名称 |
名称备注 |
材料种类 |
材料成份 |
材料结构 |
材料特性 |
材料类型 |
相组成 |
熔点 |
沸点 |
密度 |
硬度 |
摩擦系数 |
粘度 |
弹性模量 |
屈服强度 |
抗压强度 |
抗张强度 |
抗弯强度 |
切变强度 |
冲击强度 |
断后伸长率 |
断面收缩率 |
表面张力 |
表面自由能 |
熔化热 |
蒸发热 |
反应热 |
热膨胀系数 |
导电率 |
磁化率 |
表面电位 |
细胞毒性 |
全身毒性 |
遗传毒性 |
免疫毒性 |
刺激与致敏性 |
生物降解性 |
血液相容性 |
生物力学相容性 |
分子生物相容性 |
制备/加工 |
备注 |
应用 |
数据来源 |
数据整理人 |
数据校对人 |
分子量 |
玻璃化转变温度 |
结晶度 |
分解温度 |
ph值 |
折射率 |
介电常数 |
电阻率 |
组织相容性 |
凝血活性 |
| 聚乙烯 |
polyethylene，PE |
高压法制得的聚乙烯，又称低密度聚乙烯；低压法制得的PE，又称高密度PE |
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化学式为-(C2H4)- |
耐热性好，可高温灭菌消毒。聚乙烯属生物惰性材料，生物相容性较好，可耐生物老化和γ射线辐射，易于加工成型 |
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由乙烯通过聚合反应制得 |
由于不能在正常灭菌温度下保持尺寸稳定性，已逐渐为聚丙烯所代替。低密度海绵状PE植入体内后，可引起多核巨细胞、炎性细胞和纤维组织增生，并将在体内自由基或氧作用下发生降解而导致机械性能降低。高密度特别是高分子量PE的生物相容性优于低密度PE |
主要用于制造导管、T铜避孕器和包装材料。在特殊条件下制备的超高分子量(80万～300万)聚乙烯，软化点高(约200℃)，蠕变小，冲击强度、抗应力开裂和耐磨性均很好，用于制造人工髋关节臼和复合人工骨材料。此外，聚乙烯在人工关节、人工鼻、人工耳、输尿管、胆管、气管等方面也得到应用 |
师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-10 |
李兰君 |
聂宇 |
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| 低密度聚乙烯 |
LDPE |
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其组成仅为碳、氢两种原子 |
结构通式-(CH2-CH2)n- |
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熔融温度 108-126 ℃
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0.912-0.925 g/cm3
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96.60-262.20 MPa |
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7.59-11.04 Mpa,极限拉伸强度4-16MPa |
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缺口冲击强度 >853.1 J/m |
90-800% |
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31 μN/cm
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师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-10
生物材料与组织工程，熊党生，科学出版社，2010年第一版，P129
高分子材料手册（上），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P84 |
李兰君 |
聂宇 |
(3~4)*103
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65-75%
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1.51(25℃)
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介电常数(1MZH)2.25-2.35；介电损耗(1MZH) <0.0005 |
体积电阻率（23℃）:1*1016Ω•cm |
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| 高密度聚乙烯 |
HDPE |
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其组成仅为碳、氢两种原子 |
结构通式-(CH2-CH2)n- |
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熔融温度 126-135 ℃
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0.926-0.940 g/cm3
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172.50-379.50 MPa |
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11.73-12.46 MPa，极限拉伸强度21-40MPa |
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抗冲击强度 9 kJ/m2 |
20-100% |
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师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-10
生物材料与组织工程，熊党生，科学出版社，2010年第一版，P129
高分子材料手册（上），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P84 |
李兰君 |
聂宇 |
5*105
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75-85%
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1.52(25℃)
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体积电阻率:1*1017Ω•cm |
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| 超高分子量聚乙烯 |
UHMWPE |
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其组成仅为碳、氢两种原子 |
结构通式-(CH2-CH2)n- |
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熔融温度 125-136 ℃
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0.941-0.965 g/cm3
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414.00-1242.00 MPa |
21-25 MPa |
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23.46-25.53 MPa，极限拉伸强度37-46MPa |
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抗冲击强度 >140 kJ/m2 |
200-525% |
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线膨胀系数：0.0002-0.000025 K-1；热导率：8.5W/(m•K) |
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师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-10
生物材料与组织工程，熊党生，科学出版社，2010年第一版，P129
高分子材料手册（上），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P84 |
李兰君 |
聂宇 |
(1~4)*106
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85-95%
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1.54(25℃)
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介电常数(1MZH)2.3 |
体积电阻率（23℃）:>1*1016Ω•cm |
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| 聚丙烯 |
polypropylene，PP |
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由丙烯聚合而成的一种热塑性树脂 |
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生物惰性材料，具有良好的力学性能和化学稳定性，可以经受高压蒸汽灭菌 |
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161-163 ℃
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0.9-0.905 g/cm3
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洛氏硬度>90 (医用聚丙烯输液瓶专用树脂) |
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弯曲弹性模量1.1-1.3 GPa (医用聚丙烯输液瓶专用树脂) |
>27 Mpa(医用聚丙烯输液瓶专用树脂) |
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冲击韧性>4.5 kJ/m2 (医用聚丙烯输液瓶专用树脂)；冲击强度：1.5-2 kJ/m2（管、板材），0.5-0.7 kJ/m2（薄膜），0.3-0.5 kJ/m2（注塑） |
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线膨胀系数：6.5*10-5 K-1 (-30-0 ℃),10.5*10-5 K-1 (0-30 ℃),14.0*10-5 K-1 (30-60 ℃) |
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为了提高医用聚丙烯的物理性能和可加工性，通常要加入一些添加剂，这些添加剂主要有抗氧化剂、光稳定剂、成核剂、润滑剂，铸模释放剂，阻燃剂、增滑剂等。 |
主要用于制造各种导管，输液容器，血液过滤器，注射器，输血、输液袋和包装材料等。PP纤维可用作鼓泡式氧合器的血液消泡过滤网，腹壁修补片，手术缝线等，并可制成中空纤维用于人工肺。 |
师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-10
高分子材料手册（上），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P112
高分子材料手册（下），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P663 |
李兰君 |
聂宇 |
重均分子量20万-70万，多分散系数1.2-5.6
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58-59%，结晶温度103-105℃ （管、板材）；59-60% 结晶温度104-106℃（薄膜）；61-62% 结晶温度104-107℃（注塑）
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介电常数(1MZH)2.2-2.6；介电损耗(1MZH)<0.0005 |
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| 聚氯乙烯 |
polyvinyl chloride，PVC |
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是氯乙烯的聚合物 |
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不溶于水，可溶于有机溶剂如环己酮、四氢呋喃等，耐热性不高，在光和热作用下释放出氯化氢，通常只能在70℃以下使用 |
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160 ℃
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1.2-1.4 g/cm3
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1.5-15 MPa |
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10-20 MPa |
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100-450 % |
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线膨胀系数：7*10-5~ 2.5*10-4 K-1,热导率：0.12-0.16 W/(m•K) |
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对含较多增塑剂的软质PVC毒性问题仍有争议，因此仅限于制作与人体短期接触的制品。 |
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但对含较多增塑剂的软质PVC毒性问题仍有争论，因此仅限于制作与人体短期接触的制品，要求其粉体中有毒单体含量必须低于(5～10)×10(-6)，经加工后低于1×10(-6) |
其价格低廉，易于加工，是制备PVC塑料的主要原料。其制品一般呈微黄色，透明、柔软，在低温下逐渐变硬，长期使用会老化而变脆、变黄，并伴有增塑剂向表面迁移的“起霜”现象。PVC具有一定的抗凝血性和曲挠性，主要用于制作输血、输液袋，体外循环装置导管，鼓泡式氧合袋，尿袋等 |
师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-10
高分子材料手册（上），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P130 |
李兰君 |
聂宇 |
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75-85 ℃
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5-15 %
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PVC的热稳定性十分差，受热分解脱出氯化氢（HCl），并形成多烯结构。PVC加热到100℃，就开始脱HCl，达到130℃时，已比较严重，超过150℃，则脱HCl十分迅速。 |
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PVC具有一定的抗凝血性和曲挠性，主要用于制作输血、输液袋，体外循环装置导管，鼓泡式氧合袋，尿袋等。 |
| 聚烯烃 |
polyolefin |
主要品种有聚乙烯以及以乙烯为基础的一些共聚物，如乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯酸或丙烯酸酯的共聚物，还有聚丙烯，聚l-丁烯，聚-4-甲基-1-戊烯，非晶聚烯烃，环烯烃聚合物。 |
由乙烯、丙烯、1-丁烯、l-戊烯、l-己烯、4-甲基-l-戊烯等α-烯烃以及某些环烯烃单独聚合或共聚合而得到的一类热塑性树脂的总称 |
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相对密度小、耐化学品性、耐水性好，良好的机械强度、电绝缘性 |
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生产方法有高压聚合、低压聚合(包括溶液法、浆液法、本体法、气相法) |
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可用于薄膜、管材、板材、各种成型制品、电线电缆等。在包装、农业、电子、电气、建筑、汽车、机械、日用杂货等方面有广泛的用途。 |
师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-9～P12-10 |
李兰君 |
聂宇 |
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| 医用纳米高分子材料 |
biomedical nanomaterials of polymer。纳米级高分子材料也可以称为高分子纳米微粒或高分子超微粒 |
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聚合物微粒尺寸减少到纳米量级后使高分子的特性发生了很大的变化，主要表现在表面效应和体积效应两方面，表面效应是指超细微粒的表面原子数与总原子数之比随着粒径变小而急剧增大，表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同，因缺少相邻原子而呈现不饱和状态，具有很大的活性；体积效应是由于超微粒包含的原子数减少而使带电能级间隙加大，物质的一些物理性质因为能级间歇的不连续而发生异常。这两种效应使高分子材料具有了如下特性：表面积激增，粒子上的官能团密度和选择性吸附能力变大，达到平衡的时间大大缩短，粒子的胶体稳定性显著提高 |
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主要通过微乳液聚合的方法得到 |
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纳米级高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控释载体介入性诊疗、吸附分离、基因治疗中基因导入的载体等方面。免疫分析根据其标识物的不同可以分为荧光免疫分析、放射性免疫分析和酶联分析等。在免疫分析中,载体材料的选择十分关键。纳米级聚合物粒子,尤其是某些具有亲水性表面的粒子,对非特异性蛋白的吸附量很小,因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。在药物控制释放方面,纳米级聚合物粒子也有重要的应用价值。许多研究结果已经证实,某些药物只有在特定部位才能发挥其药效,同时它又易被消化液中的某些生物大分子所分解。因此,口服这类药物的药效并不理想。用某些生物可降解的高分子材料对药物进行保护并控制药物的释放速度,药物经过载体运送后,药效损伤很小,而且药物还可以有效控制释放,延长了药物的作用时间。作为药物载体高分子材料主要有聚乳酸、乳酸-乙醇酸共聚物、集丙烯酸酯类等。据报道,纳米级高分子材料制成的药物载体与各类药物,无论是亲水性的、疏水性的药物或者是生物大分子制剂,都有良好的相容性,因此能够负载或包覆多种药物,同时可以有效地控制药物的释放速度。纳米级高分子粒子还可以用于某些疑难病的介入性诊断和治疗。由于纳米粒子比红血球(6～9application;m)小得多,可以在血液中自由运动,因此可以注入各种对机体无害的纳米粒子到人体的各部位,检查病变和进行治疗。例如,载有抗生素或抗癌制剂的纳米级高分子粒子可以用动脉输送给药的方法进入体内,用于某些特定器官的临床治疗。载有药物的纳米球还可以制成乳液进行肠外或肠内的注射；也可以制成疫苗进行皮下或肌肉内注射。纳米级聚合物粒子可以直接用于生物物质的吸附分离。将纳米颗粒压成薄片制成过滤器,由于过滤孔径为纳米量级,在医疗工业中可用于血清的消毒(引起人体发病的病毒尺寸一般为几十纳米)。通过在纳米柱子表面引入羧基、羟基、磺酸基、胺基等基团,就可以利用静电作用或氢键作用使纳米粒子与蛋白质、核酸等生物大分子产事相互作用,导致共沉降而达到分离生物大分子的目的。当条件改变时,又可以使生物大分子从纳米粒子上解吸附,使生物大分子得到回收。基因治疗载体,基因治疗是治疗学的巨大进步,质粒DNA插入目的细胞后,可修复遗传错误或可产生治疗因子(如多肽、蛋白质、抗原等)。从基因水平治疗疾病,大大超越了对症治疗的效果。基因治疗所面临的最大挑战是：首先要使质粒DNA分布于特定的细胞,再使DNA到达特定的细胞器-细胞核内,最后还要使其插入特定的DNA位点。利用纳米技术,可使DNA通过主动靶向作用定位于细胞；将质粒DNA浓缩至50～200nm大小且带上负电荷,有助于其对细胞核的有效入侵,而最后质粒DNA插入细胞核DNA的准确位点则取决于纳米粒子的大小和结构。此时的纳米粒子是DNA本身所组成,但有关它的物理化学特性目前研究甚少。 |
师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-13～P12-14 |
李兰君 |
聂宇 |
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| 聚四氟乙烯 |
polytetrafluoroethylene，PTFE |
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是非极性、线型结晶聚合物，一般结晶度在55%～75%，有时高达94%；最高使用温度250℃，脆化温度-190℃，热变形温度(0.46MPa条件下)120℃，吸湿率<0.01%，氧指数95，化学稳定性能好，能耐强酸、强碱、强氧化剂及“王水”的腐蚀，对很多物质均无黏附作用，可在-70～260℃范围内使用，能耐受反复高温消毒灭菌，流变性好，易于加工成型 |
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324 ℃
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相对密度2.14-2.2
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拉伸弹性模量 400 GPa，压缩弹性模量 500 GPa，弯曲弹性模量 420 GPa |
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22-35 MPa |
11-14 MPa |
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冲击强度 163 J/m |
200-400 % |
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线膨胀系数：0.00001 K-1 |
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PTFE虽然毒性很小，热解产物却有一定的毒性。特别是在体内以颗粒形式出现时(如作为人工关节臼时因磨损产生的颗粒)，对其生物相容性会产生不利的影响。 |
主要应用在心血管系统方面，用作血管修复，人工心瓣膜的底环，阻塞球和缝合环包布，人工肺气体交换膜，人工肾和人工肝的解毒罐，心血管导管引导钢丝的表面涂层，体外血液回路和动、静脉接头等。此外，还可用在疝修复，食道、气管重建，牙槽脊增高，下颌骨重建，人工关节及鼓室成型方面。 |
师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-10
高分子材料手册（上），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P148 |
李兰君 |
聂宇 |
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55-75%
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415 ℃ |
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介电常数(1MZH)<2.1；介电损耗(1MZH) <0.0002 |
体积电阻率:1*1017-1*1018 Ω•cm |
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| 聚丙烯酸酯 |
polyacrylate |
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以丙烯酸醋类为单体的均聚物或共聚物 |
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丙烯酸酯类一般对人体无毒，具有良好的生物相容性 |
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广泛用于软、硬组织修复、组织黏合剂、血液透析、角膜接触镜等方面，是最早应用的生物材料之一。常用的有：1、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗称亲水有机玻璃(见聚甲基丙烯酸甲酿)；2、聚甲基丙烯酸羟乙酯；3、α-氰基丙烯酸酯(见聚α-氰基丙烯酸酯)一种组织黏合剂。此外，带长臂侧基的聚甲基丙烯酸烷基磺酸酯，具有类假肝素的性质，表现出良好的抗凝血性；带有叔胺基的聚丙烯酸酯，可以转化成季铵盐，从而与肝素结合，制备抗凝血表面，带长臂侧基的聚甲基丙烯酸活性酯，可以在温和条件下连接酶和多肽等生物活性物质；聚丙烯酸酯共聚物的丙酮-乙酸乙酯溶液，可做成气雾制剂，用作外伤敷料等。 |
师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-10 |
李兰君 |
聂宇 |
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| 聚甲基丙烯酸甲酯 |
polymethylmethacrylate，PMMA。俗称有机玻璃 |
是一系列丙烯酸酯聚合物中最重要的一种 |
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PMMA分三种构型：无规立构、问规立构、等规立构。PMMA的最高使用温度65～95℃，脆化温度9.2℃，马丁耐热温度80℃，热变形温度115℃(1.85MPa)，126℃(0.46MPa)，容易燃烧。PMMA的透光率可达90%～92%,是透光率最高的热塑性塑料。耐磨性差，其静摩擦系数为0.8。PMMA的电性能、机械性能、耐化学腐蚀性均良好。甲基丙烯酸甲酯和丁二烯共聚，抗冲击性能很好，表面硬度较高；甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯共聚，耐热性能提高20℃，表面硬度得到一定的提高，具有良好的生物相容性 |
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熔融温度160～200 ℃，维卡软化点113 ℃
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1.19～1.22g/cm3
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拉伸弹性模量 2410 MPa，压缩弹性模量 2760 Mpa |
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77-91.7 MPa |
极限拉伸强度24-28.2 MPa （PMMA骨水泥） |
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剪切强度41 MPa ,断裂韧性0.88-1.55 MN℃m-3/2（PMMA骨水泥） |
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在聚合过程中释放的热量能引起周围组织的坏死，冷同过程中骨水泥的收缩会在骨水泥和骨之间留下缝隙，这使骨与骨水泥间形成薄弱连接 |
主要用作人工骨、骨水泥、人工关节，以此还可以用作齿科材料、臂骼黏合剂和颅骨修补等方面。其中，一般的PMMA是一种在加压条件下受热固化的聚合物，而后者，即外科矫正用的PMMA是一种可用于混合的自固化聚合物 |
师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-11 |
李兰君 |
聂宇 |
50万～l00万
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l05 ℃
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PMMA的透光率可达90%～92%,是透光率最高的热塑性塑料
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PMMA骨水泥的缺点是在聚合过程中释放的热量能引起周围组织的坏死，冷固过程中骨水泥的收缩会在骨水泥和骨之间留下缝隙，使骨和骨水泥间形成薄弱连接。
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| 聚α-氰基丙烯酸甲酯 |
poly(α-cyanoacrylate) |
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丙烯酸酯分子中α碳上含有氰基的聚合物 |
强极性聚合物，溶于二甲基甲酰胺、硝基甲烷、乙腈等溶剂、加热至180℃左右可分解；在-80℃至软化点范围内均可有较高的抗拉强度。其单体在微量水等催化下可快速聚合成无色透明聚合物，固化时间为5～180s，加之α-氰基丙烯酸酯与蛋白质的氨基酸结合牢固，是常用的组织黏含剂 |
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相对密度 1.314 (20℃)
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33.1 MPa |
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剪切强度 22 MPa |
冲击强度0.3 J/cm2 |
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0.0003741 N/cm
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使用中要考虑聚合物在体内降解产物对组织的影响 |
临床上用于组织或皮肤黏结，破裂血管止血，管腔栓堵和黏合，神经连接，角膜手术，上颚裂的封闭，移动肾的固定，动脉血管瘤的加固保护，骨重建；骨和软骨断裂的修复，牙周敷料等。常用的α-氰基丙烯酸酯有甲酯、乙酯、丙酯、丁酯，异丁酯或戊酯等 |
师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-11
高分子材料手册（下），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P670 |
李兰君 |
聂宇 |
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1.443 (20℃)
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| 聚α-氰基丙烯酸乙酯 |
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相对密度 1.23 (20℃)
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25.5 MPa |
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剪切强度 13.7 MPa |
冲击强度0.3 J/cm2 |
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0.0003432 N/cm
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师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-11
高分子材料手册（下），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P670 |
李兰君 |
聂宇 |
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1.486 (20℃)
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| 聚α-氰基丙烯酸丁酯 |
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相对密度 1.145 (20℃)
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16.8 MPa |
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剪切强度 4.5 MPa |
冲击强度0.5 J/cm2 |
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0.0003111 N/cm
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师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-11
高分子材料手册（下），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P670 |
李兰君 |
聂宇 |
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| 聚丙烯腈 |
polyacrylonitrile，PAN |
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PAN基碳纤维具有良好的吸附性能 |
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220-230 ℃
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相对密度1.14-1.17
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丙烯腈单体在溶剂中由引发剂催化通过悬浮聚合方法制成的聚合物，是重要的合成纤维原料。PAN含量为85%共聚物称为腈纶，用于制造人工血管和制作超滤装置和透析型人工肾中的中空纤维，以超滤清除中、大分子物质。PAN纤维经高温碳化制成碳纤维，用于增强复合材料以制作假肢、假牙、人工肌腱、韧带、牙槽骨、下颌骨和软骨等。此外，丙烯腈-丁二烯共聚物与α-氰基丙烯酸丁酯的共聚物可做脑动脉瘤加固保护剂，称为脑颅胶。PAN基碳纤维具有良好的吸附性能，可用于制作吸附型人工肾、人工肝吸附装置。 |
师昌绪、李恒德、周廉。材料科学与工程手册。化学工业出版社、材料科学与工程出版中心。2004年1月第1版。P12-10
高分子材料手册（上），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P890
高分子材料手册（下），杨鸣波主编，化学工业出版社，2009年第一版，P666 |
李兰君 |
聂宇 |
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非晶相的低序态:80-100 ℃,非晶相的中序态:140-150 ℃
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250-300 ℃ |
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