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药用高分子材料

一、名词解释1.药用高分子材料:具有生物相容性、经过安全评价且应用于药物制剂一类高分子辅料。

2.药用高分子材料学:是研究药用的高分子材料的结构、工艺性能及用途的理论、物理化学性质及应用的专业基础学科。

3.药用辅料:将具有药理活性的化合物制成适合病人使用的的药物制剂的添加剂,其中具有高分子特征的辅料,一般被称为高分子辅料。

4.高分子化合物:高分子化合物是以共价键连接若干个重复单元所形成的以长链结构为基础的大分子量化合物,一般分子量104~106。

5.远程结构:指整个分子链范围内的结构状态,又称二次结构,其结构单元是由若干个重复单元组成的链段。

远程结构通常包括分子链的长短和分子链的构象。

6.近程结构:是指单个大分子链结构单元的化学结构和立体化学结构,包括高分子结构单元的化学组成、键接方式、空间排列及支化和交联等,是高分子最基础的微观结构,又称为一级结构。

7.体型高分子:是线型高分子或支化高分子上若干点彼此通过支链或化学键相键接形成的一个三维网状结构的大分子。

8.柔性:由于内旋转而使高分子表现不同程度的卷曲的特性称为柔性。

9.均聚合物:在合成高分子时,由一种单体发生聚合反应生成的聚合物10.高分子聚集态结构:指高分子链间的几何排列,又称三次结构,包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等,是决定材料性能的主要因素。

11.聚合物取向态结构:聚合物在外力作用下,分子链沿外力方向平行排列形成的结构。

12.聚物的织态结构:不同聚合物之间或聚合物与其他成分之间的对其排列称为织态结构。

13.加聚反应:加聚反应是指单体经过加成聚合的反应,加聚物的元素组成与单体相同,只是电子结构有所改变,加聚物的相对分子量是单体的整数倍。

缩聚反应:缩聚反应是指单体间通过缩合反应,脱去小分子,聚合成高分子的反应。

缩聚物的化学组成与单体不同,其相对分子量也不是单体的整数倍,但缩聚分子中仍保留单体的结构特征。

14.连锁聚合反应:连锁聚合反应是指整个聚合反应是由链引发、链增长和链终止等基元反应组成,其特征是瞬间形成相对分子量很高的聚合物,其相对分子量随反应时间的变化不大,反应需要活性中心。

15.逐步聚合反应:逐步聚合反应反映大分子形成过程中的逐步性,反应初期单体很快消失,形成二聚体、三聚体、四聚体等低聚物,随后这些低聚物间进行的反应,相对分子质量随反应时间逐步增加。

16.自由基聚合反应:是单体经外因作用形成单体自由基活性中心,再与单体连锁聚合形成聚合物的化学反应。

其特点是反应开始时必须首先产生自由基活性中心。

17.均聚和共聚反应:由一种单体参加的聚合反应称均聚;由两种或两种以上单体共同参加的聚合反应称共聚。

18.界面缩聚:两种单体分别溶于互不相溶的溶剂中,在两相界面处发生的缩聚反应称为界面缩聚。

19.聚合物的化学反应:聚合物分子链上的原子或基团(包括不饱和键)在本质上与小分子一样,具有相同的反应能力,可进行一系列化学反应,如取代、消除、环化、加成等,这些反应被称为聚合物的化学反应。

20.交联反应:高分子在热、光、辐射能或交联剂作用下,分子间以化学键联结起来构成三维网状或体型结构的反应称为交联反应。

21.聚合物的降解:是指在热、光、机械力、化学试剂、微生物等外界因素作用下,聚合物发生了分子链的无规断裂、侧基和低分子的消除反应,致使聚合度和相对分子质量下降。

22.无规断裂:像聚乙烯这样的聚合物,受热时在主链的任何一处都能发生断裂,相对分子质量迅速下降,但裂解产物中单体含量很低,主要是聚合物的碎片。

这类反应称为无规断裂。

23.生物降解:通常是指聚合物在生物环境中(水、酶、微生物等作用下)大分子的完整性受到破坏,产生碎片或其他降解产物的现象。

24.数均相对分子质量:按分子数目统计得到的平均相对分子质量。

25.重均相对分子质量:按重量分布的统计平均相对分子质量。

26.黏均相对分子质量:用溶液黏度法测得的相对分子质量。

27.高分子溶液:聚合物以分子状态分散在溶剂所形成的均相混合体系。

28.溶胀:溶剂分子扩散进入高分子内部,使其体积膨胀的现象。

29.扩散:在药物由剂型内向外扩散释放时,由于药物浓度差的关系,药物分子的热运动将朝着缩小浓度梯度,去想平衡的方向进行,在这样的过程中,药物分子质量的转移,即为扩散。

30.物理凝胶:是指大分子间通过非共价键相互连结形成网状结构的凝胶,这类凝胶由于聚合物分子间的物理交联使其具有可逆性,又称为可逆凝胶。

31.化学凝胶:是指大分子间通过共价键相互连结形成网状结构的凝胶,这类化学键交联的凝胶不能熔融,不能溶解,化学结构非常稳定,也称为不可逆凝胶。

32.水凝胶是指一种在水中能显著溶胀、保持大量水分的亲水性凝胶,为三维网状结构。

33.应力:材料宏观变形时,其内部产生与外力相抗衡的力。

34.渗透性(透气性):高分子材料通过扩散和吸收过程,使气体或液体透过一个表面传递到另一表面渗出,从浓度高的一侧扩散到浓度低的一侧,这种现象称为渗透性。

气体分子渗透通过聚合物膜称为透气性。

35.聚合物的力学状态:聚合物在不同温度下,采取不同的运动方式,使聚合物在宏观上具有不同的力学性能而呈现不同的力学状态。

36.弹性模量:是单位应变所需应力的大小,是材料刚度的表征。

模量越大,越不易变形。

37.粘弹性:指聚合物既有粘性又有弹性的性质,实质是聚合物的力学松弛行为,在玻璃化转变温度以上(通常Tg~Tg+30℃),非晶态线型聚合物的粘弹性表现得最为明显。

38.蠕变:在一定温度,一定应力作用下,材料的形变时间的延长而增加的现象。

39.应力松弛:在恒定温度和应变保持不变的情况下,聚合物的内应力随时间延长而衰减的现象。

40.内耗:如果形变的变化落后于应力的变化,发生滞后损耗现象,则每一循环要消耗功,称为内耗。

41.氧化淀粉:淀粉在一定得温度和PH下与氧化剂反应所得到的产品称为氧化淀粉。

42.糊精:淀粉水解由大分子逐步降解为小分子的过程中的中间产物总称为糊精。

43.麦芽糖糊精:由食用淀粉经合适的酸或酶部分水解而得的麦芽糖与糊精的混合物。

44.纤维素醚化反应:就是通过引入取代基来破坏其强的氢键作用,改善其亲水性,尤其是在水介质溶解。

45.昙点:是水溶性非离子型纤维素衍生物的重要特征,这种特征表现为聚合物溶解度不随温度升高而升高。

将聚合物溶液加热,当其高过低临界溶液温度是,聚合物能从溶液中分离出来,此时的温度为昙点。

46.功能高分子:指具有某些特定功能的高分子材料。

它们之所以具有特定的功能,是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团,或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合,或者二者兼而有之。

47.玻璃化温度:玻璃态于高弹态之间的转变称为玻璃化转变,它对应于链段运动的“冻结”与“解冻”以及分子链构象的变化,对应的温度称为玻璃化转变温度,通常用Tg表示。

玻璃化转变温度通常不是一个急剧的转折点,而存在一个温度范围,它是聚合物耐热性的指标。

48.最低成膜温度:49.预胶化淀粉:又称部分预胶化淀粉、可压性淀粉,它是淀粉经物理或化学改性,有水存在下,淀粉粒全部或部分破坏的产物。

四、简答题1、影响聚合物的实际强度的因素有哪些?(1)聚合物的化学结构如氢键、极性基团、交联、结晶、取向性都可提高强度;(2)聚合物的相对分子量在一定范围内相对分子量增加,强度增加;(3)应力集中如高分子制品的微小裂缝、切口、空穴等能引起应力集中,使制品中的局部破裂扩大,进而断裂;(4)温度温度改变,强度也变化;(5)外力作用速度处于Tg以上的线性聚合物,快速受力时比慢速受力时强度要大。

(6)外力作用时间外力作用时间越长,断裂所需的应力越小。

(7)增塑剂增塑剂减小高分子链间的作用力,因而降低强度。

(8)填料影响复杂,在薄膜包衣时,加入适量滑石粉作为填料,能提高强度。

(9)机械加工等外界因素。

2、水凝胶的应用?(1)对于蛋白质和多肽类药物的传递上具有重要地位(2)可以调制成具有粘附性的制剂,促进药物的靶向给药(3)在生物体内具有屏蔽作用由于它的亲水性能增加体内的传递制剂的循环时间,通过逃避宿主的免疫反应以及减小吞噬细胞的活性。

(4)用于生物体内时,生物降解的水凝胶由于不降解的水凝胶,降降解的水凝胶不需要外科手术取出植入的药物残留物。

3、凝胶的溶胀过程凝胶的溶胀过程分两个阶段,第一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层,此过程很快,伴有放热效应和体积收缩现象;第二阶段是液体分子的继续渗透,凝胶体积大大增大。

4、影响水凝胶形成的因素主要有哪些?影响水凝胶形成的因素主要浓度、温度和电解质。

每种高分子溶液都有一个形成凝胶的最小浓度,小于这个浓度则不能形成凝胶,大于这个浓度可加速凝胶。

对温度来说,温度低,有利于凝胶,但也有波泊咯沙姆等加热后凝胶,低温变成溶液的例子。

电解质对凝胶有促进作用,也有阻止作用,其中阴离子起主要作用。

5、物理凝胶和化学凝胶有哪些区别?(1)物理凝胶的大分子间的作用力是非共价键,而化学凝胶大分子间的作用力是共价键。

(2)物理凝胶的分子之间作用是可逆的,只要温度等外界条件改变,物理链就会破坏,凝胶可重新形成链状分子溶解在溶剂中成为溶液,因此物理凝胶是可逆的。

而化学凝胶分子之间的作用力是共价键,很稳定,一旦形成不会被破坏,所以化学凝胶是不可逆的。

6、影响聚合物的渗透性及透气性的因素温度;极性;物质分子大小;链的柔性7、高分子的溶解过程?高分子溶解过程是一个缓慢过程,分为两个阶段:一是溶胀;由于溶剂分子与高分子尺寸相差悬殊,分子运动速度相差很大,溶解小分子扩散速度快,而高分子向溶剂中的扩散速度很慢。

高分子溶解时首先是溶解小分子渗透进入高分子内部,撑开分子链,增加其体积,形成溶胀的聚合物。

二是溶解。

随着溶解分子的不断渗入,聚合物的体积不断胀大,使链段得以运动,再通过链段的协调运动而达到整条大分子链的运动,使大分子逐渐分散到溶解中,转入溶解为热力学稳定的均匀体系即真溶液。

8、高分子分子运动的特点?1)运动单元的多重性运动单元可以是高分子链整体,可以是链段,也可以是更小的运动单元如链节、支链、侧基。

2)分子运动的时间依赖性高分子运动是一个松弛过程,各种运动单元的运动均需克服内摩擦力,一般比较漫长。

3)分子运动的温度依赖性升高温度一方面可以增加高分子热运动的动能,另一方面可以使高分子物质的体积膨胀。

温度升高,松弛时间变短,反之,松弛时间延长。

9、药物由装置的传质过程包括那些步骤?1)药物溶出并进入周围的聚合物或孔隙。

2)由于存在浓度梯度,药物分子扩散通过聚合物屏障。

3)药物有聚合物解吸附。

4)药物扩散进入体液或介质。

10、生物粘附的机制?(P87)聚合物润湿与溶胀;生物黏附性聚合物链与聚合物的线团和黏膜黏蛋白的互穿作用;在线团的链之间很微弱的化学结合。

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