什么是活性聚合物？
2006-10-06 09:48:35
组装仿生生物材料
活性聚合物
组装仿生生物材料
吉剑·沈家聪
(浙江大学高分子科学与工程系，杭州310027)
生物医用材料在医学诊断和治疗中的广泛应用极大地丰富了现代医疗手段，提高了人类的生活质量。然而，材料生物界面的非特异性功能与生命特异性功能之间的矛盾，决定了目前使用的大多数生物材料无法与生命系统完美兼容。
自组装行为是生命系统中普遍存在的基本行为之一。不同的生物分子根据能量最小、形式互补的原则自发形成复杂但精确的组装体系，实现各种生物功能。受这一生命基本现象的启发，我们课题组通过材料的分子设计和表面设计，探索制备具有仿生结构和功能的新型生物材料。
1.生物识别和生物分子的原位自组装ⅰ
十八烷基聚氧乙烯(SPEO)接枝聚合物在聚合物界面的组装行为研究表明，SPEO在聚合物/水界面倾向于以尾链形式存在，可在表面形成疏水性基质-聚氧乙烯-十八烷基三明治结构。这种结构基于阻抗蛋白的非特异性作用，具有通过“口袋”位点特异性吸附十八烷基和白蛋白的特性，可以获得一种抗凝血涂层材料，在该材料使用的环境中，可以在血液中原位诱导白蛋白的吸附[1-3]。基于十八烷基在聚合物界面的自组织行为，还开发了一种白蛋白原位自改性聚氯乙烯医用材料4。
通过分析和模拟医用聚氨酯硬段物理交联点的羰基氨氢键结构，设计了一系列“X-PEO-MDI-PEO-X”混合表面改性剂。通过改性剂氨基甲酸酯硬段与聚氨酯氨基甲酸酯之间的“氢键嫁接”，以简单的物理混合和包覆方法将PEO桥支持的白蛋白识别因子(十八烷基5、华法林6和汽巴克隆蓝7)引入医用聚氨酯表面，形成了介入医疗器械的表面改性技术。采用I125放射性示踪剂技术和ATR-FT-IR体外蛋白质吸附试验表明，该技术改性的医用聚氨酯表面具有明显的白蛋白原位组装吸附功能；体外和动态半体外实验表明，白蛋白原位复合表面能显著改善医用聚氨酯材料的血液相容性。在研究中，该技术还被应用于内皮细胞的组织工程设计，并使用一系列功能性表面修饰剂“X-PEO-MDI-PEO-X”(X为氨基酸和多肽8)构建功能性表面，诱导内皮细胞生长。内皮细胞体外培养数据表明，经PEO、RGD多肽和碱性氨基酸修饰的表面能显著促进内皮细胞的黏附和生长，为内皮医用材料和医疗器械的开发提供了有效途径。
2.丝状网络仿生结构与生物材料的逐层静电组装修饰ⅱ
在大型动物的细胞膜核和细胞膜之间，由丝状网络结构骨架组成的细胞骨架是维持细胞形态和介导细胞功能的重要结构。Mohwald9等人通过模板层的静电组装制备了一系列具有丝状网络仿生结构的功能微胶囊。这种层层自组装行为也可以应用于生物材料表面的仿生设计。
PEI和肝素直接组装在医用不锈钢表面。XPS、IRAS、电化学和接触角研究表明，PEI和肝素可以通过静电层层组装获得稳定的抗凝血涂层10。同时，利用肝素和阳离子壳聚糖微球的层层组装，本课题组还获得了具有良好抗凝血性能的微球涂层体系，为介入医用材料的表面设计提供了良好的手段。
用PEI对聚乳酸(PLA)表面进行胺化，在PLA基体表面引入正电荷。不同的聚阴离子，如PEI/明胶[11]，壳聚糖/海藻酸钠和PEI/海藻酸钠12，用于活化的PLA基底表面。
通过交替表面组装构建了一系列细胞外基质样表面。PEI/明胶交替组装涂层的接触角、紫外光谱和125I放射性标记技术表明，聚电解质和细胞外基质样分子可以在氨解聚乳酸组织工程材料表面层层组装。在生理环境下，层层组装的表面修饰层具有良好的稳定性，最长可达30天。该技术可以很好地应用于具有复杂机体结构的组织工程多孔支架的改性，可以显著促进软骨和成骨细胞在三维多孔支架中的黏附和生长。
1.细胞膜结构与仿生涂层材料ⅲ
细胞膜具有流动的镶嵌结构，由嵌入磷脂双分子层的蛋白质、蛋白聚糖和糖脂组成。从作用机理看，细胞表面糖复合物排列最紧密，形成细胞膜最外层，厚度约100？带电的复合物，即所谓的“糖萼”。其紧密排列的高亲水性糖链可以通过熵斥力有效抵抗细胞表面的非特异性作用；另一方面，基于特定三维结构的静电引力抵消了细胞表面糖蛋白受体和配体之间的熵斥力，实现了特异性识别和粘附。基于此，本课题组通过梳状分子设计组装和表面层层组装的方法，探索了细胞膜仿生涂层材料。
淀粉基生物降解材料的发展
活性聚合物
淀粉基生物降解材料的发展
张王灿瑶肖*
(福州大学化学化工学院，福州350002，电子邮箱:Lxzwy@fzu.edu.cn)
淀粉是一种可再生的天然聚合物，可以被微生物完全分解。面对石油资源枯竭的严峻现实和废塑料带来的“白色污染”问题，近二十年来，以淀粉为主要原料的完全生物降解材料的制备备受关注。
本文制备的淀粉基可降解材料均由可被环境吸收的物质(如纸粉、豆渣、碳酸钙等)制成。)和淀粉。制备过程如下:首先，将干淀粉与水、碳酸氢钠、甘油和聚乙烯醇在90℃下预混30分钟，使淀粉充分溶胀，直至其晶区被破坏；将预混料与纸粉、豆渣、碳酸钙等混合。在60℃的塑料混合机中混合均匀，得到混合物；然后将* *混合物用平板硫化机在60℃下压制5分钟，得到厚度为2mm的片材，用冲床制成哑铃形花键，测试力学性能。
详细考察了豆渣、PVA、纸粉和碳酸钙对材料力学性能的影响，豆渣和PVA的影响分别如图1和图2所示。碳酸钙对材料力学性能的影响趋势与豆渣相似，纸粉的加入提高了抗拉强度，降低了伸长率。
超临界流体在聚苯乙烯制备中的应用
活性聚合物
超临界流体在聚苯乙烯制备中的应用
陈新雅方慧秦欢
华南理工大学化工学院，广东广州510640
综述了超临界流体在聚苯乙烯制备中的应用。超临界流体分馏可以通过调节温度和压力方便地控制溶解度，得到相对分子质量分布窄的PS级分。超临界流体可以连续稳定地制备出纯度高、粒径分布均匀的微米级PS粒子，超临界溶液快速膨胀技术可以制备出粒子形状好、粒径分布窄的微米级PS粒子。超临界气体制备的微孔发泡PS复合材料具有较高的机械强度和性价比。超临界流体脱PS具有能耗低、传质效率高的特点，且不会引起聚合物降解。超临界流体制备PS复合材料已成为研究热点。
关键词:超临界流体聚苯乙烯制备及应用
中国图书馆分类号:TQ 325.2文献识别码:A文号:1002-1396(2006)01-0066-04。
聚苯乙烯(PS)是五大通用树脂之一，具有良好的透明性、刚性绝缘、印刷适性等优点，在轻工产品、装饰包装等方面有一定的使用价值。近年来，其在合成木材、合成纸、新型装饰材料、新型建筑材料等领域的应用发展迅速。
超临界流体没有明显的气液界面，既不是气体也不是液体。它处于气液分离状态，粘度低，密度大，具有良好的流动、传质、传热和溶解性能。超临界流体对状态参数的变化非常敏感，温度和压力的微小变化都会极大地改变流体的性质。具有类似液体的密度，较强的溶解性和渗透性，对聚合物有一定的溶胀作用，气体具有粘度低、易扩散和收缩的特点。它的溶解度和密度密切相关，它在有机物中的溶解度可以通过控制流体的密度来控制。这些特性使其成为高分子材料制备和改性的理想介质，在PS的制备和改性中显示出巨大的应用价值和发展前景。
1.林楚玉，聚苯乙烯树脂在中国的应用与发展J广东化学工业2002 (6) 2-4
2.王景岱，陈继忠，杨超临界丙烷分馏聚苯乙烯J化工学报2004 55(5)689-694
信息来源:合成树脂和塑料编号1，2006年6月5438+0。
三种不同固含量番茄酱的流变特性研究
活性聚合物
三种不同固含量番茄酱的流变特性研究
吕军1王洛新1杜宗良1李欣2李瑞霞1吴大成1*
(1.四川大学纺织学院，成都610065，邮箱:wudach@email.scu.edu.cn)
2)中国纺织科学研究院，北京100025)
番茄是国内外最重要的蔬菜之一。番茄酱可以通过去皮种子、粉碎、预热、打浆、真空浓缩和灭菌制成。和大多数植物果实一样，番茄中的水分含量较高，干物质含量只占5 ~ 7.5%。随着浓度的不同，番茄酱中的固体含量可在20 ~ 45%之间变化。在干物质中，除葡萄糖、蔗糖、有机酸、脂肪、维生素、番茄红素、灰分(各种盐类)等小分子物质外，主要含有纤维素、果胶、蛋白质等高分子物质，所以番茄酱具有较高的粘度和粘弹性，这也是所有天然和合成高分子浓缩体系的共同特点。在番茄的深加工和以番茄酱为原料的番茄制品的大规模工业化加工中，都涉及到物流过程。番茄酱的流变特性对于加工工艺的优化和设备的设计与选择是非常有用的基础参数。国外对这个问题已经有所关注，发表了一些研究论文，但从流变学理论的角度来看，还需要进一步系统化。本课题组将市售番茄酱浓缩成三种不同的固含量(22%、34%、40%)，用东德制造的RV-II同轴圆筒旋转粘度计在较宽的剪切速率范围内(0.167 ~ 1365438)对上述三种番茄酱进行了系统测定。发现数据基本符合非牛顿流体模型，在实验温度范围内，从番茄酱的流变曲线可以看出屈服应力，屈服应力随着固含量的增加而增加，随着温度的升高而降低。这种流变性质和特性符合番茄酱是一种复杂组分、颗粒状浓缩悬浮体系的本质。其表观粘度随剪切速率的增大而减小，非牛顿粘度指数(N)随温度的升高而增大，稠度系数(K)随温度的升高而减小。体系的零剪切粘度由斯潘塞-狄龙公式求得。随着温度的升高，零剪切粘度明显降低。Andrade公式计算的活化能数据表明，活化能随剪切速率的增加而降低，但在不同应力下，活化能值几乎不变。上述研究结果将为番茄酱加工和应用中物料粘度的基本参数提供正确的数据和依据。
在线流变测量及挤出加工应用
活性聚合物
在线流变测量及挤出加工应用
何红
(北京化工大学，北京100029电子邮件:hehong668@eyou.com)
流变数据在聚合物加工工业中非常重要，因为它可以用来确定聚合物结构的变化(例如，分子量、分子量分布、长链支化等。)在加工条件下，可以辅助评价材料的加工性能，也可以作为最终产品质量的指标。
流变测量仪器根据与加工设备的关系分为三种形式:在线式、在线式。传统的流变测量采用离线测量，耗时长，取样影响因素多。因此，为了克服上述问题，实现生产过程中的监控、质量控制、自动过程控制或过程优化的要求，采用在线测量将变得越来越重要。目前，挤出过程在线流变测量仅在国外少数实验室使用，在工业生产质量控制中尚未广泛应用。因此，为了适应人工智能制造等技术的发展，研究和开发挤出过程在线流变测量技术是非常必要的。
在线流变仪的结构和测量
在线流变仪由于插入加工设备中，会影响整体压降，增加物料停留时间，影响产量。与在线流变仪相比，对生产影响较小，因此该类型流变仪具有良好的应用前景。本文主要讨论在线流变仪。
在线流变测量一般有一个短的过渡体，分别连接到挤出机机筒和流变仪，如示意图所示。过渡体可以是旋转结构，如图A所示；也可以是抽拉结构，如图b所示，当旋转或抽拉结构中的开口与筒体连通时，计量取样开始，物流进入过渡体的储料罐。料流充满后，流变仪开始测量通过储料罐下部的毛细管或接缝的压降、流量或扭矩等数据，然后桶内的料流被过渡体切断，测量停止。从采样到得到测量结果大约需要十秒钟，被测物质排出。上述测量设计也可以由两个熔体泵(输入/输出)组成，测量在两个熔体泵之间进行，这样就可以将测得的物料流量返回到加工设备。有时，为了解决取样滞后的问题，可以增加第三个熔体泵来加快物料流的循环。因为物流的流动长度加长了，所以物流回到主流的测量时间是几分钟。
通常，测量位置根据测量目的来确定。为了测量MI值，流变仪通常放置在挤出机和机头之间；要测量反应挤出过程，一般需要沿程测量。沿途可使用便携式流变仪进行单点测量，也可使用滑轨进行滑动测量。
两个测量原则
τw:毛细管壁的剪切应力；γw:壁面剪切速率；Rd:毛细管半径；l:毛细管长度。
f:轴向力；RP:过渡体上的活塞半径；Re，h，β:过渡体上螺旋线的有效半径、螺距、螺旋角和f摩擦系数；问:流量；ω:旋转角速度。
为了减小测量误差，需要用Rabinowitsch和Baley对得到的剪切速率和压降进行修正。
三个应用程序
在线流变测量可以测量MI值、粘度-剪切速率曲线以及随温度曲线反应的分子结构信息。例如，对于树脂生产商来说，通过在线监测MI值的变化，可以更容易地对聚合物性能进行分级，这对聚合物用户来说是非常必要的。可以在双螺杆挤出机的啮合块和反向螺纹处在线监测过氧化物诱导的PP降解反应过程，并考察反应动力学理论和螺杆几何形状对加工的影响。还可以扩展在线回路，利用光纤对聚合物熔体透射的近红外或紫外光源的合光进行光谱或相关分析，测量其化学形态等特性。
总之，在线流变测试技术可以尽快提供过程信息，以便采取相应的控制措施。这对聚合物制造商和加工商尤其重要和必要，尤其是对反应挤出、聚合物混合和发泡的生产和研究。