ISSN 1000-3304CN 11-1857/O6

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基于天然萜类的可持续性聚合物
郝杰, 高玉霞, 陈厚睿, 胡君, 巨勇
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19180
[摘要](267) [HTML全文](98) [PDF 7147KB](60)
摘要:
随着可持续发展观念的逐步深入,可持续性聚合物已发展成为当今高分子领域的研究热点之一. 萜类化合物作为自然界中一类来源广泛的天然资源,具有多种可修饰位点和丰富的功能性,由它出发制备可持续性聚合物,不仅可以简化聚合物的合成步骤,还可以赋予聚合物独特的立体构型、良好的生物活性和生物相容性等特点,进而拓展其在表面涂层、生物医药、组织工程等领域中的应用. 本文综述了近年来国内外基于天然萜类可持续性聚合物的研究进展,从萜类化合物的结构特点出发,系统介绍了基于天然萜类可持续性聚合物的合成策略、特性及应用.
十二烷基硫酸钠对聚乙烯醇亚浓水溶液流变行为的影响
徐绍深, 杜淼, 宋义虎, 吴子良, 郑强
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19178
[摘要](224) [HTML全文](124) [PDF 1087KB](13)
摘要:
表面活性剂会影响聚乙烯醇(PVA)分子间及分子内氢键形成,进而改变其水溶液的流变响应. 本文在确定十二烷基硫酸钠(SDS)在PVA亚浓水溶液中的临界聚集浓度(CAC)和临界胶束浓度(CMCP)基础上,考察了SDS对PVA亚浓溶液(10 wt%)流变行为的影响. 研究发现,不同浓度SDS (csur)对PVA水溶液稳态流变行为的影响差异较大: (1) 当csur < CAC,随着csur增加,复合溶液的表观黏度(ηa)变化不大;(2) 当CAC < csur < CMCPηacsur增加而下降,csur = CMCP时,ηa最低,且该区域内显示较宽的第二平台;(3) 当csur > CMCP,随着csur增加,胶束起物理交联点作用,ηa增大,复合溶液的动态储能模量亦显著增大. 加入SDS后,PVA体系内结合水的数目降低,但当csur > CMC后,结合水的数目几乎不变,黏流活化能也表现出相近的变化规律. 与稀溶液相比,SDS对PVA亚浓溶液的降黏幅度较大.
高储能密度聚酰亚胺/钛酸钡/水滑石复合薄膜的制备与性能
李芙蓉, 赵剑英, 郭海泉, 高连勋
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19164
[摘要](314) [HTML全文](129) [PDF 1084KB](36)
摘要:
利用零维纳米粒子与二维纳米片在聚合物基体中的协同分散,构筑纳米粒子/二维纳米片/聚酰亚胺(PI)三元复合体系,系统研究了零维-二维组合纳米填料对复合材料介电常数、击穿强度、储能密度以及机械性能的影响. 结果表明:采用氟碳表面活性剂插层修饰可以将水滑石剥离为水滑石二维纳米片(HT),在此纳米片溶液中分散钛酸钡纳米粒子(BT),并进行聚酰亚胺的原位聚合. 在聚合物溶液形成薄膜的过程中,二维纳米片和纳米粒子的协同作用抑制了各自的团聚,改善了2种纳米填料在聚合物薄膜中的分散状况. 在所制备的PI/BT/HT复合薄膜中,HT有利于改善BT在PI基体中的均匀分散,提高了薄膜的击穿强度,进而提升了复合薄膜的储能密度. 与仅加入20%BT相比,在聚酰亚胺中同时加入2种填料20% BT和1% HT时,击穿强度达到354.4 kV/mm, 储能密度达到2.58 J/cm3,分别提高了12.4%和14.6%. 因此,在纳米粒子/聚合物复合材料中增加少量二维纳米片就可以显著改善其性能,这种方法有望在更多纳米复合功能材料领域得到应用.
两嵌段共聚物反相溶剂中组装结构转变动力学的模拟研究
于春阳, 李善龙, 李珂, 周永丰
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19173
[摘要](300) [HTML全文](125) [PDF 1281KB](19)
摘要:
利用耗散粒子动力学方法,分别研究了不同结构的组装体在改变溶剂的选择性后,在溶液及界面上的结构演变动力学. 模拟结果表明,在改变溶剂的选择性后,大球形胶束在溶液中转变形成反向球形胶束,而在界面上则转变形成反向环状胶束,当前模拟结果与已有的实验结果一致. 此外,模拟结果还预测出,在改变溶剂的选择性后,环状胶束在溶液中转变形成反向环状胶束,而在界面处受限形成反向的支化蠕虫状胶束;蠕虫状胶束则在溶液中转变形成反向环状胶束,而在界面处受限形成多层纳米球结构;囊泡在溶液中转变形成分散的小胶束聚集体,而在界面处受限形成球形的补丁纳米粒子.
聚多巴胺/聚乙烯亚胺共沉积中间层增强薄膜复合正渗透膜性能
王少飞, 虞源, 吴青芸
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19193
[摘要](229) [HTML全文](92) [PDF 1388KB](7)
摘要:
以聚多巴胺/聚乙烯亚胺(PDA/PEI)共沉积于三醋酸纤维素(CTA)多孔支撑膜表面形成中间层,再结合界面聚合法获得聚酰胺薄膜,构建了PDA/PEI共沉积中间层改性薄膜复合(TFC)正渗透(FO)膜. 通过傅里叶变换衰减全反射红外光谱法、扫描电子显微镜、原子力显微镜、溶质截留法、水接触角仪等研究了PDA/PEI共沉积中间层对CTA膜和TFC膜的表面结构和性质的影响. 研究结果表明,PDA/PEI共沉积使得CTA膜表面变得更为平滑,表面孔径减小至(30.0 ± 4.1) nm,且表面孔径分布趋于均一. 同时,在PDA/PEI共沉积改性CTA膜表面界面聚合得到的聚酰胺层呈现出更均匀的叶片状结构和优异的亲水性. 基于此,具有PDA/PEI共沉积中间层的TFC正渗透膜显著提高了水通量(FO模式:(7.1 ± 2.3) L/(m2·h)),较空白TFC膜提升了57.6%. 同时,中间层改性TFC膜具有更低的反向盐通量(FO模式:1.4 ± 0.1 g/(m2·h))和“净盐通量”(FO模式:(0.2 ± 0.06) g/L),与空白TFC膜相比分别下降了83.9%和90.6%. 说明PDA/PEI共沉积中间层不仅能有效提升TFC正渗透膜的水渗透性,而且大幅提升了膜的截盐性和渗透选择性.
异丁烯与对氯甲基苯乙烯正离子共聚合研究
杨科, 刘强, 文帅, 徐舒心, 施晨琦
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19179
[摘要](430) [HTML全文](202) [PDF 1495KB](59)
摘要:
以四氯化钛(TiCl4)、二氯乙基铝(AlEtCl2)、倍半铝(AlEt1.5Cl1.5)、三氯化铝(AlCl3)等路易斯酸为共引发剂,水或枯基醇(CumOH)为引发剂,在−80 °C下的正己烷/二氯甲烷(V/V = 6/4)的混合溶剂内,研究了异丁烯(IB)与对氯甲基苯乙烯(p-CMS)的正离子共聚合. 利用示差凝胶渗透色谱仪(GPC-RI)以及核磁氢谱(1H-NMR)对共聚物的表观分子量及分子量分布、共聚组成等进行分析,采用Kelen-Tüdős与Yezreielv-Brokhina-Roskin法计算了单体竞聚率,初步探讨了p-CMS与IB正离子共聚合的反应机理. 结果表明,AlEtCl2、AlEt1.5Cl1.5、AlCl3均可催化大分子间的烷基化反应,产生凝胶;TiCl4作为共引发剂,可以得到无凝胶单峰分布共聚物;邻位氯甲基苯乙烯(o-CMS)不能参与共聚,p-CMS的共聚活性较低,IB与p-CMS的单体竞聚率为rIB = 4.67,rp-CMS = 0.70;随反应时间延长,共聚物中p-CMS的含量及共聚物分子量均逐渐增加;p-CMS单体自身几乎不参与引发,共聚到大分子链后,苄基氯缓慢参与引发,形成支化. 提高共聚合温度至− 60和− 40 °C,聚合速率降低,p-CMS的引发活性未发生明显变化.
氢气对氯硅烷功能化非共轭α,ω-双烯烃和丙烯共聚物链结构的影响
尹学敏, 秦亚伟, 张丽洋, 马帅, 董金勇
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19187
[摘要](202) [HTML全文](93) [PDF 1145KB](19)
摘要:
基于Ziegler-Natta催化剂的氯硅烷功能化非共轭α,ω-双烯烃与丙烯共聚,在水的引发下脱水缩合可有效地形成长支链结构的聚丙烯树脂. 而氢气常作为丙烯聚合中的链转移剂,调控聚丙烯的分子量,基于此,研究了氢气对氯硅烷功能化非共轭α,ω-双烯烃与丙烯共聚物链结构的影响. 核磁共振氢谱(1H-NMR)测试结果表明,氢气抑制了氯硅烷功能化非共轭α,ω-双烯烃的插入,随着氢气用量的增加,共聚物分子链中端基乙烯基含量由0.12 mol%降低到0.05 mol%. 熔体流变行为测试结果显示,聚合物熔体的储能模量、损耗模量和零剪切黏度均随着氢气用量增加而降低,这主要是由于相对分子质量减小和长支链密度的减少.
侧基含羟基的主链偶氮苯液晶共聚酯的合成及其光响应行为
彭亚婷, 王涛, 李杭, 杨荣, 李锦春
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19177
[摘要](348) [HTML全文](210) [PDF 1625KB](40)
摘要:
以4,4'-双(6-羟基己氧基)联苯(BHHBP)、4,4'-双(6-羟基己氧基)偶氮苯(BHHAB)为液晶基元,利用苹果酸二乙酯(DM)和苯基丁二酸(PSA)采用无规共聚,合成了侧基含羟基的偶氮苯液晶共聚酯(Az-LCP). 先在液晶态下拉伸取向,然后用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)交联制备单畴取向偶氮苯液晶交联网络. 通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)测试,对合成的Az-LCP进行结构表征,通过示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、偏光光学显微镜(POM)等对其液晶相变行为进行表征,研究了偶氮苯含量、交联密度、薄膜厚度对其光致弯曲行为的影响. 结果表明,偶氮苯含量10%,交联12 h的Az-LCP1具有最佳的光致弯曲回复行为.
高性能可回收环氧树脂及其复合材料的制备与性能研究
汪东, 李丽英, 柯红军, 许孔力, 卢山, 龚文化, 张欢, 王国勇, 赵英民, 赵宁
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19167
[摘要](345) [HTML全文](199) [PDF 1359KB](54)
摘要:
采用戊二酸酐为固化剂,乙酰丙酮锌为催化剂制备了一种综合性能优异的高性能可回收环氧树脂. 系统研究了固化剂及催化剂含量对树脂结构、热学及动态性能的影响,实现了树脂组成的优化设计. 基于酯交换反应的热可逆性,制备的vitrimer树脂通过物理热压方法可实现良好回收,力学强度保持率可达80%. 采用RTM工艺制备的碳纤维织物增强vitrimer树脂复合材料表现出与传统热固性树脂基复合材料相当的力学性能,并且通过醇类溶剂热降解树脂的方法,可实现复合材料中碳纤维的高效无损回收,回收率近100%.
邻苯二酚-四乙烯五胺改性超高分子量聚乙烯纤维
赵晗, 尚晴, 杨萌, 金帅, 王洋洋, 赵宁, 尹晓品, 丁彩玲, 徐坚
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19172
[摘要](368) [HTML全文](200) [PDF 1246KB](32)
摘要:
应用Cat-TEPA改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,在难黏附的纤维表面形成均匀涂层. 采用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、示差扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)和静态接触角测试等手段对其结构和性能进行了表征,并通过单丝拔出实验研究改性前后纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度(IFSS),探索了反应物配比、反应时间对表面性能的影响,并确定最佳改性条件. 结果表明Cat-TEPA共沉积改性未影响纤维的结晶和热稳定性,改性后纤维表面浸润性得到改善,且适当增加反应时间和TEPA含量能够提高纤维和树脂之间的IFSS,当Cat-TEPA摩尔比为1:4,反应时间为24 h时效果最佳,与未改性纤维相比,界面剪切强度提升约44%.
双烯烃橡胶复分解-加氢制备端羧基聚烯烃
王茜茜, 戴璐, 介素云, 李伯耿
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19171
[摘要](350) [HTML全文](231) [PDF 1845KB](40)
摘要:
采用烯烃复分解法,以双烯烃橡胶为原料,在Grubbs II代催化剂和链转移剂(马来酸)的作用下制得相应的端羧基聚二烯烃,通过对甲苯磺酰肼/三正丙胺试剂对其进一步加氢得到端羧基聚烯烃. 主要研究了反应时间、反应温度、橡胶中双键/催化剂摩尔比、橡胶中双键/链转移剂摩尔比等因素对产物分子量及分子量分布的影响. 通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和碳谱(13C-NMR)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、热重分析(TGA)和示差扫描量热分析(DSC)对产物的结构和性能进行了测试表征. 结果表明,通过调整橡胶中双键/催化剂的摩尔比或橡胶中双键/链转移剂的摩尔比可以调控产物的分子量. 另外,采用该方法制得的端羧基聚丁二烯具有较高的反式1,4-结构含量,与原料相比其顺式1,4-结构含量大幅下降,从而对产物的性能产生一定影响;而以异戊橡胶为原料时并没有观察到该现象. 端羧基聚二烯烃经加氢反应后转变成端羧基聚烯烃,具有更好的热稳定性. 该方法合成步骤简单,产物分子量可控,为功能材料的制备提供了新的可能.
原子力显微镜研究高分子超薄膜结晶机理及功能化调控
张彬
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19185
[摘要](334) [HTML全文](183) [PDF 3644KB](56)
摘要:
近十年来,随着功能高分子单晶(含单层或寡层片晶)工程及应用研究的不断深入,除了纳米尺度结晶形貌的表征以外,多功能原子力显微镜还被用于研究分子结构、结晶条件和后处理条件对功能高分子晶体性能(电、热、光、磁等)的影响,进一步还可采用扫描探针加工技术(机械刻蚀、电致刻蚀和热致刻蚀等)对其性能进行调控以构筑功能化聚集态结构和微图案. 另一方面,超薄膜中单层或寡层片晶可为研究高分子结晶提供合适的模型体系,与原子力显微镜相结合,不但可以原位、实空间、高分辨地研究高分子的成核与生长过程(生长形态演变和生长动力学),还可以用于研究亚稳态折叠链片晶厚度和形态随热处理温度与时间的演化,从而加深对片晶内有序差异、片晶增厚与熔融行为和自诱导成核的认识.
基于引达省并二噻吩吡喃的稠环受体材料的设计合成及其在有机太阳能电池中的应用研究
柯鑫, 孟令贤, 万相见, 张昕, 常美佳, 李晨曦, 陈永胜
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19131
[摘要](676) [HTML全文](346) [PDF 925KB](57)
摘要:
设计合成了一个基于引达省并二噻吩吡喃的稠环有机受体材料. 吡喃环的引入提高了分子中间核的给电子能力,使分子的最高占有轨道能级(HOMO)显著提升,进而使分子的吸收光谱红移. 通过理论计算,证实了分子的设计思路的可行性. 紫外吸收光谱分析发现,该受体材料具有较窄的带隙(1.30 eV),其最大吸收峰在843 nm,吸收截止到956 nm,有利于活性层材料对太阳光的充分吸收利用. 将该受体材料与聚合物给体材料PM6共混制备有机太阳能电池器件,获得了0.86 V的开路电压(open-circuit voltage,Voc)、20.61 mA cm−2的短路电流密度(short-circuit current density,Jsc)和10.85%的能量转化效率(power conversion efficiency,PCE).
多相聚合物微观结构和分子间相互作用的固体NMR研究
张荣纯
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19175
[摘要](462) [HTML全文](219) [PDF 4727KB](71)
摘要:
近年来固体核磁共振(NMR)技术在聚合物材料表征领域正发挥着越来越重要的作用,已经成为研究聚合物微观结构、链段动力学、分子间相互作用等微观信息及阐明材料结构-功能-性质关系必不可少的重要手段. 本文将综述我们近年来系统构建和发展的固体NMR方法及其在研究多相聚合物微观结构、分子间相互作用和交联网络等问题中的应用. 此外,针对存在不均匀性动力学的多相聚合物体系,我们发展了增强固体NMR谱图灵敏度的新方法.
基于聚丙烯酸二维光子晶体水凝胶的阳离子表面活性剂传感器
秦夏彤, 刘根起, 刘晨辉, 刘建勋, 李欢欢, 曹云雷, 范晓东
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19170
[摘要](341) [HTML全文](174) [PDF 1082KB](29)
摘要:
以聚苯乙烯二维光子晶体为模板,丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,2,2-二乙氧基苯乙酮为引发剂,紫外光引发聚合,制备聚丙烯酸二维光子晶体水凝胶(PAA 2D-PCH),利用德拜环法研究了其对阳离子表面活性剂的刺激响应行为. 实验结果表明,在pH = 7.4的磷酸盐缓冲溶液中,PAA 2D-PCH对阳离子表面活性剂有灵敏的响应,凝胶体积收缩,引起颗粒间距减小,德拜环直径增大,衍射波长蓝移,当氯化十六烷基吡啶(CPC)、溴化十六烷基吡啶(CPB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)浓度由0增加到4 × 10−3 mol/L时,德拜环直径分别增加了5.95、5.50、5.05 cm,颗粒间距分别减小了380、364、341 nm;而在阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂溶液中,PAA 2D-PCH的德拜环直径基本保持不变,表明其对阴离子型、非离子型和两性离子表面活性剂均无响应. 该PAA 2D-PCH制备简单,有望作为传感器用于水体中阳离子表面活性剂的检测,无需复杂的仪器设备,操作方便、可重复利用,兼具可视化的特点.
高分子纳微球在工程疫苗中的新应用
岳华, 马光辉
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19143
[摘要](509) [HTML全文](256) [PDF 2741KB](65)
摘要:
随着新发、突发重大传染病以及恶性肿瘤等疾病防控需求的增加,以经验开发为主的传统疫苗体系亟待更新. 高分子纳微球因其独特的理化优势,成为生物医药递送领域研究和关注的焦点. 但是如何对纳微球体系进行合理化设计和工程化整合是疫苗递送系统开发中遇到的重要挑战. 本团队20年来在高分子纳微球制备和应用方面进行了系统性研究,并提出纳微球为“底盘”(Chassis)和亚单位疫苗共组装成先进疫苗的策略,发现和创制了高分子纳微球新功能,阐明了其在细胞/黏膜免疫中的重要作用机理. 本专论结合国内外研究现状,围绕上述研究工作,介绍了工程化疫苗底盘按需设计的思路和参考机制,同时也探讨了其在生物医药领域的发展前景.
静电纺丝交联凝胶聚合物电解质的制备与表征
陈云妮, 肖琴, 李青音, 任世杰
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19149
[摘要](407) [HTML全文](219) [PDF 1449KB](44)
摘要:
利用静电纺丝技术和傅-克烷基化反应制备了以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,聚苯乙烯-聚环氧乙烷-聚苯乙烯(PS-PEO-PS)三嵌段共聚物为添加剂的交联纳米纤维复合膜(e-CPMs). 将e-CPMs浸泡电解液活化,即可得到交联凝胶聚合物电解质(e-CGPEs). 通过改变PS-PEO-PS的含量(3%、5%、10%、20%)研究了PS-PEO-PS对e-CPMs热稳定性及e-CGPE电化学性能的影响. 结果表明,e-CPMs的高温尺寸稳定性优于PVDF膜和商业化聚丙烯(PP)隔膜. 当PS-PEO-PS的添加量达到5%时,e-CGPE 5%的室温离子电导率可达6.52 mS/cm. 在2 C充放电,e-CGPE 5%放电比容量仍可达83.5 mAh/g. 在0.1 C循环100次后,e-CGPE 5%的放电容量保持率高达99.7%.
含硫/硒动态共价键强弱的测定
夏嘉豪, 李宏斌, 许华平
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19166
[摘要](697) [HTML全文](428) [PDF 1391KB](71)
摘要:
含硫、硒元素的化学键是重要的光响应动态共价键,本文试图从分子作用力的角度研究它们为何具有不同灵敏度的动态特征,采用基于原子力显微镜的单分子力谱(AFM-SMFS)对含硫、硒元素的动态共价键进行研究,揭示了其兼具稳定性与响应性的内在原因. 用化学方法在石英基底上修饰了二硫键或二硒键,通过前述3种化学键的光控动态交换过程,分别得到了含有单个二硫键、硒硫键或二硒键的高分子修饰的石英基底. 利用单分子力谱测量了这3组动态共价键的断裂力值,在200 nm/s的拉伸速度下,二硒键的断裂力为(1100 ± 300) pN,硒硫键的断裂力为(1320 ± 330) pN,二硫键的断裂力值为(1450 ± 300) pN,它们的强度从大到小依次为SS > SSe > SeSe. 单分子力谱结果表明动态共价键的强度介于非共价相互作用与传统意义上的稳定共价键(如C―C键)之间,这是它们兼具响应性和稳定性的原因之一.
同步交联对高乙丙橡胶含量聚丙烯多相共聚物的粒子形态控制作用
张孟佳, 王莉, 洪柳婷, 秦亚伟, 董金勇
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19115
[摘要](776) [HTML全文](308) [PDF 1372KB](54)
摘要:
基于MgCl2负载Ziegler-Natta催化剂的丙烯多相共聚(丙烯均聚或与少量乙烯无规共聚和乙烯丙烯无规共聚制备乙丙橡胶的串联聚合)是工业丙烯聚合的主要方法之一,聚合物粒子形态控制是丙烯多相共聚的关键. 尤其是对于制备高EPR含量的TPO,如何控制高EPR含量时的产物粒子形态,将EPR限制于粒子内部而不向表面溢出,是丙烯多相共聚需要解决的关键科学问题. 本文报道以非共轭α,ω-双烯烃在乙丙无规共聚中使EPR发生同步交联是解决此问题的有效手段. 同步交联使EPR的黏弹性发生突变,黏度和弹性迅速增大,抑制了纳米尺度胶粒在分散的催化剂初级粒子表面形成后的迁移及聚集,一方面使EPR在多相共聚物粒子内部分散均匀,另一方面避免了EPR的溢出而使共聚物粒子形态得到保持. 本研究为丙烯多相共聚制备高EPR含量聚丙烯热塑性弹性体提供了一种参考方法.
基于分子模拟对多糖类衍生物手性识别机理的探索
邓恩停, 毕婉莹, 刘博, 张丽丽, 沈军
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19116
[摘要](415) [HTML全文](215) [PDF 975KB](11)
摘要:
采用酯化法合成纤维素-三(苯基氨基甲酸酯)(CTPC)和直链淀粉-三(苯基氨基甲酸酯)(ATPC)衍生物,并通过氢核磁共振谱(1H-NMR)确定其结构规整,取代完全. 将所合成衍生物涂覆到氨丙基硅胶表面制备手性固定相,应用高效液相色谱法(HPLC)技术评价其对手性化合物1-(9-蒽基)-2,2,2-三氟乙醇(Rac-1)的手性识别性能. 在此基础上应用Materials Studio模拟软件,基于分子力学和分子动力学对多糖衍生物二级结构进行分子模拟,并根据FTIR和XRD表征结果,对衍生物与Rac-1对映体之间的相互作用能进行模拟计算,获得其最优构象. 结果表明,分子模拟结果与手性识别性能及对映体洗脱顺序吻合较好,多糖衍生物与对映体分子在其手性凹槽与氨基甲酸酯侧基和芳香体系发生稳定性不等的多种协同相互作用是产生手性识别的重要原因.
基于氢键和Diels-Alder键双重网络自修复弹性体的合成与性能
彭燕, 侯雨佳, 申巧巧, 王辉, 李刚, 黄光速, 吴锦荣
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19140
[摘要](669) [HTML全文](428) [PDF 1065KB](73)
摘要:
基于氢键作用和Diels-Alder (DA)交联的双可逆网络,制备了一种高性能、高修复效率的自修复弹性体. 首先使用异氰酸正丁酯和N-(2-羟乙基)丙烯酰胺合成氨基甲酸酯小分子(简称为HM),然后将HM、丙烯酸丁酯(BA)及甲基丙烯酸糠酯(FMA)共聚得到线形共聚物,最后用双马来酰亚胺(BMI)通过DA反应交联线形共聚物,得到既有氢键交联,又有DA键交联的双网络自修复弹性体. 当受到外力时,键能较低的氢键先断裂消耗能量,使得材料的韧性提高了6.2倍,断裂强度提高了12.3倍;而DA键则赋予了材料较高的弹性和形状回复能力. 除此之外,两重网络均为可逆网络,使材料的自修复效率高达98%.
可变形微区增强丁苯橡胶及其机理
张丽洁, 黄晶, 吴思武, 唐征海, 郭宝春
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19135
[摘要](535) [HTML全文](277) [PDF 1420KB](42)
摘要:
基于丁腈橡胶中腈基与金属离子的配位作用,设计了一种全新的含可变形微区的橡胶,即金属配位交联丁腈橡胶(NBR)作为可变形微区增强丁苯橡胶. 随着可变形微区中配位键含量的提升,橡胶的强度和模量快速提高. 引入20 wt%的丁腈橡胶,丁苯橡胶的强度和模量分别提升2.6倍和3.2倍. 这一体系的增强机理主要是金属配位交联NBR作为强但可变形微区,一方面模量更高的微区由于流体力学效应,使得橡胶整体模量提高;另一方面,在外力作用下,应力通过强的界面相互作用传递到微区,致使其在样品断裂之前发生强迫高弹形变,耗散机械能,从而显著增强橡胶. 微区中强迫高弹形变可通过高温松弛回复,从而恢复力学性能. 本工作为通过可变形微区的设计实现非极性橡胶的增强提供了一种新途径.
三齿β-酮亚胺钒(III)配合物的合成及其催化乙烯(共)聚合行为研究
卢令攀, 王凯悌, 刘翼, 吴佳骏
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19128
[摘要](666) [HTML全文](346) [PDF 893KB](32)
摘要:
合成了6种三齿β-酮亚胺钒(III)配合物{[(R)X(C6H4)N=CH(C6H5)C10H7O]VCl2(THF): 2a , R = CH3, X = S; 2b , R = CF3, X = S; 2c , R = Ph, X = S; 2d , R = tBu, X = S; 2e , R = Ph2, X = P; 2f , R = Ph, X = O},并对其结构进行了表征和证明. 2a ~ 2f 在催化乙烯均聚及其与环烯烃共聚时表现出了较高的催化活性和较为优异的稳定性,所得聚合物的分子量均呈单峰分布. 在催化乙烯与降冰片烯(NBE)共聚以及乙烯与外型-1,4,4a,9,9a,10-六氢-9,10(1 ′,2′)-桥苯亚基-1,4-桥亚甲基蒽(HBM)共聚时,部分催化剂表现出了“正共单体效应”. 催化所得乙烯/NBE共聚物的分子量为43.1 ~ 66.4 kg/mol,NBE单元含量为30.9 mol% ~ 42.1 mol%,玻璃化转变温度为84 ~ 105 °C;乙烯/HBM共聚物的分子量为90.2 ~ 138 kg/mol,HBM单元含量为14.7 mol% ~ 25.0 mol%,玻璃化转变温度为173 ~ 188 °C.
聚合物热激活延迟荧光材料的分子设计与器件性能
华磊, 闫寿科, 任忠杰
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19224
[摘要](0)
摘要:
聚合物热激活延迟荧光(TADF)材料应用于有机发光二极管(OLEDs)中以来,取得了飞速的发展,迄今为止已经报道了多种不同分子结构及性能优异的聚合物TADF发光材料。它们具有不含重金属的化学结构,100%的理论内量子效率,并易于通过溶液加工进行大面积制造的优势。尽管如此,在使用聚合物开发低成本显示和照明产品时,仍有许多问题需要克服,例如相比于小分子较低的量子效率、高亮度下的效率滚降和器件稳定性较差。本文总结了不同结构TADF聚合物的研究进展,重点介绍了我们课题组在长链型TADF聚合物设计与OLEDs器件性能方面的研究工作,论述了TADF聚合物存在的问题与未来发展。
锂二次电池用类三明治结构电解质的研究进展与展望
刘亭, 张建军, 于喆, 吴瀚, 张津宁, 唐犇, 崔光磊
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19196
[摘要](75)
摘要:
设计和开发高性能电解质对于提升锂二次电池的安全使用性能和电化学性能十分必要.类三明治结构电解质是一类新兴的,具有特殊两层、三层或多层对称或非对称结构的电解质体系.针对不同锂二次电池种类及其特性,类三明治结构电解质通过调控多层材料的结构和构筑方法,可以发挥出特定的、最优的功能.类三明治结构电解质实现了不同材料的性能优势互补,强弱协同,充分发挥了每一部分的作用,同“刚柔并济”电解质设计理念相吻合,同时也是对中国传统“阴阳相生,刚柔并济”哲学思想的致敬.截止目前,类三明治结构电解质已经在高电压锂电池、固态锂电池、锂金属电池和锂硫电池等方面展现出多功能应用:(1)提高离子电导率;(2)提高负极界面相容性,抑制锂枝晶生长;(3)提高正极界面抗氧化性能;(4)防止过渡金属离子溶出游弋到负极;(5)防止多硫化物穿梭.且近几年类三明治结构电解质发展尤为迅速,展示出极其广阔的应用前景.基于此,本综述从类三明治结构电解质特定应用方面思考重点论述了类三明治结构电解质的类型、制备、功能以及在高性能锂二次电池中的研究进展.文末还对类三明治结构电解质未来可能的发展趋势及存在的挑战进行了深入分析和阐释.本综述必将会对锂二次电池高性能电解质的设计、开发和研究工作起到非常好的理论指导和思路借鉴意义.“刚柔并济”类三明治结构电解质必将在未来高性能二次电池开发过程中发挥重要作用.
官能团化POSS及多臂星形聚酯的合成与表征
梁益玮, 刘鹏, 尹树杏, 刘景瑞, 张明祖, 何金林, 倪沛红
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19210
[摘要](45) [PDF 1272KB](7)
摘要:
利用八乙烯基多面体齐聚倍半硅氧烷(OVPOSS)与2-巯基乙醇、1-巯基甘油或半胱胺盐酸盐发生高效的“巯基-烯”点击化学反应,制备了表面分别含有8个或16个羟基、以及8个氨基的三种POSS衍生物POSS-8OH、POSS-16OH和POSS-8NH2,采用核磁共振波谱(1H-, 13C-NMR)和红外光谱(FTIR)详细表征了它们的化学结构. 随后,利用POSS-8OH和POSS-16OH中的羟基分别引发ε-己内酯(ε-CL)和2-乙氧基-2-氧代-1, 3, 2-二氧磷杂环戊烷(EOP)进行开环聚合,成功合成了疏水性八臂和十六臂星形聚己内酯(POSS-8PCL和POSS-16PCL)、以及亲水性八臂星形聚乙基乙撑磷酸酯(POSS-8PEEP). 利用FTIR、1H-NMR、13C-NMR、凝胶渗透色谱(GPC)和热失重分析(TGA)表征了星形聚酯的化学结构、分子量和分子量分布、以及热稳定性.
接枝点分布对ABA三嵌段共聚物刷自组装形态的影响
徐纪华, 陈印启, 尹玉华, 蒋润, 王铮, 李宝会
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19204
[摘要](0)
摘要:
采用模拟退火方法研究了接枝点分布对ABA 三嵌段共聚物刷在选择性溶剂中自组装形态的影响,其中溶剂对A单体为不良溶剂,对B单体为良溶剂. 主要以高接枝密度体系为例,研究了均匀接枝、区域随机接枝和全随机接枝时共聚物刷聚集体的形态,分别构建了三种接枝方式下体系的相图,并考察了接枝点分布对ABA三嵌段共聚物刷形态的影响机制. 研究表明三种接枝方式下,ABA三嵌段共聚物刷体系形成相图大致相同,并且单层A聚集体结构与双层A聚集体结构在相图中的分界线相同;接枝点分布主要对底部的A富集层胶束形态产生影响,而对顶层胶束形态影响很小. 在随机接枝时,接枝点的密度涨落导致底层A聚集体不易形成较规则的形态,其长程有序性较低.
光敏层厚度与退火温度调控对P3HT光电探测器性能的影响
高诗佳, 王鑫, 张育林, 张赛, 乔文强, 王植源
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19206
[摘要](86) [PDF 888KB](4)
摘要:
以聚3-己基噻吩(P3HT)为给体材料,富勒烯衍生物(PC61BM)为受体材料,制备了一系列结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC61BM/C60/Al的体异质结光电探测器. 研究了120 nm、160 nm、180 nm与200 nm不同光敏层厚度,100 ℃、120 ℃、130 ℃、140 ℃与150 ℃不同退火温度等条件对器件性能的影响,并采用原子力显微镜(AFM)对光敏层形貌进行了分析. 研究发现,基于180 nm厚光敏层、150 ℃退火处理的器件,在-2 V的偏压下550 nm处有最大响应度,为268 mA/W,并且在470-610 nm范围内响应度都超过了200 mA/W;基于180 nm厚光敏层、120 ℃退火处理的器件有最大线性动态范围,为95 dB. 研究表明,适当厚度的光敏层有利于提高光吸收效率与器件的光伏性能;退火处理,可以使光敏层形成均匀的互穿网络结构,进而减小了空穴与电子的复合概率,提高了器件的光伏性能.
双交联网络有机硅弹性体的制备及其自修复性能研究
刘珠, 洪鹏, 向洪平, 黄梓英, 罗青宏, 杨先君, 刘晓暄
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19207
[摘要](87)
摘要:
通过有效地构筑可逆动态键(共价键或非共价键),可开发出具有自修复性能的有机硅弹性体. 由于动态键的键能低,通常该有机硅弹性体的力学性能一般较差,而且由于有机硅材料相容性问题,一般体系不透明. 本文首先通过水解缩合法制备出无色透明的巯基硅油(PDMS–SH),然后通过PDMS–SH与端乙烯基硅油的光诱导点击反应和羧基硅油与氨基硅油的热可逆动态离子交联构建的可逆/不可逆杂化双网络,制备出一种可快速UV固化及优异自修复性的有机硅透明弹性体. 选用辐照强度70mW/cm2,Darocur 1173加入量1.0wt.%及–SH/–Vi摩尔比1.5/1时,巯基-烯点击聚合具有较高的转化率及聚合速率,且不受离子交联网络的影响. 增加离子交联网络可有效降低松弛活化能,有利于应力松弛,同时热处理工艺有利于动态离子网络的移动及解离-重组过程,从而有利于双网络结构的形成及修复效率的提升. 更重要地是,快速固化的弹性体具有高达90%以上的可见光透光率,同时多次修复后的修复效率仍可高达90%以上. 为基于可逆动态离子缔合诱导的快速固化自修复有机硅材料提供一种新型可行的制备方法.
基于共轭聚合物的纳米粒子用于肿瘤的近红外二区荧光成像及光热治疗
黄婷, 陈妍, 孙鹏飞, 范曲立, 黄维
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19192
[摘要](146) [PDF 1099KB](15)
摘要:
为提高生物组织荧光成像质量以及对肿瘤的高效光热治疗,设计合成了一种新型的窄带隙共轭聚合物(BDT-TTQ),并通过纳米沉积的方式将聚合物制备成水溶性纳米粒子(BDT-TTQ NPs). 该共轭聚合物纳米粒子在1000-1200 nm近红外二区范围具有较好的吸收,在1064 nm的激发光下能实现1200-1400 nm的近红外二区荧光成像. BDT-TTQ NPs纳米粒子可以实现对在小鼠活体血管的高清晰度近红外二区荧光成像. 此外,BDT-TTQ NPs纳米粒子在1064 nm激光下展现出优异的光热转换效率,并对体外的肿瘤细胞以及小鼠的异质瘤具有高的光热杀伤能力.
高分子功能材料图案化制备及其在光电领域的应用
耿悦, 高寒飞, 吴雨辰, 江雷
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19218
[摘要](1)
摘要:
基于半导体高分子功能材料的新型光电器件因其兼容性好、成本低、加工处理方便等特点逐渐走入人们的视野. 加工集成高性能高分子光电器件需要用到可控图案化技术,而这也将成为未来物联网、光通信、智能社会的基础核心技术. 近年来,许多致力于此方面的研究取得了重要的成果. 本文总结了各类高分子材料图案化技术包括光刻法、模具诱导法、印刷法、浸润性调控组装法的技术特点,然后归纳了高分子图案化技术在场效应晶体管、光电探测器、气体传感器、电致发光二极管、光伏器件等光电器件领域的研究进展,最后对未来这一领域发展的挑战与机遇进行了展望.
后磺化法精确可控合成主链型磺化聚苯喹喔啉及其质子交换膜性能研究
刘璐, 陈康成
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19203
[摘要](45)
摘要:
以不同摩尔比的4,4′-双(4-(2-苯基乙二酮基)苯氧基联苯、4,4′-双(2-苯基乙二酮基)二苯醚与3,3′,4,4′-四氨基联苯共聚制备聚喹喔啉,经后磺化法得到一系列磺化度可控的磺化聚苯基喹喔啉(SPPQ). 模型化合物确认,磺酸基团精确接入电子云密度较高的含醚键的联苯片段的2,2′-位上,证明通过单体分子结构设计与后磺化法结合,可使磺酸基团在温和条件下,按预想接入到聚合物主链上,达到磺化度和磺化位置精确可控的目的. SPPQ的相对粘度均在3.8 dL/g以上. 通过溶液涂膜法制备的主链型磺化聚苯基喹喔啉质子交换膜(SPPQ PEM)的吸水率都低于39%,尺寸变化率为2.1 ~ 13%,且随着IEC和温度的提高而线性增加. 如,80 ℃下,IEC高达2.21 meq/g的SPPQ-5的膜面和膜厚方向的尺寸变化率仅为11%和13%,具有良好的形状维持能力. 热重分析表明,在320 ℃左右脱去磺酸基团,550 ℃左右发生聚合物主链降解,SPPQ PEM具有良好的热稳定性. Fenton试剂测试结果,SPPQ PEM开始破碎的时间随IEC的增加而缩短,在20 ℃时,IEC较低的SPPQ-1 (1.29 meq/g)破碎时间可达151 h,破碎时间缩短到SPPQ-5 (2.21 meq/g)的81 h. PEM的质子传导率随温度和IEC的增加而显著提高,最高可达64 mS/cm,由于磺酸基团和喹喔啉的酸碱对的形成以及吸水率偏低的原因,使得这一数值远低于Nafion.
间甲钴粘合体系在轮胎骨架材料中的粘合机理研究
殷浩, 宋彦哲, 李云峰, 杜孟成, 逄见光, 史新妍
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19184
[摘要](26)
摘要:
为验证与进一步探索粘合树脂及钴盐对轮胎与镀铜钢丝帘线的增粘作用机理,选取传统粘合树脂R80与两种新型粘合树脂HT1005和H620,通过对两种新型粘合树脂的结构分析、橡胶硫化特性、静态T抽出测试与力学性能测试,并设计了一种新的粘合层强度测试方法与粘合层表征方法,进行机理探索,得出如下结论:含有羟基的极性粘合树脂会在橡胶硫化时,会由于与非极性天然橡胶的极性差异产生的热力学不相容从而产生自动相分离,向橡胶与镀铜钢丝的界面层进行迁移汇集,且极性越高迁移能力越强,产生一个介于橡胶与镀铜钢丝之间的树脂富集层,因为粘合树脂交联反应温度为140℃左右,会在天然橡胶硫化反应时发生同步交联反应,粘合树脂形成的网络模量高于橡胶硫化网络,会增强镀铜钢丝与橡胶之间的粘合层强度,并形成一个镀铜钢丝与橡胶之间的模量过渡层,进一步增强粘合层.且极性越强,树脂网络交联程度与橡胶硫化网络交联程度越接近,增粘效果越好;钴盐会活化橡胶中的S,使更多的S迁移到镀铜钢丝表面从生成更多硫化亚铜键,增强粘合.
目录(专辑目录)
高分子学报2020年1月第1期目录
2020, 51(1).
[摘要](56) [PDF 2643KB](11)
摘要:
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前言(专辑前言)
纪念斯陶丁格高分子百年专辑前言
张希
2020, 51(1).
[摘要](671) [HTML全文](465) [PDF 182KB](90)
摘要:
专论(纪念斯陶丁格高分子百年专辑)
长碳链聚酰胺及其共聚物的拉伸诱导结晶
王莉莉, 朱平, 董侠, 王笃金
2020, 51(1): 1-11. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19165
[摘要](580) [HTML全文](294) [PDF 3091KB](76)
摘要:
长碳链聚酰胺(LCPA)作为聚酰胺的特殊品种,较长的亚甲基链和极性酰胺基团使其兼具聚烯烃和聚酰胺的双重特性. 在加工或使用过程中,拉伸诱导结晶现象对长碳链聚酰胺及其共聚物的强度和弹性行为具有重要影响,深入认识其在外场下的微观结构响应对该材料的设计及制备具有重要意义. 围绕拉伸诱导结晶作用,该专论主要基于本团队2010年以来在长碳链聚酰胺及其共聚物的拉伸诱导结晶工作,并综述了国内外的相关研究,涉及拉伸诱导结晶现象、拉伸诱导结晶的影响因素、拉伸诱导结晶与力学性能的构效关系及拉伸诱导结晶的表征方法等方面.
综述(纪念斯陶丁格高分子百年专辑)
稀土催化极性单体配位均聚及与非极性单体共聚合的研究
崔冬梅
2020, 51(1): 12-29. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19142
[摘要](710) [HTML全文](603) [PDF 3626KB](98)
摘要:
将极性基团引入大分子链中可改善非极性聚烯烃材料的表面性能,扩展其应用范围甚至带来不可预见的新功能,是市场需求并由企业驱动. 与聚合后功能化改性和物理共混方法相比,极性与非极性单体配位共聚合是最直接和简便的方法,适用范围广,并可保持聚烯烃的立构规整度,一直以来,相关研究备受企业和科研工作者瞩目. 然而,极性基团通常具有Lewis碱性,容易与Lewis酸性的聚合催化剂强烈螯合而致其毒化,因此,这又是极具挑战性的课题. 目前,该领域的研究取得了很大的进展,已经实现了乙烯与很多极性单体的共聚合. 今后,将集中解决如何实现极性单体均聚合,提高共聚合活性,特别是极性单体插入率和分布可调节性,保持立体选择性,以及获得高分子量、具有实际应用意义的共聚产物等问题. 本文旨在将课题组近年来在极性功能化苯乙烯和共轭双烯烃单体的均聚合及与苯乙烯、乙烯和共轭双烯烃等非极性单体共聚合方面的最新研究成果以及国内外该领域的相关报道进行综合阐述,为读者提供解决上述关键问题采用的研究路线、实施方法和创新性思维.
基于动态共价键的自愈性水凝胶及其在医学领域的应用
李永三, 徐艳双, 陶磊, 危岩
2020, 51(1): 30-38. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19144
[摘要](887) [HTML全文](527) [PDF 4343KB](190)
摘要:
自愈性水凝胶作为一种新型仿生智能材料受到了科研人员的广泛关注. 近年来,人们利用动态共价键、超分子作用,发展了一系列自愈性水凝胶,并将其应用于药物控释、细胞三维培养、组织工程等生物医用领域. 本文总结和评述了基于动态共价键的自愈性水凝胶及这些水凝胶作为药物载体的相关研究,并展望了基于动态化学的自愈性水凝胶的未来发展.
典型高分子纤维发展回顾与未来展望
俞森龙, 相恒学, 周家良, 邱天, 胡泽旭, 朱美芳
2020, 51(1): 39-54. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19148
[摘要](1184) [HTML全文](656) [PDF 3014KB](211)
摘要:
高分子纤维作为发展国民经济的基础材料、国防军工的战略材料、新兴产业的前沿材料,其产品内涵与应用领域正在不断拓展. 本文首先简要介绍了国内外高分子纤维材料的发展简史,其依次经历了天然纤维、人造纤维、合成纤维(差别化、功能化、高性能等纤维)等发展阶段. 其次,结合本课题组相关工作重点阐述了通用型聚酯纤维、高性能聚苯硫醚纤维以及生物质聚乳酸纤维等典型高分子纤维材料的研究进展,包括发展历程、制备方法、性能优化、应用领域等内容. 最后,展望了高分子纤维材料的发展趋势,我们认为基于材料、信息、生物、机械等学科交叉融合与技术突破,具有多材料、多结构、多功能的绿色、超性能、智能纤维材料将成为未来发展方向.
高分子/单链高分子纳米粒子复合体系中的界面性质
钱虎军, 吕中元
2020, 51(1): 55-65. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19152
[摘要](656) [HTML全文](378) [PDF 4702KB](102)
摘要:
高分子与纳米粒子复合是改善高分子材料性能的有效途径. 近20年来关于高分子/纳米粒子复合物的研究引起了学术界广泛的兴趣. 然而由于此类体系中的影响因素复杂,虽然学者们在相关材料性能的研究方面取得了重要进展,但是相关理论的发展却相对滞后,其中一个重要原因是实验上表征手段的缺失,导致对体系中纳米粒子与本体高分子链相互作用规律的认识(尤其是两者界面性质的认识)不够. 本文总结和阐述了我们近几年利用分子动力学模拟技术研究高分子/单链高分子纳米粒子复合体系的主要结果,并围绕此类复合体系中的界面结构及动力学性质,讨论并总结了纳米粒子对本体高分子链的作用范围及影响规律,指出单链纳米粒子对熔体链的作用范围与纳米粒子的自身尺寸相当,而与熔体高分子链的分子量没有直接的关系. 该结论将为纳米复合体系高分子理论的发展提供重要参考.
可持续高分子-纤维素新材料研究进展
段博, 涂虎, 张俐娜
2020, 51(1): 66-86. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19160
[摘要](846) [HTML全文](477) [PDF 12825KB](193)
摘要:
21世纪“绿色”化学已成为世界各国社会经济发展中的研究与开发战略方向. 纤维素是自然界中储量最丰富的天然高分子,是重要的可再生资源以及未来的主要工业原料. 然而由于纤维素存在着大量的分子内以及分子间氢键,其结构致密,难以溶解或熔融进一步加工. 本文简要介绍了近几年来关于直接使用物理溶剂方法(非衍生化)对纤维素材料开发利用的新进展,主要包括以下4个方面:(1)纤维素在“绿色”溶剂-碱/尿素以及离子液体体系中的溶解和再生;(2)纳米纤维素的制备以及组装;(3)木材纳米技术的开发及利用;(4)细菌纤维素基材料等,旨在推进“绿色”技术实现纤维素资源的研究开发及利用.
漫谈高分子物理学的源起和发展
杨玉良, 张红东
2020, 51(1): 87-90. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19162
[摘要](1289) [HTML全文](579) [PDF 3850KB](116)
摘要:
以漫谈方式简要回顾了高分子物理学的源起和发展历程,提出了以橡胶弹性理论作为高分子物理学发展源头的观点,揭示了高分子物理学中一些占主导地位的理论能取得成功的内在原因,以期为今后该学科的发展提供一些有益的启迪.
论文(纪念斯陶丁格高分子百年专辑)
α-亚甲基-β-丁内酯的区域选择性聚合:合成线形与环状聚酯
许越超, 周辉, 吕小兵
2020, 51(1): 91-97. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19145
[摘要](766) [HTML全文](587) [PDF 1088KB](65)
摘要:
设计不同的催化体系或引发剂实现了α-亚甲基-β-丁内酯(MβBL)单体的区域选择性聚合,合成不同拓扑结构的聚酯. 选用偶氮二异丁腈(AIBN)自由基引发剂,选择性聚合MβBL的α位上亚乙烯基双键,形成线形含有四元环内酯单元的聚酯. 使用SalenAlCH3金属配合物催化剂,区域选择性在MβBL的酰-氧键断裂,生成双键保留以间同结构为主的结晶性线形聚酯. 有机强碱是MβBL的高效开环聚合催化剂,获得以酰-氧键断裂为主的线形聚酯. 而使用简单碘化钠催化MβBL开环聚合,形成以烷-氧键断裂为主的结晶性环状聚酯.
官能化聚四氢呋喃-b-聚异丁烯-b-聚四氢呋喃三嵌段共聚物的合成与性能
张方, 张航天, 杨甜, 孔波, 郭安儒, 章琦, 吴一弦
2020, 51(1): 98-116. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19151
[摘要](540) [HTML全文](252) [PDF 2402KB](58)
摘要:
采用2-氯-2,4,4-三甲基戊烷或对二枯基氯为引发剂和TiCl4或FeCl3为共引发剂,引发异丁烯(IB)可控/活性正离子聚合与官能端基转化,设计合成不同分子量及窄分子量分布的端基官能化聚异丁烯,如双端烯丙基溴官能化聚异丁烯(Br-PIB-Br)或双端烯丙基胺官能化聚异丁烯(H2N-PIB-NH2). 采用烯丙基溴/高氯酸银体系引发四氢呋喃(THF)开环聚合,合成聚四氢呋喃活性链(PTHF+). 进一步通过将IB可控/活性正离子聚合与THF可控/活性正离子开环聚合2种方法相结合,设计合成2种新型官能化聚四氢呋喃-b-聚异丁烯-b-聚四氢呋喃(PTHF-b-PIB-b-PTHF)三嵌段共聚物:(1)以上述Br-PIB-Br为大分子引发剂,在AgClO4作用下引发THF活性正离子开环聚合,采用水终止活性链端,设计合成双端为羟基的HO-PTHF-b-PIB-b-PTHF-OH三嵌段共聚物(简称:FIBF-OH);(2)以上述合成的PTHF+活性链与H2N-PIB-NH2链端胺基发生高效亲核取代反应,设计合成中间链段连接点含―NH―官能基团的PTHF-b-HN-PIB-NH-b-PTHF三嵌段共聚物(简称:FIBF-NH). 在上述三嵌段共聚物中,极性PTHF链段与非极性PIB链段的热力学不相容,导致其呈现明显的微相分离,且微观形态与共聚组成相关. PTHF均聚物易结晶,在上述共聚物中由于PTHF链段单端受限致其结晶性减弱. 三嵌段共聚物分子链的中间连接点含―NH―官能基团,具有更强的氢键作用,促进PTHF链段重排并结晶,易形成更紧密的超分子网络结构,导致即使在PTHF链段相对分子量为0.7 kg·mol−1时仍具有较强的结晶性,且结晶熔融温度明显提高. 此外,由于FIBF-NH中形成超分子网络结构,使材料具有优异的自修复性能,材料表面的切痕在常温下10 min 后可以完全自愈合. 本文设计合成的新型官能化PTHF-b-PIB-b-PTHF三嵌段共聚物兼具有PTHF与PIB的优良性能,在生物医用、智能修复等功能材料领域具有潜在的应用前景.
超高分子量聚乙烯烧结制品的链缠结调控及其对性能影响
董澎, 王柯, 李军方, 傅强
2020, 51(1): 117-124. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.19159
[摘要](576) [HTML全文](304) [PDF 1235KB](103)
摘要:
利用新的单中心Ziegler-Natta (Z-N)催化剂,通过干预分子链的生长与聚集行为,可获得低缠结的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)初生树脂. 本研究利用这类低缠结UHMWPE,通过设置不同的烧结温度(Ts)来改变熔体缠结状态,并探讨了链缠结程度对烧结制品结构与性能的影响. 实验结果表明Ts = 220 °C下,UHMWPE样品发生显著的复缠,造成高缠结度;而Ts = 170 °C下,初始低缠结状态能够得以充分保留,从而获得了缠结度具有明显差别的不同样品. 示差扫描量热法(DSC)测试表明,在Ts = 170 °C下,低缠结度有利于在随后等温及冷却结晶过程中生成高熔点(最高达141 °C)晶体与高的结晶度(最高达65%). 力学测试表明低缠结度制品的综合力学性能显著提升,其中屈服强度提高72%,拉伸断裂强度提升139%,弹性模量提升162%以及断裂伸长率提升36%,实现了同时增强增韧. 这就提供了一种从调节链缠结温度实现UHMWPE烧结制品高性能化的新思路.
  • 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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