藥用高分子材料期末復(fù)習(xí)

第一章高分子材料：也稱(chēng)為聚合物材料，是以高分子化合物為基體，再配有其他添加劑（助劑）所構(gòu)成的材料。來(lái)源：合成和天然高分子材料。性能：分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。藥用高分子材料：具有生物相容性、經(jīng)過(guò)安全評(píng)估且應(yīng)用于藥物制劑的一類(lèi)高分子敷料。藥用高分子材料學(xué)：研究藥用高分子材料的合成和改性、結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)性質(zhì)、制劑工藝性能等的理論和應(yīng)用的藥學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。藥用輔料的定義和要求：廣義上指能將藥理活性物質(zhì)制備成藥物制劑的各種添加劑，包括具有高分子特征的輔料。傳統(tǒng)上，把輔料看作是惰性的。現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到，輔料會(huì)改變藥物從制劑中釋放的速度和穩(wěn)定性，并影響其生物利用度和吸收、分布、代謝和排泄等。1991年，國(guó)際藥用輔料協(xié)會(huì)(InternationalPharmaceuticalExcipientsCouncil,IPEC):在藥物制劑中經(jīng)過(guò)合理的安全評(píng)價(jià)的不包括活性物質(zhì)或前藥的組分。藥用輔料的目的：制劑制備過(guò)程中，有助于成品的加工。有助于提高制劑穩(wěn)定性及生物利用度有助于提高病人的順應(yīng)性有助于鑒別藥物制劑增強(qiáng)藥物制劑在儲(chǔ)藏或應(yīng)用時(shí)的安全性和有效性前提是安全性藥用高分子材料在藥劑學(xué)中的應(yīng)用：品種繁多、規(guī)格不一。涉及到注射、局部、眼用、耳用和鼻用等。因此需要考慮到安全性和功能性。固體制劑的輔料緩控釋制劑的輔料液體或半固體制劑的輔料生物粘附劑材料可生物降解的高分子材料新型給藥裝置的組件藥品包裝材料第一、固體制劑的輔料主要指微膠囊和片劑，占市售80%以上。粘合劑：淀粉及衍生物、聚維酮和纖維素衍生物等稀釋劑：微晶纖維素、淀粉和糊精等崩解劑：纖維素衍生物、海藻酸、交聯(lián)聚維酮等潤(rùn)滑劑：聚乙二醇等包衣材料：腸溶包衣如鄰苯二甲酸醋酸纖維素和醋酸羥丙甲纖維素琥珀酸酯等、水溶性包衣如海藻酸鈉和明膠和水溶性膠囊劑如明膠和羥丙甲纖維素等第二、緩控釋制劑的輔料緩控釋機(jī)制一般分為5類(lèi)：擴(kuò)散、溶解、滲透、離子交換和高分子掛接擴(kuò)散控制材料：纖維素衍生物、殼聚糖、尼龍，丙烯酸酯類(lèi)、聚氯乙烯和硅橡膠溶解、溶蝕或生物降解材料及形成水凝膠的材料：微晶纖維素、殼聚糖、明膠、聚乙二醇、聚乙醇酸、聚乳酸和聚己內(nèi)酯等滲透膜：各類(lèi)高分子材料離子交換樹(shù)脂：波拉克林交換樹(shù)脂第二章高分子的分子量：相對(duì)于一般小分子，無(wú)嚴(yán)格分界104～106：高聚物分子<104:低聚物分子高分子的命名（1）習(xí)慣（來(lái)源）命名法來(lái)源命名法是根據(jù)聚合物合成時(shí)所用單體進(jìn)行命名，并不描述聚合物分子的實(shí)際結(jié)構(gòu)。命名時(shí)可有幾種情形：天然高分子一般有與其來(lái)源、化學(xué)性能與作用、主要用途相關(guān)的專(zhuān)用名稱(chēng)。如纖維素（來(lái)源）、核酸（來(lái)源與化學(xué)性能）、酶（化學(xué)作用）。合成高分子根據(jù)聚合物合成時(shí)所用單體進(jìn)行命名，并不描述聚合物分子的實(shí)際結(jié)構(gòu)?？煞謳追N情形。（I）由一種單體合成的均聚物：通常是在實(shí)際或假想的單體名稱(chēng)前加前綴“聚”，如聚苯乙烯（單體苯乙烯）聚乙烯醇（單體乙酸乙烯酯）（II）由兩種及以上的單體合成的高分子：如果是由鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)，所得聚合物為共聚物，一般在兩單體名稱(chēng)或簡(jiǎn)稱(chēng)之間加“-”，再加“共聚物”后綴，如乙烯和乙酸乙烯酯的共聚產(chǎn)物叫“乙烯-乙酸乙烯酯共聚物若為兩種以上單體參與的逐步聚合反應(yīng)，可分幾種情形：（a)兩種單體聚合時(shí)可生成一種“隱含單體”，產(chǎn)物為均聚物，命名時(shí)：聚”+“隱含單體”名稱(chēng)如對(duì)苯二甲酸和乙二醇的聚合產(chǎn)物叫“聚對(duì)苯二甲酸乙二酯”、己二酸和己二胺的聚合產(chǎn)物叫“聚己二酰己二胺”(b)若所得聚合物為共聚物，則其命名與鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)的共聚物命名方法相同:兩單體名稱(chēng)或簡(jiǎn)稱(chēng)之間+“-”+“共聚物”(c)所得產(chǎn)物非常復(fù)雜，常常是由多種結(jié)構(gòu)不同的產(chǎn)物組成的混合物：兩單體名稱(chēng)或簡(jiǎn)稱(chēng)加后綴“樹(shù)脂”如苯酚和甲醛的聚合產(chǎn)物叫“酚醛樹(shù)脂”,尿素和甲醛的聚合產(chǎn)物叫“脲醛樹(shù)脂”。（3）系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法是以聚合物的分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的命名法，根據(jù)IUPAC命名法則對(duì)聚合物分子的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行命名。命名時(shí)一般遵循以下次序：（?。┐_定重復(fù)結(jié)構(gòu)單元；（ⅱ）按IUPAC命名法則排出重復(fù)結(jié)構(gòu)單元中的二級(jí)單元次序，如主鏈上帶取代基的碳原子排在前，含原子最少的基團(tuán)先寫(xiě)等；（ⅲ）給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元命名，按小分子有機(jī)化合物的IUPAC命名規(guī)則給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元命名；（ⅳ）給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的命名加括弧，并冠以前綴“聚”。雜鏈高分子鏈原子除碳原子外，還含O、N、S等雜原子，如聚乙二醇的鏈原子包括C和O，聚酰胺-6的鏈原子包括C和N高分子的柔順性：柔順性：高分子鏈能夠改變構(gòu)象的一種性質(zhì)原因：σ單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)柔順性好壞：σ單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易高分子鏈的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)越容易，鏈的柔順性越好。高分子鏈上單鍵數(shù)目越多，內(nèi)旋轉(zhuǎn)越自由，則高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）越多，鏈段數(shù)也越多，鏈段長(zhǎng)度越小，鏈的柔順性越好。重要性：是高分子鏈最重要的特性，是高聚物性能區(qū)別于低分子的根本原因，是決定高分子和高聚物性能的主要因素。高分子鏈的柔順性純碳－碳單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)是完全的。高分子鏈中單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)受取代基及鄰近部分的影響，具有很大的阻力。阻力小容易卷曲的稱(chēng)為柔順鏈。阻力大不容易卷曲的稱(chēng)為剛性鏈。影響高分子鏈的柔順性的因素：內(nèi)在因素（1）主鏈結(jié)構(gòu)不同種類(lèi)的單鍵:(考慮鍵長(zhǎng)和鍵角)Si-O>C-N>C-O>C-C含有芳雜環(huán):芳雜環(huán)不能內(nèi)旋轉(zhuǎn),柔性差.孤立雙鍵:與之鄰近的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘降低,柔性好.共軛雙鍵:不能旋轉(zhuǎn),柔性差.（2）取代基取代基的極性極性取代基將增加分子內(nèi)的相互作用，使內(nèi)旋轉(zhuǎn)困難,柔性下降;極性越大,柔性越差.取代基的體積對(duì)于非極性取代基,取代基的體積越大,內(nèi)旋轉(zhuǎn)越困難,柔性越差。取代基數(shù)量多的，柔順性差。取代基的對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性好的，分子偶極距小，內(nèi)旋轉(zhuǎn)容易，柔順性好（3）其它結(jié)構(gòu)因素支化與交聯(lián)：支鏈長(zhǎng)，柔順性下降：交聯(lián)，含硫2%～3%橡膠，柔順性影響不大，含硫30%以上影響鏈柔順性。高分子鏈的長(zhǎng)度：如果分子鏈很短，可以?xún)?nèi)旋轉(zhuǎn)的單鏈數(shù)目很少，分子的構(gòu)象數(shù)也很少，則必然剛性。小分子物質(zhì)都無(wú)柔性，就是此原因。但當(dāng)分子量增大到一定限度（104）也就是：當(dāng)分子的構(gòu)象數(shù)服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律時(shí)，則分子量對(duì)構(gòu)象的影響就不存在了。分子間作用力:分子間的作用力隨著主鏈或側(cè)基的極性增加而增加。但如果分子內(nèi)或分子間有氫鍵生成，則氫鍵的影響要超過(guò)任何極性基團(tuán)，可大大增加分子的剛性。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)(如結(jié)晶等)：分子結(jié)構(gòu)愈規(guī)整，則結(jié)晶能力愈強(qiáng)，而高分子一旦結(jié)晶，則柔順性大大↓，因?yàn)榉肿又性雍突鶊F(tuán)都被嚴(yán)格固定在晶格上，內(nèi)旋轉(zhuǎn)變得不可能。2.外界因素溫度提供克服內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘的能量,溫度升高,內(nèi)旋轉(zhuǎn)容易,柔性增大.外力外力作用時(shí)間長(zhǎng)，柔性容易顯示；外力作用時(shí)間短，柔性顯示不出來(lái)，分子表現(xiàn)僵硬球晶①當(dāng)結(jié)晶溫度在Tm左右，球晶長(zhǎng)得很大。②當(dāng)結(jié)晶溫度較低時(shí)，球晶尺寸減小，但數(shù)目增加。③當(dāng)結(jié)晶溫度低于Tm時(shí)，出現(xiàn)大量晶核，這些晶核是由微纖束組成，但它們不具有足夠的空間來(lái)組成球晶。觀測(cè)方法：小角激光散射或電子顯微鏡正交偏光顯微鏡——能在正交偏光顯微鏡下產(chǎn)生黑十字圖案或同心圓環(huán)。無(wú)定形態(tài)：無(wú)定形區(qū)是由因構(gòu)象復(fù)雜而未能結(jié)晶的分子和由于分子量的差異而被排斥于微晶之外的分子，以及束縛分子等組成。分子鏈平行有序排列的為結(jié)晶區(qū)，松弛不規(guī)則聚集的為無(wú)定形區(qū)。

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無(wú)定形固體又稱(chēng)無(wú)定形體或玻璃體。其內(nèi)部原子或分子的排列無(wú)周期性，如同液體那樣雜亂無(wú)章地分布，可看作過(guò)冷液體，如玻璃、松香、明膠等。非晶態(tài)固體有如下通性；宏觀性質(zhì)具有均勻性，這種均勻性來(lái)源于原子無(wú)序分布的統(tǒng)計(jì)性規(guī)律；物理性質(zhì)一般不隨測(cè)定方向而變，稱(chēng)為各向同性；不能自發(fā)地形成多面體外形；無(wú)固定的熔點(diǎn)；由于無(wú)周期性結(jié)構(gòu)，不能對(duì)X射線產(chǎn)生衍射效應(yīng)。第三章加聚反應(yīng)：是指單體經(jīng)過(guò)加成聚合形成高分子聚合物的反應(yīng)。此類(lèi)反應(yīng)所得產(chǎn)物的元素組成與其單體相同，只是電子結(jié)構(gòu)有所變化，且加聚物的分子量是單體的整倍數(shù)。通過(guò)這種反應(yīng)所生成的聚合物被稱(chēng)之為加聚物。烯類(lèi)、炔類(lèi)、醛類(lèi)等含有不飽和鍵的單體,通常發(fā)生加成聚合反應(yīng)。例如:藥用輔料聚乙烯吡咯烷酮的制備。縮聚反應(yīng)：是指單體間通過(guò)縮合反應(yīng)，脫去小分子，聚合成高分子的反應(yīng)。這類(lèi)反應(yīng)所得產(chǎn)物被稱(chēng)為縮聚物?？s聚物的化學(xué)組成與單體不同，其分子量也不是單體的整倍數(shù)。大多數(shù)雜鏈聚合物是由縮聚反應(yīng)制備的,例如:聚酯、聚酰胺等。通常它們的縮合鍵易被水解、醇解,不太穩(wěn)定。自由基聚合：是單體經(jīng)外因作用形成單體自由基活性中心，再與單體連鎖聚合形成聚合物的化學(xué)反應(yīng)。其突出特點(diǎn)是反應(yīng)開(kāi)始時(shí)必須首先產(chǎn)生自由基活性中心。聚合反應(yīng)所使用的單體可經(jīng)多種途徑引發(fā)而生成自由基，例如：烯類(lèi)可在熱、光或高能輻射（ɑ、?、r射線等）作用下直接形成自由基。此外，工業(yè)上還廣泛采用化學(xué)引發(fā)劑來(lái)引發(fā)形成自由基活性中心并進(jìn)行聚合反應(yīng)。引發(fā)劑：引發(fā)劑（initiator）是在一定條件下能打開(kāi)碳-碳雙鍵進(jìn)行連鎖聚合的化合物。引發(fā)劑主要有兩類(lèi)：1）在聚合條件下分解出初級(jí)自由基，引發(fā)單體進(jìn)行自由基聚合；2）在聚合條件下分解出陽(yáng)離子或陰離子，引發(fā)單體進(jìn)行陽(yáng)離子或陰離子聚合。自由基聚合引發(fā)劑一般結(jié)構(gòu)上具有弱鍵，容易分解成自由基。通常它可分為熱分解型引發(fā)劑和氧化還原型引發(fā)劑兩種類(lèi)型。自由基聚合反應(yīng)機(jī)理：鏈增長(zhǎng)、鏈終止、鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)特征：慢引發(fā)、快增長(zhǎng)、速終止縮聚反應(yīng)（condensationpolymeri-zation）是由兩個(gè)或以上官能度（degreeoffunctionality）的單體分子間逐步縮合形成的聚合物，同時(shí)析出低分子副產(chǎn)物的反應(yīng)，是合成聚合物的重要反應(yīng)之一?？s聚反應(yīng)按照生成聚合物的結(jié)構(gòu)不同可分為線型縮聚反應(yīng)和體型縮聚反應(yīng)兩類(lèi)。其中線型縮聚是指參加反應(yīng)的單體只具有兩個(gè)官能度，單體分子間官能團(tuán)相互反應(yīng)脫去小分子沿著兩個(gè)方向增長(zhǎng)成大分子，得到線型聚合物。若參加反應(yīng)的單體有三個(gè)或以上的官能度，則可在這種單體上沿三個(gè)方向增長(zhǎng)成大分子，形成支鏈聚合物。該支鏈聚合物間又經(jīng)過(guò)縮合并聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種聚合物成為體型聚合物。體型聚合物具有不溶解、不熔融的性質(zhì)。官能度和平均官能度參加反應(yīng)的單體分子所攜帶的官能團(tuán)數(shù)叫做該單體的官能度，以f表示。例如，乙二醇，兩個(gè)羥基官能團(tuán)，f=2；己二酸，兩個(gè)羧基官能團(tuán)，f=2；丙三醇，三個(gè)羥基官能團(tuán)，f=3；季戊四醇，四個(gè)羥基官能團(tuán)，f=4。平均官能度是參加反應(yīng)的單體分子所攜帶的平均有效官能團(tuán)數(shù)，以表示。反應(yīng)程度和平均聚合度縮聚單體中能進(jìn)行縮合反應(yīng)的基團(tuán)稱(chēng)為官能團(tuán)，縮聚反應(yīng)就是通過(guò)官能團(tuán)之間的縮合反應(yīng)來(lái)完成的。縮聚反應(yīng)中，用已參加反應(yīng)的官能團(tuán)數(shù)與初始官能團(tuán)數(shù)的比值來(lái)描述聚合反應(yīng)進(jìn)行的程度，簡(jiǎn)稱(chēng)反應(yīng)程度，以P表示。凝膠化現(xiàn)象和凝膠點(diǎn)體型縮聚反應(yīng)的基本特征是當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)體系的粘度突然增加，并且出現(xiàn)具有彈性的凝膠狀物質(zhì)，這種現(xiàn)象叫凝膠化現(xiàn)象。凝膠化現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)的反應(yīng)程度稱(chēng)凝膠點(diǎn)，通常以Pc表示。凝膠化現(xiàn)象反映了聚合物大分子形狀的變化，凝膠點(diǎn)是聚合物由線型轉(zhuǎn)向體型的轉(zhuǎn)變點(diǎn)。自由基聚合反應(yīng)的實(shí)施方法主要有:1、本體聚合(bulkpolymerization)2、溶液聚合(solutionpolymerization)、3、懸浮聚合(suspensionpolymerization)、4、乳液聚合(EmulsionPolymerization)、5、界面聚合(InterfacacialPolymerization)和6、輻射聚合(irradiationPolymerization)等?？s聚反應(yīng)一般則選擇本體聚合（熔融縮聚）、溶液縮聚和界面縮聚的方式。（一）本體聚合聚合反應(yīng)中不加其它介質(zhì)，僅反應(yīng)單體通過(guò)少量引發(fā)劑或在熱、光、輻照等的作用下進(jìn)行的聚合反應(yīng)。自由基聚合、離子聚合或縮聚都可以采用這種方式進(jìn)行。該法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)物純凈、雜質(zhì)少；但由于體系粘度大、聚合熱不易擴(kuò)散、反應(yīng)溫度難于控制，所以有時(shí)反應(yīng)不均勻，且易發(fā)生爆聚現(xiàn)象。（二）溶液聚合將單體溶于溶劑中經(jīng)引發(fā)劑引發(fā)聚合的方法稱(chēng)為溶液聚合。其中，根據(jù)生成聚合物在該溶劑中的溶解情況不同又可以分為均相溶液聚合和異相溶液聚合（沉淀聚合）兩種情況。溶液聚合時(shí)溫度容易控制，體系中聚合物濃度低，所以不易發(fā)生支化，交聯(lián)副反應(yīng)。此外，還可以通過(guò)溶劑的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)以及溶劑種類(lèi)和用量選擇來(lái)調(diào)節(jié)生成聚合物的分子量。但由于反應(yīng)是在稀溶液中完成，所以聚合速率慢、轉(zhuǎn)化率不高、產(chǎn)物分子量較低，產(chǎn)物中的殘留溶劑也比較難于除去。（三）懸浮聚合在強(qiáng)烈攪拌和分散劑參與下，單體以液滴狀態(tài)懸浮于水中，經(jīng)引發(fā)劑引發(fā)的聚合方法稱(chēng)為懸浮聚合。聚合體系通常由單體、引發(fā)劑、分散劑、水四部分組成。懸浮聚合實(shí)質(zhì)上是借助于強(qiáng)烈攪拌和懸浮劑的作用，將單體分散在單體不溶的介質(zhì)（通常為水）中，單體以小液滴的形式進(jìn)行本體聚合，在每一個(gè)小液滴內(nèi)，單體的聚合過(guò)程與本體聚合相似，遵循自由基聚合一般機(jī)理，具有與本體聚合相同的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。（四）乳液聚合單體在乳化劑作用下，分散在水中形成乳狀液，經(jīng)引發(fā)劑引發(fā)的聚合方法稱(chēng)為乳液聚合。其聚合體系由單體、分散介質(zhì)、水溶性引發(fā)劑（有時(shí)為油溶性）和乳化劑構(gòu)成。其中：引發(fā)劑和少量單體溶于水，構(gòu)成水相；大部分乳化劑以膠束形式存在，膠束內(nèi)增溶有一定量單體，大部分單體經(jīng)攪拌以液滴形式分散于水中，表面吸附乳化劑分子，組成穩(wěn)定的乳液體系。第四章聚合物溶解過(guò)程的特點(diǎn)1.溶解過(guò)程緩慢，且先溶脹再溶解由于大分子鏈與溶劑小分子尺寸相差懸殊，擴(kuò)散能力不同，加之原本大分子鏈相互纏結(jié)，分子間作用力大，因此溶解過(guò)程相當(dāng)緩慢，常常需要幾小時(shí)、幾天，甚至幾星期。溶脹現(xiàn)象溶解過(guò)程一般為溶劑小分子先滲透、擴(kuò)散到大分子之間，削弱大分子間相互作用力，使體積膨脹，稱(chēng)為溶脹。然后鏈段和分子整鏈的運(yùn)動(dòng)加速，分子鏈松動(dòng)、解纏結(jié)；再達(dá)到雙向擴(kuò)散均勻，完成溶解。為了縮短溶解時(shí)間，對(duì)溶解體系進(jìn)行攪拌或適當(dāng)加熱是有益的。2.非晶態(tài)聚合物比結(jié)晶聚合物易于溶解非晶態(tài)聚合物分子鏈堆砌比較疏松，分子間相互作用較弱，因此溶劑分子較容易滲入聚合物內(nèi)部使其溶脹和溶解。通常需要先升溫至熔點(diǎn)附近，使晶區(qū)熔融，變?yōu)榉蔷B(tài)后再溶解。結(jié)晶聚合物的晶區(qū)部分分子鏈排列規(guī)整，堆砌緊密，分子間作用力強(qiáng)，溶劑分子很難滲入其內(nèi)部，因此其溶解比非晶態(tài)聚合物困難。結(jié)晶高聚物→非晶態(tài)→溶脹→溶解3.交聯(lián)聚合物只溶脹，不溶解交聯(lián)聚合物分子鏈之間有化學(xué)鍵聯(lián)結(jié)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，整個(gè)材料就是一個(gè)大分子，因此不能溶解。但是由于網(wǎng)鏈尺寸大，溶劑分子小，溶劑分子也能鉆入其中，使網(wǎng)鏈間距增大，體積膨脹材料（有限溶脹）。根據(jù)最大平衡溶脹度，可以求出交聯(lián)高聚物的交聯(lián)密度和網(wǎng)鏈平均分子量高聚物溶解過(guò)程的熱力學(xué)解釋溶解過(guò)程是溶質(zhì)和溶劑分子的混合過(guò)程，在恒溫恒壓下，過(guò)程能自發(fā)進(jìn)行的必要條件是混合自由能ΔGm＜0，ΔSm和ΔHm分別為混合熵和混合熱焓。因?yàn)樵谌芙膺^(guò)程中，分子排列趨于混亂，熵是增加的，即ΔSm＞0。因此ΔGm的正負(fù)主要取決于ΔHm的正負(fù)及大小。有三種情況：(1)若溶解時(shí)ΔHm＜0，即溶解時(shí)系統(tǒng)放熱，必有ΔGm＜0，說(shuō)明溶解能自動(dòng)進(jìn)行。通常是極性高分子溶解在極性溶劑中。(2)若ΔHm＞0，即溶解時(shí)系統(tǒng)吸熱，此時(shí)只有當(dāng)加熱溶解才能自動(dòng)進(jìn)行。顯然ΔHm→0和升高溫度對(duì)溶解有利。（3）若溶解時(shí)ΔHm=0，即溶解時(shí)系統(tǒng)無(wú)熱交換，必有ΔGm＜0，說(shuō)明溶解能自動(dòng)進(jìn)行。通常是非極性高分子溶解在與其結(jié)構(gòu)相似的溶劑中。溶劑選擇原則根據(jù)理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，溶解聚合物時(shí)可按以下幾個(gè)原則選擇溶劑：1.極性相似原則。2.溶解度參數(shù)相近原則。3.廣義酸堿作用原則（溶劑化）。廣義酸堿作用原則（溶劑化原則）一般來(lái)說(shuō)，溶解度參數(shù)相近原則適用于判斷非極性或弱極性非晶態(tài)聚合物的溶解性，若溶劑與高分子之間有強(qiáng)偶極作用或有生成氫鍵的情況則不適用。例如聚丙烯腈的δ=31.4，二甲基甲酰胺的δ=24.7，按溶解度參數(shù)相近原則二者似乎不相溶，但實(shí)際上聚丙烯腈在室溫下就可溶于二甲基甲酰胺，這是因?yàn)槎叻肿娱g生成強(qiáng)氫鍵的緣故。這種情況下，要考慮廣義酸堿作用原則。溶劑化作用：是指溶質(zhì)和溶劑分子之間的作用力大于溶質(zhì)分子之間的作用力，以致使溶質(zhì)分子彼此分離而溶解于溶劑中。凝膠的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)凝膠：溶脹的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子，在高聚物分子間相互連接，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空隙中填充了液體介質(zhì)的分散體系。水凝膠：液體介質(zhì)為水，由水溶性或親水性高聚物組成。吸水性強(qiáng)，保水性能強(qiáng),一般壓力難以將水排除。凝膠的分類(lèi)A、依照交聯(lián)鍵性質(zhì)分類(lèi)化學(xué)凝膠：大分子經(jīng)單體聚合或化學(xué)交聯(lián)通過(guò)共價(jià)鍵連接。不溶不熔，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不可逆凝膠物理凝膠：大分子間通過(guò)氫鍵或范德華力相互連接。外界條件改變，物理鏈破壞，凝膠重新形成鏈狀分子溶解在溶劑中成為溶液，可逆凝膠B、依照凝膠含液量分類(lèi)凍膠（Jelly）：含液量90％以上，網(wǎng)絡(luò)中溶劑不能自由流動(dòng)，呈現(xiàn)彈性半固體狀態(tài)如瓊脂凍膠（99.8%）凍膠脫水（液）可轉(zhuǎn)換為干凝膠。干凝膠(xerogel)：含液量15％以下，吸收液體膨脹變?yōu)閮瞿z水凝膠的性質(zhì)：觸變性、溶脹性、環(huán)境敏感性、粘附性溶脹性：凝膠吸收液體后自身體積明顯增大的現(xiàn)象。階段一：溶劑分子鉆入凝膠中形成溶劑化層。階段二：液體分子繼續(xù)滲透，凝膠體積大大增加。溶脹度：一定溫度下，單位質(zhì)量或體積的凝膠所能吸收液體的極限量。環(huán)境敏感性定義：對(duì)溫度或環(huán)境因素的變化刺激有明確或顯著應(yīng)答的凝膠。黏附性黏附或稱(chēng)黏著或黏接，一般指的是同種或兩種不同的物體表面相黏接的現(xiàn)象。在現(xiàn)代新型的藥物制劑中，為了通過(guò)黏附作用達(dá)到長(zhǎng)效、緩釋和靶向給藥的目的，往往使用聚合物水凝膠，以達(dá)到在生物體上黏附的目的。平均分子量測(cè)定方法化學(xué)法：端基分析法。熱力學(xué)法：利用稀溶液的依數(shù)性—溶液的某些性質(zhì)的變化與溶質(zhì)的分子數(shù)目成正比關(guān)系。膜滲透壓法、蒸氣壓法、沸點(diǎn)升高法和冰點(diǎn)下降法等。動(dòng)力學(xué)法：粘度法、超速離心沉降法。光學(xué)法：光散射法。凝膠滲透色譜法（GPC法），該方法通過(guò)測(cè)定聚合物分子量分布求得平均分子量。膠束作為藥物載體的優(yōu)點(diǎn)：增溶難溶藥物提高生物利用度EPR效應(yīng)親水外殼的合理設(shè)計(jì)可具有長(zhǎng)循環(huán)作用靶向性可以大量制備。小分子表面活性劑膠束的缺點(diǎn)在水性環(huán)境中熱力學(xué)不夠穩(wěn)定，稀釋后容易解聚，膠束在體內(nèi)血液環(huán)境中不穩(wěn)定，如在靜注后受血容量的影響會(huì)解締合。尋找一類(lèi)在低CMC值能形成更穩(wěn)定膠束的新的表面活性劑分子十分必要。Cmc（臨界膠束濃度）：膠束開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)的兩親性分子單體濃度。(高分子的膠束濃度成為cac)聚合物膠束的材料一般用嵌段聚合物，通常用線形嵌斷共聚物，其親水區(qū)的材料主要是聚乙二醇（PEG）、聚氧乙烯（PEO）或聚乙烯吡咯烷酮（PVP），構(gòu)成疏水區(qū)的材料主要是聚氧丙烯、聚苯乙烯、聚氨基酸、聚乳酸、精胺、短鏈磷脂等。這兩類(lèi)材料可以構(gòu)成各種二嵌斷（AB）或三嵌斷（BAB）兩親性共聚物。由于合成時(shí)可以控制親水段和疏水段的長(zhǎng)度及其摩爾比，可以制得不同分子量和不同親水疏水平衡的共聚物。要能形成比較穩(wěn)定的膠束，PEG段的分子量通常在1000~15000范圍，而疏水段的分子量與此相當(dāng)或稍小。文獻(xiàn)中也有用兩個(gè)親水聚合物共聚，再在其中之一接上疏水藥物（如紫杉醇、順鉑或疏水的診斷試劑等）形成疏水核芯。聚合物膠束形態(tài)兩親性嵌段AB型共聚物：當(dāng)親水嵌段長(zhǎng)度>疏水嵌段時(shí)，形成球狀膠束：疏水鏈段組成烴核，親水鏈段包裹在外圍形成冠狀膠束表面。親水段過(guò)長(zhǎng)共聚物將以單體形式存在，疏水段過(guò)長(zhǎng)將形成類(lèi)似棒狀或片狀的非膠束形態(tài)。聚合物膠束的制備方法分直接溶解法和透析法兩種。水溶性較好的材料（如pluronics類(lèi)）可直接溶解于水（可加熱溶解），濃度超過(guò)溶解度后即可形成透明的聚合物膠束溶液。水溶性差的材料必須同時(shí)使用有機(jī)溶劑，先在有機(jī)溶劑（或含水的混合溶劑）中溶解，再透析除去有機(jī)溶劑，可制得聚合物膠束。載藥聚合物膠束制備方法與聚合物膠束類(lèi)似，有的很簡(jiǎn)單，將材料（如表面活性劑）先在水中溶解、分散，再加入疏水性藥物的適當(dāng)溶液攪拌即成。此外有以下方法。（一）物理包裹法1.自組裝溶劑蒸發(fā)法將材料與藥物溶于有機(jī)溶劑中，再逐漸加到攪拌的水中，形成聚合物膠束后，加熱將有機(jī)溶劑蒸發(fā)除去，即得。2.透析法將兩親性聚合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亞砜（DMSO）或N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，溶解后加入難溶于水的被載藥物，攪拌過(guò)夜，再將混合溶液置透析袋中，用水透析59h，透析后冷凍干燥即得。如用兩親性嵌斷共聚物聚乙二醇-聚谷氨酸芐酯作材料，同藥物萘普生一起溶于DMF（或THF）中，60℃保溫，轉(zhuǎn)至透析袋中用水透析，定時(shí)換水后，將被透析液離心，上清液0.45m微孔過(guò)濾，即得萘普生膠束，粒徑35~245nm，其中較大者外殼厚度約20nm。共聚物中疏水段愈長(zhǎng)者粒徑愈大（同時(shí)對(duì)萘普生增溶的效果亦愈大），用THF作溶劑者粒徑遠(yuǎn)小于用DMF者，共聚物/溶劑比愈大者粒徑也愈大。3.乳化-溶劑揮發(fā)法將難溶藥物溶于有機(jī)溶劑，同時(shí)將聚合物以合適方法制成澄清的聚合物膠束水溶液，再在劇烈攪拌下將有機(jī)溶液倒入聚合物膠束溶液中，形成O/W型乳狀液，繼續(xù)攪拌使有機(jī)溶劑揮發(fā)，濾去游離的藥物及其它小分子后，冷凍干燥即得。此法所得的聚合物膠束載藥量比透析法略高。（二）化學(xué)結(jié)合法利用藥物與聚合物疏水鏈上的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將藥物共價(jià)結(jié)合在聚合物上，所制得載藥聚合物膠束，可有效避免腎排泄及網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吸收，提高生物利用度。但本法需要有能夠反應(yīng)的活性基團(tuán)，應(yīng)用上受到限制。?力學(xué)行為：施加一個(gè)外力在材料上，材料所發(fā)生的形變（響應(yīng)）。?內(nèi)力、應(yīng)力（σ）：材料為反抗外力，力求使自己保持原狀而產(chǎn)生的一種與外力相平衡的力，是內(nèi)力。與外力大小相等，方向相反，單位面積上的這種平衡力為應(yīng)力。?形變：材料的變形值。?應(yīng)變（ε）：在應(yīng)力作用下，單位長(zhǎng)度（面積、體積）所發(fā)生的形變。?彈性模量：簡(jiǎn)稱(chēng)模量。是引起單位應(yīng)變所需的應(yīng)力。是材料剛硬度的一種表示。用E表示。E=σ/ε圖中注意的點(diǎn)有：A：彈性極限Y：屈服點(diǎn)曲伏強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度應(yīng)力松弛：在恒溫下保持一定的恒定應(yīng)變時(shí)，材料的應(yīng)力隨實(shí)踐而逐漸減小的力學(xué)現(xiàn)象。其影響因素主要有：影響應(yīng)力松弛的主要因素有溫度和交聯(lián)溫度：溫度對(duì)應(yīng)力松弛的影響較大。T≥Tg時(shí)，鏈運(yùn)動(dòng)受到內(nèi)摩擦力很小，應(yīng)力很快松弛掉。T≤Tg時(shí)，如常溫下塑料，雖然鏈段受到很大應(yīng)力，但由于內(nèi)摩擦力很大，鏈運(yùn)動(dòng)能力較弱，應(yīng)力松弛很慢，幾乎不易察覺(jué)，只有Tg附近幾十度范圍內(nèi)，應(yīng)力松弛現(xiàn)象才較明顯。交聯(lián)：橡膠交聯(lián)后，應(yīng)力松弛大大地被抑制，而且應(yīng)力一般不會(huì)降低到零。其原因：由于交聯(lián)的存在，分子鏈間不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，高聚物不能產(chǎn)生塑性形變。和蠕變一樣，交聯(lián)是克服應(yīng)力松弛的重要措施。牛頓流體：一般為低分子的純液體或稀溶液非牛頓流體：乳劑、混懸劑、高分子溶液、膠體溶液、軟膏塑性液體：乳劑、混懸劑、單糖漿、涂劑假塑性流體：某些親水性鏈狀高分子溶液及微粒分散體系處于絮凝狀態(tài)的液體。第五章天然藥用高分子材料的分類(lèi)1化學(xué)組成：多糖類(lèi)和蛋白質(zhì)類(lèi)等2原料來(lái)源：淀粉、纖維素、甲殼素、膠原蛋白及其衍生物3加工制備：天然、生物發(fā)酵酶催化、衍生物淀粉糊化定義：直－支不分離，過(guò)量水，60－80℃，顆?？赡嫖蛎洠聊骋粶囟葧r(shí)，整個(gè)顆粒突然大量膨化、破裂，晶體結(jié)構(gòu)消失，變成粘稠的糊，停止攪拌立即下沉本質(zhì)：水分子進(jìn)入淀粉粒中，結(jié)晶相和無(wú)定形相的淀粉分子之間的氫鍵斷裂，破壞了締合狀態(tài)，分散在水中成為親水性膠體。直鏈淀粉比例大，糊化困難.淀粉回生(老化、凝沉—β淀粉0-4℃)定義：淀粉糊或稀溶液在低溫靜置一定時(shí)間，變成不透明的凝膠或析出沉淀本質(zhì)：溫度降低，糊化淀粉分子運(yùn)動(dòng)速度減慢，直－支平行排列，互相靠攏－氫鍵－混合三維網(wǎng)狀微晶束，與水親和力降低低濃度－沉淀高濃度－氫鍵作用，分子自動(dòng)排序－致密三維網(wǎng)狀凝膠體預(yù)膠化淀粉是用化學(xué)法或機(jī)械法將淀粉顆粒部分或全部破裂，使淀粉具有流動(dòng)性及直接可壓性。預(yù)膠化淀粉為改性淀粉，系白色或類(lèi)白色適當(dāng)粗到細(xì)的粉末，無(wú)臭、微有特殊口感，在制藥領(lǐng)域常用作口服片劑和膠囊劑的粘合劑、稀釋劑和崩解劑。淀粉比較常用的是玉米淀粉為片劑最常用的輔料。淀粉的可壓性較差，若單獨(dú)作用，會(huì)使壓出的藥片過(guò)于松散。?？蓧盒缘矸垡喾Q(chēng)為預(yù)膠化淀粉，具有良好的流動(dòng)性、可壓性、自身潤(rùn)滑性和干粘合性，并有較好的崩解作用。糊精：崩解劑崩解劑是指能使片劑在胃腸液中迅速裂碎成細(xì)小顆粒的物質(zhì)，從而使功能成分迅速溶解吸收，發(fā)揮作用。這類(lèi)物質(zhì)大都具有良好的吸水性和膨脹性，從而實(shí)現(xiàn)片劑的崩解。除了緩控釋片以及某些特殊用途的片劑以外，一般的片劑中都應(yīng)加有崩解劑。淀粉崩解劑崩解劑是使片劑在胃腸液中迅速裂碎成細(xì)小顆粒的物質(zhì)，除了緩(控)釋片以及某些特殊用途的片劑以外，一般的片劑中都應(yīng)加入崩解劑。由于它們具有很強(qiáng)的吸水膨脹性，能夠瓦解片劑的結(jié)合力，使片劑從一個(gè)整體的片狀物裂碎成許多細(xì)小的顆粒，實(shí)現(xiàn)片劑的崩解，所以十分有利于片劑中主藥的溶解和吸收。干淀粉是一種最為經(jīng)典的崩解劑，含水量在8%以下，吸水性較強(qiáng)且有一定的膨脹性，較適用于水不溶性或微溶性藥物的片劑，但對(duì)易溶性藥物的崩解作用較差，這是因?yàn)橐兹苄运幬镉鏊芙猱a(chǎn)生濃度差，使片劑外面的水不易通過(guò)溶液層面透入到片劑的內(nèi)部，阻礙了片劑內(nèi)部淀粉的吸水膨脹。在生產(chǎn)中，一般采用外加法、內(nèi)加法或“內(nèi)外加法”來(lái)達(dá)到預(yù)期的崩解效果。淀粉作為片劑崩解劑的缺點(diǎn)：首先，淀粉的可壓性不好，用量多時(shí)，可影響片劑的硬度。其次，淀粉的流動(dòng)性不好，外加淀粉過(guò)多會(huì)影響顆粒的流動(dòng)性。纖維素纖維的潤(rùn)脹1.潤(rùn)脹的概念固體吸收潤(rùn)脹劑后，其體積變大但不失其表觀均勻性，分子間的內(nèi)聚力減少，固體變軟，此種現(xiàn)象稱(chēng)為潤(rùn)脹。2.潤(rùn)脹的分類(lèi)纖維素纖維的潤(rùn)脹可分為：有限潤(rùn)脹和無(wú)限潤(rùn)脹。有限潤(rùn)脹又分為：結(jié)晶區(qū)間的潤(rùn)脹和結(jié)晶區(qū)內(nèi)的潤(rùn)脹。有限潤(rùn)脹：纖維素吸收潤(rùn)脹劑的量有一定限度，其潤(rùn)脹的程度亦有限度稱(chēng)為有限潤(rùn)脹。結(jié)晶區(qū)間的潤(rùn)脹：是指潤(rùn)脹劑只到達(dá)無(wú)定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)的表面，纖維素的X-射線圖不發(fā)生變化。結(jié)晶區(qū)內(nèi)的潤(rùn)脹：潤(rùn)脹劑占領(lǐng)了整個(gè)無(wú)定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)，并形成潤(rùn)脹化合物，產(chǎn)生新的結(jié)晶格子，此時(shí)纖維素原來(lái)的X-射線圖消失了，出現(xiàn)了新的X-射線圖。多余的潤(rùn)脹劑不能進(jìn)入新的結(jié)晶格子中，只能發(fā)生有限潤(rùn)脹。無(wú)限潤(rùn)脹：潤(rùn)