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高分子

高分子介绍资料

 

一、什么是高分子?

高分子化合物简称高分子,又叫大分子,一般指相对分子质量高达几千到几百万的化合物,绝大多数高分子化合物是许多相对分子质量不同的同系物的混合物,因此高分子化合物的相对分子质量是平均相对分子量。高分子化合物是由千百个原子以共价键相互连接而成的,虽然它们的相对分子质量很大,但都是以简单的结构单元和重复的方式连接的

高分子化合物(又称高聚物)的分子比低分子有机化合物的分子大得多。一般有机化合物的相对分子质量不超过1000,而高分子化合物的相对分子质量可高达104106。由于高分子化合物的相对分子质量很大,所以在物理、化学和力学性能上与低分子化合物有很大差异。高分子化合物的相对分子质量虽然很大,但组成并不复杂,它们的分子往往都是由特定的结构单元通过共价键多次重复连接而成。同一种高分子化合物的分子链所含的链节数并不相同,所以高分子化合物实质上是由许多链节结构相同。而聚合度不同的化合物所组成的混合物,其相对分子质量与聚合度都是平均值。

高分子化合物几乎无挥发性,常温下常以固态或液态存在。固态高聚物按其结构形态可分为晶态非晶态。前者分子排列规整有序;而后者分子排列无规则。同一种高分子化合物可以兼具晶态非晶态两种结构。大多数的合成树脂都是非晶态结构。组成高分子链的原子之间是以共价键相结合的,高分子链一般具有链型和体型两种不同的形状

当今世界上作为材料使用的大量高分子化合物,是以煤、石油、天然气等为起始原料制得低分子有机化合物,再经聚合反应而制成的。这些低分子化合物称为单体,由它们经聚合反应而生成的高分子化合物又称为高聚物。通常将聚合反应分为加成聚合和缩合聚合两类,简称加聚和缩聚

二、高分子的粒度

1.粒度对高分子质量的影响:

由于高分子化合物是对分子质量较高的化合物构成的材料,因此在构成过程中一定要保证分子的纯度和质量,并设法去除杂质颗粒,若杂质颗粒太多,所生产的高分子材料必然不合格

如超声微泡造影剂:目前临床所用超声造影剂均为内含气体的微气泡,其气体可为二氧化碳、氧气或大分子惰性气体(多为氟烷气体);其成膜材料有磷脂类化合物、白蛋白、糖类、非离子表面活性剂或可生物降解的高分子多聚物等。高分子多聚物为成膜材料内含氟烷气体的微泡具有直径小、分布均匀、半衰期长等优点。若微泡过大(微米级),则无法调节非线性声学散射以优化微泡的显像分辨率、靶向性不高、微泡在体内的半衰期短以及不能通过淋巴管导致无法检测其中的炎症反应过程等。

如聚合物胶束:一般是由两亲性嵌段聚合物在水溶液中自组装成的、具有核-壳结构的纳米粒子,粒径一般小于100nm,由亲水性的外壳核疏水性的内核组成。疏水性内核可以用作微药库,化疗药物可通过化学键合或者物理包埋的方式结合到内核中。其中,颗粒的表观形貌及粒径大小分布均会影响药物的溶解性,生物体相容性和被细胞摄取的能力,进而决定载体的体内分布情况。

2.高分子粒度的检测方法

1)显微镜法—

在电子显微镜或光学显微镜下观测粒子,通过检测等效投影面积直径,即与实际检测颗粒投影面积相同的球形颗粒的直径,在对数坐标下,分析样品中单粒子的数量与大小的关系来确定分数维数,常用的检测方法包括原子力显微镜和激光共聚焦显微镜。

2)散射法—

散射法通常包括光散射、中子散射和X射线散射。光散射法适用粒子尺寸约从50nm到几个μmX射线及中子散射法适用的粒子尺寸通常小于20nm。比较常用的包括静态光散射法(SLS法)、动态光散射法(DLS法)和扩散波谱法等。

3)光阻法—

光阻法在测量粒子数目上具有独特优势。当一定微粒的液体流经一狭长检测区时,与检测区垂直的入射光被微粒所阻挡,产生一定程度的遮光现象,从而投影在光电接收器件上的透射光强度会有所减弱,传感器输出的脉冲信号大小与阻挡微粒的截面积成正比,不同截面积的粒子产生不同的输出信号.经计算机进行数据处理后,给出所测粒径的分布结果。

三、高分子的应用

高分子的应用极为广泛,遍及人们的衣、食、住、行,国民经济各部门和尖端技术。功能高分子的问世,使合成高分子的应用发展到更精细、更高级的水平,不仅对促进工农业生产和尖端技术,而且对探索生命的奥秘、攻克癌症和治疗遗传性疾病都起着重要推动作用。据推算,21世纪地球上人口将超过100亿,届时粮食、能源、环境、资源等将成为使人类社会更感困扰的问题。对此,高分子科学将发挥重要作用。如利用高分子调整水分的蒸发和散失以改良土壤、绿化沙漠、扩大耕地、控制生态体系,促进粮食增产;制取高转化率的光电池,用以分解水制氢和氧,用作燃料电池和化工原料;开发新型高分子催化剂,利用空气中氮在常温常压下合成氨等。治理现代社会的环境污染同样离不开高分子的应用。

四、粒度检测解决方案

美国PSS可以提供高分子粒度检测问题的最优化方案,从整体粒径分布到大颗粒浓度计数全套检测方案一步到位。

测试平均粒径分布的仪器型号有:

Nicomp 380 N3000 Z3000

测试大颗粒浓度的仪器型号有:

AccuSizer 780 A7000 ADAccuSizer 780 A2000 SISAccusizer A9000 FXNano

详情如下:

(1)    粒径分布—Nicomp 380 Z3000

 

图片.png

如图,Z3000检测其平均粒径分布为0.875umPI0.256PI较大可以看到该样品的粒径分布较宽;

(2)           
颗粒计数—Accusizer 780 A9000 FXNano

 

图片.png


将该样品用FX Nano进行检测,可发现结果与Z3000相对应,粒径分布在0.2μm-2μm之间,浓度高达1011#/ml。其中,单颗粒光学传感技术(SPOS)的光阻法拥有512数据通道(超高分辨率),32个自定义数据通道及Focused Beam技术,均能够给研发者提供很好的帮助。