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高分子学报2021年第4期目录
2020, 51(4) .
[摘要](135) [PDF 0KB](0)
摘要:
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研究亮点评述
DNA纳米机器:梦想照进现实
张文彬
2021, 52(4) :335-338. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20275
[摘要](587) [HTML全文] (356) [PDF 687KB](1)
摘要:
可进体内治病救人的纳米机器人一直是人们梦寐以求的未来科技和医疗手段. 最近,国家纳米科学中心的丁宝全、聂广军等在这个方向取得了重要的突破,成功开发了基于DNA纳米机器的癌症免疫治疗疫苗. 他们首先利用DNA折纸术构筑了一个可精确负载抗原和佐剂的管状结构,通过皮下注射递送至淋巴结,经由内吞在树突细胞内涵体内发生pH响应性的锁链打开,暴露抗原和佐剂,从而激活树突细胞,产生抗原特异性的T细胞,有效杀伤肿瘤细胞. 该疫苗不仅可以有效抑制肿瘤的生长和复发,还诱导特异性记忆效应,可持续产生特异性的保护. 这提供了一个精准递送分子药物的平台,让人看到成功发展纳米机器人的曙光,有望给医学和医疗保健带来重要变革.
综述
聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐热电性能的提升策略研究进展
黄轩 , 刘卓鑫 , 刘福生 , 陈光明
2021, 52(4) :339-349. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20245
[摘要](780) [HTML全文] (496) [PDF 2610KB](8)
摘要:
近十年,有机聚合物及其复合热电材料与柔性器件取得了显著进展,在废热回收利用、可穿戴电子学、软体机器人和物联网等领域有广泛的应用. 其中,聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是迄今研究最多也是性能最高的聚合物体系. 本文对近年来有关PEDOT:PSS热电性能有效提升主要策略的文献报道进行了总结. 首先,从PEDOT:PSS的二次掺杂/去掺杂、酸或碱处理和离子液体处理方面等,重点论述了掺杂/去掺杂策略的研究进展;然后,分别从改善聚集态结构、构筑PEDOT微纳米结构和与碳纳米材料复合等3个方面,重点介绍了采用此3种策略提升PEDOT:PSS热电性能的研究进展;最后,对该领域进行总结,提出了开展进一步研究的建议,并对其未来发展前景进行展望.
论文
聚合物:富勒烯薄膜光伏电池的反常高温热稳定性研究
闫翎鹏 , 赵文盛 , 杨永珍 , 王华 , 刘旭光 , 马昌期
2021, 52(4) :350-362. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20220
[摘要](865) [HTML全文] (628) [PDF 1713KB](2)
摘要:
聚合物太阳能电池光电转换效率已接近商业化要求,但稳定性差却成为其实用化瓶颈因素. 高温暴晒是聚合物太阳能电池实用化必须面临的环境,因此提高聚合物太阳能电池的热稳定性至关重要. 本文以典型的Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl (P3HT):[6,6]-Phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PC61BM)基聚合物太阳能电池为研究模型,考察其在不同加热温度下(50~110 °C)持续工作时的器件效率变化行为,结果发现电池在高温下表现出一种非常规的性能衰减再回升的行为,具体表现为高温下电池首先表现指数式急速衰减(20%~25%),随后发生反常的性能快速恢复至接近初始效率,之后电池保持超长的高温稳定性. 光学显微镜和激光光束诱导电流成像结果证明,顶电极覆盖可以有效抑制活性层中PC61BM的聚集结晶,因而电池的反常热诱导稳定性提升与PC61BM的大量聚集结晶无关. 活性层薄膜的紫外可见吸收光谱和器件外量子效率的表征结果证明,持续高温加热没有促进PC61BM二聚体的形成,反而有利于PC61BM二聚体的解离. 综合实验分析结果,推测PC61BM在光照下的快速二聚反应及其高温解离是导致电池表现出反常热稳定性提升行为的主要原因. 实验结果揭示了初期制备的聚合物太阳能电池实际处于一种亚稳态,对器件进行短暂的前期热退火有利于稳定活性层结构,消除亚稳态,有效提升器件稳定性. 本研究工作不仅对富勒烯基聚合物太阳能电池的热诱导反常稳定性提升机理机制给出了解释,而且提供了一种提高聚合物太阳能电池稳定性的新策略.
通过交联抑制高温下氢键的解离提高聚酰亚胺的耐热性和尺寸稳定性
罗龙波 , 叶信合 , 易江 , 李科 , 刘向阳
2021, 52(4) :363-370. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20222
[摘要](850) [HTML全文] (577) [PDF 1472KB](9)
摘要:
将炔基结构引入该聚酰亚胺主链中,通过热引发化学交联反应构建化学限域位点,抑制高温下氢键的减弱和解离,进而通过交联和高温下更加稳定的氢键协同性提升了该PI薄膜在高温下的尺寸稳定性. 结果表明,相对于线性PI,交联后PI在400 °C的强氢键含量达到26.1%,与未交联PI相比提高了近50%,从而将300~400 °C范围的的热膨胀系数(CTE)从33.8×10−6/K降低至5.1×10−6/K. 最终制备的PI膜的Tg高达452 °C,40~400 °C范围内的CTE仅为2.1×10−6/K,拉伸强度高达231 MPa,有望用于AMOLED的基底材料.
可紫外光固化聚酰亚胺的设计制备及性能研究
赵蕊 , 方玉婷 , 董杰 , 赵昕 , 张清华
2021, 52(4) :371-380. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20244
[摘要](681) [HTML全文] (381) [PDF 1917KB](7)
摘要:
以含酚羟基的2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6FAP)作为接枝光敏单元的载体,以刚性苯并咪唑单元赋予材料良好的力学性能,设计合成了一种具有紫外光固化能力的可溶性聚酰亚胺. 系统探究了光源距离、光源电流通量、光引发剂种类和含量、活性稀释剂种类等对固化成型过程的影响,确定了光固化聚酰亚胺的组成配方及工艺条件(光源距离为10 cm、电流通量为100%、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(Irgacure 819)含量为3 wt%、活性稀释剂1-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)为20 wt%),并对光固化薄膜的基本性能进行了分析. 光固化薄膜的拉伸强度达到123 MPa,固化树脂在5%(Td5)和10%(Td10)热失重时的温度分别为410和487 °C,且具有较低的润湿性和吸水性. 研究结果可为开发新型光敏性聚酰亚胺提供研究基础.
基于环硼氮烷的高陶瓷产率SiBCN先驱体的合成与性能
彭翔 , 王凯奇 , 郭康康 , 朱亚平 , 王帆 , 孙云龙 , 雷昆 , 齐会民
2021, 52(4) :381-387. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20216
[摘要](782) [HTML全文] (594) [PDF 1254KB](5)
摘要:
聚合物先驱体转化法作为制备SiBCN陶瓷及其复合材料的重要途径,具有成型温度低、产物结构和组成可控等优点. 设计合成合适的聚合物先驱体是提高陶瓷产率和性能的关键因素之一,本文采用三氯环硼氮烷(TCB)与乙炔基氯化镁进行反应,合成了乙炔基环硼氮烷,进而与二氯硅烷和二氯甲基乙烯基硅烷进行共氨解反应,制备了聚硼硅氮烷先驱体(PBSZ)并进行了高温裂解. 采用综合热分析(TG-DSG)对其陶瓷化过程进行了分析,并采用XRD和SEM对陶瓷化产物的结构进行了表征. PBSZ在室温下是液态,易溶于二氯甲烷和氯仿等溶剂,可加工性优良. 基于PBSZ先驱体的SiBCN陶瓷产率超过80%;陶瓷化产物在1400 °C以下为无定形状态,在1500 °C可形成由α-Si3N4β-Si3N4,h-BN和SiO2晶体结构组成的陶瓷;陶瓷产物表面致密平整且具有优异的热稳定性和氧化性能,表明聚硼硅氮烷 (PBSZ)有望成为高陶瓷产率和高性能陶瓷的重要先驱体.
热塑性聚氨酯微孔发泡材料的表观密度与其力学性能的关系
刘芳 , 赵志刚 , 杨雪 , 潘鸽 , 石彤非 , 许东华 , 翟文涛
2021, 52(4) :388-398. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20236
[摘要](455) [HTML全文] (218) [PDF 1799KB](3)
摘要:
用高压CO2流体通过升温发泡法制备了一系列不同表观密度的热塑性聚氨酯(TPU)微孔发泡材料,探究了TPU发泡材料的表观密度与其力学性能的关系. 微孔发泡材料的泡孔结构和表皮结构由扫描电子显微镜表征;不同表观密度材料的力学性能利用万能材料试验机和旋转流变仪表征. 研究发现:TPU微孔发泡材料的表观密度主要是由材料皮层厚度占比和泡孔层密度决定的,皮层厚度占比越小和泡孔面积占有率越高,泡沫的表观密度越小;微孔发泡材料在线性应变区的压缩模量E与材料表观密度ρ的关系为:Eρ1.7,符合泡沫材料压缩模量与表观密度呈指数关系的基本结论;循环压缩实验中,随微孔发泡材料表观密度减小,损耗百分比增大,残余应变减小;流变实验中,微孔发泡材料的模量随表观密度变化没有明显的变化,阻尼因子tanδ随泡沫表观密度变化不呈单一的规律性. 同时,阐明了微孔发泡材料的压缩模量E和损耗百分比随表观密度变化的机理.
模拟研究石墨烯/生物基尼龙复合材料的界面热阻
谢航 , 李娇娇 , 王小勇 , 伍斌 , 夏茹 , 陈鹏 , 钱家盛
2021, 52(4) :399-405. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20225
[摘要](623) [HTML全文] (378) [PDF 1130KB](0)
摘要:
生物基尼龙(PA56)源于天然产物,具有优良的环保性能和广阔应用前景,有望替代传统的石油基尼龙材料. 为了开发基于PA56的导热材料,利用分子动力学模拟研究方法探索了石墨烯/PA56复合材料界面热阻的影响因素. 首先,利用实验测试商用PA56样品的玻璃化转变温度(Tg)和导热系数(Tc), 验证了PA56模型的模拟参数. 接着,通过设计和比较不同表面改性状态对石墨烯/PA56复合材料的界面热阻的影响规律,最后,为了降低界面改性的难度,设计了一种新型的二嵌段共聚物作为石墨烯/PA56复合体系的界面改性剂,研究了界面改性剂的结构对界面热阻的影响规律. 研究结果对于实验研究制备生物基尼龙导热复合材料具有重要的参考价值.
综述(高分子表征技术专题)
流变技术在高分子表征中的应用:如何正确地进行剪切流变测试
刘双 , 曹晓 , 张嘉琪 , 韩迎春 , 赵欣悦 , 陈全
2021, 52(4) :406-422. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20230
[摘要](2144) [HTML全文] (1300) [PDF 3556KB](18)
摘要:
流变学是高分子加工和应用的重要基础,流变学表征对于深入理解高分子流动行为非常重要,获取的流变参数可用于指导高分子加工. 本文首先总结了剪切流变测试中的基本假设:(1)设置的应变施加在样品上,(2)应力来源于样品自身的响应和(3)施加的流场为纯粹的剪切流场;之后具体阐述了这些假设失效的情形和所导致的常见的实验错误;最后,通过结合一些实验实例具体说明如何培养良好的测试习惯和获得可靠的测试结果.
示差扫描量热法进展及其在高分子表征中的应用
陈咏萱 , 周东山 , 胡文兵
2021, 52(4) :423-444. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20234
[摘要](2808) [HTML全文] (1374) [PDF 3949KB](45)
摘要:
示差扫描量热法(DSC)是表征材料热性能和热反应的一种高效研究工具,具有操作简便、应用广泛、测量值物理意义明确等优点. 近年来DSC技术的发展大大拓展了高分子材料表征的测试范围,促进了对高分子物理转变的热力学和动力学的深入研究. 温度调制示差扫描量热法(TMDSC)是DSC在20世纪90年代的标志性进展,它在传统DSC的线性升温速率的基础之上引入了调制速率,从而可将总热流信号分解为可逆信号和不可逆信号两部分,并能测量准等温过程的可逆热容. 闪速示差扫描量热法(FSC)是DSC技术近年来的创新性发展,它采用体积微小的氮化硅薄膜芯片传感器替代传统DSC的坩埚作为试样容器和控温系统,实现了超快速的升降温扫描速率以及微米尺度上的样品测试,使得对于高分子在扫描过程中的结构重组机制的分析以及对实际的生产加工条件的直接模拟成为可能. 本文从热分析基础出发,依次对传统DSC、TMDSC和FSC进行了介绍,内容覆盖其发展历史、方法原理、操作技巧及其在高分子表征中的应用举例,最后对DSC未来的发展和应用进行了展望. 本文希望通过综述DSC原理、实验技巧和应用进展,帮助读者加深对DSC这一常用表征技术的理解,进一步拓展DSC表征高分子材料的应用.
  • 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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