最新刊期
      2023 年 第 54 卷 9 期

        快报

      • 曹晶明,王建辉,陈于蓝
        2023, 54(9): 1263-1271. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23125
        摘要：利用螺吡喃和薁这两类染料的刺激响应性和光学活性，设计合成了以薁为核、双螺吡喃取代的新型力敏团SP-Az-SP，并通过缩聚反应，制备了含SP-Az-SP的嵌段聚氨酯弹性体. 对小分子力敏团在酸碱刺激、光照以及对弹性体在受力条件下的光学性质进行了系统的研究，发现了SP-Az-SP溶液对多重刺激具有正交响应性质，形成的螺吡喃开环产物呈现优异可调的生色效应. 含SP-Az-SP的聚氨酯也表现出灵敏的力诱导变色性质，证明了螺吡喃和薁基元的耦合在开发多重刺激响应性高分子材料及调控机械力诱导变色高分子的光学信号灵敏度方面的可行性，其有望应用于高对比度的光学应力探测和指示等领域.  
        关键词：机械力诱导变色高分子;光致变色;酸致变色;螺吡喃;薁;聚氨酯   
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        发布时间：2023-08-21

        专论

      • 王振宇,牛文文,张卓强,刘小孔
        2023, 54(9): 1272-1289. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23064
        摘要：高分子材料的大量消耗与持续积累已经在全球范围内造成了严重的环境污染与资源浪费. 发展可修复、可循环、可降解和可回收的新一代高分子材料是解决上述挑战的根本途径. 基于动态可逆的非共价键将聚合物链段进行交联可以有效地构建这些材料. 本专论系统总结了我们课题组在氢键交联超分子聚合物材料方面的系列研究进展. 基于多重氢键的协同性与动态性、氢键与动态共价键的协同，以及材料微相结构的调控，发展了系列兼具高强度与高韧性的超分子聚合物材料，实现了材料的修复、循环、降解与回收；不仅突破了非共价交联高分子材料力学性能弱的瓶颈，而且化解了高分子材料强度与韧性的矛盾. 相关研究为发展传统高分子材料的可持续替代品提供了新的思路. 同时，发展了系列基于氢键交联的功能超分子聚合物材料，展示了其在柔性电子、固态锂电池及水下黏合剂等方面的应用.  
        关键词：超分子;高分子材料;氢键;力学性能;可持续发展   
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        发布时间：2023-08-21

        综述

      • 严雨涵,吴丹明,丁承强,沈行,王召,张正彪
        2023, 54(9): 1290-1302. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23035
        摘要：机械化学作为一种温和、绿色的化学反应方法，近年来受到越来越多的关注. 使用研磨、超声等形式的机械力调控聚合反应是一种重要的高分子合成方法，在聚合过程调控和刺激响应性材料的制备方面已经显示出独特的优势. 本文总结了由超声、球磨等形式的机械力诱导的聚合反应，包括自由基聚合、氧化聚合、开环易位聚合，以及缩合聚合和点击聚合等. 同时，探讨了机械应力作用、超声空化作用以及压电效应对聚合过程的影响. 最后对机械力诱导聚合反应的研究进行了总结，对领域存在的问题和挑战进行了展望.  
        关键词：机械化学;机械催化;高分子力化学   
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        发布时间：2023-08-21

        研究论文

      • 赵东方,李峥,沈勇,李志波
        2023, 54(9): 1303-1311. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23061
        摘要：从聚(3-羟基丁酸酯) (P3HB)的醇解产物(R)-3-羟基丁酸甲酯出发，高效地合成了2个氧杂环内酯非对映异构体单体((3R,7R)-M1和(3S,7R)-M2). 苯氧甲基的引入使2个非对映异构体有较大极性差异，因而可以通过柱层析分离. 以MeAl[salen]为催化剂，BnOH为引发剂实现了单体的可控开环聚合，得到了分子量(Mn)可控和末端官能团明确的P((3R,7R)-M1)和P((3S,7R)-M2)聚合物. 利用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征聚合物的链结构，示差扫描量热法(DSC)表征证明了P((3S,7R)-M2)为半结晶聚酯. 在1,3,5-均三甲苯的稀溶液中，使用辛酸亚锡(Sn(Oct)2)催化解聚实现了P((3R,7R)-M1)的化学回收. 这种化学回收策略实现了P3HB的升级回收，延长了材料的生命周期，并拓展了高价值可闭环回收聚醚酯的种类.  
        关键词：开环聚合;闭合循环可降解聚酯;聚醚酯;聚(3-羟基丁酸酯)   
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        发布时间：2023-08-21
      • 黄卫军,计文希,张龙贵,宋建会,贾雪飞
        2023, 54(9): 1312-1319. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23060
        摘要：利用微尺度Cu(0)催化可逆失活自由基聚合的方法设计并合成了具有三臂星形结构的聚甲基丙烯酸酯类嵌段共聚物，并通过核磁共振、凝胶渗透色谱、流变等方法对聚合物的结构和性能进行了研究. 首先，设计并搭建了微尺度铜管催化的聚合反应平台，以1,1,1-三(2-溴异丁酰氧甲基)乙烷为引发剂，高效合成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚甲基丙烯酸十二烷基酯(PLMA)均聚物，研究表明微尺度铜管催化的可逆失活自由基聚合反应速率快，聚合过程可控，制备的聚合物分子量调节范围宽，分子量分布窄. 通过铜管微反应单元的串联，制备了PMMA-b-PLMA共聚物. 实验结果表明微尺度下铜管催化制备的聚甲基丙烯酸酯类嵌段共聚物具有结构可控，分子量可调节，分子量分布窄，分子链为三臂星形结构等特点. 以制备的PMMA-b-PLMA和PMMA-b-聚甲基丙烯酸十六烷基酯(PMMA-b-PHMA)为润滑油添加剂，实现了对烷烃类润滑油缠结性能的响应性调节，提高了润滑油在不同温度下的黏度保持率. 本研究为高效合成和应用三臂星形结构的聚甲基丙烯酸酯类聚合物提供了新的方法.  
        关键词：微尺度;铜催化;可逆失活自由基聚合;三臂星形聚合物   
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        发布时间：2023-08-21
      • 刘冲,程昉,何炜
        2023, 54(9): 1320-1332. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23027
        摘要：报道了一种基于乙烯基砜(VS)表面的双向密度梯度构建的新策略，该策略能够在生物配体梯度表面上直接生长惰性聚合物刷而不需要额外的表面改性. 采用该策略制备明确的配体密度芯片可用于在复杂生物流体中对应抗体的高特异性检测. 选择荧光素作为小分子活性配体模型以发展和验证该策略. 采用该策略制备荧光素和两性离子聚合物刷组成的双向密度梯度样品，并通过荧光素抗体(anti-FITC)在样品表面的皮尔森系数优选出聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱(PSBMA)作为惰性配体. 该双向密度梯度样品对anti-FITC和牛血清白蛋白(BSA)分别具有良好的特异性和抗非特异性结合能力. 通过该策略制备了具有明确anti-FITC吸附性能的荧光素芯片，发现高密度荧光素芯片在BSA和50%胎牛血清(FBS)溶液中对anti-FITC具有高的特异性和敏感性. 此外，选择抗人绒毛膜促性腺激素抗体(anti-HCG)和抗β2-微球蛋白抗体(anti-BMG) 作为生物大分子模型验证该策略的通用性. 因此，该策略不仅可以作为双向密度梯度制备的通用方法，而且可为生物检测芯片的制备提供理论指导.  
        关键词：双向密度梯度;乙烯基砜表面;荧光素;聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱   
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        发布时间：2023-08-21
      • 刘志洋,姜坤,聂振洲,朱冠群,江奇,胡新颖,杨洪,李全
        2023, 54(9): 1333-1342. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23062
        摘要：通过一步点击聚合反应制备了软硬段交联共聚物基锂盐离子导电弹性体，其可作为柔性应变传感器用于监测手指弯曲和摩尔斯电码传输信息. 硬段组分采用液晶基元，使膜在拉伸过程中分子趋于有序排列，增强弹性体的力学性能. 软段组分采用聚乙二醇二甲基丙烯酸酯低聚物(Mn = 750 g/mol)，不仅能增加离子导电弹性体的断裂伸长率和透明度，而且所含的醚氧链段能解离锂盐和传输锂离子，提高离子导电弹性体的导电率. 通过优化组分间的比例能得到高应变灵敏度和循环稳定的离子导电弹性体.  
        关键词：共聚物;离子导电弹性体;液晶;柔性;传感   
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        发布时间：2023-08-21
      • 郑军峰,葛云翀,程晓帆,吴雅婷,徐鹏,陈尔强
        2023, 54(9): 1343-1354. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23031
        摘要：为调控甲壳型液晶高分子(MJLCPs)的分子形状和相结构，以“苯-苄酯-苯”为柔性连接基团设计了一个新的MJCLP 1P，为对比研究，又设计了一个化学结构相似但含有“苯-酯-苯”刚性连接基团的MJLCP 2P. 研究结果表明，参考聚合物2P呈现稳定的层状液晶相，其分子形状应为片状构象；目标聚合物1P低温时形成层状液晶相，高温则为柱状液晶相，其分子形状应分别为片状和棒状. 本研究提出了1P的分子形状和相转变的机理：低温时，“苯-苄酯-苯”采取反式构象，侧链类似于棒状液晶基元，整个分子为片状，进而形成层状液晶相；高温时，“苯-苄酯-苯”采取旁氏构象，侧链对主链的甲壳效应增加，驱动整个分子为棒状，进而形成柱状液晶相. 通过在MJLCPs的侧链中引入“苯-苄酯-苯”柔性连接基团，实现了MJLCPs的分子形状和相结构调控.  
        关键词：甲壳型液晶高分子;层状液晶相;柱状液晶相;片状分子;柱状分子   
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        发布时间：2023-08-21
      • 包鑫鑫,钱露,黄晓波,张松,王健,鲍雨,崔树勋
        2023, 54(9): 1355-1362. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23067
        摘要：为了更加深入地研究聚乙烯醇(PVA)-碘复合物的最可能结构，利用单分子力谱技术对PVA与碘、直链淀粉与碘的相互作用进行了对照研究. 实验结果显示PVA与碘离子之间并不存在类似于直链淀粉与碘离子的特殊单分子力谱信号，即：PVA与碘不能形成螺旋结构，单链模型不是PVA与碘相互作用的主要方式. 本工作为进一步研究PVA-碘复合物的多链模型奠定了基础.  
        关键词：聚乙烯醇-碘复合物;直链淀粉-碘复合物;单分子力谱;螺旋结构   
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        发布时间：2023-08-21

        综述 (高分子表征技术专题)

      • 叶焱,孟祥泽,唐国烁,金广轩,杨睿,谢续明
        2023, 54(9): 1363-1384. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23111
        摘要：生物降解能够使高分子材料回归自然界物质循环，被认为是解决塑料污染的一大重要途径. 高分子材料的生物降解性能表征对相关材料开发、改性和产业应用十分重要. 本文针对高分子材料的需氧生物降解，从降解产物和降解残留材料两个方面介绍常用表征方法. 降解产物的表征主要从CO2生成量、O2消耗量和小分子产物三方面开展，降解残留材料的表征围绕其组成结构变化和性能变化. 介绍了各表征方法的简单原理和典型案例，并对未来发展进行了展望.  
        关键词：高分子材料;生物降解;降解产物;材料表征;性能变化   
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        发布时间：2023-08-21
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