高分子微球材料

高分子微球材料

高分子化學(xué)應(yīng)用

李光明高分子微球材料就是高分子化合物應(yīng)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(fù)合材料，其形狀可以是多種多樣的。高分子微球材料的應(yīng)用幾乎涉及到所有領(lǐng)域，從涂料、紙張外表涂層、化裝品等大宗產(chǎn)品到用于藥物緩控釋的微囊、蛋白質(zhì)別離用層析介質(zhì)的高附加價值產(chǎn)品，都要用到微球技術(shù)。

高分子微球聚酰亞胺微球白蛋白納米微球紅血球型微球小微球集合型微球冷卻速度1.0C/s冷卻速度0.05C/s尼龍微球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(yīng)用于橡膠制品或橡膠制品的添加劑。隨著微球技術(shù)的開展，高分子微球材料被應(yīng)用到其他方面。正因?yàn)槿绱?，很多不同領(lǐng)域的國際學(xué)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(xué)者都能學(xué)習(xí)微球技術(shù)。由此可預(yù)計，將會有越來越多領(lǐng)域的學(xué)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(xué)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?？偨Y(jié)科學(xué)家們的習(xí)慣用法，大致可以按狀態(tài)、尺寸和功能來分類?！?〕以狀態(tài)分類1微球、顆粒不區(qū)分是乳液狀態(tài)或枯燥狀態(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(jī)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。高分子微球的名稱和分類

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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(xué)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(jī)粉體。

〔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(fù)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(jī)磁體的微球，屬于復(fù)合微球。4導(dǎo)電性微球由導(dǎo)電性高分子材料制備成的微球。磁性微球復(fù)合微球粒徑和粒徑分布微球的外表電勢表示微球外表的電荷量，根據(jù)使用的外表活性劑、單體或引發(fā)劑的種類，微球外表帶正電或帶負(fù)電。外表電荷越大，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(biāo)。微球的形態(tài)微球的組成多孔微球的孔徑分布和比外表積微球的表征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(xué)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(xì)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(fù)凝聚法、噴霧枯燥法、自乳化—固化法和頁面展開法。微球材料的制備在醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用高分子微球材料在醫(yī)學(xué)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)、外表性質(zhì)、緩釋性能等來到達(dá)在所需的時間、所需的地點(diǎn)，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。高分子微球的應(yīng)用例如抗癌藥的毒副作用非常大，需要用高分子對藥物包埋，并對高分子微球外表進(jìn)行修飾，以賦予藥物對癌細(xì)胞的靶向性，使包埋后的藥物富集于癌細(xì)胞，來消除或降低抗癌藥對正常細(xì)胞的副作用；口服藥物需要用外包的高分子來保護(hù)藥物，防止其在胃內(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(shí)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(xì)胞、人工器官、DNA輸送體等。在生物技術(shù)中的應(yīng)用微球作為固定化酶和固定化細(xì)胞的載體，作為動物細(xì)胞培養(yǎng)的載體，作為蛋白質(zhì)和其他生物活性物質(zhì)別離純化的介質(zhì)，作為蛋白質(zhì)重新折疊恢復(fù)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(yīng)用這些應(yīng)用在生物技術(shù)的開展中必不可少，可以說是至關(guān)重要，甚至可以認(rèn)為是推動了生物技術(shù)的開展。例如，如果沒有各種多糖類微球介質(zhì)的廣泛應(yīng)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(rèn)為，微球技術(shù)是生物技術(shù)中“使之可行”的技術(shù)。在其他產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用隨著計算機(jī)的普及，信息產(chǎn)業(yè)的開展速度超乎人們的預(yù)料。聚合物微球在電子信息產(chǎn)業(yè)的應(yīng)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到達(dá)。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(yīng)用。例如，近年來，由于環(huán)境污染受到重視，水性涂料得到了深入的開發(fā)，很大一局部已應(yīng)用在建筑涂料、家庭內(nèi)裝修涂料。這些涂料內(nèi)部都參加了聚合物乳液。而對于一些不得不使用有機(jī)溶劑的涂料，為了保護(hù)環(huán)境，必須盡量減少有機(jī)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，可以用高分子微