丙烯酸樹脂歷史
① 塗料的發展都經過了哪些歷程
人類生產和使用塗料已有悠久的歷史。一般可分為天然成膜物質的使用、塗料工業的形成和合成樹脂塗料的生產三個發展階段。西班牙阿米塔米拉洞窟的繪畫、法國拉斯科洞穴的岩壁繪畫和中國仰韶文化時期殘陶片上的漆繪花紋等大量考古資料證實,公元前5000年新石器時代,人們就使用野獸的油脂、草類和樹木的汁液以及天然顏料等配製原始塗飾物質,用羽毛、樹枝等進行繪畫。
天然成膜物質的使用 中國是世界上使用天然成膜物質塗料——大漆最早的國家,這從河北藁城縣台西村商代(約公元前17~約前11世紀)遺址中發現的一些漆器殘片可以證實。春秋時代(公元前770~前476)就掌握了熬煉桐油制塗料的技術。戰國時代(公元前 475~前 221)能用桐油和大漆製造復配塗料。公元前的巴比倫已使用瀝青作為木船的防腐塗料,希臘人掌握了蜂蠟塗飾技術。長沙馬王堆出土漢墓的漆棺和漆器,做工細致,漆膜堅韌,保護性能良好,說明中國在公元前2世紀的漢初時大漆的使用技術已成熟。以後,此項技術陸續傳入朝鮮、日本及東南亞各國,並得到發展。公元初年,埃及已採用阿拉伯樹膠製作塗料。到了明代(1368~1644),中國漆器技術達到高峰。明隆慶年間的黃成(又名黃大成)所著的《髹飾錄》系統地總結了大漆的使用經驗。17世紀以後,中國的漆器技術和印度的蟲膠(紫膠)塗料逐漸傳入歐洲。
塗料工業的形成 18世紀是塗料生產開始形成工業體系的時期。亞麻仁油熟油的大量生產和應用,促使清漆和色漆的品種發展迅速。1773年,英國韋廷公司搜集出版了很多用天然樹脂和乾性油煉制清漆的配方。1790年,英國創立了第一家塗料廠。在19世紀,塗料生產開始擺脫了手工作坊的狀態,很多國家相繼建廠,如法國在1820年、 德國在1830年、 奧地利在1843年、日本在1881年都建立了塗料廠。塗料工業初期生產的色漆,一般是將顏料調入乾性油中。施工時要經過調配並稀釋到適當粘度,使用很不方便。19世紀中葉,塗料生產廠直接配製適合施工要求的塗料,即調合漆。從此,塗料配製和生產技術才完全掌握在塗料廠中,推動了大規模生產的發展。第一次世界大戰期間,中國塗料工業開始萌芽,1915年開辦的上海開林顏料油漆廠是中國第一個塗料生產廠。
合成樹脂塗料時期 19世紀中期,隨著合成樹脂的出現,塗料成膜物質發生了根本的變革,形成了合成樹脂塗料時期。
起點 1855年,英國人A.帕克斯取得了用硝酸纖維素(硝化棉)製造塗料的專利權,建立了第一個生產合成樹脂塗料的工廠。1909年,美國化學家L.H.貝克蘭試製成功醇溶酚醛樹脂。隨後,德國人K.阿爾貝特研究成功松香改性的油溶性酚醛樹脂塗料。第一次世界大戰後,為了打開過剩的硝酸纖維素的銷路,適應汽車生產發展的需要,找到了醋酸丁酯、醋酸乙酯等良好溶劑,開發了空氣噴塗的施工方法。1925年硝酸纖維素塗料的生產達到高潮。與此同時,酚醛樹脂塗料也廣泛應用於木器傢具行業。在色漆生產中,輪碾機被逐步淘汰,球磨機、三輥機等機械研磨設備在塗料工業中推廣應用。
突破 1927年,美國通用電氣公司的R.H.基恩爾突破了植物油醇解技術,發明了用乾性油脂肪酸制備醇酸樹脂的工藝,醇酸樹脂塗料迅速發展為塗料品種的主流,擺脫了以乾性油和天然樹脂混合煉制塗料的傳統方法,開創了塗料工業的新紀元。到1940年,三聚氰胺-甲醛樹脂與醇酸樹脂配合制漆,進一步擴大了醇酸樹脂塗料的應用范圍,發展成為裝飾性塗料的主要品種,廣泛用於工業塗裝。
大發展年代 第二次世界大戰結束後,合成樹脂塗料品種發展很快。美、英、荷(殼牌公司)、瑞士(汽巴公司)在40年代後期首先生產環氧樹脂,為發展新型防腐蝕塗料和工業底漆提供了新的原料。50年代初,性能廣泛的聚氨酯塗料在聯邦德國法本拜耳公司投入工業化生產。1950年,美國杜邦公司開發了丙烯酸樹脂塗料,逐漸成為汽車塗料的主要品種,並擴展到輕工、建築等部門。第二次世界大戰後,丁苯膠乳過剩,美國積極研究用丁苯膠乳制水乳膠塗料。20世紀50~60年代,又開發了聚醋酸乙烯酯膠乳和丙烯酸酯膠乳塗料,這些都是建築塗料的最大品種。1952年聯邦德國克納薩克·格里賽恩公司發明了乙烯類樹脂熱塑粉末塗料。殼牌化學公司開發了環氧粉末塗料。美國福特汽車公司1961年開發了電沉積塗料,並實現工業化生產。此外,1968年聯邦德國法本拜耳公司首先在市場出售光固化木器漆。乳膠塗料、水溶性塗料、粉末塗料和光固化塗料,使塗料產品中的有機溶劑用量大幅度下降,甚至不使用有機溶劑,開辟了低污染塗料的新領域。隨著電子技術和航天技術的發展,以有機硅樹脂為主的元素有機樹脂塗料,在50~60年代發展迅速,在耐高溫塗料領域占據重要地位。這一時期開發並實現工業化生產的還有雜環樹脂塗料、橡膠類塗料、乙烯基樹脂塗料、聚酯塗料、無機高分子塗料等品種。
隨著合成樹脂塗料的發展,逐步採用了大型的樹脂反應釜(見釜式反應器),研磨工序逐步採用高效的研磨設備,如高速分散機和砂磨機得到推廣使用,取代了40~50年代的三輥磨。
為配合合成樹脂塗料的推廣應用,塗裝技術也發生了根本性變化。20世紀50年代,高壓無空氣噴塗在造船工業和鋼鐵橋梁建築中推廣,大大提高了塗裝的工作效率。靜電噴塗是60年代發展起來的,它適用於大規模流水線塗裝,促進了粉末塗料的進一步推廣。電沉積塗裝技術是60年代適應於水溶性塗料的出現而發展的,尤其在超過濾技術解決了電沉積塗裝的廢水問題後,進一步擴大了應用領域。
新階段 1973年以來,由於石油危機的沖擊,塗料工業向節省資源、能源,減少污染、有利於生態平衡和提高經濟效益的方向發展。高固體塗料、水型塗料和粉末塗料的開發,低能耗固化品種如輻射固化塗料的開發,是其具體表現。1976年,美國匹茲堡平板玻璃工業公司研製的新型電沉積塗料——陰極電沉積塗料,提高了汽車車身的防腐蝕能力,得到迅速推廣。70年代開發了有機-無機聚合物乳液,應用於建築塗料等領域。功能性塗料(見塗料)成為70年代塗料工業的研究課題,並推出了一系列新品種。80年代各種建築塗料發展很快。電子計算機已在塗料生產和測試、管理中使用。機器人(機械手)已廣泛應用於特殊場合或危險場合代替人工進行塗裝。這一階段有如下特點:①以現代的科學理論為指導,有目的地進行研究開發工作,加快了發展的進程,例如:現代化學的理論應用在塗料工業中,塗料助劑得到廣泛推廣使用,從而使塗料工業的產品性能和生產效率都有了大幅度提高。②利用共聚、改性和混合方法,使具備特色的合成樹脂品種日益增多,提高了塗料的性能,且使功能性塗料品種日益增多。③對塗料質量的測試,已從測定表面現象轉向測定塗料內在質量的趨勢,例如更加重視測定合成樹脂的分子量與分子量分布以了解合成樹脂的質量,用掃描電鏡觀察塗膜的微觀結構等指導產品的生產。
② 塗料的發展史
塗料的發展經歷了天然成膜物質塗料的使用、塗料工業的形成和合成樹脂塗料的生產三個歷史發展階段。
塗料的第一個發展階段是天然成膜物質塗料的使用。中國是世界上使用天然成膜物質塗料──大漆的國家。大漆就是常說的生漆,是在一種漆樹上割取它的漆液,用油紙密封保存使用。
大漆屬於天然漆,可是有很多人接觸到大漆會皮膚過敏,不過敏的人很少,甚至有的人聞到大漆的味道也會起疹子。而且大漆對塗刷技術要求也很高,所以現在大漆不常見了。
第二個階段是塗料工業的形成階段。在這個時期亞麻油、熟油的大量生產和應用,促使清漆和色漆的品種發展迅速。塗料工業初期生產的色漆,一般是將顏料調入乾性油中。施工時要經過調配並稀釋到適當粘度,使用很不方便。後來,塗料生產廠直接配製適合施工要求的塗料,即調合漆。
在九十年代以前大多數的漆都是調合漆,缺點是味大,而且乾燥慢;優點是耐候性好,施工容易。調合漆的污染主要是由於要使用溶劑,而溶劑中含有VOC、甲苯,二甲苯,重金屬等污染物。
隨著科學技術不斷進步,不斷涌現出各種合成樹脂,塗料生產發展到了一個嶄新的歷史時期,即合成成膜物質時期。現在塗料有成千個品牌,其中還有一些特殊作用的塗料,如防火塗料,防核輻射塗料、防紅外線偽裝塗料等,可以說應有盡有。
現在塗料正步向一個新的階段,塗料業向節省資源、能源,環保、有利於生態平衡的方向發展。像水性塗料,特殊功能塗料的出現就是最好的證明。
③ 化學工業發展史上值得驕傲的事
自有史以來,化學工業一直是同發展生產力、保障人類社會生活必需品和應付戰爭等過程密不可分的。為了滿足這些方面的需要,它最初是對天然物質進行簡單加工以生產化學品,後來是進行深度加工和仿製,以至創造出自然界根本沒有的產品。它對於歷史上的產業革命和當代的新技術革命等起著重要作用,足以顯示出其在國民經濟中的重要地位。
古代的化學加工化學加工在形成工業之前的歷史,可以從18世紀中葉追溯到遠古時期,從那時起人類就能運用化學加工方法製作一些生活必需品,如制陶、釀造、染色、冶煉、制漆、造紙以及製造醫葯、火葯和肥皂。
在中國新石器時代的洞穴中就有了殘陶片。公元前50世紀左右仰韶文化時,已有紅陶、灰陶、黑陶、彩陶等出現(見彩圖)。在中國浙江河姆渡出土文物中,有同一時期的木胎碗,外塗朱紅色生漆。商代(公元前17~前11世紀)遺址中有漆器破片。戰國時代(公元前475~前221)漆器工藝已十分精美。公元前20世紀,夏禹以酒為飲料並用於祭祀。公元前25世紀,埃及用染色物包裹干屍。在公元前21世紀,中國已進入青銅時代,公元前5世紀,進入鐵器時代,用冶煉之銅、鐵製作武器、耕具、炊具、餐具、樂器、貨幣等。鹽,早供食用,在公元前11世紀,周朝已設有掌鹽政之官。公元前7~前6世紀,腓尼基人用山羊脂和草木灰製成肥皂。公元1世紀中國東漢時,造紙工藝已相當完善。化學工業發展史
化學工業發展史
化學工業發展史
化學工業發展史
化學工業發展史
公元前後,中國和歐洲進入煉丹術、煉金術時期。中國由於煉制長生不老葯,而對醫葯進行研究。於秦漢時期完成的最早的葯物專著《神農本草經》,載錄了動、植、礦物葯品365種。16世紀,李時珍的《本草綱目》總結了以前葯物之大成,具有很高的學術水平。此外,7~9世紀已有關於黑火葯三種成分混煉法的記載,並且在宋初時火葯已作為軍用。歐洲自3世紀起迷信煉金術,直至15世紀才由煉金術漸轉為制葯,史稱15~17世紀為制葯時期。在制葯研究中為了配製葯物,在實驗室製得了一些化學品如硫酸、硝酸、鹽酸和有機酸。雖未形成工業,但它導致化學品制備方法的發展,為18世紀中葉化學工業的建立,准備了條件。
早期的化學工業從18世紀中葉至20世紀初是化學工業的初級階段。在這一階段無機化工已初具規模,有機化工正在形成,高分子化工處於萌芽時期。
無機化工第一個典型的化工廠是在18世紀40年代於英國建立的鉛室法硫酸廠。先以硫磺為原料,後以黃鐵礦為原料,產品主要用以制硝酸、鹽酸及葯物,當時產量不大。在產業革命時期,紡織工業發展迅速。它和玻璃、肥皂等工業都大量用鹼,而植物鹼和天然鹼供不應求。1791年N.呂布蘭在法國科學院懸賞之下,獲取專利,以食鹽為原料建廠,製得純鹼,並且帶動硫酸(原料之一)工業的發展;生產中產生的氯化氫用以制鹽酸、氯氣、漂白粉等為產業界所急需的物質,純鹼又可苛化為燒鹼,把原料和副產品都充分利用起來,這是當時化工企業的創舉;用於吸收氯化氫的填充裝置,煅燒原料和半成品的旋轉爐,以及濃縮、結晶、過濾等用的設備,逐漸運用於其他化工企業,為化工單元操作打下了基礎。呂布蘭法於20世紀初逐步被索爾維法(見純鹼)取代。19世紀末葉出現電解食鹽的氯鹼工業。這樣,整個化學工業的基礎──酸、鹼的生產已初具規模。
有機化工紡織工業發展起來以後,天然染料便不能滿足需要;隨著鋼鐵工業、煉焦工業的發展,副產的煤焦油需要利用。化學家們以有機化學的成就把煤焦油分離為苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、菲等芳烴。1856年,英國人W.H.珀金由苯胺合成苯胺紫染料,後經過剖析確定天然茜素的結構為二羥基蒽醌,便以煤焦油中的蒽為原料,經過氧化、取代、水解、重排等反應,仿製了與天然茜素完全相同的產物。同樣,制葯工業、香料工業也相繼合成與天然產物相同的化學品,品種日益增多。1867年,瑞典人A.B.諾貝爾發明代那邁特炸葯(見工業炸葯),大量用於採掘和軍工。
當時有機化學品生產還有另一支柱,即乙炔化工。於1895年建立以煤與石灰石為原料,用電熱法生產電石(即碳化鈣)的第一個工廠,電石再經水解發生乙炔,以此為起點生產乙醛、醋酸等一系列基本有機原料。20世紀中葉石油化工發展後,電石耗能太高,大部分原有乙炔系列產品,改由乙烯為原料進行生產。
高分子材料天然橡膠受熱發粘,受冷變硬。1839年美國C.固特異用硫磺及橡膠助劑加熱天然橡膠,使其交聯成彈性體,應用於輪胎及其他橡膠製品,用途甚廣,這是高分子化工的萌芽時期。1869年,美國J.W.海厄特用樟腦增塑硝酸纖維素製成賽璐珞塑料,很有使用價值。1891年H.B.夏爾多內在法國貝桑松建成第一個硝酸纖維素人造絲廠。1909年,美國L.H.貝克蘭製成酚醛樹脂,俗稱電木粉,為第一個熱固性樹脂,廣泛用於電器絕緣材料。
這些萌芽產品,在品種、產量、質量等方面都遠不能滿足社會的要求。所以,上述基礎有機化學品的生產和高分子材料生產,在建立起石油化工以後,都獲得很大發展。
化學工業的大發展時期從20世紀初至戰後的60~70年代,這是化學工業真正成為大規模生產的主要階段,一些主要領域都是在這一時期形成的。合成氨和石油化工得到了發展,高分子化工進行了開發,精細化工逐漸興起。這個時期之初,英國G.E.戴維斯和美國的A.D.利特爾等人提出單元操作的概念,奠定了化學工程的基礎。它推動了生產技術的發展,無論是裝置規模,或產品產量都增長很快。
合成氨工業20世紀初期異軍突起,F.哈伯用物理化學的反應平衡理論,提出氮氣和氫氣直接合成氨的催化方法,以及原料氣與產品分離後,經補充再循環的設想,C.博施進一步解決了設備問題。因而使德國能在第一次世界大戰時建立第一個由氨生產硝酸的工廠,以應戰爭之需。合成氨原用焦炭為原料,40年代以後改為石油或天然氣,使化學工業與石油工業兩大部門更密切地聯系起來,合理地利用原料和能量。
石油化工1920年美國用丙烯生產異丙醇,這是大規模發展石油化工的開端。1939年美國標准油公司開發了臨氫催化重整過程,這成為芳烴的重要來源。1941年美國建成第一套以煉廠氣為原料用管式爐裂解制乙烯的裝置。在第二次世界大戰以後,由於化工產品市場不斷擴大,石油可提供大量廉價有機化工原料,同時由於化工生產技術的發展,逐步形成石油化工。甚至不產石油的地區,如西歐、日本等也以原油為原料,發展石油化工。同一原料或同一產品,各化工企業卻有不同的工藝路線或不同催化劑。由於基本有機原料及高分子材料單體都以石油化工為原料,所以人們以乙烯的產量作為衡量有機化工的標志。80年代,90%以上的有機化工產品,來自石油化工。例如氯乙烯、丙烯腈等,過去以電石乙炔為原料,這時改用氧氯化法以乙烯生產氯乙烯,用丙烯氨氧化(見氨化氧化)法以丙烯生產丙烯腈。1951年,以天然氣為原料,用蒸汽轉化法得到一氧化碳及氫,使碳一化學得到重視,目前用於生產氨、甲醇,個別地區用費托合成生產汽油。
高分子化工高分子材料在戰時用於軍事,戰後轉為民用,獲得極大的發展,成為新的材料工業。作為戰略物質的天然橡膠產於熱帶,受阻於海運,各國皆研究合成橡膠。1937年德國法本公司開發丁苯橡膠獲得成功。以後各國又陸續開發了順丁、丁基、氯丁、丁腈、異戊、乙丙等多種合成橡膠,各有不同的特性和用途。合成纖維方面,1937年美國 W.H.卡羅瑟斯成功地合成尼龍 66(見聚醯胺),用熔融法紡絲,因其有較好的強度,用作降落傘及輪胎用簾子線。以後滌綸、維尼綸、腈綸等陸續投產,也因為有石油化工為其原料保證,逐漸佔有天然纖維和人造纖維大部分市場。塑料方面,繼酚醛樹脂後,又生產了脲醛樹脂、醇酸樹脂等熱固性樹脂。30年代後,熱塑性樹脂品種不斷出現,如聚氯乙烯迄今仍為塑料中的大品種,聚苯乙烯為當時優異的絕緣材料,1939年高壓聚乙烯用於海底電纜及雷達,低壓聚乙烯、等規聚丙烯的開發成功,為民用塑料開辟廣泛的用途,這是齊格勒-納塔催化劑為高分子化工所作出的一個極大貢獻。這一時期還出現耐高溫、抗腐蝕的材料,如有機硅樹脂、氟樹脂,其中聚四氟乙烯有塑料王之稱。第二次世界大戰後,一些工程塑料也陸續用於汽車工業,還作為建築材料、包裝材料等,並逐漸成為塑料的大品種。
精細化工在染料方面,發明了活性染料,使染料與纖維以化學鍵相結合。合成纖維及其混紡織物需要新型染料,如用於滌綸的分散染料,用於腈綸的陽離子染料,用於滌棉混紡的活性分散染料。此外,還有用於激光、液晶、顯微技術等特殊染料。在農葯方面,40年代瑞士P.H.米勒發明第一個有機氯農葯滴滴涕之後,又開發一系列有機氯、有機磷殺蟲劑,後者具有胃殺、觸殺、內吸等特殊作用。嗣後則要求高效低毒或無殘毒的農葯,如仿生合成的擬除蟲菊酯類。60年代,殺菌劑、除草劑發展極快,出現了一些性能很好的品種,如吡啶類除草劑、苯並咪唑殺菌劑等。此外,還有抗生素農葯(見農用抗生素),如中國1976年研製成的井岡黴素用於抗水稻紋枯病。醫葯方面,在1910年法國P.埃爾利希製成606砷制劑(根治梅素的特效葯)後,又在結構上改進製成914,30年代的磺胺葯類化合物、甾族化合物等都是從結構上改進,發揮出特效作用。1928年,英國A.弗萊明發現青黴素,開辟了抗菌素葯物的新領域。以後研究成功治療生理上疾病的葯物,如治心血管病、精神病等的葯物,以及避孕葯。此外,還有一些專用診斷葯物問世。塗料工業擺脫天然油漆的傳統,改用合成樹脂,如醇酸樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等,以適應汽車工業等高級塗飾的需要。第二次世界大戰後,丁苯膠乳製成水性塗料,成為建築塗料的大品種。採用高壓無空氣噴塗、靜電噴塗、電泳塗裝、陰極電沉積塗裝、光固化等新技術(見塗料施工),可節省勞力和材料,並從而發展了相應的塗料品種。
現代化學工業20世紀60~70年代以來,化學工業各企業間競爭激烈,一方面由於對反應過程的深入了解,可以使一些傳統的基本化工產品的生產裝置,日趨大型化,以降低成本。與此同時,由於新技術革命的興起,對化學工業提出了新的要求,推動了化學工業的技術進步,發展了精細化工、超純物質、新型結構材料和功能材料。
規模大型化1963年,美國凱洛格公司設計建設第一套日產540t(即600sh.t)合成氨單系列裝置,是化工生產裝置大型化的標志。從70年代起,合成氨單系列生產能力已發展到日產 900~1350t,80 年代出現了日產1800~2700t合成氨的設計,其噸氨總能量消耗大幅度下降。乙烯單系列生產規模,從50年代年產50kt發展到70年代年產100~300kt,80年代初新建的乙烯裝置最大生產能力達年產 680kt。由於冶金工業提供了耐高溫的管材,因之毫秒裂解爐得以實現,從而提高了烯烴收率,降低了能耗。其他化工生產裝置如硫酸、燒鹼、基本有機原料、合成材料等均向大型化發展。這樣,減少了對環境的污染,提高了長期運行的可靠性,促進了安全、環保的預測和防護技術的迅速發展。
信息技術用化學品60年代以來,大規模集成電路和電子工業迅速發展,所需電子計算機的器件材料和信息記錄材料得到發展。60年代以後,多晶硅和單晶硅的產量以每年20%的速度增長。80年代周期表中Ⅲ~V族的二元化合物已用於電子器件。隨著半導體器件的發展,氣態源如磷化氫 (PH3)等日趨重要。在大規模集成電路制備過程中,需用多種超純氣體,其雜質含量小於1ppm,對水分及塵埃含量也有嚴格要求。大規模集成電路的另一種基材為光刻膠,其質量和穩定性直接影響其集成度和成品率。此外,對基質材料、密封材料、焊劑等也有嚴格要求。1963年,荷蘭菲利浦公司研製盒式錄音磁帶成功後,日益普及。它不僅用於音頻記錄、視頻記錄等,更重要的是用於計算器作為外存儲器及內存儲器,有磁帶、磁碟、磁鼓、磁泡、磁卡等多種類型。光導纖維為重要的信息材料,不僅用於光纖通信,且在工業上、醫療上作為內窺鏡材料。
高性能合成材料60年代已開始用聚醯胺(俗稱尼龍)、聚縮醛類(如聚甲醛)、聚碳酸酯,以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物 (ABS樹脂)等為結構材料。它們具有高強度、耐沖擊、耐磨、抗化學腐蝕、耐熱性好、電性能優良等特點,並且自重輕、易成型,廣泛用於汽車、電器、建築材料、包裝等方面。60年代以後,又出現聚碸、聚酯、聚苯醚、聚苯硫醚等。尤其是聚醯亞胺為耐高溫、耐高真空、自潤滑材料,可用於航天器。其纖維可做航天服以抗輻射。聚苯並噻唑和聚苯並咪唑為耐高溫樹脂,耐熱性高,可作燒蝕材料,用於火箭。共聚、共混和復合使結構材料改性,例如多元醇預聚物與己內醯胺經催化反應注射成型,為尼龍聚醚嵌段共聚物,具有高沖擊強度和耐熱性能,用於農業和建築機械。另一種是以纖維增強樹脂的高分子復合材料。所用樹脂主要為環氧樹脂、不飽和聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺等。所用增強材料為玻璃纖維、芳香族聚醯胺纖維或碳纖維(常用丙烯腈基或瀝青基)。這些復合材料比重輕、比強高、韌性好,特別適用於航天、航空及其他交通運輸工具的結構件,以代替金屬,節省能量。有機硅樹脂和含氟材料也發展迅速,由於它們具有突出的耐高低溫性能、優良電性能、耐老化、耐輻射,廣泛用於電子與電器工業、原子能工業和航天工業。又由於它們具有生理相容性,可作人造器官和生物醫療器材。
能源材料和節能材料50年代原子能工業開始發展,要求化工企業生產重水、吸收中子材料和傳熱材料以滿足需要。航天事業需要高能推進劑。固體推進劑由膠粘劑、增塑劑、氧化劑和添加劑所組成。液體高能燃料有液氫、煤油、偏二甲肼、無水肼等,氧化劑有液氧、發煙硝酸、四氧化二氮。這些產品都有嚴格的性能要求,已形成一個專門的生產行業。為了滿足節能和環保的要求,1960年美國試製成可以實用的醋酸纖維素膜,以淡化海水、處理工業污水,以後又擴展用於醫葯、食品工業。但這種膜易於生物降解,也易水解,使用壽命短。1970年,開發了芳香族聚醯胺反滲透膜,它能夠抗生物降解,但不能抗游離氯。1977年,改進後的反滲透復合膜用於海水淡化,每立方米淡水僅耗電23.7~28.4MJ。此外,還開發了電滲析和超過濾用膜等。聚碸中空纖維氣體分離膜,用於合成氨尾氣的氫氮分離及其他多種氣體分離。這種膜分離技術比其他工業分離方法可以節能。精細陶瓷以其硬度見長,用作切削工具。1971年,美國福特汽車公司及威斯汀豪斯電氣公司以β-氮化硅 (β-Si3N4)為燃汽透平的結構材料,運行溫度曾高達1370℃,提高功效,節省燃料,減少污染,為良好的節能材料,但經10年試驗,仍存在不少問題,尚須進一步改進。現主要用作陶瓷發動機、透平葉片、導電陶瓷、人造骨等。陶瓷的主要物系有氧化物系,如氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)等,和非氧化物系,如碳化物(SiC)、氮化物(BN)、氮化硅(Si3N4)等。80年代,為改進陶瓷的脆性,又在開發硅碳纖維增強陶瓷。
專用化學品得到進一步發展,它以很少的用量增進或賦予另一產品以特定功能,獲得很高的使用價值。例如食品和飼料添加劑,塑料和橡膠助劑,皮革、造紙、油田等專用化學品,以及膠粘劑、防氧化劑、表面活性劑、水處理劑、催化劑等。以催化劑而言,由於電子顯微鏡、電子能譜儀等現代化儀器的發展,有助於了解催化機理,因而制備成各種專用催化劑,標志催化劑進入了新階段。
④ 中國塗料發展史 如何
人類生產和使用塗料已有悠久的歷史。一般可分為天然成膜物質的使用、塗料工業的形成和合成樹脂塗料的生產三個發展階段。西班牙阿米塔米拉洞窟的繪畫、法國拉斯科洞穴的岩壁繪畫和中國仰韶文化時期殘陶片上的漆繪花紋等大量考古資料證實,公元前5000年新石器時代,人們就使用野獸的油脂、草類和樹木的汁液以及天然顏料等配製原始塗飾物質,用羽毛、樹枝等進行繪畫。
起點 1855年,英國人A.帕克斯取得了用硝酸纖維素(硝化棉)製造塗料的專利權,建立了第一個生產合成樹脂塗料的工廠。1909年,美國化學家L.H.貝克蘭試製成功醇溶酚醛樹脂。隨後,德國人K.阿爾貝特研究成功松香改性的油溶性酚醛樹脂塗料。第一次世界大戰後,為了打開過剩的硝酸纖維素的銷路,適應汽車生產發展的需要,找到了醋酸丁酯、醋酸乙酯等良好溶劑,開發了空氣噴塗的施工方法。1925年硝酸纖維素塗料的生產達到高潮。與此同時,酚醛樹脂塗料也廣泛應用於木器傢具行業。在色漆生產中,輪碾機被逐步淘汰,球磨機、三輥機等機械研磨設備在塗料工業中推廣應用。
突破 1927年,美國通用電氣公司的R.H.基恩爾突破了植物油醇解技術,發明了用乾性油脂肪酸制備醇酸樹脂的工藝,醇酸樹脂塗料迅速發展為塗料品種的主流,擺脫了以乾性油和天然樹脂混合煉制塗料的傳統方法,開創了塗料工業的新紀元。到1940年,三聚氰胺-甲醛樹脂與醇酸樹脂配合制漆,進一步擴大了醇酸樹脂塗料的應用范圍,發展成為裝飾性塗料的主要品種,廣泛用於工業塗裝。
大發展年代 第二次世界大戰結束後,合成樹脂塗料品種發展很快。美、英、荷(殼牌公司)、瑞士(汽巴公司)在40年代後期首先生產環氧樹脂,為發展新型防腐蝕塗料和工業底漆提供了新的原料。50年代初,性能廣泛的聚氨酯塗料在聯邦德國法本拜耳公司投入工業化生產。1950年,美國杜邦公司開發了丙烯酸樹脂塗料,逐漸成為汽車塗料的主要品種,並擴展到輕工、建築等部門。第二次世界大戰後,丁苯膠乳過剩,美國積極研究用丁苯膠乳制水乳膠塗料。20世紀50~60年代,又開發了聚醋酸乙烯酯膠乳和丙烯酸酯膠乳塗料,這些都是建築塗料的最大品種。1952年聯邦德國克納薩克·格里賽恩公司發明了乙烯類樹脂熱塑粉末塗料。殼牌化學公司開發了環氧粉末塗料。美國福特汽車公司1961年開發了電沉積塗料,並實現工業化生產。此外,1968年聯邦德國法本拜耳公司首先在市場出售光固化木器漆。乳膠塗料、水溶性塗料、粉末塗料和光固化塗料,使塗料產品中的有機溶劑用量大幅度下降,甚至不使用有機溶劑,開辟了低污染塗料的新領域。隨著電子技術和航天技術的發展,以有機硅樹脂為主的元素有機樹脂塗料,在50~60年代發展迅速,在耐高溫塗料領域占據重要地位。這一時期開發並實現工業化生產的還有雜環樹脂塗料、橡膠類塗料、乙烯基樹脂塗料、聚酯塗料、無機高分子塗料等品種。
隨著合成樹脂塗料的發展,逐步採用了大型的樹脂反應釜(見釜式反應器),研磨工序逐步採用高效的研磨設備,如高速分散機和砂磨機得到推廣使用,取代了40~50年代的三輥磨。
為配合合成樹脂塗料的推廣應用,塗裝技術也發生了根本性變化。20世紀50年代,高壓無空氣噴塗在造船工業和鋼鐵橋梁建築中推廣,大大提高了塗裝的工作效率。靜電噴塗是60年代發展起來的,它適用於大規模流水線塗裝,促進了粉末塗料的進一步推廣。電沉積塗裝技術是60年代適應於水溶性塗料的出現而發展的,尤其在超過濾技術解決了電沉積塗裝的廢水問題後,進一步擴大了應用領域。
新階段 1973年以來,由於石油危機的沖擊,塗料工業向節省資源、能源,減少污染、有利於生態平衡和提高經濟效益的方向發展。高固體塗料、水型塗料和粉末塗料的開發,低能耗固化品種如輻射固化塗料的開發,是其具體表現。1976年,美國匹茲堡平板玻璃工業公司研製的新型電沉積塗料──陰極電沉積塗料,提高了汽車車身的防腐蝕能力,得到迅速推廣。70年代開發了有機-無機聚合物乳液,應用於建築塗料等領域。功能性塗料(見塗料)成為70年代塗料工業的研究課題,並推出了一系列新品種。80年代各種建築塗料發展很快。電子計算機已在塗料生產和測試、管理中使用。機器人(機械手)已廣泛應用於特殊場合或危險場合代替人工進行塗裝。這一階段有如下特點:①以現代的科學理論為指導,有目的地進行研究開發工作,加快了發展的進程,例如:現代化學的理論應用在塗料工業中,塗料助劑得到廣泛推廣使用,從而使塗料工業的產品性能和生產效率都有了大幅度提高。②利用共聚、改性和混合方法,使具備特色的合成樹脂品種日益增多,提高了塗料的性能,且使功能性塗料品種日益增多。③對塗料質量的測試,已從測定表面現象轉向測定塗料內在質量的趨勢,例如更加重視測定合成樹脂的分子量與分子量分布以了解合成樹脂的質量,用掃描電鏡觀察塗膜的微觀結構等指導產品的生產。
⑤ 請詳細講述丙烯酸樹脂在葯學中的應用
葯物釋放系統的發展方向與趨勢
20世紀90年代以來,葯物劑型和制劑研究已進入葯物釋放系統(drug delivery System DDS)時代。新型葯物釋放系統已成為葯學領域的重要發展方向,第6屆葯劑學國際會議論文所佔比重基本反映了當前國際上葯劑學研究的重點,主要有:①緩釋、長效制劑;②靶向給葯制劑;③皮膚給葯制劑;④粘膜給葯制劑。
1 口服緩釋控釋給葯系統(Sustained and controlled-release drugs delivery system)這類制劑要求平穩血葯濃度到以提高病人在疾病狀態下的葯效為目標。
1.1 口服緩釋、控釋給葯的特點
1.1.1 適宜於製成緩控釋制劑的葯物范圍廣泛
(1)首過作用強的葯物中已有不少被研製成緩釋及控釋制劑;(2)一些半衰期很短或很長的葯物製成緩釋或控釋制劑;(3)頭孢類抗生素緩釋制劑、頭孢氨苄緩釋膠囊;(4)一些成癮性葯物製成緩釋制劑以適應特殊醫療應用。
1.1.2 一天一次的給葯系統:每日給葯一次的制劑,便於患者服用,在保證有效治療濃度的同時,降低葯物的毒副作用,避免耐葯性的產生。
1.1.3 流體緩釋及控釋制劑:一些緩釋微粒或微囊也可直接制備成混懸劑,緩釋乳劑是利用一些脂肪醇或脂肪酸酯等為外相,以水及水溶性高分子為內相,凝膠緩釋制劑是利用一些高分子材料粘性的特點制備的凝膠狀制劑直接服用後在胃腸液內形成粘稠液體,減慢葯物吸收速率而發揮緩釋作用。
1.1.4 復方緩釋及控釋制劑
復方緩釋及控釋制劑多數僅對其中一種葯物進行控釋,而另一葯物系以速釋組分存在制劑中,這部分葯物大多數有較長的半衰期或通常也僅需一天一次給葯。
1.2 緩控釋制劑技術
緩控釋制劑的三種類型:定時、定速、定位釋葯。緩控制劑屬於定速釋放型,常用的技術有膜控釋和骨架控釋,而高分子交換樹脂和滲透泵等技術要求高,不易推廣。便於實現工業化生產的新技術有:多層緩釋片和包衣緩釋片技術,一次擠出離心制丸工藝,葯物與高分子混溶擠出工藝,不溶性高分子固體分散技術等。
1.2.1 定速釋放技術
是指制劑以一定速率在體內釋放葯物。基本符合零級釋放動力學規律,口服後在一定的時間內能使葯物釋放和吸收速率與體內代謝速率相關,定速釋放可減少血葯濃度波動情況,增加病人服葯的順應性。藉助於改變片劑的幾何形狀來控制葯物的釋放。迭層擴散骨架片,雙凹形帶孔包衣片,環形骨架片等。
1.2.2 定位釋放技術 :位釋放可增加局部治療作用或增加特定吸收部位對葯物的吸收。在口腔或胃腸道適當部位長時間停留,並釋放一定量葯物,以達到增加局部治療作用或增加特定吸收部位對葯物的吸收。利用一些比重小於水以及具有高粘性的材料也可以使制劑在胃內滯留較長時間並定速釋葯。胃內滯留系統有,胃漂浮系統,胃內膨脹系統,生物粘附系統。小腸定位給葯系統(腸溶制劑)避免葯物在胃內降解或對胃的刺激,提高一些葯物的療效。常用的技術有,利用結腸高PH生理環境溶解適宜聚合物包衣材料,或利用結腸特殊酶或正常菌落分解特異性聚合物如α-澱粉、果膠鈣等。
1.2.3 定時釋放技術:定時釋放可根據生物時間節律特點釋放需要量葯物,使葯物發揮最佳治療效果。定時釋放又稱為脈沖釋放,即根據生物時間節律特點釋放需要量的葯物,針對某些疾病容易在特定時間發作的特點,研究在服葯後可在特定時間釋葯的制劑,如通過調節聚合物材料的溶蝕速度可在預定時間釋葯,釋葯的時間根據葯物時辰動力學研究結果確定。此外,有人研究了電控制PDDS,超聲波控制PDDS和微波輻射PDDS等。
2 靶向給葯系統 (Targeted delivery drugs system TDDS)
2.1 概況
由於葯物是在靶部位釋放,可以提高靶組織的葯理作用強度和降低全身的不良反應,載體的趨靶性和長循環是葯物載體的研究向葯物一抗體共軛,載體-抗體介導、載體物理或化學修飾、納米粒等發展以達到更高級靶向目的。對多種靶向給葯系統的靶向機制、制備方法、特性、體內分布和代謝規律等都有了較為清楚的認識。但是TDDS研究成果在生產和臨床上的應用還存在不少問題,如載葯量小的問題,穩定性差的問題,臨床給葯的制劑學問題,體內代謝動力學模型問題;TDDS的質量評價項目和標准問題,體內生理作用問題等等,這些都是脂質體、微球(囊)等膠體型靶向給葯系統需要研究解決的問題。
2.2 靶向制劑技術
靶向給葯系統有前體葯物合成和葯物載體(脂質體、單克隆抗體、紅細胞等)途徑,發展趨勢是利用脂質體、類脂質、蛋白、可生物降解高分子聚合物作為載體將葯物包封或嵌入種種類型的膠體系統。在結腸靶向給葯的制備方面是包衣法。
2.3 制劑的靶向性
靶向性是脂質體作為葯物最突出的特徵。它有天然靶向性、隔室靶向性、物理靶向性和配體專一靶向性四個類型,近年有新類型的脂質體-空間穩定脂質體(S-liposome)又稱長循環脂質體。
2.3.1 被動靶向制劑: 被動靶向制劑是將葯物固定在一定大小的顆粒載體上,通過局部毛細血管的阻留而實現定位釋放。如將抗癌葯固定在白蛋白、聚合物或磁性顆粒上可以達到在靶部位的定位釋放作用,增強治療效果。
2.3.2 主動靶向制劑: 利用抗原-抗體或受體等分子親和作用將葯物定向分布在靶組織或靶細胞內。
2.3.3 靶向作用的前體給葯:葯物通過與單克隆抗體交聯,或對葯物進行不影響療效的化學結構修飾等方法製成具有靶向作用的葯物。
2.4 腸道靶向制劑: 口服結腸定位釋葯系統(OCDDS)是通過傳遞技術口服給葯後葯物在上消化道並不釋放而到達結腸定位釋放,在人體回盲部發揮局部或全身作用的一種獨特的作用形式。
4.1 粘膜給葯的種類: 粘膜給葯有粘膜貼附劑、噴霧劑等,且有多種劑型從單層發展到多層,從緩釋給葯發展到貯庫給葯等。主要包括除胃腸道以外的口腔給葯、鼻腔給葯、直腸給葯、眼部給葯和子宮陰道給葯等。用於口腔粘膜給葯的劑型有貼片、貼膜、舌下片、舌下噴霧劑、咀嚼片等。用於鼻腔粘膜給葯的有滴鼻劑、噴霧劑、粉未制劑、微球制劑、凝膠制劑、脂質體多肽,蛋白質類葯物。用於直腸粘膜給葯的有凝膠栓、滲透泵栓、微囊雙層栓、中空栓等。用於眼部粘膜給葯的新劑型有親水凝膠劑、脂質體、納米粒劑、植入劑等。用於陰道粘膜給葯的有環劑、膜劑、栓劑、片劑、葯膏、海綿劑等。
4.2 吸收促進劑的應用: 對於口腔、眼、直腸、陰道粘膜給葯系統存在的主要問題是制劑在這些腔道內的存留時間一般較短,葯物吸收量有限。因此,研究和開發在這些腔道內具有特殊粘附作用的生物粘附材料和新型滲透促進劑是解決這些腔道內粘膜給葯系統現存問題的關鍵。
4.3 常用的粘膜給葯
4.3.1 口腔粘膜給葯,可延長制劑在胃腸道的停留時間,也可將葯物制劑定位於胃腸道的病變部位,發揮靶向釋葯局部治療作用。結腸部位疾病等要求能在結腸定位釋葯,對在胃腸道上段穩定性差或吸收利用差而在結腸吸收利用較好的葯物,可應用生物粘附作用實現結腸定位釋葯。
4.3.2 鼻腔粘膜給葯: 葯物由鼻腔毛細血管進入體循環,不經門靜脈進入肝臟,可避免肝首過作用,在胃腸液與胃腸壁膜中代謝的或首過作用的葯物尤為適用。
鼻腔中粘液纖毛將葯物從鼻甲部向鼻咽部清除,這樣大大縮短了葯物與吸附的接觸時間,影響葯物的吸收及生物利用度。鼻粘膜吸收制劑發展較快,除了一些常規制劑,如滴鼻劑、噴霧劑、一些新型給系統也在鼻粘膜給葯中得到應用,如微球緩釋、控釋制劑等。鼻粘附型的片劑、膜劑、凝膠劑研究也較多。
鼻粘膜吸收促進劑:大分子葯物鼻粘膜吸收比較困難,可通過一些吸收促進劑來增加其對鼻粘膜的穿透作用,提高其生物利用度。良好的鼻粘膜吸收促進劑應該對鼻粘膜刺激性小,促進作用強,對鼻纖毛功能影響小,無毒副作用。常用的鼻粘膜吸收促進劑有:膽鹽如牛磺膽酸鹽、甘膽酸鹽、脫氧牛磺膽酸鹽等以及牛磺二氫褐霉酸鈉、聚氧乙烯-月桂醇醚等。
4.3.3 眼粘膜給葯: 葯物通過眼部給葯而吸收進入體循環的優點,簡單、經濟、有些葯物通過眼粘膜吸收與注射給葯同樣有效,眼部給葯可以避免肝臟首過作用。眼部組織對免疫反應不敏感。適用於蛋白質類、肽類葯物。葯物通過眼部吸收仍存在許多問題,刺激性問題,葯物劑量損失,葯物在眼部的停留時間問題。眼部給葯量有限,且葯物停留時間短,容易流失,因而生物利用度低。為了提高眼角膜吸收的生物利用度,常需要使用吸收促進劑。眼吸收促進劑對刺激性方面要求較高。肽類葯物的眼粘膜給葯,給這類葯物的方便有效地進入體內帶來了新希望.眼部長效制劑的發展將使更多的葯物能夠有效地從眼粘膜吸收。如眼用膜劑,以親水性高分子材料為基質的凝膠劑等。這些劑型能有效地延長葯物與眼部的接觸時間,並能有效地控制葯物的釋放速率。
四種制劑技術和特點比較
給葯系統 葯代動力學特點常用技術 備 注
控緩釋給葯 服用方便,釋葯平穩,峰谷小,副作用小 定速:膜控釋,骨架控釋第二代制劑
控緩:控制計量給葯速度並保持葯效
緩釋:延緩葯物的過程而延長葯效
靶向給葯:將葯物輸送到機體的特定部位或器官
透皮給葯:經皮膚給葯發揮全身治療作用的控釋膜劑
粘膜給葯:通過粘膜上皮細胞給葯
控緩:零級定量釋葯
緩釋:一級定比釋葯
定位釋放,生物利用度高,毒副作用小,類型多 避免首過效應和胃腸降解,生物利用度高,使用方便
透皮給葯特點:劑量小、生物利用度高,起效快
離子交換樹脂,包衣技術,滲透泵
定位:結腸靶向給葯技術
定時:脈沖釋放
靜脈乳劑技術,脂質體技術,磁性微球,單克隆抗體,毫微囊技術,葯物前體化
膜滲透控釋,骨架控釋技術,微小貯庫技術,粘合劑分散型技術,促滲技術,吸收促進劑
化學:葯物前體化
物理:離子電滲,電穿孔,超聲促滲,激光導入口腔給葯,鼻腔給葯,直腸給葯發展日趨成熟
第四代制劑研究開發階段
5.5.5 新興制劑技術研究重點
5 新型給葯系統: 蛋白質-多肽類葯物(如胰島素、促紅素等)是無法製成口服制劑(片劑、膠囊或口服液)。以鋅為基質的胰島素頰含服片,分子量在45KD以內的多肽葯物均適合開發成為頰含服片劑。
5.1.3 可在胃腸道內釋放的智能化制劑: 這種新型制劑能停留在胃(腸)的某些特定部位,然後緩緩的釋放出葯物。為了讓某些制酸葯或抗潰瘍葯可長時間地作用於胃部,利用樹脂作為原料的微珠制劑。進入胃內後可較長時間懸浮在胃液之中。在酸性胃液溶化掉微珠表面的乙基纖維素後,其內部的碳酸氫鈉可慢慢釋放出來並中和掉過量的胃酸。採用藻酸代樹脂加成微珠,內裝葯物,再經凍干法乾燥成為口服制劑。
5.1.4 超微顆粒氣霧劑: 納米技術可加工成100nm左右的超微顆粒,再進一步加工成方便攜帶和使用的氣霧劑,可大大提高多種葯物的生物利用度。
5.2 腦給葯系統中的一些新方法: 血葯屏障(brain blood barrier.BBB)的存在,使很多葯物不能進入腦部,限制了腦部疾病的治療。為此研究了許多腦給葯系統的技術。
通過鼻腔向腦輸送葯物:雌二醇、多巴胺、孕酮、神經生長因子等,通過鼻腔給葯直接進入腦脊液。
腦內植入:將全合成的、生物相容性好、可生物降解的高分子材料與葯物製成小丸,圓片,微球植入腦內。
葯物與谷氨酸結合:一般透過血腦屏障的葯物要求是相對分子量小於400,為親脂性,對一些不能穿透的葯物可採用與L-谷氨酸結合,利用谷氨酸作為載體使之透過血腦屏障。
5.3 免疫隔離釋葯系統: 用膠囊包裹嚙齒動物的胰島,植入人體內,由膠囊隔離人體免疫系統的細胞和抗體分子進入膠囊與動物胰島產生免疫反應,而人體的營養物質可通過膠囊為膠囊內的胰島提供養分,由動物胰島分泌出的胰島素起調節血糖作用。這一釋葯系統稱為免疫隔離釋葯系統,也稱為生物雜交釋葯系統或膠囊包裹細胞釋葯系統。最近,又發展了「微囊包裹釋葯系統」。
緩釋、控釋葯用高分子材料的研究和應用
1 概述
在葯物制劑領域中,高分子材料的應用具有久遠的歷史。人類從遠古時代在謀求生存和與疾病斗爭的過程中,廣泛地利用天然的動植物來源的高分子材料,如澱粉、多糖、蛋白質、膠質等作為傳統葯物制劑的黏合劑、賦形劑、助懸劑、乳化劑。上世紀30年代以後,合成的高分子材料大量涌現,在葯物制劑的研究和生產中的應用日益廣泛。可以說任何一種劑型都需要利用高分子材料,而每一種適宜的高分子材料的應用都使制劑的內在質量或外在質量得到提高。上世紀六十年代開始,大量新型高分子材料進入葯劑領域,推動了葯物緩控釋劑型的發展.這些高分子材料以不同方式組合到制劑中,起到控制葯物的釋放速率,釋放時間以及釋放部位的作用。
與以往的常規劑型如片劑、膠囊、注射劑比較,緩釋、控釋制劑的主要優點是①能夠減少給葯次數,改善患者的順應性;②減少血葯濃度的峰谷現象,降低毒副作用,提高療效;③增加葯物治療的穩定性。另外克服緩控釋制劑還可以避免某些葯物對胃腸道的刺激性,避免夜間給葯。由於這些優點,緩控釋制劑被稱為繼常規制劑後的第二代和第三代葯物制劑。是目前發展最快,產業化水平最高的新型葯物制劑。在緩控釋制劑中,高分子材料幾乎成了葯物在傳遞、滲透過程中的不可分割的組成部分。可以說緩控釋制劑的發展雖然與制葯設備的不斷發展更新有關,但起主要作用的是新輔料的開發與應用。一種新輔料的應用,可開發出一大批制劑產品,並促進一大批制劑產品的質量提高,取得十分顯著的經濟效益和社會效應。
2 緩控釋制劑的分類: 緩控釋制劑作用機理有多種,制備工藝也千差萬別,因此有多種不同的分類方法。粗略說來,有下列幾類:
2.1 貯庫型(膜控制型):控釋制劑該類制劑是在葯庫外周包裹有控制釋葯速度的高分子膜的一類劑型,根據需要,可以制備成多層型,圓筒型,球型或片型的不同形式,並有相應的制備方法。如以乙基纖維素、滲透性丙烯酸樹脂包衣的各種控釋片劑、以乙烯-醋酸乙烯共聚物為控釋膜的毛果芸香鹼周效眼膜、以硅橡膠為控釋膜的黃體酮宮內避孕器,以微孔聚丙烯為控釋膜、聚異丁烯為葯庫的東莨菪鹼透皮貼膏。其中以各種包衣片劑和包衣小丸為常見。
2.1.1 微孔膜控釋系統在葯物片芯或丸芯上包衣,包衣材料為水不溶性的膜材料(如EC、丙烯酸樹脂等)與水溶性致孔劑(如聚乙二醇、羥丙基纖維素、聚維酮)的混合物。制劑進入胃腸道後,包衣膜中水溶性致孔劑被胃腸液溶解而形成微孔。胃腸液通過這些微孔滲入葯芯使葯物溶解,被溶解的葯物溶液經膜孔釋放。葯物的釋放速度可以通過改變水溶性致孔劑的用量來調節。
2.1.2 緻密膜控釋系統這種膜不溶於水和胃腸液,但水能通過。胃腸液滲透進入釋葯系統,葯物溶解,通過擴散作用通過控釋膜釋放。葯物的釋放速度由膜材料的滲透性決定,選用不同滲透性能的膜材料及其混合物,可調節釋葯速度達到設計要求。常用膜材料有EC,丙烯酸樹脂RL、RS型、醋酸纖維素等。
2.1.3 腸溶性膜控釋系統這種膜材料不溶於胃液,只溶於腸液,如腸溶性丙烯酸樹脂,羥丙甲纖維素酞酸酯等。為了達到緩控釋目的,這類膜材常常與其它成膜材料混合使用,如不溶性的EC,水溶性的HPMC等。在胃中葯物釋放很少或不釋放,進入小腸後,腸溶材料溶解,形成膜孔,葯物可通過膜孔的擴散作用從釋葯系統釋放。葯物的釋放速度可通過調節腸溶性材料的用量加以控制。如採用丙烯酸樹脂腸溶Ⅱ號、HPMC、EC等不同配比,製成的硫酸鋅包衣顆粒,其體外釋放時間可達24小時。
2.2 骨架型(基質型)控釋制劑該類制劑制備簡單,不需控釋膜,將葯物直接分散在高分子材料形成的骨架中,葯物釋放速度取決於骨架材料的類型和葯物在該材料中的擴散速度。如以PVA和PVP為骨架的硝酸甘油貼膏,以HPMC、Carbopol為骨架材料的各種緩釋片劑、以HPC/Carbopol為粘附材料的黏膜粘附制劑等。
2.2.1 不溶性骨架緩控釋系統採用無毒塑料如無毒聚氯乙烯、聚乙烯、聚氧硅烷等作為骨架基質材料,加入葯物,再用丙酮等有機溶劑為潤濕劑製成軟材,制粒,壓片。這些材料口服後不被機體吸收,無變化地從糞便排出。應用這類材料製成的釋葯系統一般適合於水溶性葯物。如國外有用聚氯乙烯製成的硝酸異山梨酯、硫酸奎尼丁控釋片上市。
2.2.2 親水凝膠骨架緩控釋系統採用親水性高分子材料為片劑的主要輔料,如甲基纖維素、羥丙甲纖維素(K4M,K15M、K100M)、Carbopol,海藻酸鈉,甲殼素等,這些材料的特點是遇水以後經水合作用而膨脹,在釋葯系統周圍形成一層稠厚的凝膠屏障,葯物可以通過擴散作用通過凝膠屏障而釋放,釋放速度因凝膠屏障的作用而被延緩。材料的親水能力是控制葯物釋放的主要因素。例如雙氯芬酸鉀為非甾體消炎鎮痛葯,半衰期短,1天需服用3~4次,且對胃腸道刺激性較強,可引起胃出血和胃潰瘍。有報道研製了一種雙氯芬酸鉀水凝膠骨架緩釋片,它以羥丙甲纖維素(HPMCK4M)為主要骨架材料,並輔以其它阻滯劑,以調節釋葯速度。可供選擇的疏水性阻滯劑有乙基纖維素、硬脂酸,腸溶性丙烯酸樹脂等。為達到適宜的釋葯速度,還可加入親水性的材料作填充劑或致孔劑,如乳糖、微晶纖維素、聚維酮(PVP)。上述輔料和葯物混合後,採用粉末直接壓片工藝壓製成片,人體生物等效性試驗表明,該制劑口服後,半小時可達到有效治療濃度,12小時內緩慢釋葯,可維持較長時間有效濃度,1天僅需服用1~2次。以上材料中若再加入一些蠟類和脂肪酸酯類,製成的片劑比重小於1,服用後可在胃液或食糜中飄浮較長時間,有利於葯物持久釋放。一些主要在胃內吸收或主要在胃中發揮治療作用的葯物制劑(如抗幽門螺旋桿菌的抗生素),可考慮製成胃內飄浮片。
2.2.3 蝕性骨架緩控釋系統這類骨架材料多採用脂肪和蠟類物質如蜂蠟、硬脂酸丁酯等。口服後,固體脂肪或蠟在體液中逐漸溶蝕,葯物從骨架中釋放。釋放速度取決於骨架材料的用量及其溶蝕性。制備常用方法是將葯物趁熱溶於或混懸於脂肪或蠟類物質材料中,冷卻後磨成顆粒裝入膠囊或壓製成片。
2.3 微囊和微粒型控釋制劑可以看成是微型化的貯庫制劑和骨架制劑,大小在1mm以下,更普遍的僅0.1μm或數十微米.可選用水溶或水不溶性高分子材料,隨著高分子材料研究的進展,生物降解性高分子材料在微囊和微粒制劑中的應用也逐日增多。應用較廣泛的高分子材料有明膠,澱粉,白蛋白,聚丙烯酸-澱粉接枝物,聚乳酸,聚羥基乙酸-乳酸共聚物,聚甲醯胺,聚甲基丙烯酸甲酯,聚丙烯腈烷基酯,乙基纖維素等。
3新型緩控釋制劑 近年來新型高分子材料的研究和應用使緩控釋制劑步入了定時,定向,定位,速效、高效,長效的精密化給葯的新途徑。出現了口服滲透泵控釋系統、脈沖釋放型釋葯系統、pH敏感型定位釋葯系統、結腸定位給葯系統等新型緩控釋制劑。
3. 以下簡單介紹一下口服脈沖釋放釋葯系統和結腸定位給葯系統。
3.1 口服脈沖釋放釋葯系統一般說來,緩釋制劑以一級速度釋放葯物,控釋制劑以零級速度釋放葯物,能夠在較長時間維持穩定的血葯濃度,保證了葯物的長效。但在治療期間某些葯物的緩釋制劑可造成療效降低和副作用增加,尤其是首過作用大的葯物如左旋多巴和丙氧芬緩釋制劑會造成降解量增大,繼而降低葯物的生物利用度。此外葯物與受體相互作用長期刺激使之滅活,產生耐葯性,從而降低療效。如應用硝酸甘油控釋貼膏長時間維持一定血葯濃度,易產生耐葯性,不利於心絞痛的治療。隨著時間生物學、時間葯理學,時間葯物治療學研究的深入,發現人的機體、組織、細胞對葯物敏感性具有周期節律差異。如皮質激素類、抗哮喘、心血管、抗風濕等葯物作用往往受晝夜波動的影響。80%的哮喘在起床時發生,故希望葯物葯物在就寢時服用而在早晨起效。原發性高血壓在早晨起床前的血壓最高,午後逐漸下降,就寢時最低,因此抗高血壓葯物不需要維持24小時恆定血葯濃度。這種情況下,一種新型的時間控制型給葯系統-脈沖式葯物釋放系統應運而生。這種制劑能夠根據人體的生物節律變化特點,按照生理和治療的需要而定時定量釋放葯物,近年來受到國內外研究者和許多制葯公司的普遍重視。理想的脈沖式給葯系統是多次脈沖控釋制劑,現階段口服脈沖釋放系統主要是兩次脈沖控釋制劑,其中第1劑量的葯物可由速釋制劑代替,目前研究較多的是第1劑量缺失型的脈沖給葯系統,又稱為定時釋葯制劑或擇時釋葯制劑。照制備技術不同,脈沖式控釋系統可分為滲透泵脈沖釋葯系統、包衣脈沖給葯系統和定時脈沖塞膠囊等。如一種"定時爆破"系統,核心是蔗糖顆粒,核心外包裹上模型葯物雙氯芬酸鈉;再利用羥丙甲纖維素作粘結物將崩解物質低取代羥丙基纖維素包於葯物層外;最外層用帶有致孔劑的不溶性包衣材料如乙基纖維素作控釋膜包衣。該系統不是投葯後立即釋葯,而是有一個明顯的時滯,大約間隔2小時開始釋葯,釋放後3~4小時釋葯完全。這種包衣微丸進入胃腸道後,胃腸液能透過控釋膜進入溶脹崩解層,此時親水性凝膠材料經過水合、溶脹,產生一定溶脹壓,高分子材料從溶脹到溶解需要一定時間,當溶脹壓和膨脹體積足夠大時,包衣膜破裂,此時將爆破式釋放葯物,形成脈沖釋葯。如人體胃酸分泌在晚上10點左右有一高峰,法莫替丁脈沖控釋膠囊設計為服葯後10~14小時釋放第2劑量葯物,使葯物在體內有兩個釋葯峰。在一天口服一次的情況下也能有效控制胃酸分泌。
3.2 結腸定位給葯系統結腸釋葯系統是近年來研究較多的定位釋葯技術。結腸釋葯對於結腸疾病治療,增加葯物的全胃腸道吸收有很大意義。隨著生物技術發展,蛋白質多肽類葯物品種逐漸增多,該類葯物易被胃腸道酶系統降解,但在結腸段,酶系較少,活性較低,是蛋白質多肽葯物口服吸收較理想的部位。常用的結腸定位技術有利用胃腸道轉運時間設計的時間控釋型、利用結腸部位pH高的特點設計的pH控釋型、以及利用結腸特殊的酶系統或正常菌叢分解特異性高分子材料(如果膠鈣,α-澱粉)設計的結腸定位給葯系統等。
⑥ 水性丙烯酸 發展史
化學工業發展史
自有史以來,化學工業一直是同發展生產力、保障人類社會生活必需品和應付戰爭等過程密不可分的。為了滿足這些方面的需要,它最初是對天然物質進行簡單加工以生產化學品,後來是進行深度加工和仿製,以至創造出自然界根本沒有的產品。它對於歷史上的產業革命和當代的新技術革命等起著重要作用,足以顯示出其在國民經濟中的重要地位。
古代的化學加工 化學加工在形成工業之前的歷史,可以從18世紀中葉追溯到遠古時期,從那時起人類就能運用化學加工方法製作一些生活必需品,如制陶、釀造、染色、冶煉、制漆、造紙以及製造醫葯、火葯和肥皂。
在中國新石器時代的洞穴中就有了殘陶片。公元前50世紀左右仰韶文化時,已有紅陶、灰陶、黑陶、彩陶等出現(見彩圖[中國新石器時期(公元前2500年)燒制的彩陶罐] 、[隋代(581~618)燒制的三彩陶駱駝] 、[西漢(公元前 206~公元25年)製作的雲紋漆 ] " class=image>、[唐代(618~907)越州窯燒制的青瓷水注] 、[中國古代煉丹白描圖] )。在中國浙江河姆渡出土文物中,有同一時期的木胎碗,外塗朱紅色生漆。商代(公元前17~前11世紀)遺址中有漆器破片 戰國時代(公元前475~前221)漆器工藝已十分精美。公元前20世紀,夏禹以酒為飲料並用於祭祀。公元前25世紀,埃及用染色物包裹干屍。在公元前21世紀,中國已進入青銅時代,公元前5世紀,進入鐵器時代,用冶煉之銅、鐵製作武器、耕具、炊具、餐具、樂器、貨幣等。鹽,早供食用,在公元前11世紀,周朝已設有掌鹽政之官。公元前7~前6世紀,腓尼基人用山羊脂和草木灰製成肥皂。公元1世紀中國東漢時,造紙工藝已相當完善。
公元前後,中國和歐洲進入煉丹術、煉金術時期。中國由於煉制長生不老葯,而對醫葯進行研究。於秦漢時期完成的最早的葯物專著《神農本草經》,載錄了動、植、礦物葯品365種。16世紀,李時珍的《本草綱目》總結了以前葯物之大成,具有很高的學術水平。此外,7~9世紀已有關於三種成分混煉法的記載,並且在宋初時火葯已作為軍用。歐洲自3世紀起迷信煉金術,直至15世紀才由煉金術漸轉為制葯,史稱15~17世紀為制葯時期。在制葯研究中為了配製葯物,在實驗室製得了一些化學品如硫酸、硝酸、鹽酸和有機酸。雖未形成工業,但它導致化學品制備方法的發展,為18世紀中葉化學工業的建立,准備了條件。
早期的化學工業 從18世紀中葉至20世紀初是化學工業的初級階段。在這一階段無機化工已初具規模,有機化工正在形成,高分子化工處於萌芽時期。
無機化工 第一個典型的化工廠是在18世紀40年代於英國建立的硫酸廠。先以硫磺為原料,後以黃鐵礦為原料,產品主要用以制硝酸、鹽酸及葯物,當時產量不大。在產業革命時期,紡織工業發展迅速。它和玻璃、肥皂等工業都大量用鹼,而植物鹼和天然鹼供不應求。1791年在法國科學院懸賞之下,獲取專利,以食鹽為原料建廠,製得,並且帶動硫酸(原料之一)工業的發展;生產中產生的氯化氫用以制鹽酸、氯氣、漂白粉等為產業界所急需的物質,純鹼又可苛化為,把原料和副產品都充分利用起來,這是當時化工企業的創舉;用於吸收氯化氫的填充裝置,煅燒原料和半成品的旋轉爐,以及濃縮、結晶、過濾等用的設備,逐漸運用於其他化工企業,為化工單元操作打下了基礎。呂布蘭法於20世紀初逐步被索爾維法(見)取代。19世紀末葉出現電解食鹽的。這樣,整個化學工業的基礎——酸、鹼的生產已初具規模。
有機化工 紡織工業發展起來以後,天然染料便不能滿足需要;隨著鋼鐵工業、煉焦工業的發展,副產的煤焦油需要利用。化學家們以有機化學的成就把煤焦油分離為、、、、蒽、菲等。1856年,英國人由合成苯胺紫染料,後經過剖析確定天然茜素的結構為二羥基蒽醌,便以煤焦油中的蒽為原料,經過氧化、取代、水解、重排等反應,仿製了與天然茜素完全相同的產物。同樣,制葯工業、香料工業也相繼合成與天然產物相同的化學品,品種日益增多。1867年,瑞典人發明代那邁特炸葯(見),大量用於採掘和軍工。
當時有機化學品生產還有另一支柱,即乙炔化工。於1895年建立以煤與石灰石為原料,用電熱法生產電石(即)的第一個工廠,電石再經水解發生乙炔,以此為起點生產乙醛、醋酸等一系列基本有機原料。20世紀中葉發展後,電石耗能太高,大部分原有乙炔系列產品,改由為原料進行生產。
高分子材料 受熱發粘,受冷變硬。1839年美國用硫磺及加熱天然橡膠,使其交聯成彈性體,應用於輪胎及其他橡膠製品,用途甚廣,這是高分子化工的萌芽時期。1869年,美國用樟腦增塑硝酸纖維素製成塑料,很有使用價值。1891年在法國貝桑松建成第一個人造絲廠。1909年,美國製成,俗稱電木粉,為第一個,廣泛用於電器絕緣材料。
這些萌芽產品,在品種、產量、質量等方面都遠不能滿足社會的要求。所以,上述基礎有機化學品的生產和高分子材料生產,在建立起石油化工以後,都獲得很大發展。
化學工業的大發展時期 從20世紀初至戰後的60~70年代,這是化學工業真正成為大規模生產的主要階段,一些主要領域都是在這一時期形成的。和石油化工得到了發展,進行了開發,逐漸興起。這個時期之初,英國和美國的等人提出的概念,奠定了化學工程的基礎。它推動了生產技術的發展,無論是裝置規模,或產品產量都增長很快。
合成氨工業 20世紀初期異軍突起,用物理化學的反應平衡理論,提出氮氣和氫氣直接合成氨的催化方法,以及原料氣與產品分離後,經補充再循環的設想,進一步解決了設備問題。因而使德國能在第一次世界大戰時建立第一個由氨生產的工廠,以應戰爭之需。合成氨原用焦炭為原料,40年代以後改為石油或天然氣,使化學工業與石油工業兩大部門更密切地聯系起來,合理地利用原料和能量。
石油化工 1920年美國用生產,這是大規模發展石油化工的開端。1939年美國標准油公司開發了臨氫催化重整過程,這成為芳烴的重要來源。1941年美國建成第一套以為原料用制乙烯的裝置。在第二次世界大戰以後,由於化工產品市場不斷擴大,石油可提供大量廉價有機化工原料,同時由於化工生產技術的發展,逐步形成石油化工。甚至不產石油的地區,如西歐、日本等也以原油為原料,發展石油化工。同一原料或同一產品,各化工企業卻有不同的工藝路線或不同催化劑。由於基本有機原料及高分子材料單體都以石油化工為原料,所以人們以乙烯的產量作為衡量有機化工的標志。80年代,90%以上的有機化工產品,來自石油化工。例如、等,過去以電石乙炔為原料,這時改用氧氯化法以乙烯生產氯乙烯,用丙烯氨氧化(見)法以生產丙烯腈。1951年,以天然氣為原料,用蒸汽轉化法得到一氧化碳及氫,使得到重視,目前用於生產、,個別地區用生產。
高分子化工 高分子材料在戰時用於軍事,戰後轉為民用,獲得極大的發展,成為新的材料工業。作為戰略物質的天然橡膠產於熱帶,受阻於海運,各國皆研究。1937年德國法本公司開發獲得成功。以後各國又陸續開發了順丁、丁基、氯丁、丁腈、異戊、乙丙等多種合成橡膠,各有不同的特性和用途。方面,1937年美國 成功地合成尼龍 66(見),用熔融法紡絲,因其有較好的強度,用作降落傘及輪胎用。以後滌綸、維尼綸、腈綸等陸續投產,也因為有石油化工為其原料保證,逐漸佔有天然纖維和人造纖維大部分市場。塑料方面,繼酚醛樹脂後,又生產了、醇酸樹脂等熱固性樹脂。30年代後,品種不斷出現,如迄今仍為塑料中的大品種,為當時優異的絕緣材料,1939年高壓用於海底電纜及雷達,低壓聚乙烯、等規聚丙烯的開發成功,為民用塑料開辟廣泛的用途,這是齊格勒-納塔催化劑為高分子化工所作出的一個極大貢獻。這一時期還出現耐高溫、抗腐蝕的材料,如、,其中聚四氟乙烯有塑料王之稱。第二次世界大戰後,一些也陸續用於汽車工業,還作為建築材料、包裝材料等,並逐漸成為塑料的大品種。
精細化工 在方面,發明了活性染料,使染料與纖維以化學鍵相結合。合成纖維及其混紡織物需要新型染料,如用於滌綸的,用於腈綸的,用於滌棉混紡的活性分散染料。此外,還有用於激光、液晶、顯微技術等特殊染料。在方面,40年代瑞士P.H.米勒發明第一個有機氯農葯之後,又開發一系列有機氯、有機磷,後者具有胃殺、觸殺、內吸等特殊作用。嗣後則要求高效低毒或無殘毒的農葯,如仿生合成的類。60年代,、發展極快,出現了一些性能很好的品種,如吡啶類除草劑、苯並咪唑殺菌劑等。此外,還有抗生素農葯(見),如中國1976年研製成的井岡黴素用於抗水稻紋枯病。醫葯方面,在1910年法國製成606砷制劑(根治梅素的特效葯)後,又在結構上改進製成914,30年代的類化合物、甾族化合物等都是從結構上改進,發揮出特效作用。1928年,英國發現,開辟了抗菌素葯物的新領域。以後研究成功治療生理上疾病的葯物,如治心血管病、精神病等的葯物,以及避孕葯。此外,還有一些專用診斷葯物問世。擺脫天然油漆的傳統,改用,如醇酸樹脂、、丙烯酸樹脂等,以適應汽車工業等高級塗飾的需要。第二次世界大戰後,丁苯膠乳製成水性塗料,成為建築塗料的大品種。採用高壓無空氣噴塗、靜電噴塗、電泳塗裝、陰極電沉積塗裝、光固化等新技術(見),可節省勞力和材料,並從而發展了相應的塗料品種。
現代化學工業 20世紀60~70年代以來,化學工業各企業間競爭激烈,一方面由於對反應過程的深入了解,可以使一些傳統的基本化工產品的生產裝置,日趨大型化,以降低成本。與此同時,由於新技術革命的興起,對化學工業提出了新的要求,推動了化學工業的技術進步,發展了精細化工、超純物質、新型結構材料和功能材料。
規模大型化 1963年,美國凱洛格公司設計建設第一套日產540t(即600sh.t)合成氨單系列裝置,是化工生產裝置大型化的標志。從70年代起,合成氨單系列生產能力已發展到日產 900~1350t,80 年代出現了日產1800~2700t合成氨的設計,其噸氨總能量消耗大幅度下降。乙烯單系列生產規模,從50年代年產50kt發展到70年代年產100~300kt,80年代初新建的乙烯裝置最大生產能力達年產 680kt。由於冶金工業提供了耐高溫的管材,因之毫秒裂解爐得以實現,從而提高了烯烴收率,降低了能耗。其他化工生產裝置如硫酸、燒鹼、基本有機原料、合成材料等均向大型化發展。這樣,減少了對環境的污染,提高了長期運行的可靠性,促進了安全、環保的預測和防護技術的迅速發展。
信息技術用化學品 60年代以來,大規模集成電路和電子工業迅速發展,所需電子計算機的器件材料和信息記錄材料得到發展。60年代以後,多晶硅和單晶硅的產量以每年20%的速度增長。80年代周期表中 ~V族的二元化合物已用於電子器件 隨著半導體器件的發展,氣態源如磷化氫 (PH )等日趨重要。在大規模集成電路制備過程中,需用多種,其雜質含量小於1ppm,對水分及塵埃含量也有嚴格要求。大規模集成電路的另一種基材為,其質量和穩定性直接影響其集成度和成品率。此外,對基質材料、密封材料、焊劑等也有嚴格要求。1963年,荷蘭菲利浦公司研製盒式錄音成功後,日益普及。它不僅用於音頻記錄、視頻記錄等,更重要的是用於計算器作為外存儲器及內存儲器,有磁帶、磁碟、磁鼓、磁泡、磁卡等多種類型。為重要的信息材料,不僅用於光纖通信,且在工業上、醫療上作為內窺鏡材料。
高性能合成材料 60年代已開始用(俗稱尼龍)、聚縮醛類(如)、,以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物 ()等為結構材料。它們具有高強度、耐沖擊、耐磨、抗化學腐蝕、耐熱性好、電性能優良等特點,並且自重輕、易成型,廣泛用於汽車、電器、建築材料、包裝等方面。60年代以後,又出現、、、等。尤其是為耐高溫、耐高真空、自潤滑材料,可用於航天器。其纖維可做航天服以抗輻射。聚苯並噻唑和聚苯並咪唑為耐高溫樹脂,耐熱性高,可作燒蝕材料,用於火箭。共聚、共混和復合使結構材料改性,例如多元醇預聚物與經催化反應,為尼龍聚醚嵌段共聚物,具有高沖擊強度和耐熱性能,用於農業和建築機械。另一種是以纖維增強樹脂的高分子復合材料。所用樹脂主要為環氧樹脂、不飽和聚酯、聚醯胺 聚醯亞胺等 所用為玻璃纖維、或(常用丙烯腈基或瀝青基)。這些復合材料比重輕、比強高、韌性好,特別適用於航天、航空及其他交通運輸工具的結構件,以代替金屬,節省能量。和含氟材料也發展迅速,由於它們具有突出的耐高低溫性能、優良電性能、耐老化、耐輻射,廣泛用於電子與電器工業、原子能工業和航天工業。又由於它們具有生理相容性,可作人造器官和生物醫療器材。
能源材料和節能材料 50年代原子能工業開始發展,要求化工企業生產重水、吸收中子材料和傳熱材料以滿足需要。航天事業需要高能。固體推進劑由膠粘劑、增塑劑、氧化劑和添加劑所組成。液體高能燃料有液氫、煤油、偏二甲肼、無水肼等,氧化劑有液氧、發煙硝酸、四氧化二氮。這些產品都有嚴格的性能要求,已形成一個專門的生產行業。為了滿足節能和環保的要求,1960年美國試製成可以實用的膜,以淡化、處理工業污水,以後又擴展用於醫葯、食品工業。但這種膜易於生物降解,也易水解,使用壽命短。1970年,開發了芳香族聚醯胺反滲透膜,它能夠抗生物降解,但不能抗游離氯。1977年,改進後的復合膜用於海水淡化,每立方米淡水僅耗電23.7~28.4MJ 此外,還開發了和用膜等。聚碸中空纖維氣體分離膜,用於合成氨尾氣的氫氮分離及其他多種氣體分離。這種技術比其他工業分離方法可以節能。精細以其硬度見長,用作切削工具。1971年,美國福特汽車公司及威斯汀豪斯電氣公司以β-氮化硅 (β-Si N )為燃汽透平的結構材料,運行溫度曾高達1370℃,提高功效,節省燃料,減少污染,為良好的節能材料,但經10年試驗,仍存在不少問題,尚須進一步改進。現主要用作陶瓷發動機、透平葉片、導電陶瓷、人造骨等。陶瓷的主要物系有氧化物系,如氧化鋁(Al O )、氧化鋯(ZrO )等,和非氧化物系,如碳化物(SiC)、氮化物(BN)、氮化硅(Si N )等。80年代,為改進陶瓷的脆性,又在開發硅碳纖維增強陶瓷。
專用化學品得到進一步發展,它以很少的用量增進或賦予另一產品以特定功能,獲得很高的使用價值。例如食品和飼料添加劑,塑料和橡膠助劑,皮革、造紙、油田等專用化學品,以及膠粘劑、防氧化劑、表面活性劑、水處理劑、催化劑等。以催化劑而言,由於電子顯微鏡、電子能譜儀等現代化儀器的發展,有助於了解催化機理,因而制備成各種專用催化劑,標志催化劑進入了新階段。
⑦ 丙烯酸樹脂Ⅳ號為葯用輔料,在片劑中的主要用途是什麼
胃溶包衣
另外Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號是腸溶包衣
⑧ 丙烯畫的歷史沿革
1901年德國的科學家奧托.羅姆(O.Rohm)發表了《關於軟質丙烯酸酯聚合物》為主題的博士論文。年他對丙烯酸酯聚合物作為橡膠代用品以及代替乾性植物油,作為生產油漆的原料等進行了研究。
1931年,美國羅姆--哈斯公司(Rohm&HassCo)開始工業生產丙烯酸、丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯。
20世紀墨西哥革命暴發後,革命後嶄新的墨西哥社會誕生。隨著民主革命的勝利,民族意識的日益增強,墨西哥人民開始尋求屬於自己民族的文化思想,徹底擺脫西班牙統治而走向全面獨立自由。在畫壇上,奧羅斯科(J.C.Orozco,1883-1949年)、里維拉(D.Rivera,1886-1957年)、西蓋羅斯(D.A.Siqueiros,1896-1974年)等一群畫家以墨西哥城為中心,掀起了轟動全美洲的墨西哥壁畫運動。他們運用印第安人所喜歡的大型壁畫形式,以粗獷的筆觸、質朴敦厚的藝術風格,表現墨西哥的歷史與社會、民族及自然風光,來復興發展墨西哥民族藝術。
起初,藝術家們採用油彩、坦培拉、蠟繪、濕繪為實驗素材,經過無數次的實驗,後來他們使用歐洲傳統的濕繪技法,繪制了許多氣勢磅礴、場面宏大的大型壁畫。例如里維拉的《兵器的分配》(1923-24年)、《墨西哥的歷史》(1929-1935年)、《峽谷的橫斷》(1930年)、《改革》(1930年),奧羅斯科的《塹壕》(1926年)、《美國文明的敘事詩》(1932-34年)、《機械的馬》(1937年),西蓋羅斯的《勞動者集會》(1932年)等等。
1935年,西蓋羅斯認為濕繪法已經不符合現代建築的有機形態的性質,耐侯性好、附著力強的粘合新材料應該在現代物理化學中尋找。於是,西蓋羅斯再度去美國,在紐約建立了西蓋羅斯實驗工作室,對繪畫新材料、新技法開始作進一步的研究。畫家和科學家密切配合,先後對低氮硝化纖維素(pyroxylin)、聚乙酸乙烯酯乳液(polyvinylacetateemulsion)等作為媒介物進行了研究。當時,美國抽象畫派畫家波洛克也參加了研究活動,這對於美國現代繪畫的發展史具有很大的影響。
二十世紀50年代,使用聚乙酸乙烯酯乳液、聚丙烯酸乳液為粘合劑的乙烯基顏料和聚丙烯酸顏料誕生。乙烯基顏料色調鮮明、半光澤或無光澤、耐水性、能重疊,由於含有氣化性塑化劑,繪畫作品長期保存的耐久性欠缺。
墨西哥近代壁畫大部分是採用乙烯基顏料,例如西蓋羅斯的《墨西哥社會生活與劇場藝術》(1959年)、《從迪亞斯獨裁體制到革命》(1957-66年)、塔馬約(R.Tamayo1899-1991年)的《今日墨西哥》(1953年)、《二重性》(1964年)等作品。
50年代中期,在美國畫壇上,藝術家不斷地追求新穎、奇特的藝術形式,藝術新流派相繼出現。以紐約為中心的抽象表現主義為一個現代藝術思潮及其流派,稱為紐約畫派。代表畫家有波洛克(J.Pollock,1912-1956年)、馬瑟韋爾(R.MotherWell,1915-1991年)、德庫寧(W.deKooning,1904-)、霍夫曼(H.Hofmann,1880-1966年)、馬克,托比(MarkTobey1890-1976年)等等,他們利用各種手段,創造出滴、甩、拖、擠、壓、濺等丙烯繪畫技法。波洛克的抽象表現主義作品就是把畫布鋪放在地上,用大扁刷蘸上丙烯顏料滴上去,或用管裝丙烯顏料直接擠到畫布上,被人們稱為滴畫。隨著美國的抽象表現主義繪畫廣泛傳播,在世界范圍里為世人所重視,受到贊賞。作品中使用的新材料也逐漸被大家認識,丙烯顏料在世界上得到推廣。
二十世紀60年代,美國利奎特克斯公司生產的丙烯顏料開始輸入歐洲。60年代中期,利奎特克斯品牌丙烯顏料輸入日本,藝術家們對於丙烯新畫材沒有任何抵觸,很快接受並且廣泛使用。1968年前後,日本的荷爾拜因、透納、松田顏料公司相繼研製丙烯顏料,並且投產上市。80年代初,荷爾拜因丙烯顏料全色33色、透納丙烯顏料全色40色、松田丙烯顏料全色43色。如今,荷爾拜因丙烯顏料全色78色、不透明丙烯顏料全色102色、個性化丙烯顏料全色50色,除了顏料之外,還開發生產了多種丙烯媒劑和輔助材料工具等,成為日本發展最快、生產規模最大、產品齊全的繪畫材料公司。
中國研製丙烯酸樹脂始於60年代,80年代初國產丙烯顏料誕生,領導著國產丙烯顏料的潮流。如今,國內生產丙烯顏料的廠家越來越多,國產丙烯顏料有了很大的發展,但還有欠缺。
⑨ 影響化學發展的十大歷史事件
高分子材料 受熱發粘,受冷變硬。1839年美國用硫磺及加熱天然橡膠,使回其交聯成彈性體答,應用於輪胎及其他橡膠製品,用途甚廣,這是高分子化工的萌芽時期。1869年,美國用樟腦增塑硝酸纖維素製成塑料,很有使用價值。1891年在法國貝桑松建成第一個人造絲廠。1909年,美國製成,俗稱電木粉,為第一個,廣泛用於電器絕緣材料。
石油化工 1920年美國用生產,這是大規模發展石油化工的開端。1939年美國標准油公司開發了臨氫催化重整過程,這成為芳烴的重要來源。1941年美國建成第一套以為原料用制乙烯的裝置。在第二次世界大戰以後,由於化工產品市場不斷擴大,石油可提供大量廉價有機化工原料石油化工 1920年美國用生產,這是大規模發展石油化工的開端。1939年美國標准油公司開發了臨氫催化重整過程,這成為芳烴的重要來源。1941年美國建成第一套以為原料用制乙烯的裝置。在第二次世界大戰以後,由於化工產品市場不斷擴大,石油可提供大量廉價有機化工原料,同時由於化工生產技術的發展,逐步形成石油化工。
⑩ 丙烯酸酯的醫用發展
丙烯酸樹脂在醫用黏合劑領域中的開發和應用有著悠久的歷史,1936年德國Kulzerr公刊以甲基內烯酸甲酯(MMA)為主體的牙齒黏合劑開始出售,1959年美國Fastman910a-氰基丙烯酸甲酯快速黏合劑問世,實現了外科手術由縫、扎到黏合的革命,1960年Charnly首先將丙烯酸骨水泥用於人工髖關節的手術中獲得成功。
自20世紀70年代開始,隨著醫用高分子材料學科的迅速發展,醫用丙烯酸樹脂黏合劑的研究開發與應用也不斷擴展,單是以a-氰基丙烯酸酯為主體的醫用膠,臨床應用病例就超過了100萬例。
醫用丙烯酸樹脂黏合劑的發展更為迅速,逐步實現了產品系列化、品種多元化,適應於各種不同用途,其中包括組織黏合劑、牙齒黏合劑和骨黏固劑等,應用越來越廣 。 眾所周知,丙烯酸類的聚合物具有一系列共同的特點,透明、低毒,易於配製,廣泛的黏接性,耐水性,耐久性。使丙烯酸樹脂在醫用黏合劑中得到廠泛的應用,並可能滿足醫用黏合劑提出的特定的如下要求:
①安全、可靠、無毒性、去三致(致癌、致畸、致突變);
②具有良好的生物相容性,不妨礙人體組織的自身癒合;
③無菌,且可在一定時期內保持無菌;
④在有血液和組織液的條件下可以使用;
⑤在常溫、常壓下可以實現快速黏合;
⑥具有良好的黏合強度及持久性,黏合部分具有一定的彈性和韌性;
⑦在使用過程中對人體組織無刺激性;
⑧具有良好的使用狀態並易於保存。 應用於臨床的主要有以下2類產品:
①a-氰基丙烯酸酯類黏合劑;
②聚丙烯酸酯類黏合劑。
其中a-氰基丙烯酸酯類黏合劑是發現最早、應用最廣泛的組織黏合劑。該種黏合劑的特點是粘接速度快、粘接強度高、而且毒性相對較小,組織反應相對較弱,是臨床應用的主要品種。聚丙烯酸酯類黏合劑廣泛用於口腔正畸、牙齒修補,在骨科中廣泛用於人工關節置換術中人工關節的固定、骨缺損的充填材料。