最新刊期
      2017 年 第 卷 12 期

        快报

      • 李明罡,樊东蕾,邱健,邢海平,姜治伟,唐涛
        2017(12): 1851-1855. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17283
        摘要：为了控制发泡体内部泡孔结构，以制备聚丙烯（PP）泡沫为例，提出在CO2作为发泡剂进行物理发泡过程中，以水为助发泡剂，利用其发泡过程中汽化吸热，原位冷却发泡体内部.将PP与聚乙二醇（PEG）熔融共混制备共混物（PP/PEG），PEG的存在赋予了共混物吸水的能力.采用红外线成像仪测试发泡体表层和芯部温度，利用扫描电子显微镜表征了泡孔结构.结果表明，与纯PP发泡体相比，在同样发泡条件下，PP/PEG共混物发泡体内部温度明显降低，内部与表层泡孔结构相近，且发泡倍率提高.进一步分析讨论了PP/PEG共混物发泡体内部温度明显降低的机理.这种方法适用于不同聚合物体系和不同发泡工艺，如：模压、挤出、釜式发泡工艺.  
        关键词：聚丙烯泡沫;发泡剂;原位冷却;结构调控   
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        发布时间：2021-01-26

        专论

      • 刘俊,王利祥
        2017(12): 1856-1869. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17205
        摘要：全高分子太阳能电池用高分子电子给体材料和高分子电子受体材料的共混物作为光电活性层，是光伏技术的重要发展方向之一.鉴于高分子受体材料的种类和数量都很少，开发新型高分子受体材料是发展全高分子太阳能电池的关键.有别于采用酰亚胺结构设计高分子受体材料的传统思路，我们从硼氮配位键降低π-共轭体系最低未占分子轨道（LUMO）能级的基本原理出发，在国际上率先提出了用硼氮配位键设计高分子受体材料的策略.本文旨在总结我们在含硼氮配位键的高分子受体材料方向的研究进展.首先阐明了硼氮配位键降低LUMO能级的原理，揭示出硼氮配位键在重复单元和高分子中的3个作用，然后介绍了硼氮配位键高分子受体材料的2种分子设计方法，阐明了硼氮配位键高分子受体材料在LUMO轨道和LUMO能级调控方面的特征，介绍了硼氮配位键高分子受体材料的吸收光谱调控、能级结构调控和电子迁移率调控，实现了全高分子太阳能电池的器件效率从2015年的0.14%到目前的> 6%的转变.最后，展望了硼氮配位键高分子受体材料在高性能全高分子太阳能电池方面的前景和重点发展方向.  
        关键词：硼氮配位键;高分子太阳能电池;电子受体;能级结构;电子迁移率   
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        发布时间：2021-01-26
      • 吕健勇,贺志远,王健君
        2017(12): 1870-1882. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17216
        摘要：防冰高分子材料作为一种新型功能高分子材料，在电力、通讯及运输等领域有广泛应用.表面的覆冰现象往往开始于冰的成核，发展于冰的传递，危害于冰的积聚.针对材料表面冰晶形成的环节，揭示冰晶形成的分子机制是设计和开发防冰高分子材料的关键.本文简要介绍了本课题组在防冰高分子材料领域的研究进展，包括设计搭建的基本研究设备，以及具有调控冰成核、控制冰传递、降低冰黏附等不同功能的防冰高分子材料.  
        关键词：防冰;高分子材料;冰成核;冰传递;冰黏附   
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        发布时间：2021-01-26
      • 王龙海,张泽,曾天佑,夏磊,聂旋,陈光,尤业字
        2017(12): 1883-1904. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17240
        摘要：人类多种疾病都与基因的结构或功能改变密切相关，基因治疗已经成为改善人类健康的新兴医学治疗手段，基因治疗的关键在于构筑高效的基因载体.发展生物可降解、具有高转染效率和低毒性的阳离子聚合物基因载体已经成为当今该领域的主要任务.本文主要介绍了对细胞内外的环境差异和外界刺激具有响应性的阳离子聚合物基因载体的合成方法，实现DNA在细胞内的有效释放；构筑不同拓扑结构的聚合物，运用聚合物的拓扑结构来调节DNA与聚合物组装复合体形貌，实现DNA的可控压缩和提高载体的转染效率；通过两亲性阳离子聚合物的自组装形成稳定的阳离子纳米胶束，增加聚合物表面电荷密度，从而有效增强聚合物和DNA结合能力，实现低正负电荷比条件下的DNA压缩和基因的高效表达.  
        关键词：阳离子聚合物;响应性;纳米胶束;基因传递   
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        发布时间：2021-01-26

        综述

      • 吕嫣,杜勇,杨尚锦,吴健,徐志康
        2017(12): 1905-1914. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17201
        摘要：复合纳滤膜凭借其效率高与能耗低的特点在分离膜领域占据着越来越重要的地位.但其制备所面临的最大挑战在于如何实现选择性皮层构建过程及结构性能的有效调控.通过"可控"的表界面工程可以实现对界面性质及界面反应速率的调控，从而实现复合纳滤膜的可控制备和性能提升.因此，我们提出通过""可控"聚合-界面沉积"构建选择性皮层以实现复合纳滤膜分离层的创新制备和多功能化、基于"基膜-单体溶液界面构建"调控界面聚合以获得更薄分离层和更优异的纳滤性能.本文总结和评述了基于"可控"表界面工程的聚合物纳滤膜的重要进展，分析了该领域的未来研究方向，旨在为高性能复合纳滤膜的可控制备提供系统的方法学及理论支持.  
        关键词：纳滤膜;复合膜;表界面工程;共沉积;界面聚合   
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        发布时间：2021-01-26

        研究论文

      • 李佳佳,周宇杰,程瑞华,刘柏平
        2017(12): 1915-1921. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17049
        摘要：采用具有新型轴向配体的SalenCo（Ⅲ）CN催化剂在25~100℃的聚合温度下催化二氧化碳和环氧丙烷（PO）共聚制备聚碳酸酯（PPC）.CN具有吸电子能力，在50℃下SalenCo（Ⅲ）CN/PPNCl体系催化二氧化碳和环氧丙烷聚合的活性为TOF=379 h-1，产物的区域选择性> 95%，碳酸酯单元含量> 99%，且分子量分布极窄.在该催化体系中分别加入二环戊二烯环氧化物（EP1）、1，3，5-三缩水甘油-S-三嗪三酮（EP2）与二氧化碳和环氧丙烷三元调聚合.在相同条件下，EP1使催化活性显著升高至624 h-1，但对产物分子量和玻璃化转变温度（Tg）影响不明显；EP2的加入对活性的影响不明显，但可使聚碳酸酯的分子量增大至Mn=1.97×104，PDI=5.07，产物的Tg升至45℃.  
        关键词：二氧化碳;聚碳酸酯;Salen催化剂;聚合温度;分子量   
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        发布时间：2021-01-26
      • 焦娜,郭方,李杨
        2017(12): 1922-1929. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17051
        摘要：采用（C5Me4SiMe3）Sc（CH2C6H4NMe2-o）2（1）和（C5Me4SiMe3）Sc（CH2SiMe3）2（THF）（2）2种单茂钪催化剂，考察了其催化对氟苯乙烯均聚合以及与乙烯共聚合的性能，并通过1H-NMR、13C-NMR、GPC和DSC对所获聚合物的微观结构和热性能进行了分析.结果表明，单茂钪1可以催化对氟苯乙烯均聚合，获得间规聚合物，但聚合活性较低.采用单茂钪2，控制溶剂种类和用量可以获得间规和无规2类聚合物：控制对氟苯乙烯单体在氯苯溶剂中浓度低于2.4 mol/L，可获得间规聚对氟苯乙烯（rrrr ≥ 99%，Tm ≥ 319℃），且聚合活性高达105 g polymer molSc-1 h-1；控制对氟苯乙烯单体在氯苯溶剂中浓度高于4.8 mol/L或者选用氟苯做溶剂，可获得无规聚对氟苯乙烯；固定单体浓度调控对氟苯乙烯和催化剂的比例，可获得分子量（Mn）在3.10×104~2.08×105间调控的间规和无规聚对氟苯乙烯.在常压乙烯下，单茂钪1和2还可以催化对氟苯乙烯与乙烯共聚合，获得了组成（对氟苯乙烯含量41 mol%~88 mol%）和分子量（3.10 x 104~1.84 x 105）可控的两元共聚物，共聚合活性高达106 g polymer molSc-1 h-1.当共聚物中乙烯含量高于对氟苯乙烯含量时，共聚物仅有源自聚乙烯嵌段的熔点（119~126℃）.当共聚物中对氟苯乙烯含量高于乙烯含量时，共聚物出现聚对氟苯乙烯嵌段；由单茂钪1获得聚对氟苯乙烯嵌段为间规结构，共聚物具有熔点（269~282℃）和玻璃化转变温度（Tg，79~82℃）；单茂钪2获得聚氟苯乙烯嵌段为无规结构，共聚物仅有1个Tg（94~96℃）.  
        关键词：钪;对氟苯乙烯;间规聚合;乙烯;共聚   
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        发布时间：2021-01-26
      • 戴璐,周勤灼,李伯耿,介素云
        2017(12): 1930-1938. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17052
        摘要：从高顺式端羟基聚丁二烯（HTPB）出发，分别以ε-己内酯和苯乙烯为单体合成了2类以高顺式聚丁二烯为软段的三嵌段共聚物.以高顺式HTPB为大分子引发剂、辛酸亚锡为催化剂，引发ε-己内酯的开环聚合，合成了聚己内酯-b-聚丁二烯-b-聚己内酯三嵌段共聚物（CLBCL）；通过高顺式HTPB末端羟基与2-溴代异丁酰溴（BBiB）间的酯化反应制备了ATRP大分子引发剂（BiB-PB-BiB），进而引发苯乙烯进行电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合（ARGET ATRP）反应，合成了聚苯乙烯-b-聚丁二烯-b-聚苯乙烯三嵌段共聚物（SBS），反应具有较好的可控性，产物分子量分布较窄.通过红外光谱（FTIR）、核磁共振氢谱（1H-NMR）和碳谱（13C-NMR）、热重分析（TGA）和示差扫描量热分析（DSC）等对所制备共聚物的结构和性能进行了测试表征.TGA曲线表明，提高聚己内酯链段的含量，可在一定程度上提高CLBCL共聚物的热稳定性；SBS共聚物的热分解过程表现为一个阶段，与HTPB相比，其热稳定性略有提高.从CLBCL共聚物的DSC曲线上可明显观察到聚丁二烯链段的玻璃化转变温度和聚己内酯链段的熔点；SBS共聚物具有2个玻璃化转变温度，为-104.1和102.4℃，分别对应于聚丁二烯链段和聚苯乙烯链段的玻璃化转变温度.  
        关键词：端羟基聚丁二烯;己内酯;苯乙烯;大分子引发剂;开环聚合;电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)   
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        发布时间：2021-01-26
      • 胡晓倩,陈放,李娜,白玮,白如科
        2017(12): 1939-1946. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17072
        摘要：通过1，3-二碘甲基-2-硝基苯与双（2-甲基丙酸）三硫代碳酸酯的高效聚酯化反应合成了主链中含有邻硝基苄酯和三硫代碳酸酯基团的聚合物，以其作为大分子链转移剂，进行苯乙烯的可逆加成断裂链转移（RAFT）聚合，获得了多嵌段聚苯乙烯.大分子链转移剂和多嵌段聚苯乙烯的结构及分子量通过核磁氢谱（1H-NMR）和凝胶渗透色谱（GPC）进行了表征.考察了多嵌段聚苯乙烯溶液和固态的降解性能及热性能.实验结果表明，多嵌段聚苯乙烯不仅在紫外辐照条件下可发生光降解，而且也可通过胺解和水解反应进行降解.热重分析（TGA）和示差扫描量热（DSC）结果显示，邻硝基苄酯基团和三硫代碳酸酯基团的引入，对于多嵌段聚苯乙烯玻璃化转变温度和热稳定性并没有明显的影响.  
        关键词：光降解;聚苯乙烯;酯化反应;活性聚合   
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        发布时间：2021-01-26
      • 戴华烽,陈家明,王利群
        2017(12): 1947-1954. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17036
        摘要：利用"同轴电喷-去模板技术"制备了载药效率接近100%，且具有核-壳结构和氧化还原响应性的药物控释微球.首先通过同轴电喷技术，制备了以聚乙二醇（PEG）为壳，主链含多个二硫键的聚醚氨酯（PEU）为核的微球.通过"去模板"方法，脱去PEG层，可以使所制备的微球的尺寸从微米减小到纳米尺度.在含二硫苏糖醇（DTT）的媒介中，PEU可以快速降解.体外释药的结果显示，在含谷胱甘肽（GSH）的媒介中，载药纳米微球可在12 h内将其所包载的药物的80%释放出，具有显著的氧化还原响应性控制释放药物的特征.  
        关键词：电喷;氧化还原响应性;核壳结构微粒   
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        发布时间：2021-01-26
      • 卢晓梅,焦剑梅,黄维
        2017(12): 1955-1965. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17078
        摘要：设计合成了具备良好的近红外吸收性能的苝酰亚胺大分子引发剂，并通过原子转移自由基聚合（ATRP）和后修饰方法制备了重复单元分别为一位羟基葡萄糖（1-Glc）和六位羟基葡萄糖（6-Glc）的糖聚合物.该聚合物在水溶液中能形成苝酰亚胺为核，糖聚合物为壳的纳米聚集体.通过动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）对聚合物在水溶液中的形貌、大小以及光学性能进行了分析表征，聚合物在650~750 nm有较好的近红外吸收特性；通过光声仪测试了聚合物的光声性能，结果表明苝酰亚胺糖聚合物具有较强的光声信号；为研究葡萄糖异构化对糖聚合物蛋白识别功能的影响，采用多种表征手段如浊度法、动态光散射研究了聚合物和凝集素半刀豆蛋白（concanavalin A，Con A）的结合.发现随着Con A凝集素的加入，PBI-1-Glc溶液的浊度和粒径有着明显的增加，而PBI-6-Glc则几乎没有变化；此外，还利用光声成像技术研究了糖聚合物与Con A之间的相互作用，Con A凝集素可使PBI-1-Glc聚合物的光声信号明显增加，此结果表明光声技术也可以有效地识别2种聚合物与凝集素之间的相互作用.实验结果显示，PBI-1-Glc聚合物与凝集素Con A有强的相互作用，而PBI-6-Glc聚合物则没有，这证实了单糖异构化在影响其与凝集素的特异性识别方面具有一定普适性.  
        关键词：糖聚合物;苝酰亚胺;光声成像;蛋白质   
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        发布时间：2021-01-26
      • 曾燕,严峰,李建新,崔振宇,何本桥
        2017(12): 1966-1973. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17084
        摘要：以壳聚糖与4'-甲酰基苯并-15-冠-5醚为原料，通过希夫碱反应制备了苯并-15-冠-5醚接枝壳聚糖薄膜，采用固-液萃取法研究薄膜吸附锂离子动力学和热力学行为，及其锂同位素吸附分离性能.结果表明：冠醚接枝壳聚糖薄膜对锂离子的吸附过程更加适合于准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型，薄膜对锂离子的吸附是一个由化学吸附控制的单层表面吸附，是一个自发进行的放热过程.此外以水-碘化锂/冠醚接枝壳聚糖薄膜（冠醚固载量为2.98 mmol/g）作为萃取体系，其单级分离因子高达1.053（10℃）.且轻同位素6Li富集于薄膜相，重同位素7Li富集于液相.  
        关键词：锂同位素分离;4'-甲酰基苯并-15-冠-5;壳聚糖;冠醚接枝壳聚糖;固-液萃取   
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        发布时间：2021-01-26
      • 陶进雄,冯俊,魏标文,廖世军,李秀华
        2017(12): 1974-1983. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17059
        摘要：以十氟联苯、双酚A低温聚合制备可高温官能化的聚合物主链，以3，5-二甲基苯酚为功能侧链，采用后官能化工艺制备了系列不同离子交换容量（IEC）值的含侧链苄基季铵基团的部分氟化阴离子交换膜.用GPC、1H-NMR、19F-NMR、IR、SASX等表征了膜的分子结构及聚集态结构，并且测试了膜的各种性能.结果表明，该系列部分氟化阴离子交换膜的分子主链线性好，官能度可控，具有明显的微相分离结构.部分氟化结构和微相分离的侧链离子结构极大的改善了膜的吸水溶胀性、电导率和化学稳定性.QFPAE-95膜具有最高的氢氧根离子电导率和适度吸水溶胀性，80℃时离子电导率和溶胀比分别达到108.6 mS cm-1和42.6%.QFPAE-55具有最大的拉伸强度，达到21.01 MPa.该系列膜还具有出色的碱稳定性，QFPAE-55膜在1 mol/L NaOH溶液中于60℃下浸泡20天后，其电导率和IEC值分别保持为原膜的82.3%和84.2%，有望作为新型阴离子交换膜并应用于碱性膜燃料电池.  
        关键词：后官能化;部分氟化;侧链苄基季铵基团;阴离子交换膜;碱性膜燃料电池   
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        发布时间：2021-01-26
      • 王朗,王铮,尹玉华,蒋润,李宝会
        2017(12): 1984-1992. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17034
        摘要：采用并行回火蒙特卡罗方法，研究了聚电解质单链在盐溶液中的构象转变以及离子的凝聚行为.对不同盐浓度以及不同价态的情况，得到了链均方回转半径（<Rg2>）随Bjerrum长度lB的变化曲线.模拟结果表明，在不同浓度与价态的盐溶液中，随着lB的增加，链先伸展，然后收缩，最终形成塌缩态.链尺寸受盐浓度与价态的影响，在中等lB范围内，随着单价盐的加入，<Rg2>逐渐减小.而加入少量的高价盐则会引起 <Rg2>更加显着得减小，这主要是由于高价反离子的凝聚造成的.对于高价盐，在一定的lB范围内，随着盐浓度的增加，存在 < Rg2>先减小后增大的现象.在高价（如二价或三价）盐溶液中，当高价反离子的总电量大于链电量时，高价反离子和共离子（与链带同种电荷的离子）都发生凝聚，而单价反离子几乎不发生凝聚；并且存在高价离子过度补偿引起的链有效电荷反转.  
        关键词：聚电解质;塌缩;高价盐;并行回火;蒙特卡罗   
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        发布时间：2021-01-26
      • 方维娜,樊春海,柳华杰
        2017(12): 1993-2000. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17064
        摘要：研究了不同pH环境对2种使用M13链作为骨架链的常见DNA折纸折叠与稳定性的影响，获得了其在pH=4~11这一广泛范围内的耐受性数据.首先观察了在不同pH缓冲液中的三角形DNA折纸自组装折叠行为，发现其合适pH范围为6~9，过高或过低的pH都不能退火形成折纸结构.另一方面，又研究了在标准pH缓冲液中预先制备的DNA折纸，对不同pH环境的耐受性.研究发现，在pH值为5~10的溶液环境中，DNA折纸均保持一定稳定.比较以上2种研究方法获得的结果，可以发现，相比在不同pH缓冲液中从头退火制备，已形成的DNA折纸对酸碱有较好耐受性.另外，研究也发现，长方形折纸和三角形折纸稳定性相似，都能在pH=5~10的环境中保持至少12 h的稳定性.据此，还提出了pH对折纸稳定性的可能影响机理，认为其对氢键的破坏及对DNA链造成的断裂共同导致了DNA折纸结构的破碎.  
        关键词：DNA折纸;自组装;稳定性;pH   
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        发布时间：2021-01-26
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