最新刊期
      2021 年 第 52 卷 3 期

        专论

      • 孙立伟,宋凌杰,栾世方,殷敬华
        2021, 52(3): 223-234. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20198
        摘要：表面接枝聚合改性已经成为提升生物医用材料性能的最重要方法之一. 参比其他活性接枝聚合方法，光引发活性接枝聚合因其独特的优势已被越来越广泛地应用于生物医用材料表面改性. 根据光引发剂的类型，目前应用最多的光引发活性接枝聚合的引发体系主要有3种：光引发-转移-终止剂介导的聚合引发体系、二苯甲酮及其衍生物引发体系、硫杂蒽酮类引发体系. 本文首先简要介绍了上述3种光引发活性接枝聚合体系的发展历程、接枝机理以及特点. 同时结合本课题组相关研究工作，重点论述了光引发接枝聚合技术在3个不同生物医用领域的主要应用：(1)抗菌表面，利用光活性接枝的特点构建层状功能高分子刷，实现表面抗菌功能的阶段性需求. (2)免疫检测表面，使用光活性接枝方法构建层状功能高分子刷，解决检测灵敏度低以及蛋白干扰问题. (3)生物活性分子表面固定，利用可见光活性接枝聚合体系，实现酶在表面的固定化使用以及细胞表面修饰以提高细胞稳定性. 最后展望了生物医用材料表面光引发活性接枝聚合研究的发展趋势.  
        关键词：光活性接枝聚合;表面改性;抗菌;免疫检测;生物活性分子   
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        发布时间：2021-03-05

        综述

      • 刘智,董甜甜,张焕瑞,柳伟,崔光磊
        2021, 52(3): 235-252. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20207
        摘要：锂离子电池在高电压下会导致严重的电解液分解以及不稳定的正极与电解质界面问题，严重制约高电压正极材料的商业化. 粘结剂不仅可以将正极活性材料和导电炭紧密粘结在集流体上，还对构建电解质与正极之间的多尺度相容性界面起积极作用，因此，粘结剂的优化可以有效解决上述难题. 本文提出了高电压锂离子电池正极粘结剂需具备的必要条件，如：粘结性能和机械性能优异，具有出色的电化学稳定性和热力学稳定性以及良好的离子和电子传输能力等. 综述了近些年来高电压正极粘结剂的研究及发展现状，通过天然粘结剂和合成粘结剂对目前已报道的高电压粘结剂进行了评述，介绍了各种粘结剂对电极的粘结性能和包覆以及对锂离子电池性能的影响机制，重点阐述了粘结剂分子结构中的极性基团与活性物质间的相互作用，如氢键和离子-偶极相互作用，并讨论了设计开发高电压正极粘结剂的途径以及展望了高电压正极粘结剂的发展前景.  
        关键词：锂离子电池;高电压正极;粘结剂;天然粘结剂;合成粘结剂   
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        发布时间：2021-03-05
      • 范玲玲,黎槟瑞,张浩伟,方艳
        2021, 52(3): 253-271. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20185
        摘要：近年来，生物医用材料在使用过程中产生的医源性感染问题层出不穷，对人们健康和生命造成严重威胁. 表面抗菌涂层构建是解决该类医源性感染问题最有效的策略之一. 目前，按照作用机制和功能不同将表面抗菌涂层分为接触式抗菌涂层、抗黏附抑菌涂层、抗黏附杀菌涂层以及智能抗菌涂层. 表面抗菌涂层的构建不仅赋予了生物医用材料抗菌性能，有效解决了上述医源性感染问题，还可以提高材料的生物相容性，赋予其抗黏附、抗氧化、生物识别、传感等功能. 本文旨在对目前表面抗菌涂层的种类、构建方法以及其在生物医用材料领域中的应用做一全面论述，为进一步开发高性能表面抗菌涂层并扩展其应用提供新思路.  
        关键词：表面改性;抗黏附;抗菌涂层;生物医用材料   
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      • 周超,杨京法,赵江
        2021, 52(3): 321-334. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20238
        摘要：荧光关联光谱(fluorescence correlation spectroscopy，FCS)是一项用于研究体系动力学性质的统计光谱技术，随着它被引入材料与化学研究领域，近年来取得了大量全新的研究成果. 该技术在高分子科学研究中也逐渐发挥出越来越大的作用，特别是在聚合物结构和动力学方面，这表明它在高分子领域的巨大潜力. 本文将从FCS的基本原理、实验技巧以及在一些具有挑战性体系中的应用等方面展开，着重介绍它在高分子溶液，如聚电解质溶液、高分子混致不溶现象，以及不同的表界面体系中取得的新成果，展示FCS区别于其他传统技术的特点和优势.  
        关键词：荧光关联光谱;高分子;聚电解质;表界面;混致不溶   
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        发布时间：2021-03-05

        研究论文

      • 陈灿,俞慧涛,冯奕钰,封伟
        2021, 52(3): 272-280. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20229
        摘要：针对聚合物复合材料存在的结构受损导致导热和力学强度降低的问题，提出利用导热填料增强自修复聚合物，实现导热性能和力学强度的快速修复. 通过对双(3-氨丙基)封端的聚二甲基硅氧烷(H2N-PDMS-NH2)进行端基改性，得到脲基嘧啶酮(UPy)双封端的聚二甲基硅氧烷(UPy-PDMS-UPy)，于60 °C下20 h后拉伸强度修复效率可达86.6%. 进一步填充羟基化氮化硼(mBN)制备兼具自修复功能的导热复合材料，研究发现mBN的填充导致复合材料强度提高但韧性降低，对导热性能和自修复功能分别起积极和不利影响. 当mBN含量为30 wt%时，热导率高达2.579 W·m−1·K−1，于60 °C下40 h后拉伸强度修复效率达82.0%. 红外热像仪显示，损伤处接触10 h后，mBN-30/UPy-PDMS-UPy上表面温度接近初始温度，展现出导热通路的修复特征，实现导热与自修复功能的兼备.  
        关键词：自修复;四重氢键;导热;聚二甲基硅氧烷;复合材料   
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        发布时间：2021-03-05
      • 胡晨曦,张晓红,乔金樑
        2021, 52(3): 281-286. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20215
        摘要：以“自稳定沉淀聚合”制备的聚马来酸酐-醋酸乙烯酯线性交替共聚物(PMV)为原料，利用水热法制得3种新型非共轭聚集诱导发光(AIE)聚合物. 通过荧光光谱、紫外-可见光光谱、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱分析(XPS)等表征方法，研究了3种聚合物的荧光和结构特性，并考察了其在Fe3+检测的应用. 实验结果表明：3种PMV衍生物均具有AIE性质，随着水热时间的延长，聚合物的发光颜色从蓝色红移至黄色，且水热1 h所得产物固体的绝对量子产率最高，可达17.05%；所得非共轭AIE聚合物可用于Fe3+检测，当Fe3+浓度为5~200 μmol/L时，猝灭效率与Fe3+浓度符合线性关系，调整确定系数为0.9922，最低检测限可低至1.22 μmol/L.  
        关键词：聚集诱导发光;非共轭聚合物;水热法;离子检测   
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        发布时间：2021-03-05
      • 董承威,冷雪菲,韩丽,李超,杨琳燦,沈禾雨,马红卫,李杨
        2021, 52(3): 287-296. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20204
        摘要：采用活性阴离子聚合方法研究了硅氢基功能化的1,1-二苯基乙烯(DPE)衍生物1-(4-二甲基硅氢苯基)-1-苯乙烯(DPE-SiH)与异戊二烯(Ip)在苯中的共聚反应，采用多种方法对序列分布、竞聚率和表观速率常数等进行测定. 结果表明无调节剂下共聚物链中异戊二烯的插入量远多于DPE-SiH，DPE-SiH主要分布在聚合物链末端，得到了一种梯度共聚物，竞聚率rIp=9.28，2种单体的表观速率常数分别为KD=0.00134 min−1，KIp=0.01421 min−1，Ip在无调节剂条件下的共聚中表现出高活性. 同时研究了添加调节剂(N′N'N'N-四甲基乙二胺(TMEDA)和叔丁醇钾(t-BuOK))后的共聚物链中的序列分布，加入调节剂TMEDA和t-BuOK后得到了交替共聚物，实现了DPE-SiH和Ip单元在共聚物链中的序列调控，且对链中Ip单元的微观结构含量进行了调控，对形成交替共聚物的原因做了探讨，并通过Gaussian模拟探究了活性中心对Ip微观结构具有选择性的机理以及调节剂对活性中心的作用机理.  
        关键词：活性阴离子聚合;交替序列调控;1-(4-二甲基硅氢苯基)-1-苯乙烯;异戊二烯   
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        发布时间：2021-03-05
      • 周臣旭,董思远,朱平,刘继广,董侠,王笃金
        2021, 52(3): 297-303. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20200
        摘要：以重复单元结构不同的3种线性脂环族聚酰胺(LATPA)材料为研究对象，通过核磁共振谱、红外光谱、热分析、X射线衍射等技术，研究了链结构单元的侧基、端基对材料聚集态结构的影响，并对比研究了不同聚集态结构材料的宏观力学性能和光学透明性差异，建立了链结构、聚集态结构与力学性能、光学性能的关系. 研究发现，侧基带来的大空间位阻降低了LATPA的结晶度，提高了材料的玻璃化转变温度；较长的柔性端基分子链有助于高分子链的有序规整排列，可生成尺寸很小的微晶；聚集态结构直接影响材料的力学和光学性能，无定形LATPA和含有微晶结构的LATPA都具有良好的光学透明性，前者的透明性更高，后者的综合力学性能更好.  
        关键词：线性脂环族聚酰胺;链结构;聚集态结构;力学性能;光学透明性   
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        发布时间：2021-03-05
      • 陆海峰,王猛,黄帅,陈旭漫,刘志洋,杨洪
        2021, 52(3): 304-311. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20197
        摘要：传统的液晶弹性体材料多采用丙烯酸酯类或聚硅氧烷类分子，通过自由基聚合制备. 然而由于自由基聚合易被氧气阻聚，固化过程收缩率高且内应力大，传统液晶弹性体材料的力学性能并不是很优异. 为解决这一问题，本文合成了带有环氧基团的液晶单体和交联剂，使用碘鎓盐作为引发剂，通过光引发阳离子反应，用原位聚合交联法制备了环氧液晶弹性体材料. 光引发阳离子聚合和传统自由基聚合相比，不受氧气影响且弹性体固化时体积收缩率小. 对制备出的液晶弹性体材料的晶相和力学等性能进行探究和表征，发现其比传统的丙烯酸酯类或者聚硅氧烷类液晶弹性体材料具有更优异的力学性能，在清亮点以上，其弹性模量达到了0.92 MPa.  
        关键词：液晶弹性体;光引发;阳离子聚合;可逆形变   
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        发布时间：2021-03-05
      • 刘仁鹏,邹会昭,黄炎昊,刘正英,杨伟,杨鸣波
        2021, 52(3): 312-320. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20181
        摘要：聚合物基正温度系数(PTC)材料中，基体分子在熔体状态下的运动能力可显著影响填料分布、PTC强度及稳定重复性等，明确其机理有利于高灵敏性且稳定可重复的PTC复合材料的设计与制备. 通过探究基体熔体黏度不同的聚偏氟乙烯(PVDF)/碳纤维(CF)的电阻-温度响应行为，可以发现复合材料PTC转变温度区间仅取决于基体化学结构与结晶性，而PTC循环稳定性却受到基体分子运动能力的显著影响. 当基体分子运动能力较强时，分子链极易黏附填料在CF表面形成包覆层，导致局部填料间距增大到隧穿距离以上，不利于复合材料导电网络的重建，导致随热循环次数增加，复合材料的室温电阻率有所升高，PTC可重复性略微降低. 而对基体分子链缠结明显的PVDF/CF复合材料中，运动能力较弱的分子链不会包覆CF粒子，在多次升温-降温循环后导电通路能恢复到初始状态，复合材料呈现良好的PTC可重复性，将其应用于电路过热保护装置时，复合材料表现出灵敏的温度响应特性及可多次循环的开关特性.  
        关键词：聚偏氟乙烯;导电高分子材料;正温度系数;分子链运动能力   
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        发布时间：2021-03-05
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