尺寸較大，在幾個微米以上，而且它指的范圍更廣，包括無機粉體。第十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六（2）以大小分類

1納米微球納米級的微球。

2微珠數(shù)微米以上的大微球。（3）以性能分類

1微膠囊微球芯部包埋了其他功能性物質(zhì)的微球。

2復合微球由兩種不同性能的材料所制備的微球。

3磁性微球內(nèi)部包含無機磁體的微球，屬于復合微球。

4導電性微球由導電性高分子材料制備成的微球。

第十一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六磁性微球第十二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六復合微球第十三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六微球的表征粒徑和粒徑分布微球的表面電勢表示微球表面的電荷量，根據(jù)使用的表面活性劑、單體或引發(fā)劑的種類，微球表面帶正電或帶負電。表面電荷越大，微球之間的排斥力越大，微球在水溶液中就越穩(wěn)定。因此，電勢是表征微球分散液是否穩(wěn)定的重要指標。微球的形態(tài)第十四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六微球的組成多孔微球的孔徑分布和比表面積第十五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六微球材料的制備

高分子微球材料的制備方法很多，各方法的原理不同，由于時間的問題，這里只是提一下，有興趣的同學可以下面看看。根據(jù)原料不同可分為：1.以單質(zhì)為原料的方法：乳液聚合法、無皂乳液聚合法、微乳液聚合法、細乳液聚合法、懸浮聚合法、分散聚合法、沉淀聚合法和種子聚合法。2以聚合物為原料的方法:乳化—固化法、單凝聚法、復凝聚法、噴霧干燥法、自乳化—固化法和頁面展開法。第十六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六高分子微球的應用在醫(yī)學工程中的應用高分子微球材料在醫(yī)學工程中起著重要的作用，很多藥物無法直接使用，或者直接使用療效不理想，需要用高分子材料來包埋藥物，并通過合理地設(shè)計微球尺寸、膜壁結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)、緩釋性能等來達到在所需的時間、所需的地點，以所需的速度釋放出藥物，被稱為藥物輸送系統(tǒng)。因此，越來越多的療法涉及到高分子微球。第十七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六

例如抗癌藥的毒副作用非常大，需要用高分子對藥物包埋，并對高分子微球表面進行修飾，以賦予藥物對癌細胞的靶向性，使包埋后的藥物富集于癌細胞，來消除或降低抗癌藥對正常細胞的副作用；口服藥物需要用外包的高分子來保護藥物，避免其在胃內(nèi)的分解，并提高胃腸壁對藥物的吸收；疫苗需要用高分子包埋來實現(xiàn)長效免疫，等等。除了藥物包埋外，微球還可用于制造人工細胞、人工器官、DNA輸送體等。第十八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六在生物技術(shù)中的應用微球作為固定化酶和固定化細胞的載體，作為動物細胞培養(yǎng)的載體，作為蛋白質(zhì)和其他生物活性物質(zhì)分離純化的介質(zhì)，作為蛋白質(zhì)重新折疊恢復活性的介質(zhì)以及作為微球生物芯片等，已經(jīng)獲得了成功和廣泛的應用這些應用在生物技術(shù)的發(fā)展中必不可少，可以說是至關(guān)重要，甚至可以認為是推動了生物技術(shù)的發(fā)展。例如，如果沒有各種多糖類微球介質(zhì)的廣泛應用，基因工程蛋白質(zhì)藥物的大規(guī)模生產(chǎn)幾乎是不可能的。因此我們有理由認為，微球技術(shù)是生物技術(shù)中“使之可行”的技術(shù)。

第十九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六在其他產(chǎn)業(yè)中的應用隨著計算機的普及，信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度超乎人們的預料。聚合物微球在電子信息產(chǎn)業(yè)的應用也越來越受到關(guān)注，而且有些關(guān)鍵技術(shù)必須依靠提高微球的性能來達到。例如，粒徑均一的微球被用于液晶顯示器的間隔材料，粒徑的均一性直接關(guān)系到液晶顯示器的質(zhì)量。高分子微球的大宗產(chǎn)品在日常生活中也有著廣泛應用。例如，近年來，由于環(huán)境污染問題受到重視，水性涂料得到了深第二十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六

入地開發(fā)，很大一部分已應用在建筑涂料、家庭內(nèi)裝修涂料。這些涂料內(nèi)部都加入了聚合物乳液。而對于一些不得不使用有機溶劑的涂料，為了保護環(huán)境，必須盡量減少有機溶劑的使用量，增加涂料的固含量，這也需要添加聚合物乳液。又如，利用低玻璃化溫度的高分子微球的成膜性