高分子材料介绍课件.ppt

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1、高分子材料的简介与应用START高分子材料介绍1聚氨酯的合成方法2前景展望31高分子材料介绍高分子材料:以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。高分子材料按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等。19世

2、纪30年代末期,进入天然高分子化学改性阶段,出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂,标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代,高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同,成为科学技术、经济建设中的重要材料。高分子材料历史来源聚氨酯生物材料在众多的高分子材料中,聚氨酯(PU)是一类具有独特性能和多方面用途的新型高分子材料,在医学领域中的应用始于20世纪50年代末,1958年聚氨酯首次用作骨折修复材料。20世纪80年代,用聚氨酯弹性体制作的人工心脏移植手术获得成功,使聚氨酯材料在生物医学领域烦人应用得到了进一步的发展。聚

3、氨酯的结构聚氨酯(Polyurethane)是聚氨基甲酸酯的简称,是一类高分子主链上带有重复氨基甲酸酯结构单元(-NHCOO-基团)的聚合物总称聚氨酯主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段(软段)和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的。软段通常为低聚物多元醇,赋予聚氨酯以柔性和韧性,硬段通常为二(或多)异氰酸酯与小分子的二元醇或二元胺的缩聚物作扩链剂,赋予聚氨酯强度和刚度。聚氨酯结构如图所示,通过调节软段或硬段的结构、长度与分布、相对比例及改变相对分子质量等方式,可在很大范围内改变聚氨酯的性能,聚氨酯与其它生物材料的结构相比,最主要

4、的特点是具有微相分离结构。微相分离结构由于硬链段和软链段在热力学上具有自发分离的倾向,硬链段很容易聚集在一起,形成许多微区,分布于软段相中。聚氨酯的性质不仅与其化学结构有关,而且与微相分离的程度有关。聚氨酯生物材料在众多的高分子材料中,聚氨酯(PU)是一类具有独特性能和多方面用途的新型高分子材料。聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称,是一类高分子主链上带有重复氨基甲酸酯结构单元(-NHCOO-基团)的聚合物总称聚氨酯主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段(软段)和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的。软段通常为低聚物多元醇,赋予聚氨酯以柔性和

5、韧性,硬段通常为二(或多)异氰酸酯与小分子的二元醇或二元胺的缩聚物作扩链剂,赋予聚氨酯强度和刚度。聚氨酯结构如图所示,通过调节软段或硬段的结构、长度与分布、相对比例及改变相对分子质量等方式,可在很大范围内改变聚氨酯的性能,聚氨酯与其它生物材料的结构相比,最主要的特点是具有微相分离结构。微相分离结构由于硬链段和软链段在热力学上具有自发分离的倾向,硬链段很容易聚集在一起,形成许多微区,分布于软段相中。聚氨酯的性质不仅与其化学结构有关,而且与微相分离的程度有关。聚氨酯材料的结构2、聚氨酯的合成方法1.1合成2-(6-羟基)己氧基-2-氧代

6、-1,3,2-二氧磷杂环戊烷(HOP)在一个干燥的150ml四颈瓶上分别为机械搅拌装置,球形冷凝管,恒压滴液漏斗和温度计,瓶中加入5.05g(0.05mol)三乙胺,6.49g(0.055mol)1,6-己二醇及75ml无水四氢呋喃。用冰盐浴将溶液冷却至-20℃,在搅拌的同时滴加7.13g(0.05molCOP)及10mlTHF的混合液,2h滴加完毕后,再在-20℃搅拌2h,撤去冰盐浴自然升温至室温再搅拌1h。反应液静置后得到大量白色沉淀。水泵抽滤,用THF冲洗滤饼,滤液冷冻30min后再过滤,滤液旋转蒸发除去THF。产物为淡黄色粘

7、稠液体。1.2合成(6-羟基)己基-2-(N-二甲基异丙胺基)乙基磷酸盐在一个100ml圆柱形钢筒中加入5.6g(0.025mol)HOP和15ml无水乙腈,1.65g(0.03mol)N-二甲基异丙胺和35ml乙腈中,密封。置于恒温振荡器中,在70℃条件下反应72h后取出,自然冷却到室温。反应液用旋转蒸仪除去其中的溶剂,得浅黄色粘稠状粗产物。将粗产物溶于甲醇,然后用无水乙醚沉淀析出白色絮状物,过滤,将滤液旋转蒸发除去溶剂,得到浅绿色粘稠液体。PU膜的制备采用模具成型的方法制备聚氨酯膜,在20mlDMF中加入1.6g聚氨酯颗粒进行过

8、夜溶胀,然后在70℃的条件下机械搅拌6h,保证聚氨酯颗粒完全均匀溶解,然后倒入直径D=10cm的聚四氟乙烯亲水性洁净基底板上浇铸成膜,溶剂在50℃真空下挥发48h后,制得的即为聚空白氨酯薄膜。表面接枝磷铵两性离子PU膜的制备将制得的空

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