高分子材料的研究進展精選(九篇)

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第1篇：高分子材料的研究進展范文

    一、影響高分子材料老化的環(huán)境因素

    1.太陽光對高分子的影響

    目前太陽光是影響高分子材料老化的主要原因,而且是不可避免的,太陽光中含有大量的紫外線,是最容易被高分子材料中的醛基和酮基所吸收,從而產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng);另一部分太陽光中的紅外線,紅外線接觸高分子材料后,使得高分子材料吸收溫度迅速上升,這就加劇了高分子材料的熱老化性,從而降低了使用壽命。

    2.空氣中氧對高分子的影響

    氧無處不在,而且屬于極活潑氣體,在高分子材料表面受到太陽光照射后極易發(fā)生氧化反應(yīng),像我們平時看到的銅綠,所謂的銅綠就是銅在光的照射下發(fā)生氧化反應(yīng)而形成表面的一層保護介質(zhì)。這樣的現(xiàn)象還有很多,并且為無法避免不可逆的,然而高分子材料和我們息息相關(guān),在日常的加工、運輸、使用過程中都不可避免的接觸氧,所以氧也是導(dǎo)致高分子材料老化的主要因素。

    3.外部作用——機械力對高分子材料的影響

    高分子材料在使用過程中不可避免的接觸外部因素作用,外部作用在一定程度下導(dǎo)致了高分子材料的老化進程。例如汽車輪胎,它屬于高分子材料橡膠,橡膠的突出特點是分子鏈柔性好,在外部車輪和車承載力的作用下,易發(fā)生較大程度的變形,由于它特殊的分子原理可迅速恢復(fù),如果長時間施加機械力,橡膠內(nèi)的分子鏈?zhǔn)艿狡茐陌l(fā)生變形導(dǎo)致龜裂,加速了高分子材料的老化過程。

    4.水和電對高分子材料的影響

    由于高分子材料的分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊,含有一種親和水性很好的物質(zhì),在高分子材料遇到水后易破壞分子結(jié)構(gòu)而易被水解;高分子內(nèi)部的組織鍵對電的反應(yīng)更加敏感,一旦接通電源,分子就形成了大量不規(guī)則運動而劇烈反應(yīng),有效的破壞了分子弱鍵,導(dǎo)致高分子材料失效電解游離。

    二、高分子材料老化的具體表現(xiàn)

    高分子材料老化顧名思義就是通過外部作用破壞了高分子內(nèi)部結(jié)構(gòu),分子量變小,生成新的物質(zhì)或發(fā)生降解的過程。一般分為物理老化和化學(xué)老化,物理老化可逆轉(zhuǎn)比較好恢復(fù),例如,一些高分子材料在外部壓力作用下產(chǎn)生變形,但去除外力后即可恢復(fù)原狀。還有一些高分子材料受潮后絕緣性降低,表現(xiàn)為失效,但干燥后即可利用?；瘜W(xué)老化就較復(fù)雜了,它是高分子內(nèi)部鍵和鍵之間發(fā)生的不可逆現(xiàn)象,較能控制和恢復(fù)。老化后的材料強度降低、韌性、穩(wěn)定性、耐熱性及顏色等各方面都出現(xiàn)不同程度的破壞和降低,影響其正常使用功能。高分子材料老化外觀主要表現(xiàn)為顏色變淡,出現(xiàn)斑點、龜裂、粉化等現(xiàn)象;內(nèi)部老化則表現(xiàn)為水解、電解、沖擊強度、抗拉強度等減低,從而達到高分子材料的疲勞極限,喪失其使用價值。

    三、緩解老化的具體措施

    現(xiàn)階段,研究高分子材料老化和抗老化問題是一個實際關(guān)鍵性問題,由于高分子材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,反應(yīng)條件成熟,反應(yīng)機理無法避免,所以對高分子研究領(lǐng)域內(nèi)還無法真正杜絕其老化現(xiàn)象,只能對老化做輔的延緩作用,從而增加高分子材料的使用壽命。

    1.物理防護措施

    物理防護就是應(yīng)用外部因素影響高分子的作用,它可以完全控制一般的物理老化,對實質(zhì)性的化學(xué)老化起到一定的延緩作用。例如,常年暴曬和雨淋的大棚塑料薄膜,經(jīng)日照后分子受熱發(fā)生氧化,促使透明度降低,薄膜脆化,如何延長塑料薄膜的使用壽命,增大農(nóng)民的經(jīng)濟效益,人們利用在薄膜上覆蓋草柵,降低塑料薄膜和日光接觸時間,從而達到了延長塑料壽命的目的。其次,在高分子材料中加一種延緩劑、防老劑來增加抗老化機理。例如,機械設(shè)備一般都是用機械材料(鐵、銅、鋼等)通過鍵槽連接組成的一個具有規(guī)范運動的主體,但因長期暴露在空氣中,設(shè)備表面經(jīng)常看到銹跡斑斑,影響了設(shè)備的美觀,人們就針對此現(xiàn)象發(fā)明了油漆,油漆涂在設(shè)備表面有效阻止了設(shè)備與空氣接觸的面積,起到了使之無法氧化的目的。像運用物理方法保護高分子材料老化的現(xiàn)象還有很多,它成本低實施簡單,現(xiàn)已被人們廣泛利用。

    2.改變高分子本身易老化的特點

    引起高分子材料老化的最主要原因是其本身的弱鍵或不飽和雙鍵,由于分子內(nèi)部存在弱鍵、不飽和鍵使得高分子材料特別不穩(wěn)定,易于和空氣中的氫鍵氧鍵發(fā)生反應(yīng)生成新的物質(zhì),如改變其不穩(wěn)定鍵使之成為飽和鍵,那它抗老化性就大大增加。例如橡膠中的碳-碳鍵極易與空氣發(fā)生臭氧老化和光氧老化。針對這一現(xiàn)象,在橡膠中加入氯原子鍵,氯原子鍵有很好的吸附電子基功能,從而提高了橡膠的抗老化性。舉一反三,像這種在高分子材料中加入鍵基減少支鏈?zhǔn)蛊浞€(wěn)定,也是我們提高抗老化的有力措施。

第2篇：高分子材料的研究進展范文

關(guān)鍵詞：高分子材料；可降解；生物

中圖分類號：TQ464 文獻標(biāo)識碼:A

我國目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進行生物可降解，以盡量減少對人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如細菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機理大致有以下3 種方式： 生物的細胞增長使物質(zhì)發(fā)生機械性破壞； 微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。按照上述機理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

1生物可降解高分子材料概念及降解機理

生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

生物可降解的機理大致有以下3種方式：生物的細胞增長使物質(zhì)發(fā)生機械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個過程進行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非單一機理，而是一個復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

2生物可降解高分子材料的類型

按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

2.1微生物生產(chǎn)型

通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ICI 公司生產(chǎn)的“Biopol”產(chǎn)品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低，強度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(PET) 和聚酰胺的熔點較高，強度好，是應(yīng)用價值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙?；嗵堑裙不熘频谩?/p>

2.4摻合型

在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

3生物可降解高分子材料的開發(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學(xué)修飾和共混等方法，對自然界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

3.1.2化學(xué)合成法

模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

3.1.3微生物發(fā)酵法

許多生物能以某些有機物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的發(fā)展，酶在有機介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。

3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料。

4生物可降解高分子材料的應(yīng)用

目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國一年約生產(chǎn)3000 多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國際上發(fā)達國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國的片劑制造水平與國際先進水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考文獻

[1]侯紅江，陳復(fù)生，程小麗，辛穎.可生物降解材料降解性的研究進展[J].塑料科技，2009，(03):89-93.

[2]翟美玉，彭茜.生物可降解高分子材料[J].化學(xué)與粘合，2008，(05).

第3篇：高分子材料的研究進展范文

關(guān)鍵詞：高分子材料可降解生物

我國目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進行生物可降解，以盡量減少對人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如細菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機理大致有以下3種方式：生物的細胞增長使物質(zhì)發(fā)生機械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。按照上述機理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

1、生物可降解高分子材料概念及降解機理

生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

生物可降解的機理大致有以下3種方式：生物的細胞增長使物質(zhì)發(fā)生機械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個過程進行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非單一機理，而是一個復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

2、生物可降解高分子材料的類型

按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

2.1微生物生產(chǎn)型

通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ICI公司生產(chǎn)的“Biopol”產(chǎn)品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低，強度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔點較高，強度好，是應(yīng)用價值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙?；嗵堑裙不熘频?。

2.4摻合型

在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

3、生物可降解高分子材料的開發(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學(xué)修飾和共混等方法，對自然界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

3.1.2化學(xué)合成法

模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段。化學(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

3.1.3微生物發(fā)酵法

許多生物能以某些有機物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

;3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的發(fā)展，酶在有機介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。

3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料新晨

4、生物可降解高分子材料的應(yīng)用

目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國一年約生產(chǎn)3000多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國際上發(fā)達國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國的片劑制造水平與國際先進水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考文獻：

第4篇：高分子材料的研究進展范文

【關(guān)鍵字】高分子材料；成型加工技術(shù)；進展研究

中圖分類號：O63 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

1前言

近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子材料在眾多領(lǐng)域中被廣泛的應(yīng)用。高分子材料主要是通過對商品的制造來凸顯其價值所在。就目前而言，高分子材料成型加工技術(shù)也越來越受到廣泛的關(guān)注，因此，要想充分的利用高分子材料，就要對其成型加工進行深入的研究和探討。

2高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

近些年來，就高分子材料而言，其合成工業(yè)的發(fā)展有了很大的突破。其中取得進步最大的就是造粒用擠出機，通過對其結(jié)構(gòu)的改進，使得其產(chǎn)量有了很大的提高。在20世紀60年代進行造粒主要采用的是單螺桿的結(jié)構(gòu)擠出機，這樣產(chǎn)量就相對較少；到了70年代到80年代的時候，有了一定的改善，主要采用的是連續(xù)混煉機和單螺桿擠出機相結(jié)合來進行造粒，這時的產(chǎn)量就有了一定的提高；在80年代中期之后，進行造粒主要采用的就是雙螺桿擠出機和齒輪泵相結(jié)合的模式，這是的產(chǎn)量已經(jīng)提升很大的一個高度；到了2010年的時候產(chǎn)量已經(jīng)提升了3億噸的產(chǎn)量。除此之外，通過對高分子材料合成技術(shù)的應(yīng)用，可以對樹脂的分子結(jié)構(gòu)進行簡單明了的控制，因此可以進行大規(guī)模的生產(chǎn)運作，并且還可以有效的降低生產(chǎn)成本。

就目前而言，高分子材料的成型加工技術(shù)主要追求的就是提高生產(chǎn)率、提高使用性能以及降低生產(chǎn)升本。而在制作的方面所追求的就是尺寸變小、質(zhì)量變輕。在加工成型方面，主要追求的就是研發(fā)的周期逐漸變短，而且要注重環(huán)保。

3對于高分子材料成型加工技術(shù)的研究探析

3.1對聚合物的動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)的探析

聚合物的反應(yīng)加工技術(shù)是通過對雙螺桿擠出機的發(fā)展基礎(chǔ)而逐漸發(fā)展起來的。目前已經(jīng)研發(fā)出一種能夠進行連續(xù)反應(yīng)和混煉相結(jié)合的螺桿擠出機，這種螺桿擠出機具有自己獨特的優(yōu)勢，擺脫了傳統(tǒng)擠出機運行是所存在的問題。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)也有了更大的需求。對于進行聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)的主要反應(yīng)擠出的主要設(shè)備，即PC連續(xù)化生產(chǎn)以及尼龍生產(chǎn)。近些年來，大多數(shù)國內(nèi)外的企業(yè)所使用的反應(yīng)加工設(shè)備都是較為傳統(tǒng)的混合混煉相結(jié)合的設(shè)備來進行產(chǎn)品的改造。這樣傳統(tǒng)的模式存在很多的問題，比如說，在傳熱或者傳質(zhì)的過程當(dāng)中，對于混煉和化學(xué)反應(yīng)都很難進行控制，而且反應(yīng)的產(chǎn)物分子數(shù)量和分布情況都具有不可控制性。除此之外，這種模式的設(shè)備話費量較大，耗能又較高，噪音比較大，這樣也使得在進行加工的時候經(jīng)常會出現(xiàn)問題。而聚合物動態(tài)反應(yīng)加工過技術(shù)不同于傳統(tǒng)的反應(yīng)加工技術(shù)，無論在結(jié)構(gòu)設(shè)計上還是在反應(yīng)原理上都有了很大的改觀和創(chuàng)新，這種技術(shù)主要是在聚合物反應(yīng)基礎(chǔ)的過程中引入電磁場并且引發(fā)機械振動場的作用，這樣就可以對加工過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)以及對反應(yīng)所生成的物質(zhì)的狀態(tài)結(jié)構(gòu)進行有效的控制。

聚合物的動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)最重要的優(yōu)點就是對聚合物的化學(xué)性能和預(yù)聚物混合混煉過程或者對停滯時間的分布進行可有效的控制，并且對聚合物在進行反應(yīng)加工的過程中由于振動力場的作用其質(zhì)量和能量的傳遞以及平衡問題進行了有效的保持和解決，與此同時，還在技術(shù)上有效的對設(shè)備的結(jié)構(gòu)集成化進行了合理的解決。除此之外，這種新技術(shù)設(shè)備不但體積重量相對較小，耗能量還較小，噪音又小，而且其可靠性又高。正是由于這些優(yōu)勢，使得這種技術(shù)受到了廣泛的歡迎。

3.2對基于動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)的新材料制作技術(shù)研究

這種技術(shù)不同于以往的傳統(tǒng)技術(shù)方式，其具有步驟簡單、周期較短、耗能較低而且在儲運過程中不易受到污染等優(yōu)點，這種技術(shù)主要是將光盤級的PC樹脂生產(chǎn)、中間的儲運以及光盤盤基成型這三個步驟集合為一種新型的具有動態(tài)連續(xù)反應(yīng)的成型技術(shù)。而這種新型的技術(shù)主要是進行對酯交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)的研究，并且對光盤注射成型的裝備進行研發(fā)，從而能夠有效的對生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量進行控制，并且能夠達到節(jié)能低耗的作用。聚合物的這種新技術(shù)主要實在強大振動的剪切力場的作用之下，對高分子顆粒的表面特性以及功能結(jié)構(gòu)進行具體的設(shè)計，并且在設(shè)計好的加工環(huán)境之下，可以選擇不嫁或者少加化學(xué)改性劑的前提之下，充分的利用聚合物的性質(zhì)，對高分子顆粒進行原位表面的改性、原位包覆以及強制的分散等環(huán)節(jié)。

4對于高分子材料成型方法的具體分析

4.1對于擠出成型的分析

這種方法主要是將塑化成型的高分子材料通過采用螺桿旋轉(zhuǎn)加壓的方式，通過擠出機進行連讀的擠出成型。高分子熔融物就會通過擠出機的機口成型，并且通過相應(yīng)的牽引裝置將成型的產(chǎn)品從機口連續(xù)的引出，在這個過程中還要對其進行冷確定型，從而制作出所需要的產(chǎn)品。擠出成型這種方法主要是通過對高分子材料進行加料、塑化、成型以及冷卻定型步驟來實現(xiàn)產(chǎn)品的制作。

4.2對于注塑成型技術(shù)的分析

4.2.1對于注塑成型技術(shù)的概括

這種技術(shù)主要用來生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料制品。因為這種技術(shù)的應(yīng)用范圍相對較廣泛，成型的周期又相對較短，再加上產(chǎn)品生產(chǎn)的效率較高，對于尺寸較為精密，因此這種技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用，也是目前進行塑料加工使用最多的技術(shù)。就目前而言，絕大部分的塑料之所都可以使用注塑成型技術(shù)。如果想要使得制作出來的產(chǎn)品外觀和內(nèi)在的質(zhì)量都達到標(biāo)準(zhǔn)，那么就要對原料的配方、擠出機的運行水準(zhǔn)、對擠出機的設(shè)計和進行加工的精密程度都有著密切的關(guān)系。在進行成型的過程中，不但要注意過程的步驟和細節(jié)，而且還要注意成型的溫度、擠出機工作的速度等等因素。

4.2.2對于注塑成型技術(shù)的技術(shù)組合分析

可以通過對不同材料進行不同的組合為特點的注塑成型技術(shù)；可以通過對惰性氣體進行組合的注塑成型技術(shù)；可以通過對化學(xué)反應(yīng)的整個過程為特點的注塑成型技術(shù)；可以通過壓縮或者壓制過程進行組合為特點的注塑成型技術(shù)；可以通過混合婚配進行組合為特點的注塑成型技術(shù)；可以通過對取向或者延伸的過程進行組合為特點的注塑成型技術(shù)；可以通過對模具移動或者加熱進行組合為特點的注塑成型技術(shù)等等。

4.3對于吹塑成型技術(shù)的分析

這種技術(shù)主要通過氣壓的壓力作用使得閉合在模具中的具有熱熔性的分子材料進行吹塑，因此可以形成中空的制品。這種方法指目前發(fā)展最快的一種成型的方法。這種技術(shù)不僅設(shè)備的花費較低，適應(yīng)性較強，而且可以制作較為復(fù)雜的制品。因此，這種方法也獲得了廣泛的應(yīng)用。

5結(jié)束語

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也隨之有了很大的進步和發(fā)展，然而對于高分子材料的研究也有了進一步的突破，越來越多的領(lǐng)域也都隨之投入到了對高分子材料研究的行列中。因此，對于高分子材料成型加工技術(shù)的研究也就變得越來越重要，只有不斷的對高分子材料成型的加工技術(shù)進行深入的研究和分析，才能夠有效的控制高分子材料成型的過程，因而才能夠有效的促進對高分子材料的研究的發(fā)展和進步。

【參考文獻】

[1]王勇,黃銳.炭黑復(fù)合導(dǎo)電高分子材料成型加工研究進展[J].工程塑料應(yīng)用,2003(3).

[2]黃漢雄.高分子材料成型加工裝備及技術(shù)的進展、趨勢與對策(上)[J].橡塑技術(shù)與裝備,2006(5).

第5篇：高分子材料的研究進展范文

關(guān)鍵詞：高分子材料 生物質(zhì) 加工改性

一、生物質(zhì)高分子材料PHA的概述

近年來，我國對生物可降解高分子材料進行了深入地研究和開發(fā)，尤其是聚羥基脂肪酸酯PHA頗受關(guān)注。聚羥基脂肪酸酯是細菌胞內(nèi)合成的一種高分子化合物，在營養(yǎng)不平衡的環(huán)境下，細菌把多余的物質(zhì)轉(zhuǎn)換為探源和能源的儲備物，同時將水溶性小分子轉(zhuǎn)換為水不溶性的大分子PHA。PHA因具有某些合成塑料如聚丙烯、聚乙烯的物化特性，又具有獨特的生物可降解行、光學(xué)活性、生物兼容性、氣體相隔性以及壓電性等被認為是可替代傳統(tǒng)的由石油合成的、不可降解的塑料，PHA被稱為新型的生物可降解塑料。

PHA結(jié)構(gòu)多樣，且因其自身結(jié)構(gòu)變化擁有較多的新材料性能，所以應(yīng)用前途比較廣泛。在食品包裝材料、衛(wèi)生材料、紙涂層材料、光學(xué)材料、電子工程材料以及一些一次性用品，如高檔包裝材料、新型醫(yī)學(xué)材料骨釘、骨板等方面廣泛應(yīng)用。

PHA由具有光學(xué)活性的R構(gòu)型降級脂肪酸單體組成，是一種線性可降解聚酯，其單體組成對自身的物理性質(zhì)起決定性作用，常見的PHA材料主要有以下幾種：聚β-羥基丁酸酯（PHB）、聚-3-羥基丁酸-3-羥基戊酸之（PHBV）、聚-3-羥基丁酸-3-羥基己酸酯（PHBHHX）、聚-3-羥基丁酸-4-羥基丁酸酯（P3/4HB）等。

二、聚合物的加工改性

經(jīng)過高分子材料科學(xué)成熟的發(fā)展，通過共混、共聚和表面改性等手段對高分子材料進行化學(xué)改性或物理改性以此達到提高聚合物某些性能引起了人們廣泛的重視。將不同的聚合物混合，或者將種類相同但相對分子質(zhì)量不同的聚合物進行混合，或者把聚合物和其他物料相互混合形成新的共混聚合物，通過以上的手段都可以實現(xiàn)聚合物的共混改性，聚合物共混改性后不單單是改變了聚合物的性能，更是開發(fā)了新型聚合物材料的嶄新功能，因此，聚合物的共混改性已經(jīng)發(fā)展為當(dāng)今世界高分子材料工程科學(xué)中最為活躍的領(lǐng)域之一。PHB作為PHA中最具代表性的生物塑料，在生活的各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景，下面以PHB為例，探究一下生物質(zhì)材料的加工改性。

三、PHB的加工改性研究

1.制備聚合物

1.1制備單端槍擊聚羥基丁酸酯（PHB-OH）

用甲醇打斷大的PHB分子鏈，對PHB片段封端，從而可以制的只有一端含羥基的PHB片段（PHB-OH）。制備方法如下：氯仿作為溶劑，硫酸作為催化劑，將15gPHB溶于150ml的氯仿中，75°C回流30min后，取2.5nl濃硫酸溶于50ml甲醇中，冰浴冷卻之后逐滴地滴加到上述的回流流體中，根據(jù)自己需要可以控制回流時間，至設(shè)定時間后冷卻至室溫，然后大量蒸餾水洗滌、分液、靜置分層后棄去水層，有機層洗滌兩次后，用無水硫酸鎂干燥過夜，過濾，濾液使用無水甲醇沉淀，減壓過濾，將產(chǎn)物放在40°C的真空烘箱里面干燥48小時以上，即成。

1.2制備不飽和端基低聚物

取1.5g干燥的PHB-OH放在事先干燥好的四口瓶中，加入50ml除水的二氯甲烷和0.2ml的三乙胺，30°C油浴中磁子攪拌，完全溶解后，低價溶有0.3ml的丙烯酰氯的二氯甲烷30ml，繼續(xù)反應(yīng)3小時，過濾沉淀，濾液使用適量飽和的碳酸氫鈉洗滌兩次，使用蒸餾水洗滌三次，然后用無水硫酸鎂干燥過夜，過濾之后的濾液使用甲醇沉淀，減壓過濾，最后產(chǎn)物常溫真空干燥，即成。

2.運用傅里葉變換紅外光譜儀對聚合物材料進行定性表征

對于已經(jīng)提純過的待測樣品，將其配置成10mg/ml的氯仿溶液，然后滴3滴在KBr鏡片上面，在紅外燈的照射下干燥形成薄膜。之后用Nicolet IR200幸好傅里葉變化紅外光譜儀對其進行32次的掃描，（該儀器分辨力為1cm-1）。觀察得到的紅外圖譜，可以確定待測物中的基因。

3.材料熱學(xué)性能測試

聚合材料的熱學(xué)性能測試，取少量樣品，通過熱失重分析儀或者示差掃描量熱儀對樣品溫度曲線進行分析。

4.材料的力學(xué)性能測試

取少量待測樣品，將其裁剪成啞鈴型樣條，使用CMT4000型號微機控制電子萬能試驗機，移動千分尺，岑亮樣條的寬度、厚度、起始標(biāo)距，待位移回零之后，在室溫下儀5mm/min進行拉伸，用計算機記錄材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，通過實驗，得到材料彈性模量、拉伸強度以及斷裂伸長率等參數(shù)。

5. PHB物理改性研究

使用增塑劑DOS，形成PHB/DOS共混體系。經(jīng)實驗驗證，共混體系隨著增塑劑DOS的含量增加，材料的拉伸強度和楊氏模量降低，斷裂的伸長率不明顯，當(dāng)共混體系中DOS含量達到35%時，共混體系的機械性最好，但對于共混體系來說，DOS的增塑效果并不明顯，因此，DOS常作為輔助增塑劑。

使用乙酰檸檬酸三丁酯（ATBC）增塑PHB體系，和DOS對比，ATBC增塑效果較明顯，因為ATBC自身的機型和分子量相對比較小，能很好的茶道PHB的鏈段之間，增加PHB鏈間的距離，減小高分子鏈間產(chǎn)生的相對滑移摩擦力，從而達到較好的增速效果。

四、結(jié)語

PHB作為生物質(zhì)高分子材料PHA的一類，有其顯著的缺點，PHB比較脆，但通過對PHB的加工改性，可以彌補其缺點，更好地發(fā)揮它的優(yōu)勢。本文通過制備共混材料、測試其熱學(xué)性和力學(xué)性，選取增塑劑材料來改善PHB的熱學(xué)性能，以及使用物理方法加工改性材料，上述一系列的加工改性方法表明了，我們可以通過物理的、化學(xué)的加工改性方法提高PHA類材料的綜合性能，賦予PHA材料新的使用性能，使其擁有更美好的發(fā)展前景。

參考文獻

第6篇：高分子材料的研究進展范文

關(guān)鍵詞：緩釋藥劑；控釋藥劑；臨床應(yīng)用

【中圖分類號】R283 【文獻標(biāo)識碼】B 【文章編號】1672-3783(2012)08-0279-02

1 引言

藥物一般以制劑的形式用于預(yù)防、治療和診斷疾病，其有效性、安全性、合理性及精密性反映出醫(yī)藥水平，并決定藥物效果。第一代劑型指藥物經(jīng)過簡單加工的供口服和外用的膏丹丸散，藥物活性較低。第二代劑型隨著給藥途徑的擴大和工業(yè)的機械化和自動化而出現(xiàn)的，包括片劑、注射劑、膠囊劑和氣霧劑，第二代劑型的藥物活性大大提高，現(xiàn)已在臨床上廣泛應(yīng)用。第三代劑型利用新型藥用輔料，通過膜控技術(shù)、骨架阻滯技術(shù)及包衣技術(shù)等來控制片劑、膠囊劑的釋藥速度，從而實現(xiàn)定時、定速釋放，能延睦有效血藥濃度的持續(xù)時間，提高用藥的安全度和減少不良反應(yīng)。

2 緩釋、控釋制劑的涵義

2.1 緩釋、控釋制劑的定義：緩釋制劑指用藥后能在較長時間內(nèi)持續(xù)釋放藥物進而達到持續(xù)作用的制劑?？蒯屩苿┲冈谳^長時間內(nèi)藥物能以一級的預(yù)定速度自動釋放，使血藥濃度長時間恒定維持在有效濃度范圍內(nèi)的制劑。廣義的控釋制劑一般指控制釋放藥物的速度、方向及時間的制劑，包括靶向制劑和透皮吸收試劑等。狹義的控釋制劑指以零級或接近零級的速度在預(yù)定的時間內(nèi)釋放的制劑。緩釋、控釋藥物制劑可以利用藥劑學(xué)設(shè)計獲得減慢藥物釋放速率的藥理屏障，藥物依靠自由擴散、基本骨架的生物降解或者溶蝕及滲透壓的作用突破藥理屏障，是一種長效制劑。

緩釋控釋制劑和藥物在體內(nèi)濃度有關(guān)，而與給藥時間無關(guān)?？梢?，緩釋制劑和控釋制劑的主要區(qū)別是控釋制劑按照零級速率釋放藥物，藥劑釋放量不受時間影響，釋放速度是恒速或者接近恒速，血藥濃度平穩(wěn)，峰谷波動很小。

2.2 緩釋、控釋制劑的優(yōu)點：目前，提高醫(yī)療質(zhì)量和制劑質(zhì)量的期望促進了藥物制劑發(fā)展，緩釋、控釋制劑的開發(fā)設(shè)計也是制劑研究的一個重點課題。理想的緩釋制劑應(yīng)該具備普通制劑的優(yōu)點。緩釋、控釋藥物的優(yōu)點一般包括給藥次數(shù)少、峰谷血藥濃度波動小、降低腸胃不良反應(yīng)、釋放緩慢、降低吸收速率和安全經(jīng)濟等。

3 緩釋、控釋制劑技術(shù)

3.1 釋藥類型

（1）定位釋放技術(shù)：此技術(shù)可在特定吸收部位實現(xiàn)藥物的吸收。即提高藥物在口腔或胃腸道適當(dāng)部位的滯留時間，釋放定量藥物以達到提高局部治療的目的。如使用比重小于水并且具有高黏性的材料可使藥物在胃內(nèi)滯留。而對于只能在小腸釋放的藥物則需要減少藥物在胃內(nèi)的講解，使用小腸定位給藥系統(tǒng)可以實現(xiàn)定位 釋放。

（2）定時釋放技術(shù)：此技術(shù)根據(jù)患者的生理條件和病情特點，釋放需要量的藥物，獲得最佳治療效果，也稱為脈沖釋放。例如，研究某些疾病發(fā)作的時間規(guī)律和藥物時辰動力學(xué)，調(diào)節(jié)聚合物材料的溶蝕速度，進而在預(yù)定時間釋藥。目前此技術(shù)主要應(yīng)用在治療晚上或清晨發(fā)作的疾病，包括高血壓、哮喘、心絞痛及風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等。

（3）定速釋放技術(shù)：制劑以一定速率在體內(nèi)釋放藥物，基本符合零級釋放的動力學(xué)規(guī)律，口服后在一定時間內(nèi)能使藥物釋放和吸收速率與體內(nèi)代謝速率保持相關(guān)性。此技術(shù)可以減少服藥次數(shù)、血藥濃度波動，增加患者服藥的積極性，并利用片劑幾何形狀的改變控釋藥物的釋放，如環(huán)形骨架片、迭層擴散骨架片和雙凹形帶孔包農(nóng)片等。

3.2 緩釋、控釋制劑劑型：緩釋、控釋制劑的藥物范圍應(yīng)用廣泛，特別適宜于臨床藥劑。包括作用強的藥物、半衰期過短或過長藥物、頭孢類抗生素及成癮性藥物等應(yīng)用于特殊醫(yī)療的藥物，其品種已囊括抗心律失常藥、激素降高血壓藥、抗生素、解熱鎮(zhèn)痛藥和抗組織胺藥等各方面；其類型包括骨架型緩釋制劑、包衣緩釋制劑、緩釋膜劑、微囊緩釋制劑和緩釋栓劑等。

4 研究進展

藥物迅速在作用部位達到理想有效濃度，并維持此濃度適當(dāng)時間，而在機體其他部位無藥物分布或藥物濃度處于最低范疇，藥物應(yīng)在治療目完成后消除，這才是一種完美的緩釋、控釋制劑。近年隨著緩釋、控釋技術(shù)的研究、開發(fā)及利用，臨床需求得到極大滿足，也為廣大患者提供了極大的便利。特別是生物制藥和醫(yī)用高分子材料等研究的不斷深入，不斷開發(fā)出來的各類新型藥物劑型有穩(wěn)定儲藏、納米微粒、控時緩釋的趨勢，其藥理控制更精確，利用率更高且副作用低?，F(xiàn)代研究考慮藥物的水溶性、油水分配系數(shù)、化學(xué)穩(wěn)定性以及蛋白結(jié)合率等理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)；研究生理因素的影響，包括患者疾病狀態(tài)、給藥部位、首過效應(yīng)、胃腸蠕動、血流供應(yīng)、藥物作用的靶器官等生理因素。

緩釋、控釋技術(shù)的研究熱點主要集中在新劑型、新材料及輔料種類、釋藥技術(shù)、新工藝等方面。

（1）緩釋、控釋新型制劑如多功能的高分子材料已廣泛應(yīng)用于制劑成型及工藝過程之中。在口服固體劑型中以口腔崩解片為代表的速溶固體制劑，在口腔內(nèi)遇到唾液十幾秒內(nèi)迅速分解，患者不需要水也可服藥。這種新型藥劑服用方便、起效快且生物利用度高。

（2）高分子輔料在制劑成型和制作工藝過程中應(yīng)用廣泛，現(xiàn)在各種制備緩釋制劑的輔料可達40多種，多為天然產(chǎn)物和其簡單提取物。

（3）定速釋放技術(shù)中用聚合樹脂制成雙氯芬酸鈉包衣緩釋片，其緩釋時間可達到10小時；用親水性高分子材料HPMC為骨架材料，制成了aspirin溶脹緩釋制劑。定位釋放技術(shù)利用固體分散技術(shù)制備了胃內(nèi)漂浮劑，進而提高生物利用度；或鑒于結(jié)腸內(nèi)菌落可消化殼聚糖，將藥劑制成微球或膠囊藥等。而現(xiàn)在研究更注重于定速、定時及定位技術(shù)三者的結(jié)合，如結(jié)腸釋藥制劑。

緩釋、控釋藥物制劑的研究范疇很廣，技術(shù)研究的進展也非常迅猛，其優(yōu)點受到臨床重視。研究有效經(jīng)濟安全的緩釋、控釋藥物制劑是醫(yī)藥工作者的重任。

參考文獻

[1] 朱麗芳.緩釋、控釋藥物制劑的研究進展及臨床應(yīng)用[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué),2011,17(18):26-27

[2] 王定營.緩釋、控釋藥物制劑的研究進展及臨床應(yīng)用[J].吉林醫(yī)學(xué),2008,29(5):426-428

[3] 龐惠民,鄒靄珍,張灼贊等.緩釋、控釋藥物制劑的使用現(xiàn)狀分析及應(yīng)用進展[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué),2012,18(17):142-143

第7篇：高分子材料的研究進展范文

關(guān)鍵詞：計算機；科學(xué)技術(shù)；材料；高分子；制備

中圖分類號：TB383.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

從概念上來看，計算機高分子復(fù)合材料則是屬于將高聚物以及相應(yīng)增強材料或者是填充材料有機組成的多相復(fù)合體，這種材料的基體是有機聚合物，在此基礎(chǔ)上連續(xù)纖維是增強材料組成。高分子復(fù)合材料之所以可以屬于理想載體，這主要是其所擁有的高模量特性與高強度纖維。擁有特別好粘結(jié)性能的基體材料可以牢固粘合纖維，還可以讓纖維對剪切載荷與壓縮承受。具備特別優(yōu)良的復(fù)合在基體與纖維兩者從而能夠?qū)⑦@兩者的優(yōu)點充分顯示，還讓結(jié)構(gòu)設(shè)計可以做到最佳狀態(tài)實現(xiàn)。針對這樣的情況，高分子復(fù)合材料是屬于一類最廣泛應(yīng)用與最迅速發(fā)展的復(fù)合材料。

一、計算機高分子復(fù)合材料特性與結(jié)構(gòu)

（一）特性。一是用于良好的耐疲勞性能。相對來說計算機高分子復(fù)合材料包含著基體與纖維界面可以對擴散裂紋進行有效的阻止，相當(dāng)一部分金屬材料疲勞強度極限是這種金屬材料拉伸極限的三成至五成，那么聚酯復(fù)合材料或者是碳纖維相對來說則是這種材料拉伸極限的七成至八成范圍之內(nèi)；二是比模量與比強度都大。在計算機高分子復(fù)合材料當(dāng)中，在玻璃纖維復(fù)合材料中往往不管是比模量還是比強度都會比較高，比強度聚合物材料當(dāng)中的增強有機纖維、硼纖維、碳纖維是三倍至五倍的鈦合金強度，而在進行比模量則是四倍以上的金屬所具備的模量，那么所具備的性能在某一特定范圍內(nèi)在不同纖維排列進行變動；三是良好減震性。不僅計算機結(jié)構(gòu)形狀影響受力結(jié)構(gòu)自震頻率，自震頻率和結(jié)構(gòu)材料比模量平方根呈現(xiàn)正比例關(guān)系，這也就是指復(fù)合材料具備比較高的比模量，那么相應(yīng)也會存在著比較高的自震頻率。而且在這一過程當(dāng)中，復(fù)合材料存在吸振能力在界面上，這樣就可以對阻尼振動在所使用材料。從相關(guān)試驗結(jié)果顯示，停止振動輕合金梁必須九秒，同樣大小的振動停止在碳纖維復(fù)合材料梁僅僅是2.5秒；四是可設(shè)計性的各向異性與性能。各向異性這是高分子復(fù)合材料的一個突出特點，那么性能可設(shè)計性預(yù)期存在相關(guān)性。按照不同工程結(jié)構(gòu)使用條件與載荷分布，那么在對鋪層設(shè)計與相應(yīng)材料選取以便來對既定要求滿足；五是統(tǒng)一性的結(jié)構(gòu)和材料。在對高分子復(fù)合材料進行制造的過程當(dāng)中，還應(yīng)該做到對相應(yīng)制件獲取，也就是所謂的一次成型，一次成型同樣可以使用在復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)的大型制件當(dāng)中，往往從一般的工程塑料實現(xiàn)卻比較困難；六是過載時擁有良好的安全性。往往存在著足夠的增強纖維在符合材料當(dāng)中，如果過載材料擯棄少量的纖維斷裂的時候，那么則會將相應(yīng)的載荷在尚未破壞的纖維當(dāng)中實施迅速的重新分配，那么可以在短時間內(nèi)整個構(gòu)建并不會對相應(yīng)承載能力失去。

（二）結(jié)構(gòu)。往往聚合物這是計算機高分子復(fù)合材料的基體，那么精彩使用的則有酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、各種熱塑性聚合物、環(huán)氧樹脂。往往基體從一邊意義上比較是屬于單一性質(zhì)的聚合物，那么其中聚合物是其中的主要成分，還應(yīng)該將其他的輔助材料包含其中。在這些基體材料當(dāng)中，相應(yīng)的其他組成成分還有稀釋劑、固化劑、催化劑、增韌劑等，這些輔助材料同樣是屬于高分子復(fù)合材料基體當(dāng)中必不可少的組成成分。正是在高分子復(fù)合材料當(dāng)中加入這些輔助材料，這樣就可以將形式多樣的使用性能提供給復(fù)合材料，將成本有效降低，將應(yīng)用范圍擴大，將工藝性進行改進。

對聚合物性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行了解則是對聚合物結(jié)構(gòu)實施研究的根本目的，這樣就可以對聚合物材料能夠正確的使用與選擇，從而可以對聚合物極其復(fù)合材料的成型加工工藝條件更好掌握。將其性能進行有效改變，達到具備指定性能的聚合物合成與設(shè)計的目的。

那么在高分子復(fù)合材料當(dāng)中，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)性能主要包含著：將外界環(huán)境狀態(tài)進行隔絕以便做到對內(nèi)部物體實施相應(yīng)的保護；對裝置各個儀器、配件等這些附件的空間進行提供；結(jié)構(gòu)當(dāng)中可能承受的各種載荷，以便做到對使用壽命內(nèi)的安全做到確保。

二、計算機高分子復(fù)合材料制備

從本質(zhì)上來看，制備計算機高分子復(fù)合材料其主要就是設(shè)計配方。配方的設(shè)計絕對不屬于經(jīng)驗性與簡單組合各種原料，這是屬于充分研究計算機高分子材料性能和結(jié)構(gòu)關(guān)系背景下實施綜合所獲得的結(jié)果。如果相應(yīng)的制品具備良好的效果，并不應(yīng)該將其停留在設(shè)計配方的層面，還包含著成型設(shè)備選型與設(shè)計成型加工工藝，設(shè)計模具、設(shè)計制品外觀、設(shè)計結(jié)構(gòu)等。有鑒于此，那么對其進行更為嚴格的規(guī)定，這也就是指設(shè)計制品。相應(yīng)的部分就是設(shè)計配方，要想獲得比較好的制品，除開相應(yīng)的配方設(shè)計比較好，還應(yīng)該依賴于其他要素對其進行配合。

而針對制品所做的設(shè)計則是立足于科學(xué)判斷與預(yù)測制品的使用性能、結(jié)構(gòu)、形狀等因素，從而對計算機高分子材料實施正確選用與充分把握。在設(shè)計制品的過程當(dāng)中所把握的原則為經(jīng)濟、高效、實用，按照這樣的思路，這也就是指計算機制品生產(chǎn)效率要高、實用性要強、成本要低、成型加工工藝要好，以便做到對人們需求的滿足。而且在這一過程當(dāng)中，還應(yīng)該對能夠進行選擇的計算機高分子化合物多樣性的品種、計算機制品應(yīng)用領(lǐng)域特殊性等這些因素進行考慮。

根據(jù)相關(guān)文獻資料顯示，當(dāng)前往往具備兩種設(shè)備配方的方法：一是多因素的變量配方設(shè)計方法，從這種方法的適用范圍來看，往往是只能一個因素影響材料制品性能的佩服。通常具體來看主要有斐波那契搜集法、平分法、逐步提高法、拋物線法、黃金分割法、分批實驗法等；另外一個則是指多因素變量配方設(shè)計方法，這種方法則是指制品的性能受到兩個或者是兩個以上因素影響的佩服。具體來看，主要有回歸分析法、正交設(shè)計法。

三、結(jié)束語

總而言之，在計算機高分子復(fù)合材料擁有各種各樣的制備方法，如果選取的材料不同，那么相應(yīng)的加工方法也并不相同，甚至在同一種材料當(dāng)中也可以具備好幾種方法，這樣就必須按照實際情況來實施相應(yīng)的選擇與斟酌，在對生產(chǎn)成本降低的過程中，還應(yīng)該做到對優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品獲得，這樣就能夠得到最佳的性價比?？墒窃谘芯窟^程還看到雖然高分子復(fù)合材料擁有比較好性能，更廣應(yīng)用范圍，可是依然存在著部分缺點，這就應(yīng)該在今后對其實施進一步改善研究。

參考文獻：

[1]李侃社，王琪.導(dǎo)熱高分子材料研究進展[J].功能材料，2002（02）.

第8篇：高分子材料的研究進展范文

關(guān)鍵詞：導(dǎo)電高分子　納米復(fù)合材料　應(yīng)用

確切來說，聚乙炔具有導(dǎo)電功能的發(fā)現(xiàn)是在上個世紀的1977年，距今也才四十五年的時間；而納米技術(shù)融合到導(dǎo)電高分子技術(shù)中的發(fā)展更短，不到二十年的時間，在這么短的時間里，導(dǎo)電高分子的研究已經(jīng)取得了飛躍的發(fā)展，同時導(dǎo)電高分子材料也被應(yīng)用在了眾多的領(lǐng)域眾多的產(chǎn)品中，給我們的生活生產(chǎn)起著重要的作用；從這項技術(shù)的發(fā)展中可以看出，其應(yīng)用的背景遠不止目前這些。顧名思義，導(dǎo)電高分子中納米復(fù)合材料應(yīng)該具備有兩個特點，一個是納米功能，另一個是導(dǎo)電性；本文主要探討導(dǎo)電高分子技術(shù)中的納米復(fù)合材料的應(yīng)用現(xiàn)狀，同時對其發(fā)展略表看法。

一、導(dǎo)電高分子中納米復(fù)合材料的應(yīng)用

在導(dǎo)電高分子技術(shù)領(lǐng)域中，納米復(fù)合材料的優(yōu)點非常多。從產(chǎn)品的特點來說，其具有高彈性、高可塑性、低密度、耐腐蝕性、質(zhì)量輕、柔軟和加工性能好等特點，另外其電導(dǎo)率的范圍非常寬，具有半導(dǎo)體的特點；從經(jīng)濟層面上來說，這種材料的價格也很便宜。導(dǎo)電高分子材料包括納米復(fù)合材料的經(jīng)濟利用價值非常高，其不僅在我國經(jīng)濟生產(chǎn)中具有重要作用，在進行科學(xué)實驗中也是意義重大；在這樣的時代背景下，其商業(yè)價值已經(jīng)不用明說了。目前，不僅是科學(xué)研究機構(gòu)，就連很多企業(yè)都已經(jīng)開始進行納米復(fù)合材料的研究工作了。具體來說，導(dǎo)電高分子的納米復(fù)合技術(shù)和材料的應(yīng)用包括：

1.在電子元件特別是在晶體管和二極管上的應(yīng)用

納米復(fù)合技術(shù)及其產(chǎn)品在電子器件中的應(yīng)用非常廣泛（其他的導(dǎo)電高分子技術(shù)在這方面的應(yīng)用同樣非常廣泛），且從目前的形式來說，其應(yīng)用前景仍然非常大。在上世紀聚乙炔的導(dǎo)電性能被發(fā)現(xiàn)后，人們很快就在導(dǎo)電聚合物的基礎(chǔ)上研究出了一種可以彎曲并且也非常薄的電子元件，這種電子元件就是發(fā)光二級管；發(fā)光二級管的出現(xiàn)意義非常重大，其象征著導(dǎo)電高分子向著實用化邁出了第一步。另外，導(dǎo)電高分子很快也應(yīng)用到了場效應(yīng)管中，這種應(yīng)用很有可能會帶來下一步高分子材料的規(guī)模性應(yīng)用。另外，納米復(fù)合技術(shù)及其材料還被應(yīng)用到了高分子的發(fā)光二極管中，這項應(yīng)用時至今日仍然是社會討論和研究的熱門課題。就目前納米復(fù)合技術(shù)及其材料在電子器件中的應(yīng)用之一“發(fā)光二極管”在性能上已經(jīng)非常成熟，完全可以和那些無機的發(fā)光材料相提并論了。另外，除了聚乙炔，還出現(xiàn)了新的材料比如聚噻吩和聚吡咯，這些材料所制成的二極管都已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)被用在商業(yè)中，制成商業(yè)產(chǎn)品了。納米復(fù)合技術(shù)及其材料所制成的發(fā)光二極管在性能上相對傳統(tǒng)的二極管而言，具有成本低、可彎曲、可調(diào)色和面積大等特點。另外，納米復(fù)合技術(shù)及其材料已經(jīng)進入到電子器件的壽命和發(fā)光效率的研究領(lǐng)域了；這表明這種先進的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)泳薮?，另外，這項研究也是實現(xiàn)導(dǎo)電高分子技術(shù)更加實用化的有效途徑。

2.在電磁屏蔽領(lǐng)域上的應(yīng)用

在導(dǎo)電高分子技術(shù)出現(xiàn)之前，人們用來對電磁進行屏蔽的材料一般都是銅，這種屏蔽材料和方法自身在性能上的不足導(dǎo)致了電磁干擾的情況非常嚴重；另外，使用銅來進行電磁的屏蔽并不能很好地滿足手機、電腦、電視機、計算機房和一些醫(yī)療設(shè)備比如心臟的起搏器等的需求。在對人體健康愈加重視的今天，對相關(guān)的設(shè)備進行良好的電磁屏蔽已經(jīng)越來越被重視。通過對導(dǎo)電高分子技術(shù)的研究也實驗發(fā)現(xiàn)，在對電磁進行屏蔽的過程中將導(dǎo)電高分子特別是納米復(fù)合的技術(shù)及其材料融合在其中，不僅能夠起到防止靜電、對電磁進行屏蔽的特點，還具有成本低和可塑性強不受形狀影響的優(yōu)異性能，是一種屏蔽電磁干擾的理想材料。隨著研究的不斷深入和發(fā)展，目前，導(dǎo)電高分子中的納米復(fù)合技術(shù)及其材料應(yīng)經(jīng)被應(yīng)用在電腦的屏保中了，這項應(yīng)用能夠有效防止電腦的電磁對人體的輻射。另外，在眾多的納米復(fù)合材料之中，聚苯胺的防電磁輻射性能最受重視。

3.在電池中的應(yīng)用

納米復(fù)合技術(shù)及其材料本身具有很好的摻雜與脫摻雜性能，如果將其應(yīng)用在電池中，將會帶來良好的效果。目前，對于高分子材料中的聚乙炔材料電池的研究已經(jīng)基本成功了，這款由日本生產(chǎn)出來的電池比傳統(tǒng)的電池要更加輕便，因此受到了消費者的青睞。另外，聚吡咯也具有很好的穩(wěn)定性和高摻雜度，這種材料對電的敏感性也非常高，即使是在紡織物中圖上這種材料，也能讓其具有良好的導(dǎo)電性；所以，聚吡咯正在被研究應(yīng)用在對低濃度、可發(fā)揮的有機物進行監(jiān)測的傳感器中，這種傳感器具有很高的靈敏度。另一種納米復(fù)合材料乙烯也已經(jīng)開始使用在太陽能的電池中以及二次電池中；這種材料的使用有可能會使二次電池成為更加大眾的商品，但是這種材料在穩(wěn)定性和耐久性中的問題目前還沒有得到很好的解決。另外，導(dǎo)電高分子的納米復(fù)合技術(shù)及其材料在太陽能電池中的應(yīng)用也已經(jīng)開始嘗試了。和一般的無機光電材料比較，這種導(dǎo)電高分子的材料具有價格便宜、能夠規(guī)模生產(chǎn)、制造簡單和對太陽光中的物質(zhì)進行篩選選擇等優(yōu)點，但是這種材料也具有穩(wěn)定性較差、阻值比較高的缺陷。

4.在導(dǎo)電橡膠中的應(yīng)用

導(dǎo)電高分子材料本身具備良好的導(dǎo)電性，通過不同的納米復(fù)合技術(shù)摻雜和加工所生產(chǎn)出來的聚乙炔在導(dǎo)電性能上可以達到銅的效果，只是目前這種高分子的材料的導(dǎo)電穩(wěn)定性不夠，所以還沒有被廣泛使用。不過，通過納米復(fù)合技術(shù)研究出來的導(dǎo)電橡膠的使用意義非常大。這種導(dǎo)電的橡膠在一般情況下并不會導(dǎo)電，不過，只要對其施加壓力，就能夠使其產(chǎn)生導(dǎo)電的效果，并且這種導(dǎo)電的效果只是出現(xiàn)在被施加壓力的部位，沒有被施加壓力的地方的絕緣性能非常好。目前，這種導(dǎo)電橡膠已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在防爆開關(guān)、壓敏傳感器、醫(yī)用電極、加熱原件和高級的自動把柄中去了。

二、導(dǎo)電高分子中納米復(fù)合技術(shù)的前景

雖然納米復(fù)合技術(shù)在屏蔽電磁干擾、光電子原件、能源等方面都已經(jīng)得到了很多的應(yīng)用，但是其實用化還是沒有得到充分的利用，甚至說其應(yīng)用尚未實現(xiàn)實用化。目前，這些材料很多還是停留在“材料”的層面上，而產(chǎn)品層面還是比較少。在未來的研究工作中，主要研究的方向有：

1.對納米復(fù)合技術(shù)及其材料在穩(wěn)定性和加工型方面的研究。就目前來說，導(dǎo)電高分子的材料很多在導(dǎo)電性、加工性和穩(wěn)定性的融合上還做得很不足，解決這一問題的一個比較有效的方向是對可溶性的納米復(fù)合材料進行合成。

2.對納米復(fù)合技術(shù)及其材料在自摻雜和不摻雜方面的研究。材料不穩(wěn)定以及摻雜劑本身不穩(wěn)定往往會對納米復(fù)合材料在導(dǎo)電性能方面產(chǎn)生影響，所以對納米復(fù)合技術(shù)及其材料在自摻雜和不摻雜方面的研究能夠有效結(jié)局材料在穩(wěn)定性方面存在的問題。

3.對納米復(fù)合技術(shù)及其材料在綠色生產(chǎn)上的研究。這項工作同樣引起了很大的關(guān)注。在研究的過程中如果能夠解決導(dǎo)電高分子的納米復(fù)合材料在加工上更加綠色的要求，將是一場對傳統(tǒng)的電子元件提出挑戰(zhàn)的革命。

參考文獻

[1]王彥紅, 王景慧, 岳建霞, 羅青枝, 王德松. 導(dǎo)電高分子納米復(fù)合材料研究進展[J]. 化工時刊, 2007,(01) .

[2]柯一禮. 導(dǎo)電聚苯胺的研究及其應(yīng)用前景[J]. 建材世界, 2009,(05) .

第9篇：高分子材料的研究進展范文

1 組織工程ACL種子細胞的選擇

組織工程ACL的關(guān)鍵要素之一就是要選擇合適的種子細胞。ACL細胞作為韌帶結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，在體外培養(yǎng)時可以較好地保持韌帶細胞表型，分泌Ⅰ、Ⅲ型膠原的能力強，有利于韌帶組織重建。Cooper JA等［1］將分離培養(yǎng)的兔ACL、內(nèi)側(cè)副韌帶(MCL)、髕韌帶、跟腱4種成纖維細胞分別種植于三維編織的聚乳酸(PLLA)ACL支架材料上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ACL細胞分泌I、Ⅲ型膠原和纖連蛋白(fibronectin，F(xiàn)N)的基因表達水平高于其它3種成纖維細胞，認為作為組織工程ACL的種子細胞，ACL細胞可能優(yōu)于其它3種成纖維細胞。但ACL細胞同樣存在來源限制的問題，體外培養(yǎng)時細胞增殖較緩慢，如能解決其快速增殖的問題，不失為理想的種子細胞。

骨髓基質(zhì)干細胞(bone marrow stromal cells，BMSc)具有向多種組織細胞分化的潛能，可以促進韌帶組織修復(fù)。Ge Z［2］、Van Eijk F［3］等對分離培養(yǎng)的ACL、MCL、皮膚成纖維細胞和BMSc進行比較研究，發(fā)現(xiàn)BMSc分泌細胞外基質(zhì)(ECM)能力強、細胞增殖快，認為就細胞增殖而言，作為組織工程ACL的種子細胞，BMSc優(yōu)于其它3種細胞。但韌帶細胞表面沒有特殊標(biāo)記物［4］，BMSc如何向韌帶細胞誘導(dǎo)分化尚無統(tǒng)一認識。有研究表明，在體外特定條件下，應(yīng)用機械應(yīng)力［5］、選擇利用生長因子［6］和骨形態(tài)發(fā)生蛋白12(BMP12)可誘導(dǎo)BMSc向韌帶樣細胞分化［7］。但目前在體外培養(yǎng)的條件下，BMSc向韌帶細胞誘導(dǎo)分化的方法和技術(shù)還不成熟。而且BMSc能否在關(guān)節(jié)內(nèi)環(huán)境下繼續(xù)增殖并促進韌帶修復(fù)尚不清楚。BMSc要作為組織工程ACL的種子細胞尚需進行進一步研究。

2 生長因子在組織工程ACL中的作用

大量研究表明，一定量的生長因子可以促進韌帶細胞增殖，有助于損傷韌帶修復(fù)并能促進新生韌帶血管化和增強其力學(xué)性質(zhì)［8］。沈雁等［9］將成纖維細胞生長因子(aFGF、bFGF)、表皮細胞生長因子(EGF)加入體外分離培養(yǎng)的兔ACL細胞中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)單獨應(yīng)用aFGF、bFGF或聯(lián)用EGF都可以促進ACL細胞增殖；Steinert SA等［10］使用轉(zhuǎn)化生長因子β(TGFβ)治療老鼠MCL，發(fā)現(xiàn)其力學(xué)性質(zhì)明顯增強，認為TGFβ是促進韌帶修復(fù)的重要生長因子。Hankemeier　S等［11］的研究發(fā)現(xiàn)使用低劑量FGF2(3 ng／ml)可以促進BMSC增殖并可提高ECM和細胞骨架成分蛋白mRNA轉(zhuǎn)錄水平，有助于韌帶組織工程構(gòu)建。但生長因子參與韌帶形成的調(diào)節(jié)信號還知之甚少，有待于進一步研究［12］。目前，有關(guān)生長因子的研究主要集中在促進細胞有絲分裂方面。有關(guān)各種生長因子的作用機理、生長因子有效生理濃度的選擇、利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將目的基因?qū)敕N子細胞使生長因子可持續(xù)表達、結(jié)合可生物降解聚合物的緩釋系統(tǒng)可使生長因子緩慢釋放并持續(xù)作用等方面還需進一步探討，可能成為今后研究生長因子的重點之一。

3 組織工程ACL支架材料的研究進展

組織工程ACL的另一個重要方向是研制和選擇合適的支架材料。理想的ACL支架材料應(yīng)具有以下特點：符合生物安全性要求；生物相容性良好；可生物降解性，既不會降解過快而重建失敗，又不會延遲降解產(chǎn)生應(yīng)力遮擋而影響新生組織長入；力學(xué)性能良好，重建后膝關(guān)節(jié)功能可恢復(fù)到損傷前水平并能進行早期功能鍛煉，而且隨著支架材料降解，在新生韌帶形成前，其力學(xué)性能可保持；利于宿主組織長入，支架材料能與體內(nèi)局部環(huán)境進行機械信號或生化信號聯(lián)系；有一定的孔徑、孔隙率和較高的比表面積；固定方法簡單可靠，盡可能減少并發(fā)癥等。

目前用于組織工程ACL的支架材料主要有：合成高分子材料、天然高分子材料及其復(fù)合材料。

3.1 合成高分子材料

組織工程中研究和應(yīng)用最多的合成高分子材料是聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)及其共聚物(PLGA)，這類高分子材料已獲FDA通過，可以用于組織工程。大量實驗證明，這類材料具有良好的生物相容性、可生物降解性、力學(xué)性質(zhì)可調(diào)、材料可塑性好。缺點是這類材料疏水性強、細胞黏附能力差、材料柔韌性差，經(jīng)過必要的修飾后可增加細胞黏附能力。而作為組織工程ACL，其柔韌性不足的問題尚需進一步解決。

Sharon L.Bourke等［13］分三階段使用聚碳酸酯纖維(polyDTE carbonate)在體外構(gòu)建組織工程ACL，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該材料可誘導(dǎo)新生組織長入，人和兔的成纖維細胞可以在材料上黏附和增殖，體外降解后該材料可以很好地保持其力學(xué)性質(zhì)，其抗張強度也達到人ACL要求，經(jīng)過進一步研制有望成為組織工程ACL支架材料，但其生物降解性能否滿足理想支架材料的要求尚需進行研究。潘政軍等［14］使用聚乙烯醇-膠原(PVA／COL)復(fù)合材料在體外初步構(gòu)建組織工程ACL，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料具有較好的生物相容性，并能制成具有一定孔徑和孔隙率的支架材料，有較好的柔韌性和一定的抗張強度，如果能通過編織或改進制備技術(shù)有望成為理想的組織工程ACL支架材料。

近年來，有學(xué)者使用三維編織技術(shù)構(gòu)建組織工程ACL，編織后的材料可形成具有一定孔徑和孔隙率的三維支架，其力學(xué)性能也增加，可以達到人ACL的力學(xué)要求，拓展了材料的使用范圍。Helen U．Lu［15］等使用三維編織技術(shù)對PLA、PGA、PLGA纖維分別進行三維編織來構(gòu)建兔ACL。實驗證明，經(jīng)過編織的支架材料具有較高的孔隙率和合適的孔徑結(jié)構(gòu)，其力學(xué)性質(zhì)，如最大拉應(yīng)力、抗張強度與兔ACL力學(xué)性質(zhì)相似。材料經(jīng)過FN修飾后可促進兔ACL細胞黏附、增殖和分泌ECM。利用PLLA纖維編織構(gòu)建的人ACL支架材料，其最大拉應(yīng)力可以滿足人正常生理活動的需要［16］。使用編織材料是構(gòu)建組織工程ACL的發(fā)展趨勢。編織后的支架材料可以較好地模擬ACL纖維走向，支架材料的骨隧道和關(guān)節(jié)內(nèi)部分的纖維可以形成不同的孔徑結(jié)構(gòu)，有利于新生組織長入，為韌帶血管化和再生創(chuàng)造了條件［17，18］。

3.2 天然高分子材料

用于組織工程支架材料研究最多的天然高分子材料是膠原纖維。大量研究表明，膠原纖維具有良好的生物相容性、可生物降解性、對組織修復(fù)具有促進作用、經(jīng)過處理基本可消除抗原性、無異物及毒性反應(yīng)。而且膠原作為韌帶基質(zhì)的主要成分，其獨特的序列結(jié)構(gòu)為韌帶細胞長入提供特殊的微環(huán)境并對維持韌帶力學(xué)特性起著重要作用［19］。研究表明，使用未交聯(lián)的膠原纖維制作的韌帶支架材料其彈性模量和抗張強度均不能滿足組織工程ACL的力學(xué)要求［20］。因此常需與其它彈性模量大或抗張強度高的高分子材料聚合構(gòu)建組織工程韌帶支架材料［21］。交聯(lián)后膠原纖維的彈性模量和抗張強度大大提高［22］。但因使用了戊二醛、碳化二亞胺(EDC)等交聯(lián)劑，可能會對種子細胞黏附和增殖產(chǎn)生不利影響。如何提高膠原纖維的力學(xué)性能仍是今后研究的重點。

異種組織材料也是組織工程ACL研究的熱點。王昆等［23］使用豬肌腱通過消毒、去雜質(zhì)、環(huán)氧化物交聯(lián)、多方位去抗原處理等技術(shù)已初步研制成生物型人工韌帶，其力學(xué)強度達到了人ACL正常生理活動的要求。體外實驗證明該支架材料有較好的生物相容性，通過進一步研制有望成為組織工程ACL支架材料。異種小腸黏膜下層(small intestinal submucosa，SIS)也可作為組織工程ACL支架材料［24］。該材料具有完整的力學(xué)性能和多孔結(jié)構(gòu)，允許細胞長入、生長因子滲透和血管再生，因有助于促進組織修復(fù)和重建而得到廣泛關(guān)注。

Tokifumi Majima等［25］使用天然高分子材料海藻酸鹽和殼聚糖通過聚合研制成復(fù)合纖維支架材料。實驗證明，兔肌腱成纖維細胞可以在該支架材料上黏附、增殖并能分泌I型膠原，其抗張強度達200 MPa以上，有望作為韌帶重建的理想支架材料。但其降解性能能否滿足ACL的要求仍有待于進一步研究。

Gregory H．Altman等［26］使用蠶絲纖維構(gòu)建組織工程ACL獲得了初步成功。實驗證明，蠶絲纖維具有良好的生物相容性、優(yōu)良的力學(xué)性能和彈性、可以在體內(nèi)通過水解而緩慢降解，是構(gòu)建組織工程ACL的理想材料。特別是材料編織后，其力學(xué)性質(zhì)，如極限拉伸強度(ultimate tensile strength，UTS)、線性剛度(linearstiffness)、屈服點拉應(yīng)力、拉伸率等與人ACL的各項生物力學(xué)指標(biāo)非常相似，而且有較強的耐疲勞性能。體外實驗發(fā)現(xiàn)，BMSC可以在支架材料上黏附、增殖并能分泌Ⅰ、Ⅲ型膠原和黏蛋白C(tenascinC)等ECM，是目前組織工程ACL較為理想的支架材料。以蠶絲纖維編織構(gòu)建組織工程ACL的研究仍在進行中。 　　4 展望

目前，組織工程ACL在某些方面取得了一定的進展，但與臨床要求尚有一段距離，在很多方面仍需進一步研究和探索，如促進ACL細胞快速大量增殖的技術(shù)、生長因子的持續(xù)表達、理想的組織工程ACL支架材料的研制、組織工程ACL的固定、支架材料與界骨面之間的愈合、如何促進支架材料的血管化和韌帶化等。

【參考文獻】

［1］ Cooper JA， Bailey LO， Carter JN， et al. Evaluation of the anterior cruciate ligament，medial collateral ligament，achilles tendon and patellar tendon as cell sources for tissueengineered ligament［J］. Biomaterial， 2006，27(13):2747-2754.

［2］ Ge Z， Goh JC， Lee EH. Selection of cell source for ligament tissue engineering［J］.Cell Transplant， 2005，14(8):573-583.

［3］ Van Eijk F， Saris DB， Riesle J， et al. Tissue engineering of ligaments: a comparison of bone marrow stromal cells， anterior cruciate ligament， and skin fibroblasts as cellsource［J］. Tissue Eng，2004，10(5-6):893-903.

［4］ VunjakNovakovic G， Gregory A， Rebecca H， et al. Tissue engineering of ligaments［J］. Annu Rev Biomed Eng， 2004，6:131-156.

［5］ Altman GH， Horan R， Martin I， et al. Cell differentiation by mechanical stress［J］.FASEB J， 2001，16:270-272.

［6］ Jodie E， Moreau， Jingsong C ， et al. Growth factor induced fibroblast differentiation from human bone marrow stromal cells in vitro［J］. Joumal of　Orthopaedic Research 2005，(23):164-174.

［7］ 曲彥隆，孟祥文，周曉光，等.BMP-12誘導(dǎo)下對骨髓基質(zhì)干細胞分化潛能及生物學(xué)行為影響的實驗研究［J］.傷殘醫(yī)學(xué)雜志，2005，13(4)：1-3.

［8］ John AK， Clemente I， Scott AR. Tissueengineered ligament: cells，matrix， and growth factors［J］. Tissue Engingering in Orthopedic Surgery， 2000， 31(3):437-452.

［9］ 沈雁，陳鴻輝，李賢讓，等.成纖維細胞生長因子和表皮生長因子及復(fù)合因子對兔ACL、MCL體外增殖作用［J］. 中國修復(fù)重建外科雜志，2005，19(3)：229-233.

［10］Steinert SA， Palmer GD，Evans CH. Gene therapy in the musculosketal system［J］.Current Opinion in Orthopaedics， 2004，15:318-324.

［11］Hankemeier S， Keus M， Zeichen J，et al. Modulation of proliferation and　differentiation of human bone marrow stromal cells by fibroblast growth factor 2:potential implications for tissue engineering of tendons and ligaments［J］. Tissue Eng，2005，11(1-2):41-49.

［12］James CG， Hongwei OY， Sweehin TEOH， et al. Tissueengineering approach to the repair and regeneration of tendon and ligaments［J］.Tissue Enigneering，2003， (9):31-43.

［13］Sharon L， Bourke， Joachim K.Dunn. Preliminary development of anovel resorbable synthetic polymer fiber for anterior cruciate ligament　reconstruction［J］.Tissue Engineering， 2004，10(1/2):43-52.

［14］潘政軍，陳鴻輝，葉春婷，等.聚乙烯醇/膠原共聚物在組織工程前交叉韌帶支架材料中的實驗研究［J］.中國矯形外科雜志，2004，12(5)：368-370.

［15］Helen HL， James AC， Sharron M， et al. Anterior cruciate ligament regeneration using braided biodegradable scaffolds: in vitro optimization studies［J］.Biomaterials， 2005，26，4805-4816.

［16］James AC， Helen HL， Frank KK， et al. Fiberbased tissueengineered scaffold for ligament replacement: design considerations and in vitro evaluation［J］.Biomaterials， 2005，26，1523-1532.

［17］Cato TL，Joseph WF. Ligament tissue engineering: An　evolutionary materials science approach［J］. Biomaterials， 2005，26，7530-7536.

［18］Z. GE，JCH GOH， L WANG， et al. Characterization of knitted polymeric scaffolds for potential use in ligament tissue engineering［J］. J Biomater Sci Polymer Edn， 2005，16(9):1179-1192.

［19］Paolo P， Provenzano， Ray V Jr. Collagen fibril morphology and organization:implications for force transmission in ligament and tendon［J］. Matrix Biology， 2006，25:71-84.

［20］Noth U， Schupp K， Heyer A， et al. Anterior cruciate ligament constructs fabricated from human mesenchymal stem cells in a collagen type I hydrogel［J］.Cytotherapy， 2005，7(5):447-455.

［21］Guoping C， Takashi S， Masataka S，et al. Application of PLGAcollagen hybrid mesh for threedimensional culture of canine anterior cruciate ligament cells［J］. Materials Science and Engineering C， 2004，24:861-866.

［22］Eileen G， Andrea NL， Darryl AD，et al. Mechanical characterization of collagen fibers and scaffolds for tissue engineering［J］.Biomaterials， 2003，24:3805-3813.

［23］王昆，蔡道章.生物型人工韌帶的制備及體外形態(tài)學(xué)、細胞相容性和力學(xué)特性的觀察［R］.2005，廣東省人體生物組織工程學(xué)會第三次學(xué)術(shù)會議文稿.

［24］Volker M，Steven DA， Thomas WG， et al. The use of porcine small intestinal submucosa to enhance the healing of the medial collateral ligament:a functional tissue engineering study in rabbits［J］. Journal of Orthopaedic Research，2004，22:214-220.