最新刊期
      2013 年 第 卷 12 期

        研究论文

      • 郭媛媛,祁军龙,王锦艳,蹇锡高
        2013(12): 1467-1475. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13104
        摘要： 以4-（4-羟基-苯基）-2H-二氮杂萘-1-酮（DHPZ）和2，6-二氟苯腈（DFBN）为反应物，通过芳香亲核取代反应合成数均分子量为3000的羟基封端的聚芳醚腈（PPEN-OH），再经二丙烯基醚化和硅氢加成反应合成桥连型硅氧烷产物（PPEN-Si），进而与二苯基硅二醇和十七氟癸基三甲氧基硅烷进行异官能团缩合反应，制备出含芳环桥连结构的氟硅杂化材料（PPEN-b-FPSO）.考察了反应温度、反应时间等因素对各阶段反应的影响，并采用FTIR，1H-NMR和19F-NMR对结构进行表征，证明结构正确.以PPEN-b-FPSO为基体，添加50%氟硅烷修饰的纳米二氧化硅初步制备超疏水涂层.采用扫描电子显微镜测试涂层表面形貌，发现涂层表面具有微纳米级的粗糙结构，用光学接触角测量仪测试其水接触角最大为159，表现出较好的疏水性能，涂膜的附着力为一级.  
        关键词：超疏水涂层;有机无机杂化材料;聚芳醚腈;氟硅氧烷;水接触角   
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        发布时间：2021-03-19
      • 丁跃,王丽华,韩旭彤
        2013(12): 1476-1482. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13108
        摘要： 采用浓硫酸为磺化剂，制备不同磺化度下的聚醚醚酮（PEEK）膜，研究不同磺化度下SPEEK膜的离子交换容量、面电阻、含水量、钒离子渗透率等参数，并选取磺化度为60%的膜进行单电池性能测试.结果表明，XRD测试显示SPEEK的结晶性下降，随着磺化度的升高，离子交换容量增加，含水量升高，钒离子渗透率升高.磺化度为60%的SPEEK膜（SPEEK60）相比Nafion117拥有更低的钒离子渗透率，离子选择性为Nafion117的10倍.在单电池的测试系统中，SPEEK60具有较高的库伦效率（CE）和能量效率（EE），在自放电测试中，SPEEK60自放电时间为Nafion117的2.5倍，通过循环测试隔膜性能稳定，充放电比较理想.SPEEK膜有希望成为新型离子交换膜应用于全钒液流电池中.  
        关键词：离子交换膜;磺化聚醚醚酮;钒离子渗透率;电池效率   
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        发布时间：2021-03-19
      • 司明明,丁率,郝建薇,徐利时,杜建新
        2013(12): 1483-1491. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13110
        摘要： 制备了浓度为80%的纳米三氧化二锑母粒（M-nano-Sb2O3），以此母粒与二乙基次膦酸铝（AlPi）复合阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）.氧指数、UL 94垂直燃烧、锥形量热仪及扫描电镜研究表明，nano-Sb2O3和AlPi之间的协同阻燃作用导致PET的氧指数由21.0%提高到了34.6%，UL 94垂直燃烧达到V-0级，热释放速率（HRR）、总烟释放（TSR）和CO释放量均有所降低，炭层的致密性显著变好.热失重、傅里叶变换红外光谱及X射线光电子能谱分析指出，协同作用增加了阻燃PET的残炭量及热稳定性，nano-Sb2O3表面的羟基与二乙基次膦酸发生缩合反应促进了成炭，残炭结构主要由磷酸铝（锑）、焦磷酸酸铝（锑）和共轭芳香环状物组成.差示扫描量热研究显示，协同作用有利于促进阻燃PET的结晶及增加熔融吸热量.因此，nano-Sb2O3与AlPi协同阻燃PET是以凝聚相交联成炭及吸热作用为主，兼有气相阻燃作用.  
        关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯;次膦酸铝;纳米三氧化二锑;阻燃   
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        发布时间：2021-03-19
      • 穆景山,李悦生
        2013(12): 1492-1500. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13111
        摘要： 研究了[N，O]螯合钒（Ⅲ）催化剂（[PhN=C（CH3）CH=C（Ph）O]VCl2（THF）2（2a），[PhN=CHC6H4O]VCl2（THF）2（2b）和 [PhN=CHC（Ph） CHO]VCl2（THF）2（2c）催化乙烯和丙烯的共聚合行为.聚合得到了不同丙烯插入率（0 mol%~20 mol%）和较窄分布（Mw/Mn3.0）的聚合物.借助高温核磁13C-NMR和高温GPC对所得聚合物的共单体插入率、序列结构、分子量及分布进行测试.研究表明，助催化剂、再活化剂、聚合温度以及反应时间等条件对聚合活性、聚合物分子量以及共单体插入率有重大影响.通过计算亚甲基序列分布（xi）以及聚合物链中连续亚甲基数均序列长度n0和n2+，证实了上述条件还能够对聚合物微结构起到微调作用.此外，虽然催化剂的共聚合活性相当，而且所得聚合物中共单体插入率也很接近，但是通过比较不同催化剂所获的聚合物的xi，n0和n2+，所得聚合物的序列结构却有明显差别，2a 催化体系最不容易发生单体的反向插入，而且链结构中存在更多长的亚甲基序列.通过Fineman-Ross方法计算出单体的竞聚率乘积rErP1.0，说明共单体的插入不受链末端单体单元种类的影响，使得k11/k12=k21/k22，催化剂 2a ~ 2c 均能催化乙烯与丙烯共聚合得到理想的无规共聚物.  
        关键词：共聚合;序列分布;竞聚率;无规共聚物   
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        发布时间：2021-03-19
      • 郭妙才,和亚宁,王晓工
        2013(12): 1501-1507. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13115
        摘要： 利用几种含不同生色团和具有不同生色团密度的偶氮聚合物刻写了表面起伏光栅（SRGs），研究了偶氮聚合物结构、不同起伏深度、周期和写入偏振态的表面起伏光栅对液晶取向性能的影响.对线偏振p+p干涉激光在BP-AZ-CN膜上刻写的表面起伏光栅，随着表面起伏深度增加，对5CB液晶的取向能力逐渐增强.在BP-AZ-CA和PA-AZ-CA薄膜上刻写的周期为800 和1200 nm的光栅，在光栅深度从16~100 nm都能诱导液晶均一取向排列.对起伏深度接近的BP-AZ-CA膜SRGs，周期为800 nm的SRGs诱导液晶的取向的能力明显优于周期1200 nm的SRGs.对周期同样为1200 nm，PA-AZ-CA表面光栅比BP-AZ-CA光栅具有更好的液晶取向能力.对于用圆偏振RCP+LCP干涉激光在PA-AZ-CA膜上刻录的SRGs，则观察不到液晶在SRGs表面的单轴取向.基于上述结果，对不同偶氮聚合物的分子结构及其SRGs的表面沟槽和膜内分子取向等因素对液晶取向的影响进行了讨论.  
        关键词：偶氮聚合物;液晶;取向;表面起伏光栅;结构   
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        发布时间：2021-03-19
      • 潘超,栾忠奇,王小娇,马玲
        2013(12): 1508-1513. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13107
        摘要： 首先采用无皂乳液聚合法获得了含有羧基官能团的聚苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物（poly（styrene-co-methacrylic acid），PSMAI），然后利用静电纺丝技术制备了PSMAI纳米纤维.并以酰胺结合的方式，在PSMAI纤维表面固载辣根过氧化物酶（HRP）.采用SEM、FTIR等手段表征了PSMAI纤维的表面微观形貌和化学特性.研究了HRP在纤维表面的固载时间与酶活性的定量关系，对比分析了酶固载前后的热稳定性，存储稳定性和PH稳定性.并以邻甲氧基苯酚作为水体污染的模型物，考察了固载HRP对邻甲氧基苯酚的去除效率.结果表明固载后的HRP相比游离HRP环境适应性能有较大提升.固载化HRP对邻甲氧基苯酚（OMP）催化反应120 min去除效率达80.2%，明显高于自由HRP去除效率（50%），有望应用于酚类水体污染的治理.  
        关键词：无皂乳液聚合;静电纺丝;纳米纤维;辣根过氧化物酶;固载化;邻甲氧基苯酚   
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        发布时间：2021-03-19
      • 黄汉雄,吴泽,关伟盛,汪斌
        2013(12): 1514-1519. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13116
        摘要： 采用微注塑（MIM）分别成型厚度为0.7 mm的聚丙烯（PP）制品及其与埃洛石纳米管（HNT）的复合材料制品（-PP和-PP/HNT），采用普通注塑（CIM）成型厚度为3.5 mm的PP制品（m-PP），研究了制品力学性能与晶体结构之间的关系以及HNT对制品力学性能和热稳定性的影响.结果表明，与m-PP制品相比，-PP制品的拉伸强度和储能模量（40 ℃）分别提高67%和48%，这是由于-PP制品的结晶度（76.7%）和剪切层厚度（占制品半壁厚的57.8%）明显较高所致.少量（2 phr）HNT的加入可进一步提高-PP制品的拉伸强度、储能模量和热稳定性，这主要得益于HNT能均匀分散于PP基体中.虽然-PP和-PP/HNT制品晶含量（20.0%和26.3%）显著高于m-PP制品晶含量（8.5%），但前两种制品的断裂伸长率却明显较低，这表明该2种制品中因分子链取向所致的韧性降低效应明显强于晶的增韧效应.  
        关键词：微注塑;埃洛石纳米管;结晶形态;力学性能;热稳定性   
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        发布时间：2021-03-19
      • 徐鑫灿,张顺花
        2013(12): 1520-1524. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13113
        摘要： 采用介质阻挡放电（ADBD）等离子体发生装置，以不同的工艺对UHMWPE纤维进行表面改性，并用分散染料对改性前后的纤维进行染色，研究了改性纤维的表面形貌、化学结构、染色性能及强度.结果表明，改性后UHMWPE纤维表面出现了大量刻蚀凹坑，表面粗糙度增加；FTIR分析发现，处理纤维表面出现了CO、C=O、OH等含氧极性基团，改善了纤维表面的化学极性；等离子体处理对UHMWPE纤维的强度影响较大，处理功率过高或时间过长，会使纤维的强度大幅度地下降，在处理功率为60~90 W，时间为45 s以内，纤维强度损失在10%以内；经等离子体处理，纤维的染色性能得到改善，纤维的K/S值从0.902提高到了1.625；综合考虑实验的最佳工艺参数为27 s、80 W.  
        关键词：UHMWPE纤维;ADBD等离子体;染色;改性   
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        发布时间：2021-03-19
      • 王艳玲,刘俊渤,孙佳妮,唐珊珊,靳瑞发
        2013(12): 1525-1530. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13117
        摘要： 以恩诺沙星（ENRO）为模板分子，甲基丙烯酸（MAA）为功能单体，通过密度泛函方法（DFT）模拟模板分子ENRO与功能单体MAA自组装分子印迹聚合物体系的构型，研究模板与单体在其不同印迹比例时形成的稳定复合物的成键情况及反应的结合能，比较ENRO与MAA不同印迹比例时分子印迹相互作用的强弱及其作用原理，探讨ENRO与MAA合成MIPs的最佳印迹比例.计算结果显示，模板分子ENRO与功能单体MAA的印迹比例为1：4时，制备的复合物结合能最低，结构最稳定.同时采用不同印迹比例合成恩诺沙星分子印迹聚合物（ENRO-MIPs）并测定各聚合物的吸附性，结果印迹比例为1：4时制备的聚合物的吸附量远大于其他印迹比例聚合物的吸附量.研究表明，实验结果与计算结果具有一致性.因此，理论化学计算模拟对分子印迹聚合物合成时印迹比例的选择具有很好的指导作用.  
        关键词：恩诺沙星;甲基丙烯酸;分子印迹;印迹比例;计算模拟;吸附性能   
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        发布时间：2021-03-19
      • 袁妍,刘仁,刘晓亚
        2013(12): 1531-1536. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13121
        摘要： 采用先插层后接枝的两步法，将十二烷基硫酸钠（SDS）和半加成物异佛尔酮二异氰酸酯-丙烯酸羟乙酯（IPDI-HEA）先后引入层状双氢氧化物（LDH）中，制备得到层间含有UV固化型丙烯酸酯基团的有机改性LDH.随后在UV光辐照下，LDH层间丙烯酸酯活性基团参与UV固化反应，通过原位聚合法得到完全剥离的聚合物/LDH纳米复合材料.通过X-射线衍射（XRD）和红外分析（FTIR）证明了LDH的插层改性结构；透射电镜（TEM）证实了LDH以纳米级剥离分散于聚合物基体中.并对复合材料的热稳定性和机械性能进行了研究，发现当LDH在复合材料中含量为5%时，起始分解温度较纯聚合物上升64.6 K，最终残余量从4.0%上升到8.7%，而拉伸强度也从原来的8.5 MPa上升至14.7 MPa，其综合性能远优于未复合LDH的UV固化型聚合物.  
        关键词：层状双氢氧化物;纳米复合材料;UV光固化;丙烯酸酯   
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        发布时间：2021-03-19
      • 沈显荣,傅智盛,范志强
        2013(12): 1537-1544. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13127
        摘要： 研究了氢气和硅烷类外给电子体对负载型Z-N催化剂催化丙烯聚合微观动力学的影响.通过噻吩酰氯淬灭法测定了聚合体系的活性中心浓度和链增长速率常数（kp）.通过聚合物的萃取分级，得到了生成无规聚丙烯、中等规度聚丙烯和等规聚丙烯的三类活性中心的数量及其kp值.结果表明，氢气提高聚合活性的效应源于活性中心浓度和kp值的同时增大.三类活性中心的氢气响应特性显著不同.生成无规聚丙烯的活性中心的数量在加入氢气后变化幅度最小，而生成中等规度聚丙烯的活性中心的kp值在加入氢气后增加幅度最大.改变外给电子体也显著影响三类活性中心的氢气响应特性.增加外给电子体的烷基取代基空间位阻一方面降低了发生区域选择性和立体选择性插入错误的几率，同时也降低了氢气影响kp值的程度，说明氢气活化效应与活性中心的区域选择性和立体选择性密切相关.根据实验结果提出了氢气活化效应的微观机理模型.  
        关键词：丙烯聚合;氢气;负载型Z-N催化剂;活性中心   
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        发布时间：2021-03-19
      • 白倩倩,肖长发,张旭良,黄庆林,胡晓宇
        2013(12): 1545-1552. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13131
        摘要： 分别以熔融纺丝-拉伸法聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维基膜和二维编织技术制备的聚丙烯腈（PAN）纤维中空编织管为增强体，以6 wt%~18 wt%的PVDF溶液和10 wt%的PAN溶液为铸膜液，通过共挤出纺丝技术，制备了四种增强型中空纤维膜，即同质增强型PVDF、PAN中空纤维膜和异质增强型PVDF、PAN中空纤维膜.由于在膜生物反应器（MBR）系统扰动震荡环境和膜反洗过程中增强型中空纤维膜对于其界面结合强度的需求远大于其对拉伸强度的要求.因此，借助溶解度参数法和超声震荡法分析和讨论表面分离层与增强体之间的界面结合状态，不但为 MBR系统中膜的选择提供更好的参考依据，也为增强型中空纤维膜界面结合提供一种全新的表征方法.结果表明，同质增强型中空纤维膜的界面结合状态明显优于异质增强型中空纤维膜，受相同超声震荡作用后，前者的水通量变化较小，而后者因界面结合状态较差，已发生界面损伤或剥离，导致膜的水通量变化较大.同时，PVDF中空纤维膜基膜作为增强体较由PAN纤维中空编织管作为增强体制备的增强型中空纤维膜界面结合更好，状态更稳定.  
        关键词：PVDF;PAN;增强型中空纤维膜;超声波;界面结合   
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        发布时间：2021-03-19
      • 田发银,刘娜,朱元元,殷俊,陈玉,吴宗铨
        2013(12): 1553-1560. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13140
        摘要： 探讨了3，6-二叠氮基-9-正己基咔唑和3，6-二乙炔基-9-正己基咔唑的合成路线，以得到的咔唑衍生物为聚合单体，通过Cu（I）催化叠氮和端基炔环加成点击化学（CuAAC）的方法进行加成聚合.得到了一种具有非常高分子量（Mn=100000~130000）的主链含咔唑的新型共轭聚合物，并对其结构和发光性质进行了表征.分析结果表明，该聚合物的玻璃化转变温度（Tg）为105 ℃，为结晶聚合物.该聚合物具有良好的热稳定性（热降解温度大于300 ℃）.荧光光谱显示该聚合物在400~420 nm有很强的蓝紫光发射，是一种具有潜在应用的蓝光发光材料.  
        关键词：咔唑;点击聚合;加成聚合;共轭高分子   
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        发布时间：2021-03-19
      • 郝亮,苏加叶,郭洪霞
        2013(12): 1561-1566. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13144
        摘要： 采用分子动力学模拟方法研究了水溶液中管状带电纳米颗粒的跨膜输运过程.主要考察了纳米颗粒的尺寸、所带的电性以及外驱动电场的大小对输运动力学行为的影响.研究表明，随着外电场的增大，所有管状纳米颗粒的跨膜流量都迅速增大，其中有些颗粒呈现出非单调的变化，这与之前发现的球形纳米颗粒单调增加的趋势截然不同；而跨膜时间会随电场强度的增大而单调减小，并符合幂指数衰减的规律，这与郎之万动力学的理论预测一致.在同一电场强度下，管状颗粒的跨膜流量要比球形颗粒小几倍到一个数量级，而跨膜时间则大几倍.与球形颗粒相比，管状颗粒需要牺牲一定的旋转自由度才能进入通道，因此它们通常具有低的跨膜流量和长的跨膜时间.研究结果加深了人们对于不同形状纳米颗粒跨膜输运的理解，对高效纳米载体的设计具有一定的参考意义.  
        关键词：纳米颗粒;水;输运;膜;分子动力学   
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        发布时间：2021-03-19

        研究简报

      • 龚文林,金波,彭汝芳,舒远杰,楚士晋
        2013(12): 1567-1572. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13200
        摘要： 以丙烯酸和氯乙醇为原料，经过酯化、自由基聚合以及叠氮化三步反应合成得到了一种新型叠氮类聚合物聚丙烯酸叠氮乙酯，可满足高聚物黏结炸药和固体火箭推进剂对黏结剂不敏感及相容性较好的要求.经元素分析、FTIR、UV-Vis、1H-NMR等方法对聚合物结构进行了表征，得到结构正确且叠氮化率为98.67%的产物；用GPC对聚合物的分子量以及分子量分布进行了检测，结果表明聚合物数均分子量（Mn）为1.14105，分子量分布指数（Mw/Mn）为3.20；用DTA、DSC、TGA等方法对聚合物的热稳定性进行了分析，结果表明聚丙烯酸叠氮乙酯在空气中220 ℃以内未见分解，热稳定性好，其玻璃化转变温度为-11.77 ℃.并用差热分析技术研究聚丙烯酸叠氮乙酯与炸药的相容性，结果表明其能在TNT及HMX炸药中安全使用，在RDX炸药中相容性欠佳.  
        关键词：聚丙烯酸叠氮乙酯;自由基聚合;叠氮化;相容性   
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        发布时间：2021-03-19
      • 刘红霞,张丽华,谭玉园,韦春,吕建,余传柏
        2013(12): 1573-1578. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.13205
        摘要： 八氨丙基齐聚倍半硅氧烷（POSS-NH2）是以立方结构Si-O-Si为核、顶角的8个氨丙基为壳的有机无机杂化纳米粒子，其粒径大小与大分子链的尺度相当.羧甲基纤维素（CMC）凭借其可再生性、可生物降解性、生物相容性和水溶性成为水凝胶制备的首选材料.本研究利用POSS-NH2中的NH2基团和CMC中的COOH基团之间的氢键作用形成POSS-CMC嵌段共聚物，继而由于POSS纳米粒子的聚集而交联形成新型的POSS/CMC水凝胶.并在此基础上，设计制备了双网络POSS/CMC/PNIPAm杂化水凝胶.通过红外光谱、原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、流变仪等测试手段分别对所制的POSS纳米粒子、POSS/CMC和POSS/CMC/PNIPAm水凝胶的结构和性能进行了表征.结果表明，所制备的八氨基POSS纳米粒子的粒径为4 nm，并成功制备了双网络POSS/CMC/PNIPAm杂化水凝胶，并且其具有优异机械性能、较好的溶胀性能和快速的温度响应性.  
        关键词：杂化水凝胶;双网络;羧甲基纤维素;聚-N-异丙基丙烯酰胺;POSS   
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        发布时间：2021-03-19
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