最新刊期
      2015 年 第 卷 7 期

        综述

      • 李超婧,王富军,王璐
        2015(7): 733-741. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14459
        摘要： 近年来, 随着再生医学的发展, 组织工程技术再造人体组织器官被广泛的关注和研究.其中组织工程支架对于构建组织非常重要, 其结构性质严重影响着再生组织的形态和性能.本文主要针对人工可降解材料, 综述近年来基于纺织技术的组织工程支架的设计成型方法, 并讨论不同成型工艺的支架性能及用途的差异.在用于不同部位的组织工程支架设计中, 针织、机织、编织3种纺织手段可以控制纤维集合体的三维微孔结构和力学性能, 在调控细胞活性和组织再生方面有至关重要的作用, 显示出不同且不可相互替代的用途.纺织技术拓宽了人工可降解高分子材料在组织工程上的应用, 通过材料的选择及结构的设计能够制备出力学、生物性能满足临床使用的支架, 对推动组织工程临床化进程有重要意义.  
        关键词：降解;聚合物;纺织;三维结构;组织工程支架   
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        发布时间：2021-03-19
      • 浦文婧,王春宇,胡天娇,李效东
        2015(7): 742-757. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15012
        摘要： 聚硅烷是一类主链由连续Si原子组成的聚合物, 其主链具有类似于大共轭的-共轭结构.这种特殊结构使得线型聚硅烷既具有与普通大共轭导电聚合物相似的电导行为, 又具有其它导电聚合物所不具备的优良溶解性和可加工性, 是一类潜力巨大的功能高分子材料.但单纯聚硅烷的光致/电致发光和导电性能与其它功能高分子材料相比还不够突出, 自身对水分和空气比较敏感, 需要对其进行改性.本文对聚硅烷的结构与性能之间的关系进行了归纳, 对聚硅烷的改性方法进行了详细分类并综述, 并对聚硅烷的应用方向和研究进展进行了总结, 最后对功能化聚硅烷的应用前景进行了展望.  
        关键词：聚硅烷;功能化改性;有机功能材料   
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        发布时间：2021-03-19

        研究论文

      • 姜鸿基,张金龙
        2015(7): 758-768. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14418
        摘要： 采用Suzuki偶联反应合成了一系列具有聚集诱导荧光增强特性的双亲性共聚物 Pa, Pb 和 Pc, 这些共聚物都有较高的分子量和可进一步支链化的羟基.聚合物 Pa, Pb和Pc 在四氢呋喃溶液中的紫外吸收峰在380 nm左右, 荧光发射峰在470 nm左右, 属于蓝光材料.对这些聚合物在四氢呋喃和水的混合溶剂中发光特性的研究发现, 这类聚合物在一定比例混合溶剂中都有聚集诱导荧光增强现象, 通过表征自组装得到胶束的粒径和形貌进一步验证了这一结果.3种共聚物在混合溶剂中的聚集诱导荧光增强特性与聚合物中聚集诱导荧光增强结构单元的含量有关, 并且该特性只有在一定比例混合溶剂中才能体现.通过研究聚合物 Pa 在不同混合溶剂中荧光发射和自组装行为, 发现聚合物 Pa 在四氢呋喃中处于高度分散状态, 聚合物呈小的胶束;当减少混合溶剂中四氢呋喃的含量时, 聚合物聚集形成了稳定的胶束并且粒径比较集中;当继续减小四氢呋喃的含量, 聚合物部分析出.从动态光散射和透射电子显微镜结果中明显发现聚合物胶束的粒径有很大波动.聚合物 Pb和Pc 在不同溶剂中自组装得到的胶束的大小演变规律和聚合物 Pa 相似, 说明共聚物中芴和聚集诱导荧光增强结构单元之间的比例只影响聚合物聚集时水的比例, 并不对聚集形成胶束的演化过程产生明显影响.通过改变共聚物 Pa, Pb和Pc 自组装所用溶剂的比例和种类, 可以得到尺寸在10到900 nm之间的胶束.聚合物 Pa 在不同溶剂中自组装形成胶束的尺寸分散性比较单一, 而聚合物 Pb和Pc 在不同溶剂中自组装形成胶束的尺寸分布比较宽, 形貌多样化.通过原子转移活性自由基聚合在聚合物 Pb 引入聚(N-异丙基丙烯酰胺)侧链, 得到具有更高分子量、更窄分子量分布的水溶性和温度敏感性多重环境响应性蓝光聚合物 P-N.在聚(N-异丙基丙烯酰胺)最低临界溶解温度附近, 随着溶液温度的改变, 该聚合物荧光发光峰的位置基本保持不变, 但发射强度变化, 聚合物 P-N 在混合溶剂中自组装形成胶束的大小和形貌也随之改变.  
        关键词：蓝光;聚集诱导荧光增强;多重环境响应性;芴;自组装   
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        发布时间：2021-03-19
      • 王文涛,甄卫军,卞生珍,席习
        2015(7): 769-777. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14422
        摘要： 以新疆地产风化煤(weathered coal)为原料通过硝酸氧解工艺制备黄腐植酸(fulvic acid, FA), 并对黄腐植酸进行季铵化改性, 合成黄腐植酸季铵盐(quaternary fulvic acid, QFA).以皂石为原料通过超声波辐照法制备黄腐植酸季铵盐插层皂石(QFA-saponite).以丙交酯和QFA-saponite为原料, 在辛酸亚锡催化作用下, 制备了聚乳酸/黄腐植酸季铵盐插层皂石(PLA/QFA-saponite)纳米复合材料.通过正交实验探讨了聚合时间、聚合温度、催化剂和QFA-saponite加量对PLA分子量的影响, 其最优反应条件为反应12 h、辛酸亚锡加量3%、温度150 ℃、QFA-saponite加量为2%, 该正交优化条件下合成的PLA/QFA-saponite纳米复合材料的重均分子量可达95300.红外光谱分析表明黄腐植酸中引入了季铵根离子.X-射线衍射(XRD)对QFA-saponite的分析表明, QFA-saponite呈现部分剥离与插层共存的状态, 其层间距达到1.57 nm, 比皂石层间距增大0.17 nm.用XRD、示差扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、热重分析(TGA)等方法对复合材料进行结构表征.结果表明, PLA/QFA-saponite纳米复合材料具有剥离型结构, QFA-saponite有效改善复合材料的结晶性能和热稳定性.抗菌实验表明, 黄腐植酸季铵盐插层皂石对大肠杆菌(Escherichia coli), 枯草杆菌(Bacillus subtilis), 黑曲霉菌(Aspergillus) 及青霉(Penicillium)有较强的抑菌效果, 同时聚乳酸/黄腐植酸季铵盐插层皂石纳米复合材料也有良好的抗菌性能.  
        关键词：聚乳酸;黄腐植酸季铵盐插层皂石;原位聚合;纳米复合材料   
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        发布时间：2021-03-19
      • 王娇娜,贺欢,李秀艳,李从举
        2015(7): 778-785. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14423
        摘要： 采用静电纺丝法制备出PA6纳米纤维膜, 运用水热晶化法制备水滑石(LDH)的同时加入PA6纳米纤维膜成功制备出PA6@LDH纳米纤维膜.通过红外光谱(FTIR)、能谱(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等测试方法对PA6纳米纤维膜、PA6@LDH纳米纤维膜进行了表征, 并通过电感耦合等离子体测试(ICP-AES)对PA6@LDH纳米纤维膜的最佳除铬效果进行了探究, 结果表明, 当水热晶化温度在80 ℃时, 纳米级的LDH生成并在PA6纳米纤维表面成功负载;再用所制备的PA6@LDH纳米纤维膜进行除铬实验, 得到最佳除铬效果为当Mg/Al摩尔比为3:1, 吸附时间6天, 铬溶液pH为2时达到最大除铬吸附量242 mg/g, 并且吸附过程满足准二级动力学方程, 吸附形式为Langmuir单层吸附, 符合Langmuir吸附模型;通过NaOH解吸附后, 循环使用4次后效率依然保持在50%以上.  
        关键词：静电纺丝;纳米纤维膜;水滑石;除铬   
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        发布时间：2021-03-19
      • 马松梅,刘树勇,张雪健,杨曙光,徐坚
        2015(7): 786-791. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14432
        摘要： 以聚乙烯吡咯烷酮(PVPON)、聚丙烯酸(PAA)分别为氢键受体和氢键给体, 利用层层组装技术制备高分子氢键复合膜.利用紫外-可见光谱、红外光谱及原子力显微镜研究了PVPON/PAA氢键复合薄膜在甲酸、三氟乙酸、磷酸、多聚磷酸中的解离过程.氢键复合薄膜在酸性溶剂中解离速率的快慢为三氟乙酸 磷酸 甲酸.在不同的酸性溶剂中, 氢键复合膜的解离机理不同.三氟乙酸体系主要与薄膜中的PAA发生作用, 致使PAA与PVPON之间的氢键解离, 从而薄膜溶解.而磷酸和多聚磷酸体系则主要与PVPON发生作用, 使薄膜溶解.多聚磷酸与磷酸相比, 具有更多质子给体基团, 与PVPON作用是体现出协同效应.甲酸和PAA同属于羧酸, 甲酸分子很难取代PAA, 与PVPON形成氢键, 其溶解速度非常缓慢.  
        关键词：氢键解离;层层组装;大分子复合物   
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        发布时间：2021-03-19
      • 李团乐,裴洪昌,袁威津,严峰,李建新,何本桥,郭冬发,崔建勇
        2015(7): 792-799. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14434
        摘要： 以4-甲酰基苯并15-冠-5(FB15C5)和聚乙烯醇(PVA)为原料, 通过缩醛化反应制备苯并15-冠-5接枝聚乙烯醇(PVA-g-FB15C5), 采用单因素实验考察了其冠醚用量、催化剂用量及PVA浓度等对冠醚固载量的影响规律, 并利用响应面分析法对合成条件进行了优化.结果表明, 在冠醚用量为0.79 g、催化剂用量为0.51 g、PVA浓度为3.7104 mg/L条件下, 冠醚固载量达到2.11 mmol/g.在固-液萃取锂同位素分离过程中, 当萃取温度为20 ℃, 锂盐为LiBr时, 其分离因子高达1.039.此外, 重同位素7Li富集于固相, 轻同位素6Li富集于液相.  
        关键词：4-甲酰基苯并15-冠-5;聚乙烯醇;固-液萃取;响应面法;锂同位素分离   
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        发布时间：2021-03-19
      • 姜冉冉,孔韬,叶霖,张爱英,冯增国
        2015(7): 800-807. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14437
        摘要： 在20 ℃水溶液中, 选用PMDETA/Cu(Cl)为催化剂, 以2-溴代异丁酰基封端的PPO-PEO-PPO三嵌段共聚物与-环糊精(-CD)形成的聚准轮烷(PPR)作为引发剂引发丙烯酸羟乙酯(HEA)发生非均相ATRP反应.1H-NMR, GPC, FTIR, WXRD, DSC以及TGA测试表明, PHEA已连接到PPR两端生成了具有管道结晶结构的聚轮烷嵌段共聚物.聚轮烷中-CD上链量以及PHEA链段聚合度能通过改变其投料摩尔比予以调控.观察到经过用水透析处理后的聚轮烷, -CD只停留在PPO链段上.而经DMF溶解和无水乙醚沉淀后, 大约有1/3的-CD滑向中间的PEO链段上.表明该聚轮烷嵌段共聚物具有溶致响应性.  
        关键词：原子转移自由基聚合;聚轮烷;丙烯酸羟乙酯;-环糊精;自组装   
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        发布时间：2021-03-19
      • 张瑞珠,卢伟,严大考,刘晓东
        2015(7): 808-818. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14429
        摘要： 采用全氟烷基乙醇(TEOH-10)对二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)进行修饰的方法引入氟元素, 同时通过控制反应过程中MDI加入用量和时机, 制备了无亲水性CH2OH基团、且具备含氟链段的聚氨酯(FPU).耐水性实验表明, 由于低表面能的氟碳链(CF2CF3)向材料表面迁移, 并在表面形成荷叶疏水效应的有机氟膜, FPU表现出很强的疏水性, 当TEOH-10的摩尔用量为MDI理论用量的0.3~0.5之间时, FPU的吸水率仅在0.0146%~0.0182%之间, 并在吸水浸泡实验浸泡3200 h后保持10.31~10.79 MPa的高粘结力;抗冲蚀磨损实验结果表明, FPU涂层具有优异的抗冲磨和气蚀性能, 随着氟含量的增加, 聚氨酯硬段组分中含氟F-MDI分子间的内聚能增加, 提高了硬段微区的弹性模量和抗张强度, 并通过氢键结构协同软段分子链的运动, 缓冲了高速磨损颗粒和气泡溃灭时对涂层产生巨大反复的冲击力, 使FPU的空蚀量由2.375610-3 kg降低到0.933410-3~1.245410-3 kg之间, 涂层的耐气蚀磨损性能得到明显提高.综合考量水下过流部件防护涂层实际应用的性能要求, 当TEOH-10/MDI的摩尔比约为0.5, 即氟元素的质量百分数约为9.39%时, FPU具备较好的耐水性能、粘结力和耐气蚀磨损性能, 可望用作于一些气蚀现象严重的水下过流部件的防护涂层.  
        关键词：含氟聚氨酯;有机氟膜;过流部件;疏水性;耐气蚀磨损性能   
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        发布时间：2021-03-19
      • 李奕奕,赵晓萍,陈智祥,丁富传,黄雪红
        2015(7): 819-826. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14433
        摘要： 以含有异丙基溴侧基的聚醚醚酮为原子转移自由基聚合(ATRP)大分子引发剂, 通过ATRP法在聚醚醚酮主链上接枝引入聚苯乙烯磺酸钠侧链, 得到侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜(SSPEEK).采用溶液共混法在SSPEEK膜中引入钠基蒙脱土(Na-MMT), 制备SSPEEK/Na-MMT钒电池质子交换复合膜.热重分析表明, 复合膜具有较好的耐热性;扫描电镜显示, Na-MMT均匀分散在SSPEEK中.复合膜的钒离子渗透率由SSPEEK膜的1.2410-5 cm2min-1降为4.8810-6 cm2min-1, 低于Nafion117膜的钒离子渗透率, 阻钒能力优于Nafion117膜.电流密度为30 mAcm-2时, 以复合膜组装的电池的放电时间为215 min, 长于Nafion117膜的198 min.在高放电电流密度下SSPEEK/Na-MMT膜的库伦效率与Nafion117膜相当.  
        关键词：磺化聚醚醚酮质子交换膜;SSPEEK/Na-MMT复合膜;全钒氧化还原电池;钒离子渗透率   
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        发布时间：2021-03-19
      • 叶涛,杜淼,宋义虎,郑强
        2015(7): 827-834. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14441
        摘要： 以羧甲基纤维素钠(NaCMC)-烷基三甲基溴化铵(CnTAB)复合体系为研究对象, 在NaCMC亚浓缠结溶液中考察了CnTAB烷基尾链长度对CnTAB临界缔合浓度(cac)及溶液流变行为的影响.采用荧光探针法测得cac值, 根据吉布斯自由能定量分析了烷基尾链对胶束缔合行为的影响.稳态流变测试结果表明, 较高浓度CnTAB对NaCMC亚浓缠结溶液有强烈的增黏作用.显微观察表明, 低浓度CnTAB形成孤立胶束(约5 nm), 而较高浓度CnTAB则形成胶束复合聚集体(约30 nm).扣除胶束电荷中和所致降黏作用后, 孤立胶束表现为等效刚性球, NaCMC亚浓缠结溶液的黏度变化符合Einstein方程;相反, 胶束在临界浓度以上发生逾渗, 形成胶束复合聚集体, 进一步形成贯穿于NaCMC分子缠结网路的胶束逾渗网络.首次揭示了复合体系增黏的实质是胶束网络逾渗, 而不是由胶束吸附聚电解质链形成物理网络.增黏阶段NaCMC亚浓缠结溶液的黏度变化符合逾渗模型和平均场理论.长程静电相互作用控制胶束缔合与逾渗行为, 逾渗临界胶束体积分数随CnTAB尾链长度增加而降低, 临界胶束表面间距随CnTAB尾链长度增加而增大.  
        关键词：聚电解质;表面活性剂;亚浓缠结溶液;临界聚集浓度;逾渗   
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        发布时间：2021-03-19
      • 束民泽,陈波,邹斌,陈飞燕,郑安呐,管涌
        2015(7): 835-844. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14427
        摘要： 采用7Li-NMR对正丁基锂(n-BuLi)与不同摩尔比叔丁醇钾(t-BuOK)的混合物在四氢呋喃与环己烷溶液中的体系进行了分析.继而以1, 1-二苯基己基锂作为引发剂, 分别采用苯酚锂、叔丁醇钠以及t-BuOK作为副反应抑制剂, 进行了甲基丙烯酸正丁酯(BMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的负离子嵌段共聚合, 并用GPC、1H-NMR对聚合物的结构进行了表征.结果发现n-BuLi 与t-BuOK会产生Li与K交换的反应, 形成不具备引发活性的t-BuOLi, 以及以K为反离子的活性种.其对MMA类极性单体嵌段聚合的副反应有着极为有效的抑制作用.过量的t-BuOK, 将进一步提高对副反应的抑制作用.在体系中nt-BuOK/nn-BuL20后, 即便聚合温度升高至40 ℃, BMA与MMA极性单体嵌段聚合的总产率也可达到100%, 且分子量分布仅为1.40, 呈单峰分布.实测的Mn与设定的Mn非常接近;采用1H-NMR实测的nMMA/nBMA也与原料十分接近.从而为MMA类极性单体嵌段聚合的工业化奠定了基础.  
        关键词：叔丁醇钾;反离子交换;副反应抑制;甲基丙烯酸正丁酯;甲基丙烯酸甲酯   
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        发布时间：2021-03-19
      • 蒋丽萍,周旭阳,黄秋飞,莫倩倩,邱建华
        2015(7): 845-851. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14428
        摘要： 以聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride, PVDF)微滤膜为基膜, 4-乙烯基吡啶(4-vinylpyridine, 4VP)为功能单体, 采用表面引发电子活化再生原子转移自由基聚合(SI-AGET ATRP)法在基膜表面原位改性, 并通过接枝聚合物侧链上的吡啶基团与Keggin型磷钨杂多酸(H3PW12O40 nH2O, HPW)之间的静电作用, 制备了新型混合催化膜.实验结果表明, 接枝聚合过程表现出活性/可控表面引发接枝聚合性质, 基膜表面接枝聚合物量随聚合反应时间呈现线性增加, 当反应时间为16 h, 聚合物接枝量达到2.25 mg/cm2, 聚合物接枝量的增多致使其相互堆积并坍塌, 造成膜表面出现块状聚集体.然后, 利用溴代十六烷对接枝聚合物进行季铵化改性, 制得表面含有吡啶鎓盐的阳离子复合膜, 通过接枝聚合物侧基中的吡啶和吡啶鎓盐基团与磷钨杂多酸之间的静电作用促使其在改性膜表面上有效负载.负载后的磷钨杂多酸均匀的分布在膜表面及孔道中, 并保持其化学结构.负载催化剂前后膜的接触角从80.4减小到57.8, 体现了亲水性催化剂的负载对膜表面润湿性的显著影响.  
        关键词：PVDF膜;SI-AGET ATRP;聚4-乙烯基吡啶;磷钨杂多酸   
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        发布时间：2021-03-19
      • 张帆,管兴华,马晓燕,陈芳,屈枫锦
        2015(7): 852-857. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14435
        摘要： 为了提高凝胶聚合物电解质(GPE)的离子传输性, 以低聚倍半硅氧烷(POSS)为核, 臂结构为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA), 臂聚合度不同的八臂星型聚合物(POSS-(PMMA3)8、POSS-(PMMA6)8、POSS-(PMMA9)8)为改性剂, 分别与PMMA共混制备复合GPE, 研究了POSS星型聚合物臂结构对复合GPE电性能影响的规律.结果表明, POSS星型聚合物的引入, 使得复合GPE的电导率较纯PMMA基GPE均有显著提高, 其中臂聚合度较小的POSS-(PMMA3)8复合GPE在室温的电导率最大, 比纯PMMA基GPE提高了3.5倍.分析了该星型聚合物不同含量以及锂盐浓度等对复合凝胶聚合物电解质的影响, 发现锂盐浓度在凝胶体系中为0.6 mol/L, 该星型聚合物含量为聚合物基体15 wt%时, 复合凝胶聚合物电解质电导率最大为2.7310-4 S/cm.研究了温度对复合凝胶聚合物电解质离子传输性能的影响规律, 发现其离子传输规律符合Arrhenius方程. 在此基础上, 提出了该凝胶电解质体系的离子传输微观结构模型.  
        关键词：八氯丙基低聚倍半硅氧烷;甲基丙烯酸甲酯;离子传输性能;交流阻抗   
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        发布时间：2021-03-19
      • 刘冬梅,刘茗竹,卢宇源,安立佳,张汉壮
        2015(7): 858-866. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15055
        摘要： 利用布朗动力学模拟和基于管子模型的GLaMM理论计算, 探讨了缠结高分子流体在近平衡态和快速启动形变下的流变行为.结果表明, 在线性区, 除了一些较小的偏离外(例如, 在Rouse松弛时间尺度上, GLaMM理论计算的应力松弛快于其实验测量值), GLaMM理论与实验基本吻合.然而, 在快速启动形变下, 即使把时间尺度换为d, 理论与模拟仍有显著差异, 这些结果完全证实了我们先前作出的被拉伸的缠结网络抑制解缠结发生、应力过冲的分子机理是被拉伸的高分子链发生回缩等重要结论.此外, 模拟还发现应力过冲点所对应的应变值随剪切速率的增加而增加, 这一结果与现有的大量实验结果吻合, 但是与管子模型的期望完全不符.这些发现质疑了管子模型分子链在光滑无势垒管道中自由收缩的分子图像.  
        关键词：非线性流变学;布朗动力学;管子模型;GLaMM理论;启动剪切   
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        发布时间：2021-03-19

        研究简报

      • 叶姗,陈峥嵘,殷先泽,张宏伟
        2015(7): 867-870. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.15016
        摘要： 共沉淀法制备的层状双金属氢氧化物(LDH)分散于氯甲基化聚砜的溶液, 经流延法制备了有机-无机杂化膜.通过季铵化、碱性化处理, 杂化膜被转变为阴离子交换膜(AEM).使用X-射线衍射对LDH和AEM样品的结构进行了表征, 同时用扫描电镜对AEM样品形貌进行了直接观察, 测试了AEM的吸水率、溶胀率、机械性能和离子传导率等.结果表明, LDH含量为5%的AEM具有最佳的综合性能, 95 ℃的离子传导率为3.8110-2 S/cm.  
        关键词：层状双金属氢氧化物;阴离子交换膜;离子传导率;燃料电池   
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        发布时间：2021-03-19
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