ISSN 1000-3304CN 11-1857/O6

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紫外光照亲水性聚碳酸酯的合成及性能
于伶伶, 程瑞华, 童钰涛, 刘柏平
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19053
[摘要](1) [HTML全文](0) [PDF 775KB](0)
摘要:
采用2-{[(2-硝基苯基)甲氧基]甲基}环氧乙烷(单体a)与二氧化碳(CO2)、环氧丙烷(PO)在SalenCo(III)Cl/双(三苯基正膦基)氯化铵(PPNCl)催化下三元共聚,紫外(UV)光照脱除保护基,成功合成羟基官能化聚碳酸酯(PPC-OH). 采用红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱、接触角测量仪等对产物表征结果表明:单体a成功引入聚碳酸酯骨架;SalenCo(III)Cl催化剂表现出高催化活性、高选择性以及对第三单体良好的耐受性,聚合物碳酸酯单元含量>98%,首尾相连结构>99%,分子量分布极窄,CO2和环氧化物完美交替共聚. 通过UV光照成功脱除羟基保护基生成PPC-OH,主链骨架无降解;单体a加入量至6%时,PPC-OH羟基含量增加至19.4%,水接触角由78.3°减小至57.6°,亲水性得到明显改善.
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](0) [PDF 2884KB](0)
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.
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](295) [HTML全文](12) [PDF 1346KB](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.
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](253) [HTML全文](15) [PDF 1262KB](6)
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.
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](0) [PDF 1025KB](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.
特定结构的卟啉聚合物的构建及应用
田佳, 张伟安
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19018
[摘要](0) [PDF 2602KB](0)
摘要:
卟啉及其衍生物由于其独特的性质和功能而备受关注,并广泛应用于能源、催化和生物医学等领域. 卟啉聚合物同时具有卟啉和聚合物的特征,在高分子领域引起了广泛关注. 以卟啉为基元构建的特定结构卟啉聚合物不仅具有明确的分子结构,而且在性能上具有很多崭新的特点. 通过将卟啉基元修饰成单体、引发剂和链转移试剂等功能基元,利用“点击化学”、原子转移自由基聚合和可逆加成-断裂链转移聚合等合成手段,许多具有特定结构的卟啉聚合物可以被高效可控地构建. 本文主要介绍近几年包括本课题组在内的以卟啉为基元的嵌段聚合物、交替共聚物、星型聚合物以及树枝状聚合物等特定结构卟啉聚合物的构建,此类聚合物的结构和性能之间的构效关系以及其在光动力治疗等领域的应用.
多孔石墨烯的合成及应用
周登, 黎明
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19014
[摘要](0) [PDF 1521KB](0)
摘要:
石墨烯由于其优异的性能,例如高比表面积、高导电性、良好的热稳定性和优异的机械强度,引起了人们极大的研究兴趣. 但是石墨烯本身不具有固有孔隙. 为了使其具有固有孔隙,各种多孔石墨烯材料被制备出来,例如,全碳型多孔石墨烯、掺杂型多孔石墨烯及多孔石墨烯复合材料等等. 由于多孔石墨烯既能保留原始石墨烯的部分性质,又比原始石墨烯具有更高的比表面积和孔隙体积,它在光电子器件、储能、气体分离/储存、废水分离及光催化等领域都具有巨大的应用前景. 本文主要回顾各种多孔石墨烯材料的合成方法以及这些材料在各个领域的应用,并展望了多孔石墨烯材料在合成和应用中的机遇和挑战.
抗菌杂化SiO2纳米粒子的制备及在聚氨酯中的应用研究
施申伟, 李婷, 汪洋, 东为富
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19009
[摘要](0) [PDF 1251KB](0)
摘要:
采用价格低廉的硅烷偶联剂制备了反应性季铵化合物(QAC),并用简单的方法将QAC一步接枝在SiO2上,制备抗菌杂化SiO2纳米粒子. 首先研究了杂化SiO2纳米粒子的化学结构、微观形貌以及抗菌性能. 进一步将杂化SiO2纳米粒子与聚氨酯复合,并固化成膜. 研究了复合薄膜的抗菌性能、力学性能以及抗菌持久性,并对其进行了抑菌圈测试. 结果表明:与纯SiO2纳米粒子相比,杂化SiO2纳米粒子具有优异的抗菌性能,可以在20 min内完全灭杀大肠杆菌与表皮葡萄球菌. 杂化SiO2纳米粒子易在薄膜表面富集,仅添加少量(5 wt%)的杂化SiO2纳米粒子便可使薄膜获得良好的抗菌性能以及较高的拉伸强度;对复合薄膜进行加速老化处理后,仍具有良好的抗菌性能,表明该复合薄膜具有良好的抗菌持久性与稳定性;抑菌圈的测试表明,复合薄膜为接触型抗菌材料,无抗菌物质浸出,更加安全高效.
原位聚合水性聚氨酯/聚多巴胺粒子复合材料的制备及性能研究
徐文卿, 吕亚栋, 孔米秋, 黄亚江, 李光宪
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18250
[摘要](33) [HTML全文](0) [PDF 1439KB](0)
摘要:
通过原位聚合法制备了水性聚氨酯(WPU)/聚多巴胺粒子(PDA)复合材料,并进一步研究了PDA粒子的引入对WPU的热性能、力学性能及抗紫外老化性能的影响. 首先通过多巴胺盐酸盐在氢氧化钠碱液中自发氧化聚合得到了平均粒径约为150 nm的PDA粒子. 随后以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃二醇、2,2-二羟甲基丙酸为主要原料反应得到亲水性聚氨酯预聚体,然后加入PDA粒子的水分散液对预聚体进行乳化,最后以1,4-丁二醇扩链得到WPU/PDA复合材料. 结果表明,PDA粒子的加入显著提高了WPU的热稳定性和力学性能. 与纯WPU相比,当PDA粒子含量为0.5 wt%时,WPU/PDA复合材料的起始降解温度提高了22.7 °C,拉伸强度和杨氏模量分别提高了37%和78%. 同时,PDA粒子的加入也极大阻碍了紫外辐照老化后WPU表面裂纹的形成,有效抑制了材料的氧化降解. 这主要是因为PDA粒子与WPU硬段的氨基甲酸酯基和脲基之间较强的相互作用以及PDA粒子本身的紫外吸收和自由基捕获能力.
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](21) [HTML全文](0) [PDF 1155KB](0)
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%.
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](29) [HTML全文](0) [PDF 1488KB](0)
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.
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](110) [HTML全文](40) [PDF 1300KB](16)
摘要:
通过“一锅法”开环反应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、原子力显微镜测试评价. 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,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.
高分子抗肿瘤纳米药物的挑战与发展
孙瑞, 邱娜莎, 申有青
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19005
[摘要](65) [HTML全文](27) [PDF 1437KB](20)
摘要:
抗肿瘤纳米药物的理想目标是降低毒副作用并提高疗效,但目前临床用纳米药物主要以显著降低药物毒性的优势获批进入临床. 近年来,肿瘤分子靶向治疗、免疫治疗等高疗效方法的飞速发展,使提高疗效成为抗肿瘤纳米药物研究的当务之急. 静脉注射的纳米药物向实体肿瘤靶向输送过程是血液系统内循环、从血管外渗进入肿瘤组织和蓄积、肿瘤组织内渗透、肿瘤细胞内吞、胞内药物释放的五步“级联”递送过程(即CAPIR cascade). 因此,如何设计载体高分子的功能,赋予纳米药物随血液系统、肿瘤组织和肿瘤细胞的微环境的变化而改变其纳米尺寸(size)、表面(surface)和稳定性(stability)(即3S nanoproperty transitions),从而满足肿瘤靶向输送过程中各步的要求以确保每一步具有高的效率,是获得高肿瘤靶向输送效率和高疗效的关键. 本文将介绍利用各种响应高分子包括作者提出的电荷反转型高分子来设计具有上述3S纳米特性转换能力的高效纳米药物的方法,并总结了今后高分子纳米药物研究面临的挑战和发展趋势.
一种高强度速黏纳米杂化水凝胶“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](154) [HTML全文](48) [PDF 1204KB](27)
摘要:
报道了一种制备具有高强度、高黏附性和良好生物相容性的黏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黏附性、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黏附性能进行测试,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,水凝胶的表面黏附能和内聚能可达平衡,其对猪皮、铁片和陶瓷的瞬时最大黏附强度分别为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. 鉴于水凝胶对生物软组织有优异的黏附性能,对其进行了体外修补胃穿孔的模拟实验,结果表明,水凝胶可以牢固地黏附在胃的穿孔处,防止模拟胃液的外泄.
染料杂化蛋白纳米粒用于肿瘤细胞光热治疗
张剑旭, 孙婷婷, 谢志刚
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19001
[摘要](103) [HTML全文](39) [PDF 11615KB](11)
摘要:
为了解决花菁类(Cypate)近红外染料作为光热试剂的一些固有缺点,例如疏水性、毒性、不稳定性等,以牛血清白蛋白和Cypate染料作为原料,在水热条件下制备出尺寸较小的稳定杂化纳米粒. 纳米结构显著改善了Cypate染料的水溶性,也提升了染料在水相溶液中的稳定性. 与小分子染料相比,染料杂化蛋白纳米粒具有良好的生物相容性和光稳定性. 此外,蛋白纳米粒具有优于小分子染料的光热转换能力,并展现了良好的光热细胞杀伤能力.
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究
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](119) [HTML全文](49) [PDF 1134KB](8)
摘要:
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且拉伸性能得到提升的新型不饱和聚氨酯(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). 示差扫描量热仪(DSC)及热重分析(TGA)测试证明3种材料在150 ℃以下均具有良好的热稳定性. 在外力作用下,3种聚氨酯材料均表现出良好的弹性和较大的形变;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. 降解实验证明,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明显加快,与不含谷胱甘肽的对照组相比存在显著性差异. 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,3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.
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](54) [HTML全文](3) [PDF 1176KB](0)
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,不同手性特征能产生不同生物物理效应. 因此,磷脂膜界面的手性特征会显著影响NDs蛋白纤维化以及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界面的手性特征对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.
基于TACMAA化学的肿瘤微酸性环境响应高分子纳米药物载体
李洪军, 刘晶, 杜金志, 王均
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18268
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 977KB](0)
摘要:
过去几十年,纳米技术在药物递送、分子影像、肿瘤治疗等领域获得了广泛的应用. 相比小分子药物,纳米药物具有提高药物成药性、改善药物分布、降低毒副作用等特点,但是,纳米药物需面临复杂的体内递送过程,才能最终到达靶部位发挥药效. 有针对性地设计高分子载体材料的结构,使其对体内微环境产生特异性的响应以改变纳米载体性能,适应体内药物递送复杂环境,是提高纳米药物递送效率的重要策略. 本文系统介绍了我们如何思考归纳纳米药物体内递送的复杂过程,并进一步提出基于肿瘤组织酸性微环境调控纳米载体性能以提高药物递送效率这一核心思想. 详细回顾了基本设想的提出、验证到体内效果的系统性评估,以及基于这一思想发展的多种药物递送策略,从多个层面解决体内药物输送面临的难题,并对此领域未来的发展进行了展望.
肿瘤微环境诱导多肽聚合物原位组装行为研究
吉垒, 张雪豪, 杨子欣, 乔增莹, 王浩
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19039
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1718KB](0)
摘要:
设计合成了一种pH响应型的多肽聚合物,在中性条件下能够以聚合物单链的形式存在,在肿瘤微环境弱酸的刺激下发生聚集,提升入胞能力,从而实现对肿瘤细胞的高效杀伤. 首先,通过迈克尔加成的方法合成了一系列生物相容性较好的β-硫代酸酯聚合物,并利用固相合成方法合成了治疗肽和穿膜肽2种多肽. 然后,将治疗肽修饰上一种酸敏感基团,并将2种多肽通过迈克尔加成反应与聚合物共价连接. 得到的多肽聚合物能够在中性水溶液中以单链形式稳定存在,而在pH=6.5条件下发生聚集. 最后,在细胞层面对多肽聚合物进行研究,发现其在微酸性条件下可以通过内吞作用进入到肿瘤细胞,并具有更高的抗肿瘤能力.
高分子囊泡渗透性与微结构协同调控
姚陈志, 汪枭睿, 胡进明, 刘世勇
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.190031
[摘要](7) [HTML全文](3) [PDF 1555KB](0)
摘要:
高分子囊泡通常由疏水的双层膜包覆亲水的空腔构成. 这种独特的形貌使得高分子囊泡被广泛的用于构筑人工细胞(器)、纳米反应器和药物递送载体. 为了实现这些功能应用,调控高分子囊泡双层膜的渗透性并保持囊泡结构的稳定性极为重要. 然而传统调控囊泡渗透性的方法步骤相对繁琐、常导致组装体的解离. 本文总结了我们近期在协同调控高分子囊泡稳定性和渗透性方面的研究进展. 首先,我们提出了“无痕”交联的策略实现了高分子囊泡渗透性和稳定性的协同增强. 其次,利用多重协同非共价键相互作用,实现了高分子囊泡渗透性的可逆调节. 这些新型的调控策略解决了高分子囊泡结构稳定性和渗透性的矛盾并展现了良好的应用前景.
含双重动态键的可重加工及室温自修复聚氨酯弹性体
田丽蓉, 杨莉, 王占华, 夏和生
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19021
[摘要](101) [HTML全文](44) [PDF 872KB](31)
摘要:
通过同时向聚合物的主链和交联点引入2种动态共价键—Diels-Alder (D-A)键和二硫(S―S)键,制备了具有自修复、可重加工性能的聚氨酯(PU-SSDA)弹性体. 一方面分布在主链和交联点的动态键使聚合物分子链通过可逆的断裂重组实现自修复,另一方面,交联的PU中同时存在线性的分子链,从而提高了断面间分子的运动性能,使被破坏的断面间迅速浸润,提高修复效率. PU-SSDA在室温下修复60 min的修复效率可达93%. 此外,这些聚氨酯材料可以利用无溶剂一步法制备,作为环境友好材料具有广泛的应用潜力.
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](130) [HTML全文](48) [PDF 3269KB](42)
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.
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](232) [HTML全文](133) [PDF 1930KB](66)
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作了展望.
基于PVA-b-PEO-b-PVA和含苯硼酸PEO交联剂形成的葡萄糖响应性动态共价凝胶
杨挺, 杜福胜, 李子臣
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19017
[摘要](1) [PDF 1287KB](0)
摘要:
设计合成了一类含苯硼酸和氨基结构的聚环氧乙烷(PEO)大分子交联剂,利用其与含聚乙烯醇(PVA)的三嵌段共聚物PVA-b-PEO-b-PVA之间的动态共价作用,构筑得到一类在生理pH下稳定,且对葡萄糖有响应的动态共价凝胶;详细研究了交联剂用量、PVA链段长度对凝胶化过程及凝胶稳定性的影响,证明PVA链段越长、交联剂用量越高,凝胶的稳定性越高,同时这类凝胶的屈服力较高,性质上更接近固体. 凝胶在pH = 7.4,37 °C保持其结构稳定性. 进一步发现这类动态共价凝胶具有较强的结构修复能力以及对糖的响应能力,凝胶可包载蛋白质FITC-BSA,加入葡萄糖后,其释放显著加快.
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](79) [HTML全文](24) [PDF 1627KB](21)
摘要:
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,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10 wt%的复合材料的电导率从2.5 × 10−14 S/cm提高到0.9 S/cm;拉伸强度从0.2 MPa提高到2.3 MPa;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%.
基于亚胺硼酸盐和硼酸酯键的可注射自修复水凝胶及其多重响应性能研究
丁晓亚, 王宇, 李杲, 肖春生, 陈学思
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19015
[摘要](83) [HTML全文](41) [PDF 1237KB](20)
摘要:
报道了一种基于亚胺硼酸盐和硼酸酯键的动态共价交联水凝胶. 该水凝胶是通过2-甲酰基苯基硼酸(2-FPBA)与超支化聚乙烯亚胺(PEI)末端的伯胺基团和海藻酸钠(SA)糖单元上的顺式二醇反应形成亚胺硼酸盐-硼酸酯交联结构制得. 该水凝胶制备过程简单,所需高分子材料无需事先进行化学修饰;成胶条件温和,在室温下混合即可快速形成水凝胶. 流变学实验表明,水凝胶力学强度随PEI、2-FPBA和SA中反应基团比例的变化而变化. 同时,由于成胶所用化学键—亚胺硼酸盐和硼酸酯键—均为动态共价键,所得水凝胶还具有良好的自修复和可注射性能,可用作3D打印的水凝胶“墨水”. 体外降解实验结果表明,水凝胶对pH值、H2O2以及多种生物分子(如半胱氨酸、谷胱甘肽以及果糖等)都具有响应性,可用作蛋白药物响应性释放的载体. 进一步体外细胞毒性实验表明,水凝胶对细胞没有明显的毒性,具有良好的生物相容性.
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](267) [HTML全文](72) [PDF 2479KB](59)
摘要:
橡胶具有独特的高弹性,在国民经济和国防等许多领域中有着不可取代的作用. 橡胶的交联是其获得高弹性的前提,只有经过交联的橡胶才具有实用价值. 但通常交联所形成的共价网络具有不可逆特性,导致橡胶制品一旦成型即无法重塑,同时废弃后的橡胶制品回收利用十分困难. 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](314) [HTML全文](52) [PDF 1245KB](35)
摘要:
将苯硼酸基团引入水凝胶网络中,以聚乙烯醇(PVA)为胶水,在碱性条件下通过水凝胶表面与PVA形成动态硼酸酯键,实现了含有苯硼酸基团的水凝胶的模块化组装. 通过显微红外表征,证明了在2块水凝胶界面形成了硼酸酯键,并且组装后的水凝胶黏合强度大于水凝胶本体. 随后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,并且通过胶水黏合位置的选择,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.
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](310) [HTML全文](68) [PDF 2555KB](49)
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的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,因而发展具有环境响应性或自修复特性的凝胶材料,能够满足其在生物医学领域中应用的更高要求. 本文结合国内外关于动态共价键制备刺激响应性凝胶的研究发展现状,系统地总结和评述了一种活性可控交联策略,能够通过控制外界响应刺激可逆地激活或终止“巯基-双硫键”交换反应,进而实现在宏观和微/纳米多尺度下凝胶结构和性能的可控构筑,为凝胶材料的多功能化构建提供了全新的思路,同时也为新型智能生物材料的设计和发展提供了一种普适化方法.
超支化聚合物增韧增强的自修复环氧Vitrimer
黄鑫, 刘汉超, 樊正, 王豪, 黄光速, 吴锦荣
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19027
[摘要](0) [PDF 1110KB](0)
摘要:
针对环氧树脂Vitrimer脆性大和强度低的缺点,采用羧酸封端的超支化聚合物Hyper C102来增强增韧戊二酸固化的双酚F环氧树脂(BPF). 傅里叶红外线光谱(FTIR)测试和溶胀实验证明了环氧树脂Vitrimer中共价交联网络的形成. 示差扫描量热法(DSC)和动态热机械性能分析(DMA)测试材料的酯交换速率和动态力学性能,发现Hyper C102改性的环氧树脂Vitrimer在高温下仍然可以发生高效率的酯交换反应,材料的模量可在30 min内松弛到初始模量的1/e. 力学性能测试表明Hyper C102改性环氧树脂Vitrimer的拉伸强度和断裂能分别提高了136%和504%,并拥有着良好的自修复和可重复加工性能. 因此,采用羧酸封端的超支化聚合物改性不仅可以保持环氧树脂Vitrimer的动态酯交换特性,还可以极大地改善其力学性能.
DNA辅助纳米金三角片的高效纯化与信息编码
鲁爽, 方维娜, 王丽华, 柳华杰
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19049
[摘要](0) [PDF 1266KB](0)
摘要:
针对目前纳米金三角片的分离纯化手段仍不够成熟这一问题,提出借助巯基修饰的DNA分子,对混有类球形颗粒等杂质的纳米金三角片粗产物,进行形状选择性分离纯化的新思路. 纳米金表面修饰的DNA分子,一方面屏蔽了金与溶液环境的直接接触,提高了颗粒的稳定性;另一方面,形貌粒径以及表面DNA修饰量的差异,造成不同纳米金颗粒在电场中的迁移速度不同,因而可通过凝胶电泳手段分离纯化金颗粒. 该方法获得的纳米金三角片纯度在80%以上,并对于不同粒径的三角片纯化具有普适性. 更为重要的是,表面修饰的DNA同时实现了对纳米金三角片的信息编码,通过设计修饰DNA序列信息,可以实现后续的可控组装,构建更高级结构.
低分子量聚乳酸受限于纳米孔道中的结晶行为研究
王晓霞, 李林玲, 卫来, 薛奇, 周东山
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19024
[摘要](2) [HTML全文](1) [PDF 1317KB](0)
摘要:
借助量热学方法研究了低分子量聚乳酸(PLLA)受限于阳极氧化铝(AAO)模板中的玻璃化转变、结晶和熔融行为. 实验结果表明,相比于本体状态,PLLA受限于AAO纳米孔道中的降温结晶行为受到明显的抑制,结晶焓随着孔道孔径的减小而逐渐降低. 大孔径AAO孔道中PLLA纳米棒与本体相近的结晶温度表明其成核过程仍为异相成核所主导. 与此同时,非等温结晶动力学实验结果显示纳米孔道中PLLA成核速率的温度依赖性弱于本体状态. 当AAO孔径小于28 nm时,PLLA纳米棒则观测不到降温结晶峰的存在. PLLA纳米棒的玻璃态呈现出双重玻璃化转变温度(Tg)的行为,较高的Tg对应于邻近孔壁界面吸附层内的高分子链,较低的Tg归属于孔道中心的高分子链,两者表现出截然相反的孔径依赖性. 在升温过程中,PLLA纳米棒存在显著的冷结晶行为,其结晶发生在较高的温度下且冷结晶峰较宽. 这一现象可归咎于PLLA在纳米孔道内成核速率的改变,成核活性和分布的不均匀性,以及孔道内分子链运动性的差异性. 由于界面吸附层的存在,PLLA从玻璃态升温过程中的表面诱导成核受到抑制. 结合非等温结晶动力学实验结果,发现界面吸附层和孔道中心的PLLA的冷结晶过程彼此相互独立,后者在较高的温度下进行. 此外,随着AAO纳米孔道孔径的减小,界面效应逐渐变得显著,生成的PLLA晶体稳定性较差,熔融重结晶现象较明显,同时其结晶度和熔点逐渐降低.
链间氢键调控对聚丙烯酸-聚氧化乙烯复合物薄膜力学性能的影响
李皆富, 杨曙光
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19032
[摘要](3) [PDF 1026KB](6)
摘要:
采用可调节式涂膜器制备了聚丙烯酸(PAA)和聚氧化乙烯(PEO)复合物薄膜. 通过改变薄膜组分和酸处理调控PAA与PEO间氢键相互作用. 利用傅里叶红外光谱、示差扫描量热仪、X射线衍射仪和力学拉伸仪对氢键相互作用、薄膜聚集态结构和力学性能进行表征. 研究结构表明,氢键相互作用的强弱影响着材料的聚集态结构和力学性能,当PAA与PEO分子间相互作用较弱时,PEO结晶,薄膜呈现塑形材料的性质,当PAA与PEO分子间相互作用较强时,氢键能完全抑制PEO结晶,薄膜呈现高弹性.
单茂钪催化乙烯与共轭二烯烃共聚合的研究
田晶, 王胤然, 付洪然, 郭方
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19020
[摘要](358) [HTML全文](10) [PDF 1100KB](3)
摘要:
采用(C5Me4SiMe3)Sc(CH2C6H4NMe2-o)2 (1)、(C5Me4SiMe3)Sc(CH2SiMe3)2(THF) (2) 2种单茂钪催化剂,考察了其催化乙烯与共轭二烯烃异戊二烯、丁二烯共聚合的性能,并通过1H-NMR、13C-NMR、GPC和DSC对所获共聚物的微观结构和热性能进行了分析. 结果表明,在室温1.01 × 105 Pa 乙烯压力下,改变共轭二烯烃的用量,2种单茂钪对乙烯与共轭二烯烃共聚合均表现了极高的催化活性(105 g polymer molSc−1 h−1),获得了组成可控(乙烯含量32 mol% ~ 79 mol%)、高分子量(Mn = 8.0 × 104 ~ 19.7 × 104)、窄分布(Mw/Mn = 1.11 ~ 1.32)的乙烯-异戊二烯和乙烯-丁二烯共聚物,催化剂和共轭二烯烃结构直接影响共聚物的序列分布和立体选择性. 在乙烯与异戊二烯共聚合中,采用单茂钪1获得多嵌段共聚物,共聚物中异戊二烯以3,4-结构单元为主,不同组成的共聚物均含有一个−16 °C左右的玻璃化转变温度(Tg)和一个127 °C的熔点(Tm);采用单茂钪2控制异戊二烯的用量,获得交替共聚物和异戊二烯孤立插入聚乙烯的无规共聚物,共聚物中异戊二烯以3,4-结构单元和反式-1,4-结构单元为主,交替共聚物只具有−46 °C的Tg,无规共聚物具有−46 °C的Tg和130 °C的Tm. 在乙烯与丁二烯共聚合中,采用单茂钪12均获得乙烯-丁二烯多嵌段共聚物,共聚物中丁二烯以顺式-1,4-结构单元为主,由单茂钪2获得的乙烯-丁二烯共聚物的序列无规程度高于单茂钪1,不同组成的共聚物具有一个−98°C左右的Tg和一个71 ~ 125 °C左右的Tm.
溶液溶度对共轭高分子溶液中分子链有序-无序转变的影响研究
孙蕾, 赵敬楠, 黄伟恒, 张文华, 李良彬
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19023
[摘要](224) [HTML全文](18) [PDF 783KB](5)
摘要:
利用光致发光谱(PL)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis),结合同步辐射X射线散射技术及原子力显微镜(AFM),研究了室温下浓度对P3HT/甲苯溶液中共轭高分子链构象的影响及薄膜形貌与溶液浓度之依赖性. 结果表明:稀溶液(0.1 ~ 5 mg/mL)中P3HT链以独立的无规卷曲线团构象为主,链间相互作用较弱;在临界浓度(~ 5 mg/mL)附近,无规卷曲链发生塌缩,由于链内π-π相互作用出现局部的棒状链段有序,分子链回转半径变小;超过临界浓度时,溶液中高分子链间相互缠结作用更加明显,分子链间的π-π堆积导致局部有序聚集程度提高,且分子聚集体的有序程度与浓度呈正相关关系,但分子链构型和回转半径均不再随着浓度升高而发生明显变化. 通过不同浓度P3HT/甲苯溶液的旋涂加工,证实了薄膜结构和形貌与初始溶液中共轭高分子链构象和聚集态有着紧密联系.
较高注射速度下微孔注塑发泡电器盒子的泡孔结构和翘曲
郭凯强, 黄汉雄
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19030
[摘要](287) [HTML全文](155) [PDF 1094KB](5)
摘要:
采用以超临界氮气为物理发泡剂的微孔注塑发泡技术,成型聚丙烯(PP)电器盒子,定量研究2种较高注射速度(250和290 mm/s)对盒子泡孔结构、未发泡皮层厚度和翘曲的影响,根据数值模拟所得模腔厚度上温度、剪切速率、黏度和压力的分布,分析盒子泡孔结构和皮层的形成机理. 结果表明,PP盒子壁内芯层形成了直径较小(小于90 μm)的微孔,这主要归因于较高注射速度使模腔内熔体的压降速率和剪切速率提高,促进泡孔的成核. 较高剪切应力和较低熔体温度的综合作用,使得靠近皮层处形成形状较规则的小泡孔区(直径小于20 μm). 研究发现,盒子侧壁沿充模方向,泡孔的密度与平均直径之间服从指数规律,皮层厚度近似线性地增加,后者归因于相应的表面温度近似线性地降低. 注射速度由250 mm/s提高至290 mm/s时,盒子开口端的翘曲有所减小. 研究表明较致密均匀的泡孔结构和较薄的皮层有助于减小微孔注塑制品的翘曲.
有机胍催化法可控合成聚乳酸-聚丁二酸丁二醇酯多嵌段共聚物研究
丁申莹, 徐云龙, 丁马林, 张延凯, 李立衡, 李弘, 张全兴
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19041
[摘要](4) [HTML全文](5) [PDF 1004KB](0)
摘要:
以4种生物质肌酐(CR)系有机胍化合物及辛酸亚锡(Sn(Oct)2)为催化剂首先合成了寡聚L-乳酸(OPLLA)及寡聚丁二酸丁二醇酯(OPBS)二种大分子单体,继而经熔融嵌段共缩聚(bc-MP)合成了一种中分子量(MMW)多嵌段共聚物(mb(PLLA-PBS)). 实验结果证明4种有机胍的催化性能均优于Sn(Oct)2.4种有机胍催化剂中以醋酸肌酐胍(CRA)催化性能最优,氢核磁共振谱(1H-NMR)分析证明所合成MMW-mb(PLLA-PBS)分子中二嵌段摩尔组成比(fOPLLA/fOPBS = 89.3/10.7)非常接近设计值(fOPLLA0/fOPBS0 = 90/10),聚合物分子量(Mw = 28.6 kDa)、产率(82.02%)、力学性能(拉伸强度TS 21.81 MPa,断裂伸长率BE = 49.24%)、热稳定性(起始分解温度,Td,0 = 270 °C)等均优于用Sn(Oct)2催化聚合结果. 这一优良性能嵌段共聚物可用作PLLA-PBS共混的增容剂. 利用CRA催化bc-MP反应还合成了一种高分子量(Mw = 114.0 kDa)的多嵌段共聚物(HMW-mb(PLA-PBS)),其拉伸强度(TS = 50.67 MPa)接近PLLA(TS = 54.10 MPa),断裂伸长率(BE = 60.66%)较PLLA提高15倍. TGA分析证明,其起始热分解温度(Td,0 = 272 °C)较PLLA高22 °C. 1H-NMR结构分析指出其分子中二嵌段摩尔组成比值(fOPLLA/ fOPBS = 89.7/10.3)极接近设计值(fOPLLA0/fOPBS0 = 90/10). 上述实验结果证明,以无毒有机胍催化剂CRA实现了MMW-mb(PLLA-PBS)及HMW-mb(PLLA-PBS)的组成可控合成. 在实验研究的基础上推断了大分子单体bc-MP反应的机理.
单茂钪催化月桂烯与苯乙烯共聚合的研究
刘薇, 宋芸芸, 刁凯颖, 郭方
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19056
[摘要](7) [HTML全文](5) [PDF 1275KB](0)
摘要:
采用(C5H5)Sc(CH2SiMe3)2(THF) (1)、(C5Me4SiMe3)Sc(CH2SiMe3)2(THF) (2) 2种单茂钪催化剂,分别考察了其催化月桂烯与苯乙烯共聚合的性能,并通过1H-NMR、13C-NMR、GPC和DSC对所获共聚物结构和热性能进行表征分析. 结果表明,在室温甲苯溶剂中,改变月桂烯和苯乙烯的用量,2种单茂钪催化剂均对月桂烯和苯乙烯共聚合表现了较高的催化活性(104 g聚合物mol Sc–1 h–1),获得了组成可控(月桂烯含量22 mol% ~ 83 mol%)、高分子量(Mn = 4.8 × 104 ~ 11.3 × 104)窄分布(Mw/Mn = 1.49 ~ 1.99)的苯乙烯-月桂烯共聚物,催化剂结构直接影响共聚物的立体和序列结构. 采用单茂钪1催化月桂烯与苯乙烯共聚合,月桂烯先聚合形成高顺式1,4-聚月桂烯嵌段(选择性95%),之后苯乙烯开始聚合形成无规聚苯乙烯嵌段,所获共聚物为高顺式聚月桂烯-无规聚苯乙烯嵌段共聚物. 由单茂钪1获得的月桂烯-苯乙烯嵌段共聚物均含有–63和96 °C 2个玻璃化转变温度(Tg),分别对应高顺式聚月桂烯嵌段和无规聚苯乙烯嵌段的Tg. 采用单茂钪2催化月桂烯与苯乙烯共聚合,也是月桂烯优先聚合,随后苯乙烯大量聚合,共聚物中月桂烯的含量呈梯度下降趋势而苯乙烯含量呈梯度上升趋势,共聚物为月桂烯-苯乙烯梯度共聚物,共聚物中月桂烯含有3,4-结构单元(选择性75%)和顺式-1,4-结构单元(选择性25%). 由单茂钪2获得的月桂烯-苯乙烯梯度共聚物均含有一个–35 °C的Tg和一个254 °C的熔点(Tm),分别对应聚月桂烯嵌段的Tg和间规聚苯乙烯嵌段的Tm.
电诱导自修复纳米复合水凝胶的制备及性能研究
吴柏燊, 叶远超, 李震, 刘致远, 裴媛媛, 陈传瑞, 秦海利, 刘欢欢
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19047
[摘要](7) [HTML全文](4) [PDF 1095KB](0)
摘要:
研究具有电诱导自修复性能的水凝胶不仅有助于增强柔性电子器件在工作时的使用安全性和使用寿命,而且进一步拓展水凝胶材料在柔性电子领域的应用范围. 当电子器件发生破损时,无需外界刺激信号的引入,其在工作状态下便可进行实时修复.为此,凝胶材料需要具备弹性应变大、高机械强度以及高导电性能. 本文采用导电聚合物聚邻苯二胺纳米带作为导电掺杂剂,以动态配位作用金-硫修饰金纳米颗粒并作为交联剂进行原位自由基聚合,获得均匀、致密交联网络的导电聚合物纳米复合水凝胶. 该凝胶显现出了超长的拉伸性能(拉伸应变大于2400%)和高机械强度(断裂强度大于1.2 MPa). 而且,在外加电源实施下,凝胶显现出了快速、高效的自修复功能(通电15 min自修复效率接近90%).
基于快速热释放功能的偶氮基光热材料
阎清海, 冯奕钰, 封伟
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19052
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 975KB](0)
摘要:
针对传统的偶氮储热材料仅能吸收紫外光,并且高储能密度的储热材料诱导放热温度高,放热速率低的问题. 通过分子设计,在偶氮苯中引入具有吸电子性的噻唑杂环,与具有推电子性的甲氧基形成推拉电子结构,推拉电子结构的杂环偶氮苯分子具有快速回复和吸收紫光的特点. 同时以石墨烯为模板制备储热复合材料,增加了分子间相互作用,从而使材料的储热密度达到了89 Wh/kg,半衰期为10 h,输出功率具有890 W/kg. 同时在435 nm波长处有最大的吸收强度,实现了对紫光区域的吸收. 该储热材料在60和80 °C的刺激下分别达到了2.6和3.8 °C的温差. 通过温度刺激,储热材料释放的热能够使两种热致变色颜料(62 °C下发生红色→无色,82 °C下发生蓝色→无色)分别在60和80 °C环境下发生明显的消色,通过不同温度刺激产生不同温差使得热致变色颜料发生颜色改变,实现了放热的可视化.
原位聚合水性聚氨酯/聚多巴胺粒子复合材料的制备及性能研究
徐文卿, 吕亚栋, 孔米秋, 黄亚江, 李光宪
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18250
[摘要](0) [PDF 1439KB](0)
摘要:
通过原位聚合法制备了水性聚氨酯(WPU)/聚多巴胺粒子(PDA)复合材料,并进一步研究了PDA粒子的引入对WPU的热性能、力学性能及抗紫外老化性能的影响. 首先通过多巴胺盐酸盐在氢氧化钠碱液中自发氧化聚合得到了平均粒径约为150 nm的PDA粒子. 随后以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃二醇、2,2-二羟甲基丙酸为主要原料反应得到亲水性聚氨酯预聚体,然后加入PDA粒子的水分散液对预聚体进行乳化,最后以1,4-丁二醇扩链得到WPU/PDA复合材料. 结果表明,PDA粒子的加入显著提高了WPU的热稳定性和力学性能. 与纯WPU相比,当PDA粒子含量为0.5 wt%时,WPU/PDA复合材料的起始降解温度提高了22.7 °C,拉伸强度和杨氏模量分别提高了37%和78%. 同时,PDA粒子的加入也极大阻碍了紫外辐照老化后WPU表面裂纹的形成,有效抑制了材料的氧化降解. 这主要是因为PDA粒子与WPU硬段的氨基甲酸酯基和脲基之间较强的相互作用以及PDA粒子本身的紫外吸收和自由基捕获能力.
基于PVA-b-PEO-b-PVA和含苯硼酸PEO交联剂形成的葡萄糖响应性动态共价凝胶
杨挺, 杜福胜, 李子臣
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19017
[摘要](323) [HTML全文](55) [PDF 1287KB](19)
摘要:
设计合成了一类含苯硼酸和氨基结构的聚环氧乙烷(PEO)大分子交联剂,利用其与含聚乙烯醇(PVA)的三嵌段共聚物PVA-b-PEO-b-PVA之间的动态共价作用,构筑得到一类在生理pH下稳定,且对葡萄糖有响应的动态共价凝胶;详细研究了交联剂用量、PVA链段长度对凝胶化过程及凝胶稳定性的影响,证明PVA链段越长、交联剂用量越高,凝胶的稳定性越高,同时这类凝胶的屈服力较高,性质上更接近固体. 凝胶在pH = 7.4,37 °C保持其结构稳定性. 进一步发现这类动态共价凝胶具有较强的结构修复能力以及对糖的响应能力,凝胶可包载蛋白质FITC-BSA,加入葡萄糖后,其释放显著加快.
超支化聚合物增韧增强的自修复环氧Vitrimer
黄鑫, 刘汉超, 樊正, 王豪, 黄光速, 吴锦荣
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19027
[摘要](441) [HTML全文](45) [PDF 1110KB](23)
摘要:
针对环氧树脂Vitrimer脆性大和强度低的缺点,采用羧酸封端的超支化聚合物Hyper C102来增强增韧戊二酸固化的双酚F环氧树脂(BPF). 傅里叶红外线光谱(FTIR)测试和溶胀实验证明了环氧树脂Vitrimer中共价交联网络的形成. 示差扫描量热法(DSC)和动态热机械性能分析(DMA)测试材料的酯交换速率和动态力学性能,发现Hyper C102改性的环氧树脂Vitrimer在高温下仍然可以发生高效率的酯交换反应,材料的模量可在30 min内松弛到初始模量的1/e. 力学性能测试表明Hyper C102改性环氧树脂Vitrimer的拉伸强度和断裂能分别提高了136%和504%,并拥有着良好的自修复和可重复加工性能. 因此,采用羧酸封端的超支化聚合物改性不仅可以保持环氧树脂Vitrimer的动态酯交换特性,还可以极大地改善其力学性能.
抗菌杂化SiO2纳米粒子的制备及在聚氨酯中的应用研究
施申伟, 李婷, 汪洋, 东为富
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19009
[摘要](300) [HTML全文](41) [PDF 1251KB](13)
摘要:
采用价格低廉的硅烷偶联剂制备了反应性季铵化合物(QAC),并用简单的方法将QAC一步接枝在SiO2上,制备抗菌杂化SiO2纳米粒子. 首先研究了杂化SiO2纳米粒子的化学结构、微观形貌以及抗菌性能. 进一步将杂化SiO2纳米粒子与聚氨酯复合,并固化成膜. 研究了复合薄膜的抗菌性能、力学性能以及抗菌持久性,并对其进行了抑菌圈测试. 结果表明:与纯SiO2纳米粒子相比,杂化SiO2纳米粒子具有优异的抗菌性能,可以在20 min内完全灭杀大肠杆菌与表皮葡萄球菌. 杂化SiO2纳米粒子易在薄膜表面富集,仅添加少量(5 wt%)的杂化SiO2纳米粒子便可使薄膜获得良好的抗菌性能以及较高的拉伸强度;对复合薄膜进行加速老化处理后,仍具有良好的抗菌性能,表明该复合薄膜具有良好的抗菌持久性与稳定性;抑菌圈的测试表明,复合薄膜为接触型抗菌材料,无抗菌物质浸出,更加安全高效.
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](525) [HTML全文](52) [PDF 1155KB](13)
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%.
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](295) [HTML全文](48) [PDF 1488KB](11)
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.
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](441) [HTML全文](75) [PDF 2884KB](22)
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.
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](568) [HTML全文](87) [PDF 1025KB](10)
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.
特定结构的卟啉聚合物的构建及应用
田佳, 张伟安
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19018
[摘要](411) [HTML全文](29) [PDF 2602KB](6)
摘要:
卟啉及其衍生物由于其独特的性质和功能而备受关注,并广泛应用于能源、催化和生物医学等领域. 卟啉聚合物同时具有卟啉和聚合物的特征,在高分子领域引起了广泛关注. 以卟啉为基元构建的特定结构卟啉聚合物不仅具有明确的分子结构,而且在性能上具有很多崭新的特点. 通过将卟啉基元修饰成单体、引发剂和链转移试剂等功能基元,利用“点击化学”、原子转移自由基聚合和可逆加成-断裂链转移聚合等合成手段,许多具有特定结构的卟啉聚合物可以被高效可控地构建. 本文主要介绍近几年包括本课题组在内的以卟啉为基元的嵌段聚合物、交替共聚物、星型聚合物以及树枝状聚合物等特定结构卟啉聚合物的构建,此类聚合物的结构和性能之间的构效关系以及其在光动力治疗等领域的应用.
原位聚合水性聚氨酯/聚多巴胺粒子复合材料的制备及性能研究
徐文卿, 吕亚栋, 孔米秋, 黄亚江, 李光宪
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18250
[摘要](534) [HTML全文](36) [PDF 1439KB](8)
摘要:
通过原位聚合法制备了水性聚氨酯(WPU)/聚多巴胺粒子(PDA)复合材料,并进一步研究了PDA粒子的引入对WPU的热性能、力学性能及抗紫外老化性能的影响. 首先通过多巴胺盐酸盐在氢氧化钠碱液中自发氧化聚合得到了平均粒径约为150 nm的PDA粒子. 随后以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃二醇、2,2-二羟甲基丙酸为主要原料反应得到亲水性聚氨酯预聚体,然后加入PDA粒子的水分散液对预聚体进行乳化,最后以1,4-丁二醇扩链得到WPU/PDA复合材料. 结果表明,PDA粒子的加入显著提高了WPU的热稳定性和力学性能. 与纯WPU相比,当PDA粒子含量为0.5 wt%时,WPU/PDA复合材料的起始降解温度提高了22.7 °C,拉伸强度和杨氏模量分别提高了37%和78%. 同时,PDA粒子的加入也极大阻碍了紫外辐照老化后WPU表面裂纹的形成,有效抑制了材料的氧化降解. 这主要是因为PDA粒子与WPU硬段的氨基甲酸酯基和脲基之间较强的相互作用以及PDA粒子本身的紫外吸收和自由基捕获能力.
“一锅法”聚合诱导自组装制备嵌段共聚物纳米粒子
苏志鹏, 谈梦婷, 曹艳玲, 石艳, 付志峰
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19026
[摘要](442) [HTML全文](41) [PDF 850KB](13)
摘要:
采用“一锅法”合成了聚4-乙烯基吡啶-b-聚(4-乙烯基吡啶-r-苯乙烯) (P4VP-b-P(4VP-r-St))两亲性共聚物纳米粒子. 采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合制备了结构明确的P4VP三硫代碳酸酯(P4VP-TTC);以P4VP-TTC为大分子链转移剂在醇/水混合溶剂中进行St和4VP的RAFT分散共聚合反应,得到了球状、蠕虫状和囊泡状的共聚物胶束;考察了亲溶剂链段和疏溶剂链段的聚合度之比、P(4VP-r-St)嵌段中共聚单体4VP的用量、溶剂组成对嵌段共聚物纳米粒子形貌、尺寸及形貌发展过程的影响. 与相同条件下St的分散聚合相比,亲溶剂单体4VP和St的分散共聚能有效调控嵌段共聚物纳米粒子的形貌和尺寸,更易发展出囊泡胶束. 利用透射电子显微镜(TEM)、凝胶渗透色谱(GPC)、动态光散射(DLS)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了共聚物的组成和纳米粒子结构.
低分子量聚乳酸受限于纳米孔道中的结晶行为研究
王晓霞, 李林玲, 卫来, 薛奇, 周东山
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19024
[摘要](87) [HTML全文](25) [PDF 1317KB](10)
摘要:
借助量热学方法研究了低分子量聚乳酸(PLLA)受限于阳极氧化铝(AAO)模板中的玻璃化转变、结晶和熔融行为. 实验结果表明,相比于本体状态,PLLA受限于AAO纳米孔道中的降温结晶行为受到明显的抑制,结晶焓随着孔道孔径的减小而逐渐降低. 大孔径AAO孔道中PLLA纳米棒与本体相近的结晶温度表明其成核过程仍为异相成核所主导. 与此同时,非等温结晶动力学实验结果显示纳米孔道中PLLA成核速率的温度依赖性弱于本体状态. 当AAO孔径小于28 nm时,PLLA纳米棒则观测不到降温结晶峰的存在. PLLA纳米棒的玻璃态呈现出双重玻璃化转变温度(Tg)的行为,较高的Tg对应于邻近孔壁界面吸附层内的高分子链,较低的Tg归属于孔道中心的高分子链,两者表现出截然相反的孔径依赖性. 在升温过程中,PLLA纳米棒存在显著的冷结晶行为,其结晶发生在较高的温度下且冷结晶峰较宽. 这一现象可归咎于PLLA在纳米孔道内成核速率的改变,成核活性和分布的不均匀性,以及孔道内分子链运动性的差异性. 由于界面吸附层的存在,PLLA从玻璃态升温过程中的表面诱导成核受到抑制. 结合非等温结晶动力学实验结果,我们发现界面吸附层和孔道中心的PLLA的冷结晶过程彼此相互独立,后者在较高的温度下进行. 此外,随着AAO纳米孔道孔径的减小,界面效应逐渐变得显著,生成的PLLA晶体稳定性较差,熔融重结晶现象较明显,同时其结晶度和熔点逐渐降低.
DNA辅助纳米金三角片的高效纯化与信息编码
鲁爽, 方维娜, 王丽华, 柳华杰
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19049
[摘要](57) [HTML全文](29) [PDF 1266KB](2)
摘要:
针对目前纳米金三角片的分离纯化手段仍不够成熟这一问题,提出借助巯基修饰的DNA分子,对混有类球形颗粒等杂质的纳米金三角片粗产物,进行形状选择性分离纯化的新思路. 纳米金表面修饰的DNA分子,一方面屏蔽了金与溶液环境的直接接触,提高了颗粒的稳定性;另一方面,根据形貌粒径以及表面DNA修饰量的差异,造成不同纳米金颗粒在电场中的迁移速度不同,因而可通过凝胶电泳手段分离纯化金颗粒. 该方法获得的纳米金三角片纯度在80%以上,并对于不同粒径的三角片纯化具有普适性. 更为重要的是,表面修饰的DNA同时实现了对纳米金三角片的信息编码,通过设计修饰DNA序列信息,可以实现后续的可控组装,构建更高级结构. 本工作为进一步探索纳米金三角片的应用提供了基础,同时也有望推广到其它特殊形貌贵金属纳米颗粒的分离纯化与组装等方面.
多孔石墨烯的合成及应用
周登, 黎明
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19014
[摘要](145) [HTML全文](25) [PDF 1521KB](9)
摘要:
石墨烯由于其优异的性能,例如高比表面积、高导电性、良好的热稳定性和优异的机械强度,已经引起了人们极大的研究兴趣. 然而,石墨烯本身不具有固有孔隙. 为了使其具有固有孔隙,各种多孔石墨烯材料被制备出来,例如,全碳型多孔石墨烯、掺杂型多孔石墨烯及多孔石墨烯复合材料等等. 由于多孔石墨烯既能保留原始石墨烯的部分性质,又比原始石墨烯具有更高的比表面积和孔隙体积,它在光电子器件、储能、气体分离/储存、废水分离及光催化等领域都具有巨大的应用前景. 本文主要回顾各种多孔石墨烯材料的合成方法及这些材料在各个领域的应用,并展望多孔石墨烯材料在合成和应用中的机遇和挑战.
高分子囊泡渗透性与微结构协同调控
姚陈志, 汪枭睿, 胡进明, 刘世勇
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19031
[摘要](222)
摘要:
高分子囊泡通常由疏水的双层膜包覆亲水的空腔构成. 这种独特的形貌使得高分子囊泡被广泛的用于构筑人工细胞 (器)、纳米反应器和药物递送载体. 为了实现这些功能应用,调控高分子囊泡双层膜的渗透性并保持囊泡结构的稳定性极为重要. 然而传统调控囊泡渗透性的方法步骤相对繁琐、常导致组装体的解离. 本文总结了我们近期在协同调控高分子囊泡稳定性和渗透性方面的研究进展. 首先,我们提出了“无痕”交联的策略实现了高分子囊泡渗透性和稳定性的协同增强. 其次,利用多重协同非共价键相互作用,实现了高分子囊泡渗透性的可逆调节. 这些新型的调控策略解决了高分子囊泡结构稳定性和渗透性的矛盾并展现了良好的应用前景.
基于快速热释放功能的偶氮基光热材料
阎清海, 冯奕钰, 封伟
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19052
[摘要](107)
摘要:
针对传统的偶氮储热材料仅能吸收紫外光,并且高储能密度的储热材料诱导放热温度高,放热速率低的问题.通过分子设计,在偶氮苯中引入具有吸电子性的噻唑杂环,与具有推电子性的甲氧基形成推拉电子结构,推拉电子结构的杂环偶氮苯分子具有快速回复和吸收紫光的特点. 同时以石墨烯为模板制备储热复合材料,增加了分子间相互作用,从而使材料的储热密度达到了89 Wh/kg,半衰期为10 h,输出功率具有890 W/kg. 同时在435 nm波长处有最大的吸收强度,实现了对紫光区域的吸收. 该储热材料在60℃和80℃的刺激下分别达到了2.6℃和3.8℃的温差. 通过温度刺激,储热材料释放的热能够使两种热致变色颜料(62℃下发生红色→无色,82℃下发生蓝色→无色)分别在60℃和80℃环境下发生明显的消色,通过不同温度刺激产生不同温差使得热致变色颜料发生颜色改变,实现了放热的可视化.
ABA三嵌段共聚物在油/水乳化液滴中自组装行为的Monte Carlo模拟研究
郑玲飞, 王铮, 尹玉华, 蒋润, 李宝会
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19051
[摘要](374)
摘要:
采用Monte Carlo方法,研究了溶剂蒸发条件下对称ABA三嵌段共聚物在油/水乳化液滴中的自组装行为,并与AB双嵌段共聚物体系的模拟结果进行了比较. 构建了随表面活性剂浓度,φ,和B嵌段体积分数,fB,变化的相图;观察到无孔粒子,闭孔粒子,开孔粒子,胶囊和胶束等形态,以及不同fB下bridge链的比例随φ的变化. 研究表明,当fB≤ 1/2时,随着φ的增大,体系出现从无孔粒子到闭孔粒子再到开孔粒子的形态转变;当fB> 1/2时,在较大的φ区间范围内形成胶束. 上述形态中bridge链的比例均远小于对应的体相值. 由于链构象的影响,当fB≤ 1/2时,ABA三嵌段共聚物体系中没有出现胶囊结构,这与AB双嵌段共聚物体系不同. 相同形态粒子的比表面积大致落在相同的p区间内,表明粒子的形态很大程度上决定了其比表面积;而通过计算粒子的形成能证实体系中的表面活性剂是多孔粒子形成的关键. 这些均与AB双嵌段共聚物体系相同. 模拟研究可以为相应的实验提供指导.
UV紫外光照亲水性聚碳酸酯的合成及性能
于伶伶, 程瑞华, 童钰涛, 刘柏平
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19053
[摘要](31)
摘要:
采用2-{[(2-硝基苯基)甲氧基]甲基}环氧乙烷(单体a)与二氧化碳(CO2)、环氧丙烷(PO)在SalenCo(III)Cl/PPNCl催化下三元聚合,紫外(UV)光照脱除保护基,成功合成羟基官能化聚碳酸酯(PPC-OH). 采用红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱、接触角测量仪等对产物表征结果表明:单体a成功引入聚碳酸酯骨架;SalenCo(III)Cl催化剂表现出高催化活性、高选择性以及对第三单体良好的耐受性,聚合物碳酸酯单元含量>98%,首尾相连结构>99%,分子量分布极窄,CO2和环氧化物完美交替共聚。通过UV光照成功脱除羟基保护基生成PPC-OH,主链骨架无降解;单体a加入量至6%时,PPC-OH羟基含量增加至19.4%,水接触角由78.3°减小至57.6°,亲水性得到明显改善.
电诱导自修复纳米复合水凝胶的制备及性能研究
吴柏燊, 叶远超, 李震, 刘致远, 裴媛媛, 陈传瑞, 秦海利, 刘欢欢
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19047
[摘要](253) [PDF 2618KB](6)
摘要:
研究具有电诱导自修复性能的水凝胶不仅有助于增强柔性电子器件在工作时的使用安全性和使用寿命,而且进一步拓展水凝胶材料在柔性电子领域的应用范围。当电子器件发生破损时,无需外界刺激信号的引入,其在工作状态下便可进行实时修复。为此,凝胶材料需要具备弹性应变大、高机械强度以及高导电性能。本文采用导电聚合物聚邻苯二胺纳米带作为导电掺杂剂,以动态配位作用金-硫修饰金纳米颗粒并作为交联剂进行原位自由基聚合,获得均匀、致密交联网络的导电聚合物纳米复合水凝胶。该凝胶显现出了超长的拉伸性能(拉伸应变大于2400%)和高机械强度(断裂强度大于1.2MPa)。而且,在外加电源实施下,凝胶显现出了快速、高效的自修复功能(通电15分钟自修复效率接近90 %)。
单茂钪催化月桂烯与苯乙烯共聚合的研究
刘薇, 宋芸芸, 刁凯颖, 郭方
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19056
[摘要](298)
摘要:
采用(C5H5)Sc(CH2SiMe3)2(THF)(1)、(C5Me4SiMe3)Sc(CH2SiMe3)2(THF)(2)两种单茂钪催化剂,分别考察了其催化月桂烯与苯乙烯共聚合的性能,并通过1H-NMR、13C-NMR、GPC和DSC对所获共聚物结构和热性能进行表征分析。结果表明, 在室温甲苯溶剂中,改变月桂烯和苯乙烯的用量,两种单茂钪催化剂均对月桂烯和苯乙烯共聚合表现了较高的催化活性(104 g聚合物mol Sc-1 h-1),获得了组成可控(月桂烯含量22~83 mol%)、高分子量(Mn = 4.8×104~11.3×104)、窄分布(Mw/Mn = 1.49~1.99)的苯乙烯-月桂烯共聚物,催化剂结构直接影响共聚物的立体和序列结构。采用单茂钪1催化月桂烯与苯乙烯共聚合,月桂烯先聚合形成高顺式1,4-聚月桂烯嵌段(选择性95%),之后苯乙烯开始聚合形成无规聚苯乙烯嵌段,所获共聚物为高顺式聚月桂烯-无规聚苯乙烯嵌段共聚物。由单茂钪1获得的月桂烯-苯乙烯嵌段共聚物均含有-63 oC和96 oC两个玻璃化转变温度(Tg),分别对应高顺式聚月桂烯嵌段和无规聚苯乙烯嵌段的Tg。采用单茂钪2催化月桂烯与苯乙烯共聚合,也是月桂烯优先聚合,随后苯乙烯大量聚合,共聚物中月桂烯的含量呈梯度下降趋势而苯乙烯含量呈梯度上升趋势,共聚物为月桂烯-苯乙烯梯度共聚物,共聚物中月桂烯含有3,4-结构单元(选择性75%)和顺式-1,4-结构单元(选择性25%)。由单茂钪2获得的月桂烯-苯乙烯梯度共聚物均含有一个-35 oC的Tg和一个254 oC的熔点(Tm),分别对应聚月桂烯嵌段的Tg和间规聚苯乙烯嵌段的Tm。
聚谷氨酸接枝聚乙二醇抗肿瘤药物靶向输送系统
汤朝晖, 陈学思
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19036
[摘要](16)
摘要:
基于聚乙二醇-聚氨基酸载体材料的肿瘤靶向药物输送系统在降低药物毒副作用,提高治疗指数,增加候选药物成药性方面具有巨大潜力。本文围绕以聚谷氨酸接枝聚乙二醇为载体的肿瘤靶向药物输送系统,对近年来课题组肿瘤治疗相关基础研究领域的一些进展进行了总结,梳理了高分子载体结构对纳米药物体内行为的影响规律,提出了“边缘与中心”协同治疗和“凝血靶向”概念,阐明了纳米药物的瘤内低渗透性可显著提高血管阻断剂的肿瘤血管靶向性和抑瘤能力,创建了联合使用血管阻断剂纳米药物与乏氧激活前药的高效实体肿瘤治疗新策略。

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高分子学报2019年4月第4期目录
2019, 50(4) .
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摘要:
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综述(特约综述)
“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
2019, 50(4): 327 -337. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18232
[摘要](2074) [HTML全文](310) [PDF 956KB](40)
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. 本文系统地综述近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.
 论文
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
2019, 50(4): 338 -343. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18274
[摘要](598) [HTML全文](196) [PDF 714KB](3)
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.
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
2019, 50(4): 344 -351. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18256
[摘要](654) [HTML全文](217) [PDF 1349KB](22)
摘要:
具有光响应性的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,合成了具有光响应性的聚甲基丙烯酸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(紫外)/可见光照射下,组装体分散液发生无色-蓝色的可逆转变. 使用光响应组装体墨水绘制的文字和图案可以实现在UV/可见光照射(或升温)下的可逆显示与隐藏. 这种方法可拓展应用于文字和图案的打印,实现精细图案的大批量快速制备. 二维光响应图案具备良好的稳定性,且光响应过程具备良好的可循环性.
有机薄膜光伏电池印刷制备与原位形貌检测
张明, 朱磊, 邱超群, 张永明, 刘烽
2019, 50(4): 352 -358. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19010
[摘要](648) [HTML全文](212) [PDF 780KB](15)
摘要:
有机共混薄膜的干燥过程直接影响最终的内部形貌,通过原位散射的技术,可以实时监测薄膜生长过程中的形貌细节,从而进行形貌的研究和调控. 通过合理设计和运行原位检测系统,探究了高效率PTB7-th:PC71BM共混薄膜干燥过程中聚合物分子的结晶行为,以及添加剂1,8-diiodooctane (DIO)的加入对形貌调控产生作用. 同时,通过集成在系统中的印刷设备制备的印刷器件获得了接近9%的转换效率,具有较大的科学和商业价值.
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
2019, 50(4): 359 -365. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18251
[摘要](702) [HTML全文](243) [PDF 1020KB](5)
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%.
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
2019, 50(4): 366 -374. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18242
[摘要](786) [HTML全文](295) [PDF 1485KB](17)
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.
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
2019, 50(4): 375 -383. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18239
[摘要](609) [HTML全文](219) [PDF 1038KB](4)
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.
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
2019, 50(4): 384 -392. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18240
[摘要](612) [HTML全文](206) [PDF 762KB](2)
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.
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
2019, 50(4): 393 -401. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18226
[摘要](62) [HTML全文](39) [PDF 899KB](2)
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.
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
2019, 50(4): 402 -409. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18253
[摘要](87) [HTML全文](32) [PDF 978KB](2)
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,更大程度地释放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 W·m−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,热膨胀系数(CTE)下降,热性能更稳定.
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
2019, 50(4): 410 -418. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18241
[摘要](54) [HTML全文](38) [PDF 1188KB](1)
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.
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
2019, 50(4): 419 -428. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18230
[摘要](129) [HTML全文](67) [PDF 1324KB](1)
摘要:
将DOPO衍生物(DIDOPO)和氨基碳纳米管(MWCNTs)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、示差扫描量热仪、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MWCNTs后,复合材料的拉伸强度显著增强,与PA6/DIDOPO复合材料相比,其拉伸强度平均提升了55%. 从非等温结晶曲线可以看出,加入MWCNTs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MWCNTs的异相成核作用,结晶度降低. 此外,锥形量热测试表明,当MWCNTs的添加量为2 wt%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MWCNTs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.
  • 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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