ISSN 1000-3304CN 11-1857/O6

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低黏附性正电纳米胶囊用于耐药性细菌生物被膜感染治疗
刘晨晖, 曹京京, 赵宇, 郑春雄, 郑雅丹, 刘琦, 张展展, 刘阳
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18220
[摘要](12) [HTML全文](8) [PDF 1115KB](1)
摘要:
为了增强抗生素在生物被膜内部的渗透性能,并使其在生物被膜底部富集,设计了一种新颖的具有强渗透性和酸响应快速释放药物能力的纳米胶囊. 这种纳米载药体系由酸响应内核和强渗透性外壳两部分组成. 其中,纳米药物载体的内核由席夫碱键桥联的聚己内酯(bi-PCL)共沉淀形成,外壳则通过原位聚合的方法在其表面形成一层富含2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)和N-(2-氨基丙基)甲基丙烯酰胺(APM)的无规交联网状聚合物. 由于纳米胶囊表面由正电性的pAPM和低黏附性的pMPC共聚构成,在两者协同作用下,纳米胶囊可迅速渗透至生物被膜底部,同时由bi-PCL构成的内核在生物被膜内部酸性环境刺激下快速断键释放负载的药物. 基于这一结构,该纳米胶囊可在给药后短时间内实现药物富集于生物被膜底部,从而快速有效地杀伤生物被膜内部的细菌,显著提高对生物被膜相关细菌感染的治疗效果.
高伯羟基含量聚(碳酸酯-醚)多元醇的制备
付双滨, 秦玉升, 乔立军, 王献红, 王佛松
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18274
[摘要](19) [HTML全文](14) [PDF 714KB](1)
摘要:
聚(碳酸酯-醚)多元醇又称二氧化碳基多元醇,是通过CO2与环氧丙烷(PO)的调聚反应所制备的. 由于环氧丙烷开环反应时优先在空间位阻较低的亚甲基上的碳-氧键断裂,生成端羟基以仲羟基为主的二氧化碳基多元醇,其伯羟基含量通常低于20%,导致其与异氰酸酯反应的活性较低. 本文提出了环氧乙烷(EO)封端、EO和CO2共聚封端、一锅法三元调聚封端(PO、EO与CO2)等3种方法来提高二氧化碳基多元醇中的伯羟基含量. 研究表明,利用EO封端方法会导致多元醇中碳酸酯含量的降低,而采用EO和CO2共聚进行封端可合成出伯羟基含量达72%的二氧化碳基多元醇,且碳酸酯含量下降很少. 最后我们利用双金属催化剂(DMC)对PO和EO的开环反应速度的差异,采用一锅法将PO、EO和CO2进行三元调聚反应,合成了伯羟基含量可达62%的二氧化碳基多元醇,且碳酸酯含量几乎不受影响.
双醛淀粉还原制备纳米银及其在胶原基抗菌敷料中的应用
韩淼, 李德荣, 袁柳青, 吕永博, 葛黎明, 李德富, 穆畅道
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18242
[摘要](46) [HTML全文](28) [PDF 1461KB](6)
摘要:
首先通过控制高碘酸钠的添加量制备了具有不同醛基含量的双醛直链淀粉(DA),然后以DA为环境友好型还原剂和稳定剂合成纳米银(AgNP),之后采用浸泡法将胶原海绵浸入DA-AgNP水溶液中制备胶原/DA-AgNP复合抗菌敷料(AgNPs-Col). AgNP在被均匀引入到胶原海绵基质中的同时,溶液中DA的醛基与胶原的氨基发生席夫碱化学交联反应,进而改善胶原基材料的理化性能. 研究结果表明,通过选用合适醛基含量的DA以及控制反应时间成功合成了球形AgNPs. 经DA交联和AgNPs填充改性的AgNPs-Col具有致密的微观结构,因此其孔隙率、吸水率和水蒸气透过率均降低. AgNPs-Col敷料能够多次反复吸水和挤压快速排水,而其初始形貌不被破坏,具有海绵的特性. 此外,AgNPs-Col敷料对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都具有显著的抗菌性能和阻隔能力. 与此同时,AgNPs-Col敷料还具有良好的血液相容性.
蛋白-DNA协同组装构建亚微米级复合结构
代江兵, 张丽霞, 毛秀海, 赵彦, 李柯, 谷沛霖, 郭琳洁, 李江, 钟超, 樊春海, 王丽华
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18251
[摘要](2) [HTML全文](0)
摘要:
以大肠杆菌菌毛蛋白CsgA组装形成的蛋白纤维为模板,引导不同数目的DNA四面体(tetrahedron DNA nanostructure,TDN)组装构建了蛋白-DNA亚微米复合结构. TDN经次氮基三乙酸(NTA)修饰后在Ni2+的螯合作用下与CsgA蛋白单体结合,利用CsgA的自组装能力将TDN有序地排列在形成的蛋白纤维上. 原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)成像结果表明,控制TDN与CsgA的浓度比为1:500,可以得到单个TDN与蛋白纤维的组装产物. 将2个TDN通过杂交形成二聚体(dTDN)与CsgA蛋白进行组装,得到的亚微米复合结构保持了很好的直链形态,在蛋白纤维上连有3个dTDN结构的比例达44%.
具有rGO三维导热网络结构聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能
魏世洋, 郑智博, 余桥溪, 范振国, 刘四委, 池振国, 张艺, 许家瑞
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18253
[摘要](3) [HTML全文](0)
摘要:
为了使还原氧化石墨烯(rGO)的面内导热方向与复合物材料散热方向一致,提高rGO在复合材料中的导热效率,更大释放rGO的导热潜力,采用冷冻干燥的方法处理rGO的聚酰胺酸(PAA)分散液,得到PAA黏结的rGO三维网络结构,热酰亚胺化之后得到聚酰亚胺(PI)加固的rGO三维网络结构模板(3DrGO-PI). 使用10 wt%的PAA胶液浇铸上述3DrGO-PI模板,制备得到含有rGO三维导热网络结构的3DrGO/PI复合薄膜. 结果表明,所得到的复合薄膜具有良好的导热性能,当rGO的含量为8 wt%时,3DrGO/PI复合薄膜导热系数达到1.57 Wm−1·K−1,为纯PI导热系数的8.72倍. 同时复合薄膜具有较好的热稳定性,随着rGO含量的增加,薄膜的Tg上升,CTE下降,热性能更稳定.
拉伸过程中聚偏氟乙烯纤维晶体结构变化
闫静静, 肖长发, 王纯, 付浩, 安树林, 姜亚明
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18261
[摘要](1) [HTML全文](0) [PDF 2889KB](1)
摘要:
采用熔融纺丝法制备不同喷丝头拉伸比聚偏氟乙烯(PVDF)初生纤维,再经后拉伸制得不同后拉伸比PVDF纤维. 对纤维在不同拉伸过程中晶体结构研究表明:随喷丝头拉伸比增大,纤维结晶度、α晶型取向、大分子取向均增加,且喷丝头拉伸比达到一定程度后,变化更显著;而随后拉伸比增大,纤维结晶度无显著变化,但后拉伸较喷丝头拉伸更有利于α晶型向β晶型转变,且后拉伸比越高越易形成β晶型,当后拉伸使纤维进入直径均匀变小阶段后,β晶型取向效果更明显;后拉伸比为11时,β晶型含量达82.85%,β(110/200)晶面取向因子达0.83.
力学自适应性电学高分子的简介、设计及其应用
李梦雪, 吴海平, 朱有龙, 王朝
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18237
[摘要](26) [HTML全文](21) [PDF 1807KB](9)
摘要:
力学自适应性高分子是指能够适应外力作用而几乎不产生力学损伤的一类高分子材料. 而力学自适应性电学高分子是具有良好的传导电荷或离子能力的一种高分子材料,同时还能够适应力学损伤,由于这类材料同时具有良好的电学和力学性能,有望在可穿戴电子器件、能源和生物医药领域产生广泛的应用前景. 本综述主要介绍了力学自适应性电学高分子的设计原则,合成/制备路线和应用前景. 力学自适应电学高分子设计原则的核心是结合分子化学和超分子化学的理念,通过把动态化学键引入到高分子体系中,使其同时具有电学和力学适应性. 通过将材料设计理念引入到高分子制备中,力学自适应性离子导体和电子导体得以成功制备. 力学自适应性电学高分子有望在可穿戴电子器件,储能器件和人工肌肉等领域带来新的突破.
单分子聚合物纳米材料的可控合成及生物应用
张丹, 武伟, 蒋锡群
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18191
[摘要](422) [HTML全文](290) [PDF 2003KB](89)
摘要:
现代有机化学和高分子化学的发展为我们提供了多种高效可控的合成手段,例如点击化学、原子转移自由基聚合、可逆加成-断裂链转移聚合、开环易位聚合等. 综合利用这些合成手段,不同拓扑结构的单分子聚合物纳米材料可以被高效可控地合成. 本文主要介绍我们课题组近几年利用可控合成策略制备的几种不同类型的单分子聚合物纳米材料(包括环糊精聚轮烷、树枝状聚合物、多臂聚合物和聚合物分子刷)以及利用这些高分子纳米材料的高度可控性,对其结构与生物性能之间构效关系的探索.
“非张力环”γ-丁内酯及其衍生物开环聚合的研究进展
袁鹏俊, 洪缪
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18232
[摘要](93) [HTML全文](62) [PDF 934KB](22)
摘要:
由于其独特的可降解性和生物相容性,脂肪族聚酯被广泛地应用于生物医药、组织工程、包装等领域,环内酯 (如ε-己内酯,丙交酯等) 的开环聚合是制备高分子量脂肪族聚酯的有效方法,但受到环内酯单体种类的限制. γ-丁内酯 (γ-BL)可由生物质转化合成得到,具有可再生的绿色来源,价格低廉,是非常有潜力的环内酯单体,然而由于其五元环的热力学稳定性,在以往的教科书和文献中通常把γ-BL称为是“不可聚合的”单体. 2016年,Hong和Chen通过控制热力学和动力学等条件首次实现了γ-BL在温和条件下的高效开环聚合,并为制备绿色可回收高分子材料提供了新思路,该突破性工作迅速地引起了科研界的关注,并由此发展出了可进行γ-BL高效可控开环聚合的催化剂,单体范围也扩展到了γ-BL的衍生物,合成得到了结构新颖的高性能高分子材料. 本专论系统地综述近3年来这一领域的研究进展,侧重于讨论其催化剂结构与聚合行为、聚合物结构与聚合物性能之间的关系,以及后续的回收行为,并提出该领域存在的挑战以及未来的发展方向.
氨基碳纳米管/DOPO衍生物的协效阻燃及其对尼龙6性能的影响
王欣欣, 何文涛, 徐国敏, 龙丽娟, 黄伟江, 于杰
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18230
[摘要](77) [HTML全文](63)
摘要:
将DOPO衍生物(DIDOPO)和氨基碳纳米管(MWNTs)以一定的比例进行复配,添加到尼龙6 (PA6)中熔融共混制得复合材料. 运用万能试验机、热重分析仪、差示扫描量热仪、锥形量热仪及扫描电镜测试了各样本的力学性能、热稳定性、结晶性以及燃烧性能,并观察了炭层形貌. 测试结果表明,加入MWNTs后,复合材料的拉伸强度显著增强,比PA6/DIDOPO复合材料平均提升了55%. 从非等温结晶曲线可以看出,加入MWNTs后PA6复合材料的结晶初始温度(Tonset)和结晶峰温(Tc)都有明显提高,但由于MWNTs的异相成核作用,导致结晶度降低. 此外,锥形量热测试表明,当MWNTs的添加量为2wt%时,其热释放速率峰值(PHRR)为367.28 kW/m2,较纯PA6降低了58.9%. 扫描电镜和拉曼测试分析表明MWNTs的加入促进了致密结构炭层的形成,与DIDOPO有协效阻燃的作用.
沉淀聚合制备含有机硅聚脲多孔材料
齐鑫, 吴莉莉, 李树生, 孔祥正
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18271
[摘要](8) [HTML全文](0)
摘要:
通过甲苯二异氰酸酯(TDI)与α,ω-氨丙基二硅氧烷(APDS)在水-丙酮混合溶剂中沉淀聚合制备了含有机硅聚脲多孔材料(PUS). 研究了两单体质量比和混合溶剂中水/丙酮质量比及反应温度对PUS产率及形貌的影响. 使用扫描电镜和红外光谱及核磁共振对PUS的形貌及化学结构进行了表征. 结果表明,在反应温度30 °C和水/丙酮质量比为3/7条件下,改变APDS/TDI的质量比,可控制PUS的形貌. 当APDS/TDI配比小于3/7时可制得为无规则形状的多孔结构PUS;而APDS/TDI高于3/7时可制得PUS多孔微球;APDS/TDI配比为4/6时多孔微球粒径分布最为均一,其比表面为106 m2/g. 此外,微球粒径随着水/丙酮配比及反应温度的升高而逐渐减小. 对PUS热性能表征结果表明其具有良好的耐热性.
在离子液体介质中对甲基苯乙烯阳离子聚合的研究
张晓茜, 周旋, 孙英娟, 岳丽娜, 石永香, 许可, 罗梓兮, 伍一波
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18239
[摘要](252) [HTML全文](220) [PDF 1022KB](27)
摘要:
以离子液体为介质,通过密度泛函理论计算和实验分析,研究了离子液体对甲基苯乙烯(p-MeSt)的阳离子聚合的影响;考察了不同引发体系和不同离子液体对聚合的影响. 通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和傅里叶红外变换光谱(FTIR)对产物结构进行表征,凝胶渗透色谱(GPC)测定产物分子量与分布,温度记录仪跟踪测定体系温度与聚合时间的关系. 结果表明,在离子液体中枯基醇(CumOH)/BF3·OEt2引发体系具有较好的引发效果;与传统分子溶剂相比,在1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺(缩写[Bmim][NTf2])离子液体中得到的聚合产物分子量和产率均较高(达99%),且分子量分布较窄(Mw/Mn ~ 2.0);离子液体在阳离子聚合中仅是惰性溶剂,未直接参与反应,虽然离子液体的离子环境并不能完全抑制链转移反应,但具有稳定活性种和分散正电荷的作用,且使聚合反应更温和;离子液体回收利用实验结果表明,离子液体可多次循环利用,对产物影响不大;最终推导了离子液体中由CumOH/BF3·OEt2引发的p-MeSt阳离子聚合的基元反应机理.
改性呼吸图法一步制备2D微半球结构
程皓鸽, 朱旭, 付冬, 张馨月, 魏浩, 马宁
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18226
[摘要](82) [HTML全文](59) [PDF 899KB](11)
摘要:
通过引入预相分离过程对传统呼吸图法过程进行改进,改变了PEG在聚合物共混溶液中的初始分布,从而以一步法制备出含有2D微半球结构的聚合物微结构薄膜. 通过设计预相分离时间分别为10、20及30 min,PEG的分子量为2000、6000及10000,不同PEG分子的含量配比为1:9、2:8及3:7,以及小分子量PS18000的引入,探讨了制备条件的改变对微结构的形貌及尺寸的影响,并详细分析了条件对于微结构影响的原因. 最终设定预相分离时间为10 min、PEG分子配比为3:7及使用小分子PS18000,通过一步法制备含有较多2D微半球结构. 该制备方法将为快速、大面积地制备2D微半球结构提供一种新思路.
水滴模板法制备PS-b-PHEMA/Eu配合物蜂窝状多孔膜及其性能研究
刘倩, 闫春娜, 王利平, 李光
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18241
[摘要](303) [HTML全文](113) [PDF 1188KB](13)
摘要:
采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法合成了一系列两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸羟乙酯/Eu配合物(PS-b-PHEMA/Eu配合物),通过凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和固体荧光光谱对聚合物进行了表征,并采用水滴模板法制备了PS-b-PHEMA/Eu配合物蜂窝状多孔膜. 研究了溶剂、聚合物浓度、聚合物分子量对蜂窝状多孔膜表面形貌的影响. 采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散X-射线能谱仪(EDX)和激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)等研究了多孔膜的表面形貌和元素分布. 研究结果表明,溶剂、聚合物浓度、聚合物分子量均会影响多孔膜的表面形貌,沸点较低、挥发性较强且与水不互溶的有机溶剂有利于形成规整度高、孔径大小均一的多孔膜,多孔膜的平均孔径随着溶液浓度的增加和聚合物分子量的增大而逐渐减小. FESEM-EDX分析进一步证实亲水基团(Eu配合物基团)主要分布在孔壁上,这与LSCM结果一致. 多孔膜在空气中放置6个月后,原本大部分集中在孔内壁的Eu元素,出现在了膜表面,这可能是由于连接在聚合物分子链上的亲水基团随分子链的自由旋转发生了迁移.
具有温敏导电多重响应的智能磁性颗粒制备及性能
刘佳威, 张强, 刘继广
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18252
[摘要](263) [HTML全文](101) [PDF 1262KB](12)
摘要:
通过两步自由基聚合制备了PANI/P(St-NIPAM)/Fe3O4温敏导电磁性复合颗粒并研究了其导电性能. 首先以改性四氧化三铁(Fe3O4)、苯乙烯(St)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚制备出P(St-NIPAM)/Fe3O4颗粒,然后进行苯胺吸附与氧化聚合制备出PANI/P(St-NIPAM)/Fe3O4导电复合颗粒. 用扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和红外(IR)等测试表征颗粒,结果表明复合颗粒具有核壳结构,聚苯胺在颗粒中的含量依赖于NIPAM的投料比. 动态光散射(DLS)结果表明颗粒尺寸对温度具有响应性,复合颗粒同时拥有磁性和导电性. 复合颗粒的电导率研究表明颗粒的导电性可以通过组成调控,在恒定单体投料比的情况下,随着颗粒中聚合物与Fe3O4重量比从1:1增加到10:1,颗粒溶液25 °C时的电导率从58.4 μS/cm上升到860 μS/cm;在恒定单体总量与磁性颗粒重量比为10:1的情况下,随着NIPAM/St比例从2 mol%增加到10 mol%,颗粒溶液电导率从698 μS/cm增加到1120 μS/cm. 与25 °C的样品相比,在50 °C下颗粒溶液的电导率均明显下降,显示出明显的温度响应性;这种性能对发展温度响应的智能电子材料具有重要意义.
N,N-二乙基丙烯酰胺与N,N-二甲基丙烯酰胺嵌段共聚物的可控合成及温敏性研究
张子路, 徐亮, 臧春雨, KakuchiToyoji, 沈贤德
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18240
[摘要](37) [HTML全文](31) [PDF 740KB](6)
摘要:
采用B(C6F5)3催化的基团转移聚合(GTP)法,精确合成了聚(N,N-二乙基丙烯酰胺) (PDEAAm)与聚(N,N-二甲基丙烯酰胺) (PDMAAm)的均聚物及无规、二嵌段、三嵌段和五嵌段共聚物. 共聚物的聚合度均约为100,分散性指数在1.19 ~ 1.26之间. 利用可控温紫外可见光谱仪(UV-Vis)测定聚合物水溶液的浊点温度(Tcp),通过Tcp分析与线-球相变有关的温敏性能,利用变温核磁(NMR)及动态光散射粒度仪(DLS)测定聚合物在水溶液中的相变行为. 结果表明,对于无规共聚物,随着DMAAm比例增加,Tcp从38.5 °C增加到68.0 °C,当 DMAAm比例 > 75%时,没有观察到相转变现象. 对于二嵌段共聚物,随着DMAAm比例的增加, Tcp从34.5 °C增加到44.5 °C,并且当PDEAAm和PDMAAm链段比例为10/90时共聚物没有相转变现象. 对于三嵌段和五嵌段共聚物,只有两端为PDEAAm链段的共聚物表现出相转变现象,三嵌段和五嵌段共聚物的Tcp分别为51.5和55.0 °C.
笼型八苯基硅倍半氧烷与聚磷酸铵对聚乳酸的协同阻燃研究
贾琳, 张文超, 佟斌, 杨荣杰, 李定华
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18257
[摘要](31) [HTML全文](22) [PDF 1377KB](1)
摘要:
以高效阻燃聚乳酸(PLA)为目标,用有机-无机杂化的笼型八苯基硅倍半氧烷(OPS)和无机磷系阻燃剂高聚合度聚磷酸铵(APP)阻燃改性PLA. 采用双螺杆熔融共混挤出方法制备了PLA/OPS、PLA/APP及PLA/OPS + APP复合材料. 极限氧指数、垂直燃烧和锥形量热仪测试研究表明OPS和APP对PLA材料具有明显的阻燃效果,同时对于降低热释放速率具有一定的协同作用. 用扫描电镜(SEM)观察OPS、APP在PLA基体中的分散行为;通过热失重分析测试阻燃PLA复合材料的热稳定性;用SEM、能量色散X射线光谱和X射线光电子能谱测试研究了燃烧样品炭层的微观形貌和元素组成. 结果表明:OPS和APP在PLA基体中均匀分散;APP的初始热分解过程与PLA的初始热分解温度匹配,APP的高温热分解过程与OPS的热分解匹配,这种匹配的热分解过程和OPS与APP的协同作用提高了PLA材料的热稳定性,并赋予PLA良好的阻燃性能,降低了PLA复合物的热释放速率峰值的同时显著降低了由阻燃剂的添加引起的烟释放,同时维持了PLA材料的拉伸性能. 基于综合分析,推断出了3种阻燃PLA复合材料燃烧过程.
玻璃化转变温度可区域数字化调控的形状记忆聚合物
陈冠聪, 方子正, 候宇坤, 童张法, 赵骞
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18229
[摘要](118) [HTML全文](91) [PDF 869KB](22)
摘要:
用热聚合合成了一种带有未反应不饱和双键的形状记忆环氧树脂. 通过第二步光固化过程,可以将未反应的双键聚合,形成第二重交联点以增加材料的交联密度,同时提高其玻璃化温度. 利用数字化光掩膜技术对热聚合后的材料进行区域化地曝光,并控制各局部区域的曝光时间,可引发网络中的双键进行第二步光固化,并使材料区域的玻璃化温度在40 ~ 70 °C区间内可调. 二次固化前后的材料均表现出良好的形状记忆性能,形状固定率与回复率均接近100%. 区域化玻璃化温度可控的材料可进行程序化的多形状记忆回复过程,并有望用做具有应变隔离功能的新型柔性电子基底材料.
基于4-甲基愈创木酚的聚酰亚胺的合成与性能研究
苗杰, 王震, 吉晓东, 阎敬灵
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18201
[摘要](385) [HTML全文](300) [PDF 862KB](50)
摘要:
以木质素衍生物4-甲基愈创木酚为主要原料制备了3种生物基芳香二酐,并与石油基和生物基二胺聚合制备了3个系列的生物基聚酰亚胺,这些聚合物的生物基含量为31.8% ~ 56.4%. 利用FTIR、1H-NMR、DSC、DMTA、TGA和拉伸实验对聚合物的结构、热性能和力学性能进行了系统分析表征. 双醚型生物基聚酰亚胺(PI-I和PI-II系列)的玻璃化转变温度(Tg)在213 ~ 235 °C之间,5%热失重(T5%)在406 ~ 453 °C之间;含有二苯并二氧六环结构的生物基聚酰亚胺(PI-III系列)的Tg最高可达424 °C,T5%最高可达508 °C. 聚合物的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率分别为70 ~ 115 MPa、1.8 ~ 2.8 GPa和3.5% ~ 20.4%. 上述结果表明,基于4-甲基愈创木酚的生物基聚酰亚胺具有与石油基聚酰亚胺相当的热和机械性能.
受限在一维纳米孔道内的高分子结晶取向模型
苏萃, 施光宇, 王笃金, 刘国明
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18218
[摘要](102) [HTML全文](89) [PDF 1420KB](14)
摘要:
利用X射线极图法研究了等规聚丙烯(iPP)在阳极氧化铝模板(AAO)中的取向结构. 实验结果表明,iPP在AAO内主要的取向模式为倒易空间的b*轴或a*轴平行于AAO的孔轴( \begin{document}${\vec{{n}}}$\end{document} ). 这2种取向模式的比例同结晶条件有关:随着降温速率增加,高分子的整体取向逐渐变弱,但是a* \begin{document}${\vec{{n}}}$\end{document} 的取向变化更明显. 在液氮淬冷的条件下,iPP几乎不能结晶. 实验结果同文献所报道的“动力学选择机理”不一致. 借助简化的“一维格子”模型,模拟了成核速率、生长速率对整体取向的影响. 结果表明,高分子在受限空间中的取向存在3个区域:成核速率极高而生长速率极低时,晶体生长尺寸很小,样品表现为各向同性;中间区域各晶面的相对生长速率决定了最终取向结构;成核速率极低而生长速率极高时,纳米孔中高分子一旦成核,晶体就会很快生长至充满整个孔道,所有(hk0)晶面均可生长. 综合实验和模拟结果,提出了高分子受限在一维纳米孔道中的晶体取向模型.
给体/受体双缆型共轭聚合物材料及其单组分有机太阳能电池器件
李韦伟
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18212
[摘要](407) [HTML全文](234) [PDF 2162KB](31)
摘要:
给体/受体型双缆共轭聚合物是一类含给体主链与受体侧链的共轭聚合物,通过分子内相分离形成异质结,从而应用于单组分有机太阳能电池中. 双缆共轭聚合物及其单组分有机太阳能电池的研究均处于初级阶段,光电转换性能远低于本体异质结太阳能电池. 本文总结了单组分有机太阳能电池的研究进展,重点介绍了我们在双缆共轭聚合物的结构设计、相分离调控以及单组分太阳能电池性能方面的研究工作,并论述了双缆共轭聚合物及其单组分有机太阳能电池存在的科学问题及发展方向.
基于聚硼硅氧烷的自愈合光子晶体弹性体
李苗苗, 吕全乾, 朱锦涛, 张连斌
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18213
[摘要](179) [HTML全文](103) [PDF 1819KB](18)
摘要:
通过硼酸(BA)交联羟基封端的聚二甲基硅氧烷(Hydroxyl-PDMS)得到聚硼硅氧烷(PBS)弹性体,并与单分散的SiO2纳米粒子(SiO2 NPs)和炭黑纳米粒子(CB NPs)共组装,进而得到无角度依赖的光子晶体弹性体. 通过光纤光谱仪表征了不同结构色光子晶体弹性体的光学性质,利用光学显微镜和应力-应变测试分别对光子晶体弹性体表面划痕和裂痕的自愈合性能进行了系统表征. 结果表明,该光子晶体弹性体材料的结构色不随观测角度的改变而发生变化,即具有无角度依赖的结构色. 同时,该光子晶体弹性体在形变过程中可实现颜色改变;更为重要的是,光子晶体弹性体的链柔性及动态可逆键使其在室温条件下即可展现出自愈合性能, 可实现表面划痕及裂痕的快速愈合. 此外,通过喷涂法可简单快速地制备具有明亮结构色的大面积光子晶体膜材料,拓展了该光子晶体材料在彩色涂层、显示板、印刷等领域的应用.
环状温敏性双亲性嵌段共聚物的合成及性能研究
王云飞, 魏华
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18219
[摘要](230) [HTML全文](160) [PDF 1302KB](31)
摘要:
首先基于端基为叠氮基团的可逆加成断裂转移试剂CPADB-N3,通过连续两步可逆加成断裂转移(RAFT)聚合制备了线性温敏性双亲性嵌段共聚物聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(寡聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯)(PNIPAAm-b-POEGMA);进一步通过一锅法胺解-迈克尔加成反应将二硫酯修饰为炔键,得到了线性前体l-(NIPAAm-b-POEGMA),最后通过极稀条件下,一价铜催化的分子内点击化学的偶联制备得到了环状温敏性双亲性嵌段共聚物c-(PNIPAAm-b-POEGMA). 通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、碳谱(13C-NMR)、红外光谱(FTIR)、尺寸排除色谱与多角度激光光散射联用(SEC-MALLS)等方法表征了聚合物的分子结构并证明了环状聚合物的成功合成;通过紫外可见分光光度计、动态光散射和透射电镜对比研究了环状与线性聚合物的温敏性与自组装行为. 研究发现环状聚合物具有比线性聚合物更高的较低临界溶解温度(LCST),同时其在水相中自组装形成的胶束具有更小的粒径和更窄的粒径分布.
一种非对称性单层共价有机框架的制备
司自卫, 田宇锋, 赵静, 张维
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18234
[摘要](267) [HTML全文](102) [PDF 843KB](30)
摘要:
以在垂直方向上修饰后的双亲性三聚茚的醛类衍生物作为主要单体,通过与对苯二胺在酸催化条件下于油/水界面进行缩合反应,制备了一类非对称性共价有机框架单分子膜. 经此方法制得的膜的红外光谱显示反应过程中,醛基和胺基的特征峰消失,同时出现了亚胺C=N键的特征吸收峰,表明原料中绝大部分的醛基和胺基被消耗,转化成亚胺键. 透射电镜照片显示新生成的产物为具有数百纳米尺度的纳米片. 原子力显微镜进一步证实此纳米片为厚度约1 nm的单分子层结构. 通过与水的接触角实验证实,双亲性三聚茚所携带的亲水和疏水链分别位于此共价有机框架单分子膜的两侧,从而赋予了此共价有机框架薄膜2个表面对水滴不同的亲和能力.
基于开环反应构建新型还原响应型支化聚赖氨酸基因载体
陈艺铭, 祁宇, 胡文婷, 郑迪, 俞丙然, 徐福建
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18260
[摘要](30) [HTML全文](21) [PDF 1541KB](2)
摘要:
通过“一锅法”开环反应成功构建了一种含有双硫键的还原响应型可降解支化聚赖氨酸基因载体(SS-HP). 同时通过相似的方法合成了不含双硫键的支化聚赖氨酸基因载体(CC-HP)作为对照. 聚阳离子/pDNA复合物的水合粒径和电位通过动态光散射仪测定,其在还原性环境中的降解情况通过凝胶阻滞电泳、原子力显微镜评价. SS-HP和CC-HP的体外转染能力及细胞毒性通过荧光素酶报告基因和MTT法在脑胶质瘤C6和肝癌HepG2细胞中测定. 癌细胞中过量表达的谷胱甘肽能够使SS-HP在细胞内降解,加速pDNA的释放,使该载体有良好的基因转染能力. 同时,由于载体的可降解性以及由开环反应给载体引入的大量羟基,使载体有较低的细胞毒性. KillerRed蛋白是一种在可见光照射下能产生单线态氧的红色荧光蛋白. 使用SS-HP携载pKillerRed (pKR)质粒进行体外光动力抗癌评价. SS-HP/pKR转染C6细胞后能成功表达出KillerRed蛋白,光照后可以促进肿瘤细胞的凋亡.
三维石墨烯复合物和二维高分子的合成和电化学能源应用探索
刘晶晶, 徐宇曦
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18222
[摘要](118) [HTML全文](70) [PDF 7957KB](37)
摘要:
石墨烯是具有单原子厚度的二维碳原子晶体,也是一种独特的天然二维高分子. 柔性石墨烯片层可以通过三维组装形成多孔的块体材料,从而将单个微观石墨烯的特性有效的发挥到宏观材料层面,推进石墨烯的实际应用. 与此同时,随着人类社会对绿色可持续性能源的不断需求,基于石墨烯开发高效的电化学能源存储与转换材料成为当前研究的重要课题. 受石墨烯这一天然二维高分子结构的启发,科学家们希望从原子或分子层面进一步理性设计合成新型二维高分子,获得新的骨架联接并具有优异可加工性能的新型二维材料并探索其在能源等领域的应用,这一研究领域充满巨大挑战. 本专论将系统介绍我们设计合成了一系列新型电化学活性材料并与三维石墨烯有效复合制备成三维石墨烯复合物,以及灵巧合成了几种新型骨架联接的二维高分子材料,并重点实现这两个相辅相成方向在电化学能源存储和转化方面的应用探索,为解决电化学能源需求问题提供崭新的突破口.
聚合原位合成含螺吡喃组装体及其光响应研究
叶齐全, 郑明心, 陈曦, 李丹, 田卫国, 张军, 袁金颖
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18256
[摘要](24) [PDF 1987KB](1)
摘要:
采用乙醇相分散共聚的方法将螺吡喃基团引入聚合原位自组装体系,合成了聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯-b-聚(甲基丙烯酸苄酯-co-甲基丙烯酸螺吡喃酯) [PDMA-b-P(BzMA-co-SPMA)]共聚物组装体,通过调节BzMA、SPMA和PDMA的投料比,制备了球形胶束、蠕虫状胶束、“章鱼”状组装体、囊泡、实心粒子等不同形貌的组装体. 所得组装体分散液具备良好的紫外响应显色性,在交替的UV/可见光照射下,组装体分散液呈现无色-蓝色可逆转变. 该光响应组装体分散液可作为墨水,将文字或图案绘制在基底上. 经UV和可见光/升温的交替刺激,实现了文字或图案的可逆显示与消失. 通过喷墨打印,可以快速、大批量制备精细图案化的二维光响应涂层. 所制备的涂层具备良好的稳定性,且光响应过程具备良好的可循环性,因此有望应用于信息加密和防伪等领域.
神经退行性疾病蛋白纤维化及其与界面的手性相互作用
殷强, 刘晶晶, 田梦婷, 谢浩, 沈雷, 孙涛垒
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18276
[摘要](31)
摘要:
神经退行性疾病(Neurodegenerative Diseases, NDs)的标志性病理特征是相关蛋白的错误折叠、聚集并纤维化,即淀粉样变性. 细胞膜界面在NDs病理过程中扮演了重要角色,这些过程包括NDs蛋白的产生、淀粉样变性单元的细胞内扩散、细胞间传播、细胞内吞及脑内清除. 因此,NDs蛋白与磷脂膜界面的相互作用显著影响蛋白纤维化和NDs病理过程. 手性是磷脂膜的基本化学属性,不同手性能产生不同生物物理效应. 因此,磷脂膜界面的手性会显著影响NDs蛋白纤维化和NDs病理过程. 本文揭示了界面在NDs蛋白纤维化和NDs病理过程中的重要性,从分子水平重点阐述了手性界面对NDs蛋白纤维化的影响,探讨了基于手性相互作用的NDs药物设计方法,有助于深入理解NDs病理机制并对开发能够治愈NDs的药物具有重要意义.
一种高强度速粘纳米杂化水凝胶“创可贴”
崔春燕, 陈薪羽, 刘博, 武腾玲, 范川川, 刘文广
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18270
[摘要](77) [PDF 3154KB](3)
摘要:
本文报道了制备具有高强度、高粘附性和良好生物相容性的粘合水凝胶的极其简便的方法。将N-丙烯酰-2-氨基乙酸(ACG)水溶液与纳米生物活性玻璃(BG)混合,紫外光引发自由基聚合即可快速制备PACG-BG纳米复合水凝胶。在该水凝胶体系中PACG分子链之间形成的氢键、PACG末端的羧基与BG中的金属离子形成的离子络合以及PACG分子链与BG纳米粒子之间发生的物理吸附作用共同构成了网络的多重物理交联,由此显著提高了凝胶的强度。通过调节凝胶体系中ACG和BG的含量赋予了水凝胶可调节的粘附性、机械性能以及室温自修复特性。利用搭接剪切拉伸的方式对水凝胶的粘附性能进行测试,结果显示当水凝胶中ACG的含量为25 wt%,BG占ACG含量为6 wt%时,水凝胶的表面粘附能和内聚能可达平衡,其对猪皮、铁片和陶瓷的瞬时最大粘附强度分别为120,142和125 kPa。同时,水凝胶最高拉伸强度可达0.9 MPa,撕裂能可达1500 J/m2动物体内埋植结果显示水凝胶具有良好的生物相容性。鉴于到水凝胶对生物软组织优异的粘附性能,将其进行了体外修补胃穿孔的模拟实验,结果表明,水凝胶可以牢固地粘附在胃的穿孔处,防止模拟胃液的外泄。因此,这种新颖的有机-无机杂化水凝胶有望被发展为一种生物医用“创可贴”。
具有rGO三维导热网络结构聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能
魏世洋, 郑智博, 余桥溪, 范振国, 刘四委, 池振国, 张艺, 许家瑞
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18253
[摘要](58)
摘要:
研究低填充量、高导热的聚酰亚胺薄膜有助于增强微电子电器、电子封装等领域所需封装材料的导热能力,解决元器件不能及时散热的问题.为了提高还原氧化石墨烯(rGO)在复合材料中的导热效率,更大释放rGO的导热潜力,需要rGO的面内导热方向与复合物材料散热方向一致.本文采用冷冻干燥的方法处理 rGO的聚酰胺酸(PAA)分散液,得到PAA粘结的rGO三维网络结构,然后进行热酰亚胺化,得到PI加固的rGO三维网络结构模板(3DrGO-PI).然后用10 wt%的PAA胶液浇铸3DrGO-PI模板,制备含有rGO三维导热网络结构的3DrGO/PI复合薄膜.结果表明,所得到的复合薄膜具有良好的导热性能,当rGO的含量为8 wt%时,3DrGO/PI复合薄膜导热系数能够达到1.57 W·m-1·K-1.
动态共价键高分子材料的研究进展
陈兴幸, 钟倩云, 王淑娟, 吴宥伸, 谭继东, 雷恒鑫, 黄绍永, 张彦峰
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18277
[摘要](24) [PDF 3055KB](7)
摘要:
动态共价键在外界刺激(光、热、力、pH)作用下处于可逆的断裂和重新形成的平衡,与传统热固性树脂相比,动态共价键交联的高分子材料(Vitrimer或类玻璃高分子)的分子拓扑结构可动态调整,重排,且其结构构筑和性能研究对于高分子材料的加工成型、循环回收以及自愈合具有重要意义. 本文以可逆共价键反应为线索,整理分析了动态共价键的类型及其动态影响因素,对多种动态共价键在高分子材料设计和构建中的应用做出评述,并对动态共价键高分子材料的未来发展做了展望.
双醛淀粉还原制备纳米银及其在胶原基抗菌敷料中的应用
韩淼, 李德荣, 袁柳青, 吕永博, 葛黎明, 李德富, 穆畅道
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18242
[摘要](144)
摘要:
因抗生素滥用而引起的耐药性微生物严重威胁人类的生命健康,因此研究开发新型抗菌材料意义重大. 首先通过控制高碘酸钠的添加量制备了具有不同醛基含量的双醛直链淀粉(DA),然后以DA为环境友好型还原剂和稳定剂合成纳米银(AgNP),之后采用浸泡法将胶原海绵浸入DA-AgNP水溶液中制备胶原/DA-AgNP复合抗菌敷料(AgNPs-Col). AgNP在被均匀引入到胶原海绵基质中的同时,溶液中DA的醛基与胶原的氨基发生席夫碱化学交联反应,进而改善胶原基材料的理化性能. 研究结果表明,通过选用合适醛基含量的DA以及控制反应时间成功合成了球形AgNPs. 经DA交联和AgNPs填充改性的AgNPs-Col具有致密的微观结构,因此其孔隙率、吸水率和水蒸气透过率均降低. AgNPs-Col敷料能够多次反复吸水和挤压快速排水,而其初始形貌不被破坏,具有海绵的特性. 此外,AgNPs-Col敷料对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都具有显著的抗菌性能和阻隔能力. 与此同时,AgNPs-Col敷料还具有良好的血液相容性. 因此,AgNPs-Col抗菌敷料在生物医用材料领域具有良好的应用前景.
拉伸过程中聚偏氟乙烯纤维晶体结构变化
闫静静, 肖长发, 王纯, 付浩, 安树林, 姜亚明
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18261
[摘要](72) [PDF 2449KB](11)
摘要:
采用熔融纺丝法制备不同喷丝头拉伸比聚偏氟乙烯(PVDF)初生纤维,再经后拉伸制得不同后拉伸比PVDF纤维. 对纤维在不同拉伸过程中晶体结构研究表明:随喷丝头拉伸比增大,纤维结晶度、α晶型取向、大分子取向均增加,且喷丝头拉伸比达到一定程度后,变化更显著;而随后拉伸比增大,纤维结晶度无显著变化,但后拉伸较喷丝头拉伸更有利于α晶型向β晶型转变,且后拉伸比越高越易形成β晶型,当后拉伸使纤维进入直径均匀变小阶段后,β晶型取向效果更明显;后拉伸比为11时,β晶型含量达82.85%,β(110/200)晶面取向因子达0.83.
基于双硫键交换可控构建的水凝胶及其动态交联机理研究
窦雪宇, 王 星, 吴德成
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18263
[摘要](17)
摘要:
水凝胶是一种通过化学或物理作用交联形成的三维网络高分子材料. 近年来,采用动态共价键交联构建的智能水凝胶因其基础研究重要性以及在生物医学领域中广泛的应用前景引起了众多科研工作者的关注. 研究者们将动态共价键引入到水凝胶网络结构中,通过外界条件的改变实现水凝胶内部结构和性能的调控,制备了具有环境响应性或自修复特性的水凝胶材料,满足了水凝胶材料在生物医学领域中应用的更高要求,提高了水凝胶的实际效用. 本文结合国内外基于动态共价键制备刺激响应性智能水凝胶的研究现状,对本课题组在利用“巯基-双硫键”交换反应可控制备水凝胶方面所取得的创新性研究工作进行了系统的总结和评述.
基于还原响应性的生物可降解不饱和聚氨酯的合成及其性能研
谌康谧, 姚跃君, 郑鸿浩, 高长有
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18275
[摘要](22) [PDF 3482KB](3)
摘要:
生物响应性可降解高分子材料在药物传递、组织再生、疾病治疗等领域有独特作用. 本文设计合成了基于聚富马酸丙二醇酯和二硫键结构的新型不饱和聚氨酯(PPFU-SS);为了改善聚氨酯材料的力学性能,引入了聚己内酯(PCL)软段,合成了含有二硫键结构、拉伸性能得到提升的不饱和聚氨酯(PPFU-CO-SS);也合成了作为对照的不含二硫键结构的不饱和聚氨酯(PPFU-Lys). DSC及TGA测试证明三种材料在150 ℃以下均具有良好的热稳定性. 三种聚氨酯材料均表现出良好的弹性和较大形变,引入PCL共聚后的PPFU-CO-SS的拉伸强度得到显著提高,达到了0.8 Mpa. PPFU-SS及PPFU-CO-SS具有显著的还原响应性,在谷胱甘肽存在下降解速度加快. PPFU-CO-SS有更强的疏水性能,其水接触角(93.5°)比PPFU-SS(73.9°)和PPFU-Lys(74.4°)高了约20°. 体外细胞培养证明,三种材料均不存在明显的细胞毒性,血管平滑肌细胞在PPFU-SS和PPFU-Lys表面、PPFU-CO-SS表面的增殖速度分别快于或相当于TCPS,说明材料具有优异的细胞相容性.
基于Diels-Alder反应的热可逆高导电硅橡胶/碳管复合材料的制备
王怡, 冯展彬, 左洪礼, 于冰, 宁南英, 田明, 张立群
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18280
[摘要](0)
摘要:
导电橡胶复合材料兼具优良的电磁屏蔽功能和环境密封性能,是广泛用于电磁波屏蔽和防护的一类重要的军民两用高附加值功能新材料. 但导电橡胶复合材料存在橡胶难以回收利用、相界面粘结弱、导电填料昂贵等问题. 本工作中,我们使用碳纳米管(CNTs)作为亲二烯体,制备了接枝呋喃官能团的硅橡胶(SiR-Fu)作为二烯体,二者进行Diels-Alder反应,在CNTs与SiR-Fu基体之间构建了可逆共价交联网络,成功制备了一种同时具有良好的界面粘结、较好的力学强度、高导电性和较好热可逆性质的导电硅橡胶(SiR)复合材料. 其中,CNTs既作为增强填料和导电填料,又能与SiR主链上的呋喃官能团发生Diels-Alder反应而形成动态共价键,使得复合材料具有热可逆性、可回收再利用性且能提高复合材料的界面粘结和力学强度. 较之纯SiR,CNTs含量为10wt%的复合材料的电导率从2.5ⅹ10-14 S/cm提高到0.9S/cm;拉伸强度从0.2MPa提高到2.3Mpa;对样品进行二次模压成型之后,其拉伸强度回复率为77%,断裂伸长率回复率为88%,电导率回复率为86%.
基于咔唑和3,3'-二甲基二苯醚共聚物主链的红光热活化延迟荧光聚合物的合成与表征
杨云, 赵磊, 王淑萌, 丁军桥, 王利祥
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18266
[摘要](19)
摘要:
采用咔唑和3,3'-二甲基二苯醚共聚物作为主链,通过Suzuki聚合方法,设计合成了系列红光热活化延迟荧光(TADF)聚合物PCzDMPE-R03 ~ PCzDMPE-R10. 和基于芴和3,3'-二甲基二苯醚共聚物主链的红光TADF聚合物相比,芴到咔唑的改变,能够有效地增加主链的最高占据分子轨道(HOMO)能级,进而降低空穴注入势垒. 因此,PCzDMPE-R07获得了最优的非掺杂器件性能,启亮电压从原来的9.8 V降低到5.2 V,最大电流效率和外量子效率分别为3.35 cd/A和2.03%. 在此基础上,将其分散在mCP中制备了掺杂器件,电流效率和外量子效率进一步提升到7.36 cd/A和3.77%.
含可交换动态共价键的液晶聚合物驱动器
陈巧梅, 杨洋, 危岩, 吉岩
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19004
[摘要](14)
摘要:
液晶聚合物网络(Liquid crystalline polymer networks,LCNs)是一类同时具备高分子网络的熵弹性和液晶有序性的聚合物材料。取向后的单畴LCNs在特定外界刺激下可以产生快速的宏观大形变,作为驱动器和传感器,在人工肌肉、柔性机器人和微机械体系等领域具有广阔的应用前景。近年来,研究者开发了一种新型的将可交换动态共价键引入LCNs制备可逆形变驱动器的方法。相比于传统制备方法,该方法不仅是全新的LCNs取向方法,而且赋予了材料一些传统的永久交联LCNs不具备的新功能。本文介绍了近年来研究者在含可交换动态共价键的LCNs驱动器方向的重要研究成果,突出介绍了本课题组在含动态共价键的LCNs驱动器方向的研究进展。最后,对含可交换动态共价键的LCNs驱动器未来面临的挑战及发展方向进行了展望。
Lewis酸碱对(LP)催化极性乙烯基单体聚合
白云, 张越涛
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18269
[摘要](17)
摘要:
Lewis酸碱对聚合(Lewis Pairs Polymerization, LPP)是目前化学研究的一个前沿和热点. 自从受阻Lewis酸碱对 (Frustrated Lewis Pairs, FLP)概念被提出以来,FLP在有机小分子合成领域得到了快速发展并取得了令人瞩目的成就. 然而FLP在高分子合成,尤其是在极性乙烯基单体聚合方面的应用则是方兴未艾. 本专论总结了LP在高分子合成方面的最新研究进展,论述了LP在极性乙烯基单体聚合上的应用. 从LP体系首次被应用于高分子合成领域到进一步研究聚合反应机制,通过对机理的理解来开发新的Lewis酸碱组合来催化聚合,从Lewis酸碱加合物(CLA)到FLP,从非活性聚合到活性可控聚合再到利用活性聚合体系得到超高分子量的聚合物,按照体系的发展进程做了系统的介绍. 最后还对LP在高分子研究领域的发展方向进行了简单的展望.
碱金属反离子对C3对称低聚酰胺超分子多级自组装的影响
黄伟恒, 魏升慧, 黄宁东, 李良彬, 王道亮
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18273
[摘要](24) [PDF 1381KB](2)
摘要:
选用具有不同碱金属反离子(Na+、K+、Cs+)的C3对称低聚酰胺超分子为研究体系,结合同步辐射X射线小角散射和透射电子显微镜技术,研究碱金属反离子对C3对称低聚酰胺超分子多级自组装的影响. 研究表明具有不同碱金属反离子的C3对称低聚酰胺超分子都能在水溶液中自组装成管状结构,这些管状结构在反离子为Na+的溶液中会进一步有序排列成中心正交相,在反离子为K+和Cs+的溶液中排列成六方相. 碱金属反离子通过其与C3对称低聚酰胺分子末端羧酸根基团吸附程度的不同来改变管状自组装结构的表面带电量,从而调节甚至改变超分子多级自组装结构,为进一步深入理解离子效应并利用离子效应调控自组装有序结构提供了思路.
动态共价键交联橡胶的设计和性能
吴思武, 唐征海, 郭宝春
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19002
[摘要](14)
摘要:
将动态共价键引入橡胶网络,可以将传统热固性橡胶转化为可重复加工的材料,对满足橡胶日益增长的可持续发展需求具有重要意义。本文首先简述了动态共价键对橡胶材料设计的意义,重点综述了烯烃橡胶网络中动态共价键的引入方法和性能效应,强调了通过界面动态共价键和牺牲键获得兼具可重复加工、高力学性能和功能的橡胶材料设计思路。最后对动态共价键交联橡胶面临的挑战和发展方向进行了展望。
基于动态硼酸酯键的水凝胶的模块化组装和智能形变
吴宝意, 徐亚文, 乐晓霞, 简钰坤, 路伟, 张佳玮, 陈涛
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18281
[摘要](22)
摘要:
构建一种简单有效的策略将刺激响应水凝胶如同积木一样任意拼装,将有助于实现各向异性水凝胶驱动器的可控制备和复杂形变. 本研究将苯硼酸基团引入水凝胶网络中,以聚乙烯醇(PVA)为胶水,通过水凝胶表面与PVA形成的动态硼酸酯键,实现了含有苯硼酸基团的水凝胶的模块化组装. 通过引入聚阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(METAC)以及N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)实现了双层水凝胶的离子与温度双重刺激响应,并且通过胶水粘合位置的选择,实现了二维与三维复杂形变. 最后通过刺激响应的双重正向叠加制备了抓取力可调的软机械夹具. 这一设计也为无机械力作用纯自动的软夹具设计提供了很好的思路,对推动软质机器人的发展具有重要意义.
高伯羟基含量聚(碳酸酯-醚)多元醇的制备
付双滨, 秦玉升, 乔立军, 王献红, 王佛松
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18254
[摘要](29)
摘要:
聚(碳酸酯-醚)多元醇又称二氧化碳基多元醇,是通过CO2与环氧丙烷(PO)的调聚反应所制备的. 由于环氧丙烷开环反应时优先在空间位阻较低的亚甲基上的碳-氧键断裂,生成端羟基以仲羟基为主的二氧化碳基多元醇,其伯羟基含量通常低于20%,导致其与异氰酸酯反应的活性较低. 本文提出了环氧乙烷(EO)封端、EO和CO2共聚封端、一锅法三元调聚封端(PO、EO与CO2)等三种方法来提高二氧化碳基多元醇中的伯羟基含量. 研究表明,利用EO封端方法会导致多元醇中碳酸酯含量的降低,而采用EO和CO2共聚进行封端可合成出伯羟基含量达72%的二氧化碳基多元醇,且碳酸酯含量下降很少. 最后我们利用双金属催化剂(DMC)对PO和EO的开环反应速度的差异,采用一锅法将PO、EO和CO2进行三元调聚反应,合成了伯羟基含量可达62%的二氧化碳基多元醇,且碳酸酯含量几乎不受影响.

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高分子学报2019年2月第2期目录
2019, (2) .
[摘要](33) [PDF 2163KB](8)
摘要:
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研究亮点评述
空气氛下超快合成聚肽的催化体系
宛新华, 王献红
2019, (2): 99 -101. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19006
[摘要](3) [HTML全文](0) [PDF 509KB](6)
摘要:
聚肽(α-氨基酸聚合物)具有优异的生物相容性、良好的生物活性和全生物降解性,是最受关注的生物医用高分子材料之一. 最常见的聚肽合成方法是伯胺引发的N-羧基环内酸酐(NCA)的开环聚合,但该方法对水分特别敏感,且反应速度慢,容易发生副反应,难以获得高分子量聚肽. 最近,华东理工大学的刘润辉团队巧妙采用六甲基二硅基胺基锂(LiHMDS)为催化剂引发NCA开环聚合,首次实现了空气氛下NCA开环活性聚合,反应在几分钟到几小时内即可完成,并获得数均分子量超过2.8 × 105 g/mol的聚谷氨酸,开创了聚肽的简易、快速高效合成路线,为聚肽在生物医用材料上的规模应用奠定了重要基础.
专论
聚合物近红外光热转换
贺泳霖, 王亚培
2019, (2): 102 -108. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18236
[摘要](216) [HTML全文](152) [PDF 2493KB](34)
摘要:
近红外光因其在太阳光中较高的能量占比而来源丰富,同时兼具对生物组织的强穿透能力,因此在能源、医疗等领域具有重要的应用价值. 基于振动弛豫和内转换的非辐射跃迁能够将光能转换成热能,成为高效利用近红外光的一种新途径. 本文基于课题组近几年在光热转换领域的进展突破,总结了一些将近红外光应用于功能化聚合物体系的研究实例,主要包括利用近红外光远程调控聚合物相变、近红外光传感、可植入电子器件的能量供给等,并对其中相关的科学问题和解决策略展开论述.
高迁移率共轭聚合物的直接芳基化缩聚合成
耿延候, 睢颖
2019, (2): 109 -117. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18231
[摘要](159) [HTML全文](53) [PDF 2217KB](13)
摘要:
直接芳基化缩聚是一种新型的共轭聚合物合成方法,具有合成步骤少、原子经济和环境友好等优点,但也面临着反应活性低和选择性差的挑战. 另一方面,由于在有机薄膜晶体管中的广泛应用,高迁移率共轭聚合物近年来受到广泛关注. 本综述在简要介绍直接芳基化反应及其反应机理的基础上,分析了直接芳基化缩聚中存在的副反应,总结了这一合成方法在合成聚噻吩以及基于苝二酰亚胺、吡咯并吡咯二酮和异靛蓝的给-受体型共轭聚合物方面的应用. 最近的研究进展说明,通过对单体结构的精心设计和对聚合条件的针对性优化,采用直接芳基化缩聚可以合成高分子量、无缺陷的共轭聚合物. 直接芳基化缩聚使高迁移率共轭聚合物的宏量合成成为可能.
 论文
膦腈碱催化一步合成聚氧化苯乙烯大分子单体及其接枝共聚
徐炜琴, 梁天, 杨宏军, 薛小强, 黄文艳, 蒋其民, 蒋必彪
2019, (2): 118 -123. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18180
[摘要](286) [HTML全文](138) [PDF 801KB](20)
摘要:
以4-乙烯基苄醇(VBA)为引发剂,膦腈碱t-BuP4为催化剂,室温下催化氧化苯乙烯(SO)进行开环聚合一步合成聚氧化苯乙烯(PSO)大分子单体. PSO大分子单体与甲基丙烯酸甲酯(MMA)在不同温度下进行自由基共聚合成接枝共聚物. 用核磁(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、示差扫描量热仪(DSC)等对引发剂和聚合物结构及性能进行表征分析. 结果表明成功合成了功能引发剂VBA. t-BuP4能顺利催化SO聚合一步合成结构可控的PSO大分子单体,大分子单体PSO与MMA可以顺利共聚合成接枝共聚物. GPC和1H-NMR分析表明:合成的大分子单体中约有4.0%的惰性组分. DSC测得共聚物只有1个玻璃化转变温度,而且与理论计算值相吻合.
[N,P]型非茂过渡金属催化剂合成PE-b-P(E/P)多嵌段共聚物的研究
王秋璨, 周阳, 张娇娇, 于洪超, 张少蒙, 付瑶, 时子海, 李红明, 夏碧华, 黄启谷
2019, (2): 124 -134. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18187
[摘要](38) [HTML全文](15) [PDF 895KB](13)
摘要:
采用2种结构不同的配体,与过渡金属Ti、Zr、Ni、Pd的氯化物反应得到8种[N,P]型非茂过渡金属催化剂. 通过研究配体结构、中心金属原子及主要聚合条件对乙烯/丙烯共聚合行为的影响,优化出催化剂Cat.L2-Ti,其催化乙烯/丙烯共聚合的活性高,所得共聚物中丙烯插入量达11.5 mol%,共聚物Mw高达2.75 × 105 g/mol. 由核磁共振(13C-NMR)、示差扫描量热法(DSC)与广角X射线衍射(WAXD)结果表明共聚物分子链是以乙烯单元为主,乙烯单体一部分以聚乙烯长链段存在,一部分与丙烯单体无规共聚生成了乙烯/丙烯无规共聚物;同时FTIR表明聚丙烯长链段对应的红外特征峰没有出现,DSC结果也表明聚丙烯链段对应的熔点也没有出现,说明丙烯单元未形成聚丙烯长链段. DSC分析表明随着共聚物中丙烯单体插入量增加,聚乙烯长链段显示的熔点渐渐降低,当丙烯插入量达11.5 mol%时,共聚物的熔融峰不明显. WAXD分析表明即使丙烯插入量达11.5 mol%时,没有聚丙烯长链段的结晶衍射峰,但是聚乙烯长链段的结晶衍射峰强度随丙烯插入量增加而减弱. 当丙烯插入量达11.5 mol%时,共聚物的结晶衍射峰明显变弱. 这些结果证实[N,P]型非茂过渡金属配合物催化乙烯、丙烯共聚可获得PE-b-P(E/P)多嵌段共聚物.
基于多重非共价相互作用的荧光融合蛋白质微米环
胡榕婷, 王珏, 杨静, 丁澦, 陈国颂
2019, (2): 135 -146. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18204
[摘要](380) [HTML全文](161) [PDF 1359KB](38)
摘要:
利用蛋白质融合技术,将绿色荧光蛋白(GFP)与可二聚化的链酶亲和素突变体(SA)融合,形成二聚化融合蛋白质GFP-SA,并以此作为生物大分子自组装的构筑基元. 同时,设计并合成了相应的配体分子RhYBio2,该配体中的2个生物素分子能特异性结合相邻融合蛋白中的SA,并将2个以上的二聚化融合蛋白GFP-SA排列成纳米线,随后该纳米线再通过配体中的罗丹明B分子二聚,进一步组装形成荧光蛋白质微米环. 采用动态光散射(DLS)对其粒径及分布进行了表征,并利用透射电子显微镜(TEM)和激光共聚焦显微镜(confocal microscope)观察了组装体的形貌,即蛋白质微米环,其形貌规整并具有较强的荧光.
PLA/Lignin-g-polyester生物基复合材料的制备及聚酯链段结构对性能的影响研究
梁孝林, 闻杰, 杨雯迪, 刘文毅, 施冬健, 陈明清
2019, (2): 147 -159. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18176
[摘要](11) [HTML全文](1) [PDF 1549KB](6)
摘要:
利用木质素开环δ-戊内酯(DVL)与L-丙交酯(L-LA)制备木质素表面接枝PDVL与PLLA链段,通过改变制备方法,制备lignin-g-PDVL-ran-PLLA、lignin-g-PDVL-b-PLLA 2种序列结构不同的木质素接枝聚合物(lignin-g-polyester). 进而将lignin-g-polyester与PLA溶液复合后,采用溶液挥发成膜法制备一系列不同比例、不同序列链段的聚乳酸/木质素接枝聚合物复合材料(PLA/lignin-g-polyester). 通过傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)确定其结构;示差扫描量热仪(DSC)、场发射电子扫描显微镜(FE-SEM)等检测复合材料的热学性能及其内部形貌. FE-SEM的结果表明lignin-g-polyester在基材中以粒子形式均匀分散,与PLA基材相容性提高. DSC结果表明lignin-g-polyester能促进PLA的结晶;且无规的lignin-g-PDVL-ran-PLLA比具有规整嵌段结构的lignin-g-PDVL-b-PLLA更有利于促进PLA的结晶行为;同时Lignin-g-polyester改善了PLA复合材料的力学性能,且含有lignin-g-PDVL-b-PLLA比lignin-g-PDVL-ran-PLLA更能提高聚合材料的强度与韧性. 复合材料拉伸过程所形成的空穴与褶皱是复合材料韧性提高的关键成因. 此外,所制的PLA/lignin-g-polyester复合材料具有较优的紫外屏蔽性能.
季铵化木质素与纳米二氧化钛协同稳定的双重pH响应性Pickering乳液
卢烁, 杨东杰, 李圆圆, 李致贤, 邱学青
2019, (2): 160 -169. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18211
[摘要](280) [HTML全文](198) [PDF 1676KB](48)
摘要:
利用季铵化木质素与TiO2纳米颗粒复合作为乳化剂,以正癸烷为油相,制备具有pH响应性的O/W型Pickering乳液. 该乳液在6.0 < pH < 7.0范围内稳定,在酸性和碱性条件下不稳定. 在中性溶液中,季铵化木质素带负电,TiO 2带正电,两者通过静电吸附作用结合,季铵化木质素的疏水性苯丙烷骨架使TiO2的亲水性降低,提高颗粒的界面活性,形成稳定的乳液. 在酸性和碱性条件下,季铵化木质素和TiO2带同种电荷,两者之间存在强烈的静电斥力,而单独的TiO2纳米颗粒亲水性太高,无法稳定于油水界面形成稳定的乳液,故乳液破乳. 因此季铵化木质素与TiO2纳米颗粒之间的吸附特征赋予Pickering乳液双重pH响应特性,向体系中加入HCl溶液以及NaOH溶液改变水相的pH值,能使乳液体系在乳化与破乳状态之间循环多次,同时乳滴没有明显的变化,具有优异的耐盐性.
熔融法制备金属离子配位的氧化石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料及其性能研究
林晨, 谢续明
2019, (2): 170 -178. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18178
[摘要](151) [HTML全文](91) [PDF 812KB](14)
摘要:
通过金属离子(二价铜离子、三价铁离子)配位的方法,增强了氧化石墨烯(GO)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之间基体-填料的相互作用,实现了GO/聚合物复合材料的抗拉伸性能和热稳定性的大幅提升. 采用红外光谱对聚合物基体加入GO和金属离子前后的特征峰变化进行研究,观察配位键是否成功作用于基体与填料之间. 使用拉曼光谱分析了GO的表面结构,结果表明金属离子的加入对GO表面缺陷情况的影响很小. 采用直接熔融法和母料法2种方法制备了复合材料,并对其进行性能测试,发现母料法制备的样品的力学性能更好. 用扫描电子显微镜(SEM)观察材料的断面,结果表明,使用母料法制备的样品,其内部纳米材料的分散均匀性优于直接熔融法的样品. 母料法制备的GO/PMMA复合材料拥有优异的力学和热学性能,而在引入了金属离子进行配位之后,其杨氏模量进一步提升29.6%,抗拉强度提升31.8%,最大热失重温度提升26°C,表明配位键提供的微观强相互作用增强了材料的宏观性能.
聚酰亚胺介电常数的定量构效关系研究及其低介电薄膜的分子结构设计
范振国, 陈文欣, 魏世洋, 刘腾, 刘四委, 池振国, 张艺, 许家瑞
2019, (2): 179 -188. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18183
[摘要](568) [HTML全文](288) [PDF 632KB](69)
摘要:
利用量子化学计算方法和基团贡献法,采集了61种聚酰亚胺分子结构模型单元的12种量子化学结构参数,并通过通径分析法筛选出5种影响该聚合物介电常数的主要因素;在此基础上,基于多元线性回归(MLR)和人工神经网络(ANN)方法构建了2种定量构效关系研究模型(QSPR),分析了模型的稳定性及预测能力. 计算结果揭示了5种结构参数与材料介电常数之间的内在关系——含氟量的自然律eF%、偶极距μ、溶度参数δ与介电常数之间存在正相关关系,而最负原子净电荷q、侧基长度L则与介电常数则存在着负相关关系. MLR-QSPR模型具备较好的物理意义,ANN-QSPR则具有较好的精度,实验数据证明2种模型的平均误差均低于10%. 依据MLR-QSPR模型设计了5种不同含氟量的聚酰亚胺链节结构,结果显示含氟量的增加有利于降低材料的介电常数值,但当含氟量达到一定程度后,介电常数趋于稳定,与文献报道实验结果相一致;当含氟量为34%时(k-3),材料的介电常数最低,为2.02.
透明聚酰胺聚集态结构与拉伸性能的热处理效应
董思远, 朱平, 刘继广, 王笃金, 董侠
2019, (2): 189 -198. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18198
[摘要](298) [HTML全文](166) [PDF 1181KB](47)
摘要:
研究了透明聚酰胺PAPACM12和PAMACM12的基本性能以及热处理对透明聚酰胺聚集态结构和应力应变行为的影响,着重分析并对比了重复单元结构相近的透明聚酰胺在聚集态结构上的差别. 示差扫描量热法(DSC)的结果表明,PAPACM12的玻璃化转变温度为135.6 °C、熔点为244.6 °C,PAMACM12的玻璃化转变温度为160 °C. 对比傅里叶变换红外光谱(FTIR)谱图的结果,PAPACM12在对应了酰胺基团变形振动的961 cm−1结晶谱带与PAMACM12有明显差异. 经过退火处理后,PAPACM12在一维广角X射线衍射(WAXD)曲线上出现了2个衍射峰,其晶面间距分别为0.50和0.45 nm,对应于聚酰胺的α晶型,这是冷结晶所致;PAMACM12经过热处理后仍为无定形状态. 退火后处理后PAPACM12的拉伸强度得到了改善、断裂强度下降,这也是冷结晶过程中微晶含量不断增加所致,而PAMACM12的拉伸强度和断裂强度均有所下降.
  • 主编: 张希

    创办时间: 1957

    主管: 中国科学院

    主办: 中国科学院化学研究所
             中国化学会

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