最新刊期
      2018 年 第 0 卷 9 期

        研究亮点评述

      • 黄飞
        2018, 0(9): 1141-1143. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18181
        摘要：有机叠层太阳能电池可以克服单节器件吸光能力和范围有限等问题，是提高有机太阳能电池光伏效率的一个重要策略. 最近一项研究采用在可见和近红外区域具有良好互补吸收的子电池，构筑了效率高达17.3%的有机叠层太阳能电池. 这一结果表明，经过合适的材料选择与器件构筑，有机太阳能电池有望获得与其他光伏技术电池相当的光伏效率.  
        关键词：有机太阳电池;叠层器件;高能量转换效率   
        74
        |
        29
        |
        3
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6124043 false
        发布时间：2021-01-26

        专论

      • 张留乔,黄智豪,张正彪,朱秀林
        2018, 0(9): 1144-1154. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18101
        摘要：序列可控高分子是指高分子链中不同单体单元按特定顺序排列的高分子. 自然界中的生物大分子，如核酸分子和多肽，其精确的序列结构决定了其复杂功能的表达. 受此启发，序列可控高分子的合成及序列结构与性能关系研究近年来受到了越来越多的关注. 本文介绍了近年来在序列可控高分子合成方面的重要研究成果，突出介绍了本课题组在序列可控高分子方向的研究进展. 最后，对序列可控高分子的应用进行了总结和展望.  
        关键词：序列可控高分子;可控自由基聚合;迭代增长;马来酰亚胺;Diels-Alder反应   
        193
        |
        78
        |
        3
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6124018 false
        发布时间：2021-01-26

        综述

      • 刘玉霞,陈列,赵紫光,房若辰,刘明杰
        2018, 0(9): 1155-1174. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18108
        摘要：水凝胶是以大量水为分散介质的三维高分子网络. 高分子网络和水分子之间的氢键将水束缚在网络内部，从而使体系丧失流动性并转变成一种准固态物质. 水凝胶能够在多种外界刺激下改变形状和体积，因此在软体机器人、柔性电子器件和传感器等领域具有广泛的应用前景，也引起了科研人员的关注. 在生物软组织中，多尺度结构(如表面微/纳米结构，有序三维网状结构)的存在对于生物材料的自清洁、耐冻、环境适应性和优异的机械性能等功能至关重要. 受生物水凝胶结构与功能特性的启发，研究人员开发了一系列对各种机械和环境条件具有高度适应性的仿生多尺度水凝胶. 本文将从水凝胶的二维界面和三维网络的设计2个方面总结和讨论近年来仿生多尺度水凝胶的研究成果. 二维界面设计包括表面化学/物理修饰、表面微/纳米结构构筑，能够调节水凝胶的表面浸润性和黏附性，拓展水凝胶在生物医学、海洋防污等领域的应用；三维网络设计，如引入非共价交联作用、设计有序网络结构、复合异质网络等，能够赋予水凝胶自修复性能、各向异性、高强度、形状记忆性能及抗冻性等优异的特性，拓展了水凝胶在可穿戴设备、软体机器人等领域以及复杂环境中的应用. 最后我们对仿生水凝胶网络的设计、异质网络的分散以及无损表征等方面未来的发展以及该领域所存在的挑战作出展望.  
        关键词：仿生水凝胶;多尺度;二维界面;三维网络   
        327
        |
        115
        |
        7
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6124176 false
        发布时间：2021-01-26

        研究论文

      • 薛小强,钱烽,黄文艳,杨宏军,蒋其民,周磊,蒋必彪
        2018, 0(9): 1175-1183. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18002
        摘要：经重氮偶合等步骤制备了新型偶氮吡啶单体—甲基丙烯酸-4-(4-吡啶基偶氮)苯酯(PAZO). PAZO、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(EGMA)无规共聚得到多重响应三元共聚物P(NIPAM-co-PAZO-co-EGMA). 采用凝胶渗透色谱和核磁共振氢谱对聚合物结构进行表征，经紫外光谱对聚合物进行研究，发现聚合物有良好的光致顺反异构. 偶氮吡啶在酸性条件下，紫外光照反式吸收峰稳定存在，吸收峰衰弱被抑制；碱性条件下，紫外光照反式吸收峰衰弱明显，顺式吸收峰得到增强并且稳定存在. 聚合物最低相转变温度(LCST) 为49 °C，经紫外光照LCST下降2 °C，变为47 °C，这是由于紫外光照改变了偶氮吡啶的顺反异构使得聚合物的尺寸增大，导致PNIPAM链段对温度更灵敏更易聚集，LCST下降. 聚合物溶液通入CO2后，LCST变为62 °C，升高了13 °C. 向溶液中通入氩气排除CO2，溶液的LCST再次变为49 °C. 交替通入CO2和氩气，溶液LCST具有可逆性. 表明该聚合物具有温度、光、pH以及气体响应性.  
        关键词：异丙基丙烯酰胺;偶氮吡啶;无规共聚;多重响应性   
        72
        |
        16
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6121781 false
        发布时间：2021-01-26
      • 蔡志锋,王庆印,刘绍英,王公应
        2018, 0(9): 1184-1193. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18014
        摘要：采用浸渍法制备了KF/Al2O3催化剂，研究了KF含量和焙烧温度对KF/Al2O3催化剂结构、活性和性能的影响，采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和N2低温物理吸附对KF/Al2O3催化剂的结构进行表征，也用Hammett indicator测定了KF/Al2O3催化剂的碱度和碱量. 探讨了KF含量、焙烧温度与KF/Al2O3催化剂结构、碱度和碱量的关系以及KF/Al2O3催化剂结构、碱度和碱量与其用于酯化法合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)催化活性的关系. 研究结果表明，KF/Al2O3催化剂中出现了K3AlF6、 KAlO2和K2CO3等新的物相，催化剂中的中等强度的碱性有利于PET的聚合反应、强碱性会促进PET的降解反应. KF含量为25%，在400 °C焙烧的25-KF/Al2O3-400催化剂中含γ-Al2O3、K3AlF6和少量K2CO3，碱性和碱量适中，催化活性最好，制备的PET的特性黏数为1.07 dL/g、端羧基值为20.29 mol/t、二甘醇含量为2.85%、聚酯黄度(L)值为86.6和聚酯白度(b)值为4.6.  
        关键词：KF/Al2O3;碱度与碱量;构效关系;聚对苯二甲酸乙二醇酯   
        68
        |
        20
        |
        2
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6124158 false
        发布时间：2021-01-26
      • 汪称意,周远鹏,徐常,赵晓燕,李坚,任强
        2018, 0(9): 1194-1201. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18010
        摘要：为进一步改善芳香型磺化聚合物质子交换膜材料的离子传导率、尺寸稳定性和耐化学氧化稳定性，从聚合物结构设计出发，首先利用9,9-双(3-苯基-4-羟基)苯基芴与4,4′-(六氟异亚丙基)二苯酚、1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯经芳香亲核缩聚合成了一系列含芴和苯侧基结构新型聚芳醚酮聚合物(4-PAEK-xx)，进一步通过温和的后磺化反应，制备了一系列含多磺酸结构侧链型聚芳醚酮质子交换膜(4-SPAEK-xx). 对所制备的侧链型聚芳醚酮质子交换膜的结构和性能分别进行了表征分析. 结果表明，该类质子交换膜具有适中的吸水率和较低的溶胀率，80 °C时的吸水率和溶胀率分别在21% ~ 51.2%和7.4% ~ 17.2%. 该类聚芳醚酮质子交换膜展现出了良好的离子传导性，80 °C时的离子传导率在115 ~ 171 mS/cm，其中4-PAEK-45膜(离子交换容量为2.12 mequiv/g)的离子传导率已经超过了商品化的Nafion膜. 此外，所制备的侧链型聚芳醚酮质子交换膜还表现出了良好的热稳定性、力学性能和耐化学氧化性. 磺化膜优良的综合性能主要归因于侧链多磺酸结构和长尺寸含氟疏水结构单元的同时引入，其中侧链多磺酸结构的引入降低了主链磺化结构单元的比例，同时使亲水性的磺酸基团与分子主链分隔开来；而长尺寸含氟疏水性结构单元的引入进一步提高了膜材料的尺寸稳定性和耐氧化稳定性.  
        关键词：磺化聚芳醚酮;质子交换膜;质子传导率;溶胀率;化学氧化稳定性   
        56
        |
        17
        |
        7
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6121421 false
        发布时间：2021-01-26
      • 章琦,魏梦娟,邓金睿,吴一弦
        2018, 0(9): 1202-1211. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18032
        摘要：通过可控/活性正离子开环聚合设计合成一系列不同分子量的聚四氢呋喃活性链(PTHF+)，利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)的双端胺基与PTHF+反应制备PDMS与聚四氢呋喃(PTHF)的新型三嵌段共聚物(PTHF-b-PDMS-b-PTHF). 通过FTIR与1H-NMR表征产物化学结构及共聚组成，由TGA、DSC及DMA研究嵌段共聚物热性能与动态力学性能，采用TEM和in situ POM观察嵌段共聚物的微观形态与结晶形态. 常温下表征共聚物材料自修复性能及37 °C 下表征其抗菌性能. 结果表明：采用AllylBr/AgClO4体系引发四氢呋喃可控/活性正离子开环聚合制备预期分子量的PTHF+，进一步与双端胺基官能化PDMS反应，反应效率可达95%左右，设计合成出一系列不同共聚组成的PTHF-b-PDMS-b-PTHF三嵌段共聚物. 该共聚物呈现双连续微观相分离结构和结晶现象，随着PTHF链段的增长(Mn,PTHF = 1000 ~ 2000)，结晶速率加快；与相同分子量均聚PDMS和PTHF相比，所制备的三嵌段共聚物的热稳定性明显提高；三嵌段共聚物链中存在2个―NH―基团，在分子链间形成氢键导致产生物理交联及聚合物网络，使材料具有较好的弹性、柔韧性和强度，同时具有自修复特性，将材料完全切开，常温下24 h后断面发生良好愈合，在应力作用下可被拉伸至原长的1.5倍；原位制备的三嵌段共聚物/银纳米复合材料对大肠杆菌表现出良好的抗菌性能. 基于可控/活性正离子开环聚合方法合成的PTHF-b-PDMS-b-PTHF三嵌段共聚物/银纳米复合材料兼具PTHF、PDMS及纳米银的优良性能，在生物医用材料领域具有应用前景.  
        关键词：聚四氢呋喃;聚二甲基硅氧烷;聚合物网络;自修复;抗菌   
        98
        |
        22
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6123116 false
        发布时间：2021-01-26
      • 刘一新,陈尔强
        2018, 0(9): 1212-1220. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17333
        摘要：采用附有热台的原子力显微镜(AFM)原位跟踪研究了2种低分子量聚氧乙烯(PEO)样品的单层片晶在云母表面的增厚行为. 实验发现表面平整的一次折叠链片晶在其熔点以下等温退火时，其内部陆续出现增厚区域(增厚粒子). 单个增厚粒子可在厚度和侧向尺寸2个维度同时生长. 其中，增厚粒子的厚度随时间的变化曲线呈S形，并具有显著的温度相关性. 基于在厚度维度满足成核机理的假设，可推导出厚度与时间的对数成正比关系. 据此关系可进一步求得片晶侧表面自由能，结果与文献报道一致，并且对于2种PEO样品的结果也相近，确认了我们提出的机理的合理性. 增厚粒子侧向尺寸随时间线性生长，生长速率与退火温度正相关，推测与片晶中的链滑移有关.  
        关键词：薄膜结晶;片晶;增厚;生长动力学   
        28
        |
        12
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6121899 false
        发布时间：2021-01-26
      • 王刚,王柯
        2018, 0(9): 1221-1227. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18011
        摘要：通过溶液共沉淀-压板的方法，在聚乳酸混合物中形成了具备一定有序度的“准有序相”，并基于此结构在聚乳酸的玻璃化转变温度附近进行拉伸形成了立构复合晶(SC晶). 红外光谱的结果表明足够高含量的右旋聚乳酸是诱导形成SC晶的前提：5%含量试样在测试中没有获得SC晶，当含量高达20%时则可以通过低温退火或者拉伸处理试样来形成SC晶. 70 °C退火时由于自成核作用以及准有序相的异相成核作用，往往伴随形成α'晶. 在50 °C拉伸时受限于链段活性只能形成中间相；在70 °C时拉伸模式对诱导效果有很大影响. 以较快速率(应变速率γ = 0.06 s−1)拉伸可以诱导高纯度的SC晶，间歇性的拉伸会同时形成α'晶和SC晶2种晶体.  
        关键词：拉伸;立构复合晶;红外光谱;准有序相   
        47
        |
        21
        |
        2
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6122268 false
        发布时间：2021-01-26
      • 杨榕,李红梅,姜菁,周东山
        2018, 0(9): 1228-1235. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18024
        摘要：利用高速扫描量热仪(FSC)研究聚氧化乙烯(PEO)样品在三维受限小液滴中的等温结晶过程，获得了样品从玻璃化转变温度至熔点温度整个区间的等温结晶动力学. PEO本体样品由于异相成核作用明显，以5 × 104 K/s的速率降温依然无法抑制其在降温过程中的成核过程，而通过PEO薄膜去润湿获得的小液滴则可在1 × 104 K/s升降温速率下获得完全无序态的样品. 对本体PEO和去润湿得到的PEO液滴样品进行不同温度的等温结晶实验，通过对比PEO受限前后等温结晶动力学的变化发现，相对于PEO本体样品，液滴样品的结晶速率在整个等温温度区间均有所下降. 在高温异相成核控制区，当PEO样品受限成为多个比本体样品直径小10倍左右的小液滴后，每个液滴内异相成核位点数减少或缺失，从而导致整体总结晶速率降低；而低温均相成核控制区，由于PEO样品的独特性，异相成核对其成核过程仍然有一定的影响，受限成液滴后此影响消失，同时链段扩散晶体生长过程受到尺寸效应的限制，也在一定程度上影响了PEO的总结晶速率.  
        关键词：聚氧化乙烯;受限结晶;高速扫描量热;等温结晶   
        36
        |
        16
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6122746 false
        发布时间：2021-01-26
      • 郭鸿俊,王雪,宗立率,李健芳,王锦艳,李桂洋,蹇锡高
        2018, 0(9): 1236-1243. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17286
        摘要：采用酚酞啉(PPL)、二氮杂萘酮双酚(DHPZ)等单体制备了羧基含量可控的杂萘联苯结构聚芳醚砜(PPES-P)，聚合物主链羧基含量与分子设计一致性较高，玻璃化转变温度(Tg)均达到260 °C以上，具有优异的热稳定性和溶解性. 进一步选取不同羧基含量的PPES-P对601环氧树脂体系进行反应性增韧改性，考察PPES-P羧基含量对树脂体系力学性能和热稳定性的影响. 结果表明：PPES-P树脂与601环氧树脂相容性较好，羧基作为交联点能够参与环氧树脂固化反应，强化了增韧组分与基体树脂的界面结合能力，PPES-P反应性增韧改性不仅提高了601环氧树脂体系的冲击与弯曲性能，还保持了树脂体系较高的Tg，其中PPL与DHPZ结构单元为1:3的PPES-P13改性后树脂冲击强度提高了43%，试样断裂面为均相结构且呈韧性断裂形貌.  
        关键词：反应性增韧;601环氧树脂;聚芳醚砜;耐热性能   
        71
        |
        12
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6121599 false
        发布时间：2021-01-26
      • 樊茂,傅思睿,郭硕,陈枫,傅强
        2018, 0(9): 1244-1252. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18005
        摘要：通过高速挤出技术制备了高性能聚丁二酸丁二醇(PBS)/聚(乙二醇-co-环己烷-1, 4-二甲醇对苯二酸酯) (PETG)共混材料，研究了不同PETG含量和不同螺杆转速对共混材料相区尺寸和性能的影响. 研究发现PETG质量分数存在一个最佳用量：即为20%时，随着转速的提高PETG分散相相尺寸从最初的2.27 μm逐渐降低到0.89 μm. 与此同时，共混材料的屈服强度从最初的26.2 MPa增加到33.4 MPa，提高了27.5%. 断裂伸长率也从最初的13.3%提高到133.3%，实现了从脆性断裂到韧性断裂的转变. 而当PETG的质量分数为10%或30%时，提高转速对PETG分散相的相尺寸减少不多，对共混材料力学性能有一定提升. 最佳用量的存在表明高速挤出引起的相区尺寸减少是一个破碎与聚并动态平衡的过程. 将不同的组成和加工的转速下获得的共混物的屈服强度与分散尺寸作图，发现它们成近似的反比关系，进一步证明PETG减小分散相相尺寸对共混材料性能提升的重要性.  
        关键词：PBS/PETG共混材料;高速挤出;分散相相尺寸;力学性能   
        51
        |
        19
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF>
        <引用本文> <批量引用> 6121516 false
        发布时间：2021-01-26
      0