最新刊期
      2025年第56卷第9期

        前言

      • 高分子弹性体专辑前言

        刘国明, 郭宝春, 王笃金, 胡文兵
        2025, 56(9): 1-2. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25no9
          
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        更新时间：2025-08-28

        综述

      • 嵌段型热塑性弹性体——现状与进展

        朱丽倩, 肖扬可, 王文俊, 刘平伟, 王青月, 介素云, 胡激江, 姚臻, 李伯耿
        2025, 56(9): 1463-1479. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25036
        摘要：热塑性弹性体具有独特的微相分离结构，使其既具备橡胶弹性，又能够在高温下重塑. 嵌段型热塑性弹性体是热塑性弹性体中最典型的品种，其链结构具有多样性，这不仅丰富了嵌段型热塑性弹性体的宏观性能，还使其得到了广泛应用. 本文综述了已工业化的几种嵌段型热塑性弹性体，以及多年来人们为改善它们耐热性、耐化学性和力学性能，在硬段和软段物理改性、化学修饰以及动态共价交联等方面所做的工作；介绍了研究者在物理与化学双重交联的热塑性弹性体构建中发现的形状记忆和自修复功能，以及嵌段型热塑性弹性体的介电性能；展望了嵌段型热塑弹性体在智能电子、仿生机器人等高端领域中的应用前景. 进一步介绍了生物基和生物降解热塑性弹性体，以及以废弃高分子为原料的热塑性弹性体的制备研究.  
        关键词：热塑性弹性体;嵌段共聚物;可逆交联;高性能化;功能化   
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        更新时间：2025-08-28

        研究论文

      • 长链支化聚烯烃弹性体的合成、结构与性能研究

        刘明, 杨小俊, 陈风涛, 董金勇
        2025, 56(9): 1480-1492. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25053
        摘要：聚烯烃弹性体(POE)作为高端的聚乙烯树脂，具有高抗冲击性、高弹性、高柔韧性以及与其他聚烯烃材料的优异相容性，但由于其本身缺乏长链支化结构，导致其在熔体加工过程中仍存在不足. 本研究采用两种策略，分别将ω-烯烃基甲基二氯硅烷和非共轭α,ω-双烯烃作为长链支化功能助剂，向POE分子链中引入H型长链支化结构，合成得到了同时具备高熔体强度、高透光率和优良力学性能的新型长链支化聚烯烃弹性体(LCB-POE). POE样品的傅里叶红外光谱(FITR)、凝胶渗透色谱(GPC)和熔体流变测试结果均证明了长链支化结构的存在. 对比两组样品的流变测试结果可知，使用ω-烯烃基甲基二氯硅烷作为LCB助剂具有更高的长链支化结构生成效率.  
        关键词：ω-烯烃基甲基二氯硅烷;非共轭α;ω-双烯烃;长链支化结构;限定几何构型催化剂;聚烯烃弹性体   
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        更新时间：2025-08-28
      • 许浒, 张自强, 陈昶乐, 王福周
        2025, 56(9): 1493-1504. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25059
        摘要：在聚烯烃金属催化剂的修饰过程中，远程大位阻基团对取代位点进行修饰的策略具有潜在的能力来调节催化行为，然而这种策略在配位插入烯烃聚合反应中常常被忽略. 本研究合成并表征了一系列α-二亚胺镍催化剂Ni1~Ni5，这些催化剂具有不同位阻且对位被三苯甲基修饰. 在氯化二乙基铝(Et2AlCl)的活化作用下，使用这些镍催化剂进行了乙烯链行走聚合反应，同时探讨了空间位阻效应所产生的影响. 研究表明，在对位引入三苯基甲基基团能够形成远端刚性位阻，从而显著提高镍催化剂的热稳定性，并且使镍催化剂展现出更高的催化活性. 催化剂的空间位阻效应以及聚合条件的变化对乙烯聚合活性、所制备的聚乙烯分子量、支化度、热力学性能以及力学性能均具有显著影响. 尤其是异丙基取代的Ni3~Ni5展现出极高的催化活性，高达1.26×107 g‧mol-1‧h-1，能够生成高分子量的支链聚乙烯，并使其保持优良的力学性能和弹性性能. 值得注意的是，在120 ℃高温聚合条件下，不对称结构的Ni5仍然保持了较高的活性(8.10×106 g‧mol-1‧h-1).  
        关键词：镍催化剂;乙烯聚合;链行走;聚烯烃弹性体   
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        更新时间：2025-08-28

      • 电子和空间位阻协同的α-二亚胺镍催化制备聚乙烯弹性体

        岳静峰, 胡小强, 齐佳俊, 王玉银, 简忠保
        2025, 56(9): 1505-1517. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25058
        摘要：α-二亚胺镍配合物因其特有的“链行走”聚合机理对聚合物主链结构中的支化密度与支化类型进行原位调节而备受关注，目前已被广泛用于聚烯烃弹性体(POE)合成研究. 在本工作中，合成了一系列基于电子和空间位阻协同效应的对称/不对称α-二亚胺镍催化剂，并将其用于乙烯聚合反应. 通过在苯胺3,4,5-位点引入甲氧基，一方面使其具有给电子效应，另一方面甲氧基与2,6-位点取代基具有排斥作用，从而将轴向位阻基团推向活性中心，对中心金属进行有效屏蔽. 基于3,4,5-三甲氧基取代的电子和空间位阻协同策略有效促进了乙烯链增长，并抑制链转移副反应的发生，这类催化剂普遍表现出很高的催化活性(高达1.1×108 g·mol-1·h-1)，可制备出分子量可调(Mn = 124~2106 kDa)，支化密度可调(41/1000C~103/1000C)的聚乙烯弹性体材料. 通过高温核磁共振碳谱分析，发现聚合物微观结构以甲基支化为主，乙基、正丙基、正丁基等短支链占比约20%. 对不同分子量梯度和支化梯度的聚乙烯样品进行了力学性能测试，这些高支化聚乙烯表现出低至中等的拉伸强度(2.16~12.33 MPa)和高断裂伸长率(339%~1339%)，表明聚合物具有非常好的韧性. 这些聚乙烯材料普遍具有良好的弹性回复性能，应变回复率最高可达91%.  
        关键词：聚烯烃;α-二亚胺镍催化剂;协同效应;乙烯聚合;聚乙烯弹性体   
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        更新时间：2025-08-28

      • 自诊断自修复弹性体仿生涂层材料的制备及性能研究

        高文通, 陆书羽, 李承辉
        2025, 56(9): 1518-1528. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25023
        摘要：随着海洋资源的持续开发，金属腐蚀已成为影响装备水下正常运行的关键问题，对海洋工程装备的长效防护具有重要战略意义. 自修复涂层能够在受损后自主修复伤口，阻止腐蚀介质侵入，起到长效防腐的作用. 受海洋中贻贝黏蛋白的启发，设计了一种基于动态二硫键构筑的自诊断自修复弹性体仿生涂层材料LP55-BPY. 实验结果表明，LP55-BPY具有优异的力学性能，杨氏模量和抗穿刺能分别为1.74 MPa和976 mJ，主链中二硫键的动态交换和饱和结构赋予材料良好的自修复性能和耐介质性能，室温5 h修复效率达到92%. 在受损后，LP55-BPY中联吡啶基团能够捕获水下环境中的Fe3+离子，伤口处的配位交联作用可赋予涂层材料自显色诊断和自增强的特性，并有助于伤口修复. 此外，LP55-BPY还具有良好的可回收再利用性能，可用于海工装备的表面防腐防护.  
        关键词：自诊断;自修复;涂层材料;配位键;二硫键   
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        更新时间：2025-08-28
      • 李欣芮, 汤健, 张澳, 刘二波, 华静
        2025, 56(9): 1529-1536. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.24318
        摘要：路易斯碱经常被用作结构调节剂以提高丁二烯阴离子聚合的1,2-选择性. 本研究报道了四种新型不同烷基取代基的N,O-双齿路易斯碱，其化学名称分别为1-(2-甲氧基乙基)-哌啶(MOD 1)、1-(2-乙氧基乙基)-哌啶(MOD 2)、1-(2-丙氧基乙基)-哌啶(MOD 3)、1-(2-丁氧基乙基)-哌啶(MOD 4). 对比研究所合成的新型结构调节剂与5种已报道的常见结构调节剂对丁二烯阴离子聚合的影响，并探究了不同调节剂的用量、聚合温度等因素对聚合反应的影响规律. 结果表明，新设计的N,O-双齿结构调节剂能够在较少的用量下达到较好的聚丁二烯1,2-结构的调节效果，且调节能力稳定随聚合温度变化波动小.  
        关键词：阴离子聚合;结构调节剂;丁二烯;微观结构   
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        更新时间：2025-08-28

      • 调控嵌段序列长度提升热塑性聚氨酯的力学性能

        史家昕, 郭宝华, 徐军
        2025, 56(9): 1537-1545. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25028
        摘要：热塑性聚氨酯(TPU)作为广泛应用的材料，其结构-性能关系与高性能设计备受关注. 本研究针对具有氢键阵列的酰肼基TPU弹性体，通过预聚-扩链法控制嵌段序列长度制备了软硬段比例相同但是软硬段的序列长度不同的材料. 结果表明，长序列可以通过强化微相分离和氢键分级响应来实现性能的显著提高，包括强度、韧性、流动温度、抗松弛等. 序列长度调控这一方法为高性能TPU设计提供了新颖的思路，也加深了对TPU结构-性能关系的认识.  
        关键词：热塑性聚氨酯;弹性体;序列长度;氢键;力学性能   
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        更新时间：2025-08-28
      • 吴佳妮, 王岳鹏, 钱博, 吴泽凯, 苏基林, 王艺涵, 李闯, 游正伟
        2025, 56(9): 1546-1556. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25012
        摘要：近年来，通过引入动态共价键实现可重塑加工的热固性聚氨酯材料得到了广泛关注. 然而大多数动态聚氨酯都采用溶液聚合法. 溶剂的使用使工艺变得复杂，并增加了成本. 本研究选用已工业化生产的、含大位阻作用的仲胺型扩链剂、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二元醇(PTMG)和交联剂甘油以无溶剂本体聚合法，制备得到了一种含受阻脲键的动态聚脲弹性体. 原料廉价易得、生产过程绿色环保，具有良好的工业化生产前景. 利用红外光谱、紫外光谱、动态热机械分析、热重分析、流变测试表征了弹性体的结构和性质. 研究结果表明含受阻脲键的聚脲弹性体具备良好的机械性能(拉伸强度：13.0~24.5 MPa)、优异的回弹性与可重复加工性能. 我们进一步探究了所制备的聚脲弹性体的潜在应用，利用其制备了单电极摩擦纳米发电机(TENG)，展示了其在电学上应用的潜力.  
        关键词：受阻脲键;聚脲弹性体;重加工;摩擦纳米发电机   
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        更新时间：2025-08-28
      • 田娟, 李佳林, 宋红玮, 马远驰, 李志波
        2025, 56(9): 1557-1572. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25084
        摘要：本研究以聚己内酯(PCL)为软段，通过引入手性二醇异山梨醇(IS)与异甘露醇(IM)构建了两种立体构型的热塑性聚氨酯弹性体(TPU-IM/TPU-IS)，揭示了扩链剂分子构象对材料性能的影响. 研究发现，TPU-IM体系凭借其刚性三维构象形成更高密度的氢键交联网络，且氢键含量随硬段比例增加，呈线性增长.在力学性能方面，TPU-IM-30表现出71.0 MPa的拉伸强度和1312%断裂伸长率的高综合性能，其杨氏模量(45.3 MPa)相较对应的TPU-IS-30提升125%，且相较于TPU-IM-20而言，硬段含量增加未显著牺牲断裂伸长率. 循环拉伸测试表明，TPU-IM-30在低应变下表现出比TPU-IS-30更高的回弹性与优异的能量耗散能力.同时，TPU-IM和TPU-IS弹性体具有抗撕裂、应力松弛抗性、热稳定性和可再加工性. 本研究揭示了异甘露醇的立体构型在构建动态氢键网络中的独特优势，为设计兼具高强度、高韧性以及能量耗散的智能响应材料提供了新思路.  
        关键词：立体异构体;氢键结构;热塑性聚氨酯;高性能弹性体   
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        更新时间：2025-08-28

      • 堆捂对天然橡胶微观结构及性能的影响及机制研究

        连绍雄, 张俊祺, 阮林光, 白进, 谢正田, 吴锦荣
        2025, 56(9): 1573-1584. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25074
        摘要：天然橡胶(NR)因为其优异的综合性能而成为重要的战略资源，但生产中的批次稳定性问题制约了其工业化发展及实际应用. 将NR生胶原料进行堆捂处理可以一定程度上改善批次稳定性的问题，然而堆捂过程中NR微观结构的变化及其对性能的影响尚未明晰，阻碍了堆捂在NR领域的应用. 本工作采用凯式定氮仪以及傅里叶红外光谱仪研究了NR在堆捂过程中的组成结构变化，采用流变行为分析、加工性能测试、硫化行为表征、机械性能测试等研究了堆捂对NR结构与性能的影响. 结果表明，堆捂过程中NR的蛋白质含量增加，脂质含量降低. 蛋白质含量的增加提高了硫化胶的硫化速率以及能量耗散能力，并赋予NR更好的抗热氧老化性能. 脂质含量的降低使得凝胶含量减少，进一步导致力学性能以及储能模量下降；而凝胶含量的降低促使NR网络结构均化，提升了NR在高温下的储能模量以及硫化胶的力学性能. 本研究揭示了堆捂过程中NR结构的演变规律以及其对性能的影响机理，为堆捂在NR产业的应用提供了理论依据.  
        关键词：天然橡胶;堆捂预处理;天然网络;非胶组分;结构性能关系   
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        更新时间：2025-08-28

      • 聚酰胺66固相增黏过程中分子量增长规律和谱学表征分析

        朱平, 苏晨龙, 王晓华, 李慧, 仇超, 任宇婷, 周勇, 赵莹, 董侠, 王笃金
        2025, 56(9): 1585-1596. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25021
        摘要：聚酰胺66 (PA66)的固相增黏是调控树脂切片分子量和机械力学性能的重要手段. 本研究通过使用一维和二维核磁共振谱、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析推断固相增黏前后PA66切片样品中副产物的结构，并结合端基滴定、液质联用谱等方法，阐明了固相增黏过程中分子量增长规律、副产物种类等. 甲醇抽提试验说明固相增黏在显著提高PA66切片分子量的同时使得环状PA66含量降低，尤其是重复单元数为1~4的环状PA66含量显著下降. 鉴于PA66切片中各种副产物难以有效分离，本研究使用的谱学表征分析方法能够在复杂的核磁和质谱中辨识出它们的信号，有望为定量计算副产物含量奠定基础，继而为优化PA66的聚合和固相增黏工艺、提高PA66切片品质提供支持.  
        关键词：PA66;固相增黏;核磁共振谱;基质辅助激光解吸飞行时间质谱质谱;环状副产物   
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        更新时间：2025-08-28
      • 李媛, 侯晓宇, 刘克, 黄鑫, 张建明, 段咏欣
        2025, 56(9): 1597-1609. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25051
        摘要：将来源于自然界的纤维素纳米晶(CNCs)用于补强聚二甲基硅氧烷(PDMS)，在提高其强度的同时，还能赋予复合材料一定的生物友好特性，契合可持续发展的趋势. 然而，CNCs与PDMS的相容性差，难以在基体中均匀分散，对CNCs进行硅烷化接枝改性，是提高其与PDMS间相容性的有效途径. 为避免硅烷偶联剂在接枝过程中的自聚合，本研究利用羧基化纤维素纳米晶(CCA)的羧基与3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)所带氨基的酰胺化反应，制备了高硅烷氧基含量的纤维素纳米晶(CCK). CCK所带硅烷氧基可参与PDMS的交联反应，从而在两者之间形成共价相互作用，促进了CCK在PDMS中的均匀分散，使得CCK兼具补强和交联的双重作用，大幅提高了PDMS/CCK复合材料的力学性能. 此外，相比PDMS，PDMS/CCK具有更高的热稳定性.  
        关键词：羧基化纤维素纳米晶;酰胺化改性;聚二甲基硅氧烷;交联   
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        更新时间：2025-08-28

      • 聚醚酯多嵌段共聚物对不饱和聚酯树脂的增韧增强研究

        曹文璐, 陈鹏, 杨语欣, 陈欢, 忻锋光, 王超, 徐林, 李晓虹, 屠迎锋
        2025, 56(9): 1610-1620. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25098
        摘要：不饱和聚酯树脂固化后具有优异的性能，但存在脆性大、韧性差的缺点，需要进行增韧改性. 嵌段共聚物可用于不饱和聚酯树脂的增韧改性，但有关嵌段数目、长度等对性能的影响尚鲜见报道. 本研究将聚醚酯多嵌段共聚物作为增韧改性剂，研究了其嵌段数目、长度等结构对不饱和聚酯树脂固化物性能的影响. 以麝香T(EB)和不同分子量的聚四氢呋喃(PTMO)二醇通过开环-缩合级联聚合，制备了具备不同嵌段数目(即总分子量)和嵌段链段长度的(PEB-b-PTMO-b-PEB)n聚醚酯多嵌段共聚物. 将其与不饱和聚酯树脂共混，加入引发剂加热交联后制备得到改性不饱和聚酯树脂固化物. 结果表明，添加少量的多嵌段共聚物(1 wt%~5 wt%)即可显著增加树脂固化物的拉伸强度、杨氏模量、缺口抗冲击强度和韧性，最高可分别提升48%、31%、20%和178%. 在其他因素不变的情况下，固化物的强度、断裂伸长率、韧性随嵌段共聚物添加量或嵌段数目的增加而增加，缺口抗冲击强度变化不大，而模量则略有下降. 另一方面，随嵌段链段长度的增加，固化物的强度、模量和韧性略有增加. 上述结果说明多嵌段共聚物较两嵌段或三嵌段共聚物在增韧改性方面具有明显的优势，为不饱和聚酯树脂的增韧增强改性提供了新思路.  
        关键词：嵌段共聚物;不饱和聚酯树脂;增韧;增强   
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        更新时间：2025-08-28

      • 聚氨酯类玻璃体应力松弛活化能的大数据解析

        柏康娜, 谢椿辉, 刘文涛, 犹阳, 李云琦
        2025, 56(9): 1621-1632. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25103
        摘要：含有动态共价键(DCBs)的聚氨酯类玻璃体(vitrimer)兼具热固性材料优异的服役性能和热塑性材料良好的重复成型能力，是聚氨酯材料可持续发展的重要前沿研究方向. 本研究聚焦聚氨酯类玻璃体满足Arrhenius方程的独特应力松弛行为，利用大数据方法解析了该行为活化能(Ea)及其与动态共价键、应力松弛实验控制参数的关系. 通过61条样本的9个特征参数，包括玻璃化转变温度(Tg)、拓扑冻结转变温度、动态共价键类型和含量等，利用CatBoost和SISSO算法分别构建了Ea的定量解析模型，CatBoost模型的决定系数高达0.998，而SISSO模型的显式关系决定系数达到0.837，说明这些特征对Ea具有足够的解释度. 基于这两个解析模型发现，Ea与满足Arrhenius方程区间的最低和最高温度，以及聚合或预聚温度正相关，与玻璃化转变温度Tg和应力松弛实验的初始形变呈负相关，对DCBs的类型和含量也表现出一定的依赖性. 这些发现可为深入理解聚氨酯类玻璃体的应力松弛活化能，调控热固性聚氨酯材料的重复加工成型提供指导.  
        关键词：聚氨酯;类玻璃态高分子;动态共价键;活化能;大数据   
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        更新时间：2025-08-28

      • 高分子量端酰胺官能化顺丁橡胶的合成与性能研究

        张秀慧, 董静, 李伟天, 李旭, 王凤, 刘恒, 张学全
        2025, 56(9): 1633-1643. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25104
        摘要：采用具有可控配位链转移聚合特征的催化体系Nd(vers)3/Al(i-Bu)2H/Al2Et3Cl3引发丁二烯聚合，利用聚合体系快速可逆的链转移反应及Al-Polymer键较高的反应活性，在分子链末端高效地引入了酰胺基团，实现了高分子量顺丁橡胶原位官能化的高效制备. 通过凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和示差扫描量热(DSC)表征了聚合物的结构，结果表明酰胺的引入使得聚合物链间产生了氢键作用. 与顺丁橡胶相比，在分子量和分子量分布基本一致的情况下，官能化顺丁橡胶的表面能和门尼黏度均有明显提升. 极性基团的引入使得填料在顺丁橡胶基体中的分散性改善，硫化胶的交联密度、强度和韧性均有提升，拉伸强度由19.6 MPa提高到了22.2 MPa. 本研究为原位合成官能化高分子量、高顺式-1,4含量的顺丁橡胶提供了一种简捷高效的策略，为顺丁橡胶的官能化及高值化应用提供了理论依据.  
        关键词：配位链转移聚合;稀土催化剂;丁二烯;官能化   
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        更新时间：2025-08-28

      • 具有温和热响应的同步变形变色侧链型手性液晶弹性体

        尹茜, 李露, 赵予溪, 游星宇, 杨科珂
        2025, 56(9): 1644-1652. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25114
        摘要：胆甾型液晶弹性体(CLCEs)因其优异的弹性性能、独特的螺旋光子晶体结构和灵敏的刺激响应变形特性，被广泛应用于智能执行器和传感器等领域. 然而，如何在温和热刺激下实现宽波长范围的同步变形变色仍面临关键挑战. 本研究以(巯基丙基)甲基硅氧烷均聚物(PMMS)作为主链骨架，结合单官能度液晶基元与双官能度刚/柔性交联剂，通过巯基-烯点击反应构建侧链型CLCEs动态交联网络. 大量液晶基元以侧基方式悬挂于柔性骨架上，有效降低网络的转变温度；同时，引入动态二硫键赋予材料拓扑结构可重构能力. 所制备的CLCEs在25~80 ℃范围呈现优异的热致变色和力致变色(波长变化超过160 nm)能力. 典型样品还表现出良好的同步变形变色特性，验证了该材料体系在自适应智能器件中的应用潜力.  
        关键词：手性液晶弹性体;热致变色;力致变色;形状记忆;二硫键   
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        更新时间：2025-08-28
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