ISSN 1000-3304CN 11-1857/O6

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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
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18183
[摘要](202) [HTML全文](117) [PDF 631KB](22)
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.
[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
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18187
[摘要](5) [HTML全文](0) [PDF 909KB](9)
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.
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
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18176
[摘要](3) [HTML全文](1) [PDF 1535KB](1)
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.
共轭高分子的多级组装
李其易, 雷霆, 姚泽凡, 王婕妤, 裴坚
当前状态:  doi: 0.11777/j.issn1000-3304.2018.18223
[摘要](20) [HTML全文](7) [PDF 4196KB](1)
摘要:
共轭高分子材料具有质轻、柔软、成本低、性能易于调控且可溶液加工等特点,在有机电致发光二极管、有机光伏、场效应晶体管与传感器件等领域有广泛的应用前景. 共轭高分子体系中的多种弱相互作用使其可以形成复杂的多级组装结构,因此深入研究共轭高分子多级组装对于明确高分子功能材料构效关系具有重要意义. 本文立足于系统对比共轭高分子多级组装与蛋白质多级组装的相似性,首次划分了共轭高分子多级组装中存在的四级结构:一级结构为通过共价作用形成的一维聚合物链结构,二级结构为通过分子间相互作用如π-π堆积(π-π stacking)、层状堆叠(lamellar packing)和链缠结等形成的一条或多条聚合物链组装结构,三级结构为不同相行为对应的聚集结构,例如结晶、无定形区域(crystalline and amorphous region)和过渡区域等,四级结构为多组分相互作用及相分离的材料体系. 多级结构相互关联,共同决定了共轭高分子材料的光、电、热等物理性质. 本文总结了近年来共轭高分子多级组装的相关研究工作,为观察和理解并指导高分子多级组装、建立完整的“构效”关系、优化器件性能提供了新视角.
无规共聚策略设计聚合物太阳能电池的展望与思考
张有地, 石来涛, 陈义旺
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18193
[摘要](184) [HTML全文](28) [PDF 2075KB](4)
摘要:
近年来,有机聚合物太阳能电池获得了快速的发展,引起全球科研工作者的广泛关注. 目前,相比富勒烯聚合物太阳能电池,非富勒烯聚合物太阳能电池的能量转换效率(PCE)已经超过14%. 广泛研究的有机光伏(OPV)材料包括小分子和聚合物给体以及小分子和聚合物受体,但是,无规共轭聚合物给体和受体的研究相对较少. 基于此种情况,本文综述了以p-型无规共轭聚合物为电子给体、n-型三元共轭聚合物为电子受体的富勒烯/非富勒烯聚合物有机太阳能电池材料的最新研究进展,包括可溶液加工p-型和n-型无规共聚物有机光伏材料. 目前基于聚合物给体(PBDB-T)和无规共轭聚合物受体(PNDI-2T-TR)的全聚合物光伏效率最高达到8.13%,是到目前为止以无规共聚物为电子受体的全聚合物有机太阳能电池的最高能量转换效率之一,展现了很好的发展前景. 最后对无规共轭聚合物太阳能电池的未来发展做了展望和总结.
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](318) [HTML全文](212) [PDF 2010KB](66)
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.
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](250) [HTML全文](205) [PDF 862KB](37)
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.
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](211) [HTML全文](164) [PDF 2162KB](10)
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](62) [HTML全文](29) [PDF 1819KB](3)
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](149) [HTML全文](98) [PDF 1302KB](23)
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.
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](17) [HTML全文](9) [PDF 776KB](2)
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. 这里,我们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 °C至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.
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.issn1000-3304.2018.18222
[摘要](11) [HTML全文](7) [PDF 2780KB](4)
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,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. 在此背景下,设计合成新型电化学活性材料与三维石墨烯有效复合有望成为解决电化学能源需求问题的一个突破口,是实现高性能电极材料和器件的重要途径. 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在三维石墨烯复合物和二维高分子这两个相辅相成的方向所做的一些工作.
纤维素山梨酸酯膜的制备及其抗菌性能研究
宋俊, 李俊男, 侯源富, 程博闻, 郝蕾, 郭雪雪
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18168
[摘要](271) [HTML全文](198) [PDF 1373KB](55)
摘要:
以木浆纤维素为原材料、山梨酸为抗菌剂、二环己基碳二亚胺为脱水缩合剂,通过一步原位反应和相转化成膜技术制得抗菌纤维素山梨酸酯膜. 采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、固体核磁分析(NMR)、X-射线衍射光谱(XRD)、热重分析(TG-DTG)、示差扫描量热分析(DSC)等对其结构和性能进行表征. FTIR和XPS的测试结果表明通过酯化反应成功制得纤维素山梨酸酯膜. 但是酯化反应过程会导致纤维素的晶胞类型和晶体结构发生改变. TG和DSC的研究结果显示,山梨酰基的引入一定程度上降低或破坏了纤维素分子内及分子间的氢键作用,使得改性后的纤维素山梨酸酯膜的热稳定性略有降低. 动态接触抗菌测试结果表明,纤维素山梨酸酯对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有明显的抑菌作用,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达到90.4% ~ 100%和99.2% ~ 100%,特别地,对金黄色葡萄球菌的抑菌效果优于对大肠杆菌的抑菌效果.
具有聚集诱导发光特性的磷光聚合物的合成及性能研究
梁爱辉, 王涵, 曹恬, 罗明, 刘德旺, 陈意, 王志平
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18160
[摘要](400) [HTML全文](193) [PDF 1214KB](66)
摘要:
通过钯催化的Suzuki偶联反应将四苯基乙烯单元、铱配合物及9,9-二辛基芴单元共聚,得到了一系列具有聚集诱导发光(AIE)特性的磷光聚合物. 通过改变铱配合物在聚合物中的含量,研究了聚合物的热稳定性、光物理性能以及聚集诱导发光特性. 聚合物具有良好的热稳定性,热分解温度(Td)都在300 °C以上,玻璃化转变温度(Tg)在100 °C左右. 改变聚合物中铱配合物的浓度,磷光聚合物的发射峰位置基本保持不变,最大发射峰在505 nm左右. 在THF/水的混合溶剂中,随着水含量从0%增加到90%,磷光聚合物的荧光强度和量子效率都表现出先增大后减小的趋势,说明磷光聚合物具有聚集诱导发光(AIE)特性,是非典型的AIE材料.
9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物阻燃聚乳酸的性能研究
张通, 龙丽娟, 何文涛, 何敏, 秦舒浩, 于杰
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18148
[摘要](283) [HTML全文](141) [PDF 1863KB](66)
摘要:
通过甲醛与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应合成出含羟基的DOPO衍生物9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-甲醇10-氧化物(ODOPM). 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR),核磁共振谱(1H-NMR,31P-NMR)以及质谱分析(MS)确定了其结构,同时研究了ODOPM对聚乳酸(PLA)阻燃性能与热性能的影响,并与10-(2,5-二羟基苯基)-10H-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)进行了比较. 通过热重分析(TG)、氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热(CCT)等研究了2种阻燃剂对PLA阻燃性能及热降解行为的影响,发现2种阻燃剂都能降低材料的热释放峰值(PHRR),提高复合材料的热稳定性和残炭量,然而PLA/ODOPM相对于PLA/DOPO-HQ具有更高的氧指数和燃烧等级. PLA加入5%的ODOPM时就能达到V-0级,加入15%时,氧指数能达到34.4%,而DOPO-HQ加入量为15%时才能达到V-0,LOI值也仅仅28.8%. 扫描电镜和拉曼对炭层的分析表明DOPO-HQ复合材料能够形成更加完整致密的炭层,因此具有更好的固相阻燃作用,此外TG-FTIR表明2种阻燃剂都能起到气相阻燃作用. X射线能量色谱(EDS)发现2种复合材料炭层中具有较高的P含量,这可能是炭层中形成了大量的聚磷酸酯. 最后流变分析表明ODOPM会降低PLA的复数黏度,且PLA/ODOPM黏度远低于PLA/DOPO-HQ.
有机锡低聚倍半硅氧烷催化固化双酚A型苯并噁嗪树脂结构与性能研究
包涵, 张月, 唐慧敏, 余鼎声, 徐日炜
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18166
[摘要](281) [HTML全文](202) [PDF 1180KB](32)
摘要:
利用八异丁基二硅烷醇与二丁基二氯化锡封端反应合成了有机锡倍半硅氧烷(DOSn-Bu),采用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、X-射线单晶衍射等方法证实了化合物的分子结构. 随后利用溶液共混法制备了系列双酚A-苯胺型苯并噁嗪(BA-a-Bz)/DOSn-Bu杂化树脂. 从杂化树脂分段固化的FTIR图中可看出,噁嗪环在160 ~ 180 °C发生开环. DSC结果表明:DOSn-Bu的催化作用使BA-a-Bz的起始固化温度下降了约50 °C、峰值固化温度下降了约30 °C,动态力学热分析(DMTA)、热失重(TGA)测试结果也表明杂化材料的储能模量和残炭率有所提高. 从扫描电镜元素分布图(SEM mapping)看出,催化剂在体系中分散均一,与树脂基体相容性良好且断面SEM图像显示杂化后材料的粗糙度比纯噁嗪树脂的增加.
开环易位聚合反应和CuAAC反应联用制备含糖聚合物及其性质研究
朱玉, 叶文玲, 刘志峰, 邓维, 刘美娜
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18167
[摘要](200) [HTML全文](89) [PDF 1120KB](15)
摘要:
通过将开环易位聚合反应和CuAAC反应联用制备了一系列含糖(共)聚合物. 首先采用Cu(I)催化的叠氮-端炔[3 + 2]环加成(CuAAC)合成了含无保护基团的α-D-甘露糖、β-D-葡萄糖和β-D-半乳糖的7-氧杂降冰片烯衍生物单体;接着利用Grubbs三代催化剂在常温常压下的均相有机溶剂中对不同类的含糖单体进行开环易位聚合(ROMP),通过改变含糖单体的种类和比例,得到了一系列结构明确的含糖均聚和共聚物P1 ~ P11. 用核磁共振谱(NMR)和高分辨质谱(HRMS)对合成的糖单体的结构及分子量进行表征. 含糖聚合物的分子量(分布)及结构通过凝胶渗透色谱仪(GPC)和核磁共振谱(NMR)进行表征,结果表明分子量可控(Mn = 1.3 × 104 ~ 2.7 × 104),分子量分布较窄(PDI = 1.22 ~ 1.45). 进一步采用浊度法、动态光散射和等温滴定量热仪研究了含糖聚合物与刀豆蛋白A (concanavalin A,Con A)的特异性识别. 浊度法研究发现,共聚物α-D-甘露糖的比例越大,其与Con A的特异性识别能力越强,而只含β-D-半乳糖P9β-D-葡萄糖P5对刀豆蛋白没有特异性识别. 动态光散射实验证实,随着刀豆蛋白A的加入,含甘露糖的溶液中的粒径明显增大,含糖聚合物溶液的粒径由100 nm左右增加到1000 nm左右,而不含甘露糖的聚合物几乎没有变化. 等温滴定量热仪测定3种代表性共聚物与Con A的结合常数Ka分别为P3 (50 mol% α-D-甘露糖:50 mol% β-D-葡萄糖,Ka = 1.58 × 106 L/mol),P7 (50 mol% α-D-甘露糖:50 mol%β-D-半乳糖,Ka = 2.23 × 106 L/mol)和P11 (50 mol% α-D-甘露糖:50 mol% 非糖基团,Ka = 2.05 × 105 L/mol). 可以看出P11与Con A结合能力相对于P3P7要小很多,说明β-D-葡萄糖和β-D-半乳糖对α-D-甘露糖与Con A的识别作用有较强的协同效应.
丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物流变行为的研究
陈璐, 张振华, 罗绍强, 高颖, 张晨, 胡流云, 杜淼, 宋义虎, 郑强
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18156
[摘要](247) [HTML全文](83) [PDF 1294KB](13)
摘要:
考察了丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物(EMT-10)水溶液的流变行为. 研究发现,在水溶性聚合物EMT-10中同时存在疏水缔合、氢键相互作用及静电相互作用,这3种作用使其水溶液流变行为变得复杂. 分子内氢键及静电相互作用促进了分子内疏水缔合,使EMT-10水溶液在极低的浓度下显示出疏水微区. 分子链间氢键、静电及疏水缔合的耦合形成分子间强相互作用,使EMT-10水溶液在亚浓非缠结区和缠结区,增比黏度(ηap)与浓度(c)之间的标度关系均远高于中性聚合物和聚电解质溶液,ηapc更为敏感. 复杂的结构和多重相互作用使EMT-10水溶液在较高浓度下体现出二次屈服现象. 同时,EMT-10水溶液的黏度对温度不敏感. 表面活性剂、尿素、小分子盐均可使1.5 wt% EMT-10水溶液黏度降低,其中小分子盐影响最大.
纳米压印调控PCL-b-PLLA受限结晶取向行为的研究
戈欢, 张发军, 黄海瑛, 何天白
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18137
[摘要](140) [HTML全文](83) [PDF 1416KB](8)
摘要:
以双结晶性嵌段共聚物聚ɛ-己内酯-聚左旋丙交酯(PCL-b-PLLA)为研究对象,利用纳米压印技术,借助原子力显微镜(AFM)和掠入射广角X-射线衍射(GIXRD)研究受限空间内聚合物的结晶取向行为. 根据PCL和PLLA结晶顺序的差别,可以将结晶过程分为一步结晶(T-Tc,PCL)和两步结晶(T-Tc,PLLA-Tc,PCL). 在一步结晶过程中,PCL晶体被限制在模板中并且通过改变压印方式(熔体直接压印,R1或室温压印(RT)后再升温,R2),可在受限空间内获得长程有序的PCL晶体,晶体的快速生长方向(b轴)分别沿着垂直于(N)和平行于(P)模板的长轴方向. 晶体生长方向的改变与压印过程中受限空间内熔体流动产生的取向以及嵌段共聚物分子链受限作用有关. 在两步结晶过程中,虽然PCL和PLLA晶体被限制在受限空间内,但是PLLA在较高的温度下结晶,压印形成的熔体流动产生的剪切取向在结晶前会很快回复到平衡态,而处于熔融态的PCL对PLLA分子链的运动无明显的限制作用,受限空间内PLLA晶体无明显取向结构. 随后第二步PCL结晶时,PLLA晶体为受限空间内的PCL提供了更多的成核位点,导致受限空间内PCL晶体同样无明显长程有序性.
PEDOT:PSS薄膜的丝网印刷、后处理改性及在染料敏化太阳能电池中的应用
许頔, 沈沪江, 解俊杰, 王炜, 袁慧慧, 李昱煜, 张焘, 陈薪羽, 何云龙, 张玉梅
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18169
[摘要](223) [HTML全文](162) [PDF 994KB](18)
摘要:
运用丝网印刷的方式在导电玻璃基底表面涂覆了聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT):聚苯乙烯磺酸盐混合物(PSS)薄膜,并采用稀H2SO4加甲醇混合溶液后处理的方式对其进行了改性. 使用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察处理前后薄膜的表面形貌及厚度的变化,对比了处理前后薄膜的电导率,并结合X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析探讨了导致电导率变化的原因. 最后,将PEDOT:PSS薄膜作为对电极组装了染料敏化太阳能电池(DSSC),运用电化学阻抗谱(EIS)研究了对电极的催化性能,并测试了DSSC的光伏性能. 结果显示,经过后处理改性后,由于PSS被部分去除,PEDOT:PSS薄膜的表面形貌发生了显著改变,厚度变薄,粗糙度升高,电导率提升至原始的3倍以上,对I3还原的催化活性升高,且组装的DSSC的性能也有了显著提高,光电转换效率由5.12%提升至6.64%.
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
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18178
[摘要](15) [HTML全文](9) [PDF 810KB](2)
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.
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
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18211
[摘要](201) [HTML全文](142) [PDF 1676KB](42)
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.
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
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18180
[摘要](169) [HTML全文](81) [PDF 802KB](14)
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.
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
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18198
[摘要](193) [HTML全文](106) [PDF 1180KB](33)
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.
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](17) [HTML全文](24) [PDF 1406KB](2)
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,提出了高分子在一维纳米孔道中受限的一种晶体取向模型.
高迁移率共轭聚合物的直接芳基化缩聚合成
耿延候, 睢颖
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18231
[摘要](20) [HTML全文](7) [PDF 965KB](0)
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.
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](6) [HTML全文](12) [PDF 889KB](0)
摘要:
本文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. 我们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.
聚合物近红外光热转换
贺泳霖, 王亚培
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18236
[摘要](23) [HTML全文](71) [PDF 2272KB](2)
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.
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](41) [PDF 1142KB](7)
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/水界面进行的缩合反应,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,同时出现了特征的亚胺C=N键吸收峰,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两个表面对水滴不同的亲和能力.
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
当前状态:  doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18204
[摘要](41)
摘要:
我们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,该配体中的两个生物素分子能特异性结合相邻融合蛋白中的SA,并将两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。我们采用动态光散射(DLS)对其粒径及分布进行了测试,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。
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](88) [PDF 894KB](13)
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,颗粒溶液的电导率在25 C时从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,电导率随着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. 在50 C下颗粒溶液的电导率与25 C的样品相比均明显下降,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.
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](31)
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GPC、FT-IR、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。值得一提的是,多孔膜在空气中放置半年后,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。

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目录
高分子学报2018年12月第12期目录
2018, (12) .
[摘要](44) [PDF 3274KB](12)
摘要:
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专论
聚合物分子刷的高效合成与应用
王志琴, 冯纯, 马晨, 黄晓宇
2018, (12): 1467 -1481. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18199
[摘要](204) [HTML全文](125) [PDF 7266KB](61)
摘要:
当聚合物链通过稳定的共价或非共价键高密度地接枝到另一聚合物链、二维平面结构或球形或柱形的三维结构上时,这类聚合物体系分别称为一维、二维和三维聚合物分子刷. 与具有相似化学组成的线性聚合物相比,一维聚合物分子刷具有一些独特的性质,其中包括蠕虫状构象、紧凑的分子尺寸和链端效应. 将聚合物链引入平面、球形或圆柱形基体的表面不仅能显著地改变基体的表面性质,还可赋予所得杂化聚合物分子刷新的功能. 因此,聚合物分子刷在催化、纳米光刻、生物矿化、药物递送、医学诊断和光电子材料等领域具有十分广泛的应用. 虽然活性/可控聚合的出现为各种一维、二维和三维聚合物分子刷的制备提供了更高效的合成手段,但是具有精确组成、结构和功能的聚合物分子刷的高效可控制备仍然是该领域的关键挑战之一. 本文总结和评述了课题组近些年在发展一维、二维和三维聚合物分子刷的高效可控制备策略中取得的成果,并且通过相关实例展现了聚合物分子刷基材料在药物输送、防污涂料、催化和锂离子电池等领域的广阔应用前景.
综述
环硅氧烷阴离子开环均聚及共聚研究进展
夏爽, 刘小兵, 赵娜, 李玉全, 赵祺, 刘绍峰, 李志波
2018, (12): 1482 -1492. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18165
[摘要](252) [HTML全文](98) [PDF 3479KB](30)
摘要:
聚硅氧烷是一类典型的有机/无机杂化聚合物,具有耐高低温、优异的环境适应性等突出性能,在航空航天、国防科技等领域应用广泛. 环硅氧烷单体阴离子开环聚合是制备不同链结构及功能化聚硅氧烷的重要途径,也是推动有机硅聚合物发展的重要研究领域之一. 本文以阴离子开环聚合制备聚硅氧烷所涉及的环硅氧烷单体为线索,梳理了与不同化学结构环硅氧烷单体均聚及共聚相匹配的引发体系、聚合条件,以及聚合产物状态,并对相关研究工作做了论述介绍. 此外,本文基于此线索对代表性研究体系做了简明罗列,便于高效检索及整体对比认知.
管子模型
阮永金, 卢宇源, 安立佳
2018, (12): 1493 -1506. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18172
[摘要](136) [HTML全文](93) [PDF 1341KB](45)
摘要:
高分子非线性流变学是发展高效、节能高分子材料及其加工技术的学科基础. 针对缠结高分子流体,de Gennes、Doi和Edwards基于单链平均场近似建立了“管子模型”. 该模型奠定了现代高分子流体非线性流变学的基础,标志着人类描述缠结高分子流体步入了分子流变学时代. 然而,“管子模型”过于简化的物理图像无法基于分子链本身和第一性原理,处理快速大形变条件下缠结高分子流体非线性流变学的一些问题;另一方面,“管子模型”无法统一描述近期的一些流变学实验现象. 这就需要重新考虑现有的单链平均场假设和多链相互作用,建立分子流变学的新范式. 本文介绍了“管子模型”及其修正理论的基本物理图像、概念及其发展历程,给出了该模型中核心方程的推导过程及其参数的物理意义,最后,对该领域的未来发展趋势以及面临的机遇和挑战进行了简明扼要的展望. 希望通过本文能够加深读者对“管子模型”的认识和理解.
 论文
二维自组装聚合制备寡层有机-氧化硅纳米杂化材料
武星, 江晨, 张娜, 陈放, 白玮, 白如科
2018, (12): 1507 -1513. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18104
[摘要](203) [HTML全文](123) [PDF 902KB](17)
摘要:
设计、合成了一种两亲性硅氧烷前驱体(PABI),一端为羧基,另一端为具有反应性的硅氧烷基团. 利用两亲性分子在水溶液中的自组装特性,研究了它的“二维自组装聚合”. 实验结果表明,PABI的二维自组装聚合行为与介质、碱的种类和碱的用量等因素有关. 我们发现用四甲基胍(TMG)为碱时,PABI在水中通过自组装聚合可以形成寡层二维有机-氧化硅纳米杂化材料. 透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)的测试结果显示,片层的尺寸为几百纳米到几微米,片层的厚度为6 ~ 9 nm. 当在水/有机溶剂(如DMSO、DMF、THF或MeOH)的混合溶液中进行自组装聚合时,均未得到层状结构的杂化材料. 当用三乙胺和氢氧化钠为碱时,在水中只能得到多层堆积的杂化材料. 本研究结果表明,通过二维自组装聚合,可以获得寡层甚至单层二维有机-氧化硅杂化材料.
基于双碲键的动态共价聚合物的合成及其性能研究
刘佳, 马晓宁, 郎美东
2018, (12): 1514 -1523. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18133
[摘要](592) [HTML全文](256) [PDF 1852KB](64)
摘要:
以单质碲、硼氢化钠和溴丙醇为原料合成了一种羟基功能化的双碲化合物,即2,2'-二碲二丙醇((HOC3H6Te)2);以(HOC3H6Te)2为引发剂,在脂肪酶Novozym 435的催化作用下,分别引发己内酯(ε-CL)和1,3-二恶烷-2-酮(TMC)开环聚合,制备了含双碲聚己内酯((PCLTe)2)和含双碲聚碳酸酯((PTMCTe)2),并利用1H-NMR、125Te-NMR对其结构进行表征. 以联苯二碲(PhTe)2、(PCLTe)2为研究对象,利用1H-NMR、13C-NMR、125Te-NMR探究了含双碲聚合物的动态性能. 结果表明,在避光和室温条件下,(PhTe)2与(PCLTe)2能立即发生双碲键的相互交换反应,并瞬间达到反应平衡. 利用125Te-NMR、飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)证明了在没有外界刺激的条件下,(PCLTe)2与(PTMCTe)2之间可以发生相互交换反应,并产生了嵌段共聚物(PCLTeTePTMC), 这种嵌段共聚物极大地提高了(PCLTe)2与(PTMCTe)2之间的相容性,并改善了(PCLTe)2/(PTMCTe)2共混薄膜的力学性能.
界面交联制备聚多巴胺复合纳滤膜的性能调控
唐安琪, 路景驭, 冯炜林, 张培斌, 朱利平
2018, (12): 1524 -1531. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18109
[摘要](400) [HTML全文](244) [PDF 1071KB](49)
摘要:
通过多巴胺在水溶液中的自聚-组装,形成聚多巴胺(PDA)纳米聚集体,进一步以尺寸可调的PDA纳米聚集体为水相反应物,以酰氯为油相单体,通过界面交联法制备了渗透选择性优异的复合纳滤膜,其分离性能可通过水相pH值进行调控. 采用紫外吸收光谱和动态光散射等表征了PDA聚集体在水相中的结构特点,分析了复合膜表面的微观结构与物化性质. 研究发现,随着水相pH值由中性(pH = 6)向强碱性(pH = 13)逐渐过渡,复合膜的Na2SO4截留率呈先增后减趋势. 在水相pH = 12时,制得的复合膜于0.4 MPa下纯水通量可达64 L m−2 h−1,Na2SO4的截留率达90%,对染料日落黄的截留率达97%. 与文献报道的PDA表面沉积法相比,此方法大大缩短了PDA沉积时间,提高了制膜效率,所制备的复合纳滤膜分离性能可调.
PAEA纳米纤维膜的制备及除铬性能研究
李亚南, 汪滨, 王娇娜, 李从举, 李秀艳
2018, (12): 1532 -1538. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18117
[摘要](628) [HTML全文](315) [PDF 908KB](48)
摘要:
采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,再以乙二胺为改性剂对PAN纳米纤维膜进行化学处理,制备出具有氨基的改性PAN纳米纤维膜(PAEA). 通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、水接触角等对其物理化学性质进行表征并研究其对重金属离子Cr(VI)的吸附能力. 结果表明:PAN在水浴温度95 °C,水热时间2 h条件下改性后,纤维直径明显变粗且有一定的弯曲. 由FTIR分析发现改性后的PAN在3050 ~ 3300 cm−1范围内出现了特征峰,并且水接触角减小为44.7°,说明成功地将PAN纳米纤维膜改性为含有亲水性―NH2基团的PAEA纳米纤维膜. 除铬实验表明:在pH = 2时,吸附约10 h后达到最佳除铬效果,吸附量可达175.94 mg/g. 这种膜材料在使用后经稀NaOH溶液洗涤后,能够重复使用,循环4次后仍能保持70%左右的去除率,在处理重金属离子方面具有非常大的潜力.
等规聚丙烯离聚体增容聚丙烯/尼龙11共混体系研究
杜惠真, 杨飞, 张坤玉, 马哲, 王彬, 潘莉, 李悦生
2018, (12): 1539 -1547. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18090
[摘要](179) [HTML全文](112) [PDF 1221KB](12)
摘要:
以碘代等规聚丙烯为大分子反应中间体,通过季胺化亲核取代反应和点击化学反应,制备了N-甲基咪唑聚丙烯离聚体(IA)和邻巯基苯胺盐酸盐聚丙烯离聚体(IB),并将其作为等规聚丙烯/生物基尼龙11 (iPP/PA11)共混体系的增容剂. 通过动态力学分析(DMA)、扫描电镜(SEM)和力学性能测试,对iPP/PA11/聚丙烯离聚体三元共混体系的相形态与性能进行了系统研究. DMA测试结果显示,2种聚丙烯离聚体使iPP/PA11共混体系的玻璃化转变温度Tg相互靠近;SEM结果显示,离聚体的加入使分散相粒子尺寸显著减小,两相界面作用力增加;力学性能测试表明,iPP/PA11/IA、iPP/PA11/IB三元共混体系的拉伸强度和冲击强度保持较好的水平. 以上研究结果表明,IA和IB均可以显著改善iPP/PA11共混体系的相容性.
软受限条件下嵌段共聚物薄膜缺陷消除的理论研究
宋俊清, 刘一新, 张红东
2018, (12): 1548 -1557. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18097
[摘要](407) [HTML全文](250) [PDF 1132KB](43)
摘要:
理解缺陷消除机理对于制备无缺陷的长程有序嵌段共聚物薄膜至关重要. 本文利用弦方法结合自洽平均场理论研究了接枝均聚物高分子刷在AB两嵌段共聚物垂直层薄膜的偶极位错缺陷消除中发挥的作用. 研究发现,高分子刷的“浸润效应”和“重排效应”能够降低χAB的有效值,增大跳跃扩散的扩散系数,进而促进“桥连”结构的形成. 并且,接枝高分子刷的基底表面的“硬度”越小,以上2种效应越显著,越能进一步降低缺陷消除过程中形成“桥连”结构这一关键步骤的能垒.
书评
书评
卢宇源, 李良彬, 俞炜, 安立佳
2018, (12): 1558 -1562. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18170
[摘要](383) [HTML全文](206) [PDF 464KB](40)
摘要:
(高分子非线性流变学:宏观唯象学及其分子基础)流变学专著进行了全面深入的分析与评价. 著者通过深入浅出的语言、生动形象的图解、严密深邃的辩证逻辑和极为简洁的数学表述,对高分子非线性流变学中的基本概念和模型(例如:屈服、有限内聚力和解缠结等),以及高分子非线性流变学中的典型现象(例如:应力过冲、非静态松弛、剪切带和应变硬化等),进行了系统地分析与探索. 在我国推介此书,对年轻学者快速了解该领域的前沿工作有重要的指导作用,即使对从事本领域研究的学者,在启发创新思维和提高品判能力方面仍有相当的帮助.
  • 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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