最新刊期
      2013 年 第 卷 2 期

        专论

      • 吴其晔
        2013(2): 149-153. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12271
        摘要： 每门成熟科学必然都存在一个范式,体现该门学科特殊的内在结构、基本理论框架,界定研究范围.但迄今为止,发展迅猛的高分子凝聚态物理学的范式尚未形成.本文梳理、总结了近二、三十年来高分子凝聚态物理学的重要成果,阐述并强调了软凝聚态物质、自相似、分形、标度律、关联效应、溶致凝聚、熵致相变、布朗运动、多体效应和对称破缺等基本概念及其意义,指出探究和凝练高分子凝聚态物理学的范式是摆在当前高分子物理学家面前亟待解决的问题.  
        关键词：高分子;凝聚态物理;范式   
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        发布时间：2021-03-19

        研究论文

      • 孟祥丽,王丹丹,王鹏
        2013(2): 154-159. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12021
        摘要： 采用二步法合成了以2,6-二(对-氨基苯)苯［1,2-d;5,4-d］二噁唑和1,4-二(3,4-二苯氧基)苯四甲酸二酐(HQDPA)为单体的聚苯并双噁唑酰亚胺.该聚酰亚胺的预聚体聚酰胺酸的黏度为1.70 dL/g,经过热环化后能够生成浅黄色的聚酰亚胺薄膜.通过热重分析法研究了聚苯并双噁唑酰亚胺在N2气氛中的热降解机理.采用Flynn-Wall-Ozawa和Friedman 法计算了聚苯并双噁唑酰亚胺热降解表观活化能,分别为356.36 kJ/mol和370.54 kJ/mol,平均值为363.45 kJ/mol;反应级数为4.22,指前因子为6.441016 s-1.采用Coast-Redfern法和Phadnis-Deshpande法研究了聚苯并双噁唑酰亚胺的热降解固相反应机理,认为该聚酰亚胺的热降解机理属于反曲线(A3)机理,是成核和增长模式(Avrami equation 2方程)控制的热降解反应,积分形式为g(X)=［-ln(1-X)］3.  
        关键词：苯并双噁唑;聚酰亚胺;热降解机理;活化能   
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        发布时间：2021-03-19
      • 李文武,邱东,张兴华
        2013(2): 160-165. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12177
        摘要： 利用1/N展开理论考察高分子物理中的几个典型高分子体系.研究发现,平均场理论只有在体系具备一定对称性时才适用.在中性高分子溶液中,不论是单组分、多组分还是嵌段共聚物体系,1/N展开理论对于N取值不小于6时是适用的. 对于聚电解质体系,平均场理论仍然可以粗糙地描述弱带电聚电解质的统计性质. 对于强带电聚电解质体系,由于体系对称性大为降低,平均场理论不再适用,标度理论或许会是一个适合的方法.  
        关键词：平均场理论;1/N 展开;对称性;高分子物理   
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        发布时间：2021-03-19
      • 付全军,王辛龙,张志业,周健,黎金霞,钟本和,杨林
        2013(2): 166-173. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12185
        摘要： 采用新工艺路线合成高熔点磷酸酯阻燃剂对苯二酚双(二苯基磷酸酯)(HDP).首先采用对苯二酚和三氯氧磷合成中间产物,再将中间产物与苯酚反应,经分离纯化得到产品HDP,收率达到90%以上,常温下为白色固体.采用傅里叶红外光谱、氢谱、磷谱和质谱测试确定了其结构.同时,研究了HDP的阻燃性,并与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)进行了比较,研究发现当HDP和RDP分别与成炭剂酚醛树脂(NP)按20/10比例添加到丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂中,增强了复合材料凝聚相阻燃作用,极限氧指数(LOI)有所提高.通过热重及锥形量热分析两种复合材料以及各种组分的热降解过程,阻燃剂的添加对ABS树脂的热稳定性和残炭量明显提高,而且ABS/HDP/NP复合材料的抑烟性更好;同时采用扫描电镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDS),发现ABS/HDP/NP复合材料燃烧后成炭空隙均匀,其残炭中磷分布比ABS/RDP/NP复合材料残炭中的磷分布更加均匀.研究表明,HDP与NP互配添加到ABS中,在凝聚相阻燃作用优于RDP.  
        关键词：对苯二酚(二苯基磷酸酯);阻燃剂;凝聚相;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯   
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        发布时间：2021-03-19
      • 刘倩倩,唐川,杜哲,关怡新,姚善泾,朱自强
        2013(2): 174-182. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12189
        摘要： 利用超临界CO2(SC-CO2)发泡法制备了一系列聚(乳酸-乙醇酸)共聚物(PLGA)多孔支架材料,研究了PLGA分子量和组成、发泡过程温度、压力以及泄压速率等对泡孔尺寸及形态的影响.结果表明,随着PLGA组成中乳酸含量的增加,泡孔平均孔径增大且连通性增强;提高过程压力易形成孔径小且泡孔密度大的微孔结构材料;降低泄压速率,泡孔易合并形成大孔.聚合物处于高弹态时,较低的发泡温度易导致特殊的多面体结构大孔的形成;而当温度较高时,泡孔塌缩形成球形微孔结构,且泡孔尺寸随着温度升高而增大.SC-CO2发泡法能有效地去除有机溶剂,避免在高温条件下操作,可以实现5~500 m范围内孔径可控的PLGA多孔支架材料的制备.  
        关键词：聚(乳酸-乙醇酸)共聚物;超临界CO2;发泡;多孔支架   
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        发布时间：2021-03-19
      • 李贵芳,左阳,陈磊,张吉东,闫东航,秦大山
        2013(2): 183-190. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12190
        摘要： 制备了由低聚合度的聚［2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊［2,1-b;3,4-b'］双噻吩)-交替-4,7-(2,1,3-苯并噻二唑)］(LDP-PCPDTBT)、［6,6］-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)组成的三组分共混薄膜,并通过加入溶剂添加剂(1,8-二溴辛烷,DBO)对体系进行了优化处理.研究发现,没有加入DBO时,LDP-PCPDTBT和PC61BM相在PMMA的基质中分别是无定形的和结晶的;加入DBO后,PMMA基质中LDP-PCPDTBT和PC61BM间的相分离过程得到优化,有机太阳能电池的能量转换效率相应提高了32.4%.  
        关键词：有机太阳能电池;三组分共混薄膜;LDP-PCPDTBT;PMMA;1,8-二溴辛烷   
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        发布时间：2021-03-19
      • 吴蓉,翟光群
        2013(2): 191-198. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12191
        摘要： 提出并验证了一种通过普通自由基聚合在纳米TiO2表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯的简单方法.通过在纳米TiO2粒子表面引入伯胺分子层(纳米TiO2-NH2粒子),利用Cu2+-胺氧化还原体系实现了CuSO4催化纳米TiO2-NH2粒子表面引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)的自由基接枝聚合,从而一步得到表面固定有聚甲基丙烯酸甲酯链的纳米TiO2杂化粒子(纳米TiO2-PMMA杂化粒子).红外光谱、热失重分析与电镜的结果都表明PMMA已经被接枝到纳米TiO2粒子表面,且接枝率随着聚合时间的延长而逐渐增大,PMMA链的引入有助于降低纳米TiO2粒子微球的团聚程度、增强与有机溶剂分子的范德华力,从而提高分散稳定性.反应溶液中没有游离均聚物形成.  
        关键词：TiO2;甲基丙烯酸甲酯;纳米杂化粒子;铜胺氧化还原引发;表面引发自由基聚合   
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        发布时间：2021-03-19
      • 常贺飞,任士通,郑涛,党小飞,杨渊,张辽云,李化毅
        2013(2): 199-207. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12198
        摘要： 合成了2种新型硅烷化合物双环己基二甲氧基硅烷(Donor-H)、双哌啶二甲氧基硅烷(Donor-Py),将其与工业化的环己基甲基二甲氧基硅烷(Donor-C)分别作为外给电子体,用于MgCl2负载的Ziegler-Natta催化剂催化丙烯聚合,通过DSC、GPC、SSA和13C-NMR等分析手段研究了3种外给电子体取代基的变化对催化剂的催化活性、氢调敏感性、聚丙烯的等规度、分子量分布、结晶能力、等规序列分布的影响.结果表明,随着外给电子体取代基体积的增大,外给电子体的给电子能力逐渐增强.与Donor-C相比,随着外给电子体取代基体积的增大,合成的具有较大取代基的Donor-H和Donor-Py用于丙烯聚合时都表现优异的催化性能,特别是新型含有N杂原子的氨基硅烷类Donor-Py为外给电子体的催化剂的催化活性和制备的聚丙烯的等规度最高,聚丙烯的熔融指数可调范围最宽,结晶能力更强.氨基硅烷类Donor-Py制备的聚丙烯SSA热分级后的高等规组分含量最多,可高达64.5%,聚丙烯等规序列长度最长,聚丙烯的等规序列分布最窄,而且13C-NMR结果也表明聚丙烯等规序列长度MSL最长,聚丙烯的分子链最规整.  
        关键词：Ziegler-Natta催化剂;外给电子体;双哌啶二甲氧基硅烷;SSA   
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        发布时间：2021-03-19
      • 王冬,苗宗成,王向轲,曹晖
        2013(2): 208-215. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12201
        摘要： 利用元胞自动机方法与相场模型的结合建立新型三维模拟相场模型.同时,为模拟真实的、三维的高分子结晶的过程,采用元胞自动机方法离散方程,且元胞几何形状的选取符合真实聚合物晶格扩散方式的物理规律,以及新建立的相场模型套用间规聚丙烯的实验参数.利用该模型模拟了多种三维立方体或者薄层的晶体形貌及其相互之间的演化过程,包括正方形、长方形、菱形、六边形、多层单晶等.通过模拟结果与真实形貌作对比来证明所建立的相场模型真实可靠性.  
        关键词：相场模型;聚合物单晶;三维模拟   
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        发布时间：2021-03-19
      • 张宇,申凯华,王艳色,王玉荣,李灿,李杨
        2013(2): 216-223. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12211
        摘要： 结合活性负离子聚合与原子转移自由基聚合(ATRP),采用机理转移法制备了一系列窄分布且分子量可控的星形梳状聚丁二烯-g-聚甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物(SC-(PB-g-PMMA)).首先通过阴离子聚合,制备星形聚丁二烯,后经甲酸-过氧化氢原位环氧化对链中部分双键进行环氧化,再与原位生成2-溴异丁酸发生酯化反应,得到具有链中活性溴的星形大分子引发剂(SPB-Brn).然后,利用该大分子引发剂,采用CuCl/CuCl2/PMDETA催化体系,通过ATRP聚合单体MMA,合成出星形梳状SC-(PB-g-PMMA)聚合物.通过GPC,1H-NMR和FTIR等分析手段对合成的星形大分子引发剂及星形梳状聚合物进结构表征,证实得到目标产物,并同时研究了聚合物的热力学性质与溶液性质.  
        关键词：活性负离子聚合;原子自由基聚合;机理转移;星形梳状聚合物   
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        发布时间：2021-03-19
      • 王瑞,肖长发,刘美甜,张旭良
        2013(2): 224-231. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12215
        摘要： 利用二维编织技术将聚丙烯腈(PAN)纤维编织成中空编织管,以聚丙烯腈为成膜聚合物,以聚乙二醇为成孔剂,配制铸膜液,采用同心圆纺丝法制备同质编织管增强型聚丙烯腈中空纤维膜.研究结果表明,所得同质编织管增强型聚丙烯腈中空纤维膜的表面分离层具有类似于非对称膜的结构,铸膜液可渗入编织管纤维束中;随着编织管编织节距的增大,同质编织管增强型聚丙烯腈中空纤维膜表面分离层厚度减小,同时膜的平均孔径增大,膜的纯水通量随之增大;铸膜液渗入编织管纤维束的现象未影响膜的通透性能;编织管的断裂强度最大可达100 MPa以上.通过水浴振荡、超声波水浴振荡及等力拉伸3种方法测试了同质编织管增强型中空纤维膜和异质编织管增强型中空纤维膜中编织管与表面分离层之间的界面结合性能,结果表明前者的界面结合性能优于后者.  
        关键词：同质增强;二维编织管;聚丙烯腈;中空纤维膜   
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        发布时间：2021-03-19
      • 杨东杰,周海峰,谢绍胊,伍晓蕾,邱学青
        2013(2): 232-240. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12222
        摘要： 采用漆酶对碱木质素进行活化预处理,并对活化碱木质素进行磺甲基化改性,揭示了漆酶活化对碱木质素磺甲基化反应活性影响的作用机理.采用顶空气相色谱、红外光谱、凝胶渗透色谱、核磁共振等研究了漆酶活化碱木质素的结构特征,结果表明,漆酶对碱木质素既有聚合作用又有解聚作用,分子量变化不大,多分散性增加;漆酶活化使得碱木质素发生脱甲基作用,酚羟基含量增大,紫丁香基含量减低;另外,漆酶可氧化酚羟基变成苯氧自由基使碱木质素聚合.采用分子模拟对漆酶活化碱木质素的电子云密度进行了计算,结果表明脱甲基作用增大了木质素苯环上的电子云密度,有利于磺甲基化反应的进行.采用电位滴定测试磺甲基化产物的磺化度来表征其反应活性的大小,结果表明漆酶活化磺甲基化碱木质素的磺化度提高了35%,且对二氧化钛悬浮体系的分散性能得到明显提高.  
        关键词：漆酶;碱木质素;磺甲基化反应活性;分散性能   
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        发布时间：2021-03-19
      • 董现明,熊英,任奕坤,薛娟,陈凡,郭少云
        2013(2): 241-247. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12227
        摘要： 以双酚A型聚碳酸酯(PC)为基体、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)为散射体,通过熔融共混方法制备了同时具备高透光率和高雾度的高散射聚碳酸酯光散射片,研究了SAN含量对光散射片微观结构和光散射性能的影响,发现透光率和雾度同时随着散射体含量增加而提高的现象.研究结果表明,当SAN含量低于30%时,分散相为球形颗粒,颗粒的平均粒径随着SAN含量的增加而增加,而颗粒的数量浓度则随之减小,这使得其透光率和雾度均随着SAN含量的增加而增加,当SAN含量为30%时,透光率和雾度达到最大值,分别为89.1%和91.7%.并结合Mie散射理论解释说明了透光率和雾度同时随着散射体含量的增加而提高的现象.但当SAN含量的进一步增加,分散相颗粒尺寸已远大于光波的波长,不再适用于Mie散射理论,且部分不再呈球形颗粒,使得PC片的透光率和雾度略有降低.  
        关键词：聚碳酸酯;苯乙烯-丙烯腈共聚物;高透光率;高雾度;Mie散射理论   
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        发布时间：2021-03-19
      • 欧洋,吴青芸,万灵书,杨皓程,徐志康
        2013(2): 248-254. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12236
        摘要： 以聚丙烯腈/二甲基亚砜/N,N'-二甲基甲酰胺三元体系为纺丝液、3℃水浴为接收介质,通过静电纺丝制备了具有纳米孔结构的静电纺聚丙烯腈多孔超细纤维.探讨了溶剂比例、接收介质、聚丙烯腈浓度、纺丝电压及接收距离等因素对纤维直径和表面孔隙率的影响.结果表明最佳制备条件为混合溶剂质量比1 ∶1、纺丝电压16 kV、聚丙烯腈浓度15 wt%、接收距离5 cm、纺丝速率0.7 mL/h、环境温度25℃、相对湿度40%~70%.在此条件下得到的聚丙烯腈多孔超细纤维直径在420~490 nm,平均直径468 nm,表面孔隙率3.4%,纤维内部形成大量孔径为8~30 nm的孔结构,且孔径分布均匀,孔形状相对一致.N2吸附脱附测试表明,聚丙烯腈多孔纤维的BET比表面积达43.86 m2/g,是相同直径无孔聚丙烯腈纤维比表面积理论值的6倍.通过研究聚丙烯腈/(二甲基亚砜 + N,N'-二甲基甲酰胺)/水的三元相图,提出非溶剂致相分离是主要成孔机理.  
        关键词：聚丙烯腈;静电纺丝;多孔结构;非溶剂致相分离   
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        发布时间：2021-03-19
      • 江建第,张昆,刘重阳,吴国章
        2013(2): 255-262. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12241
        摘要： 通过热膨胀测试,示差扫描量热分析(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)与傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法研究了4种脂肪族聚酰胺玻璃化转变温度(Tg)、结晶行为以及氢键强度对热膨胀行为的影响,探索了影响脂肪族聚酰胺热膨胀的本质.DSC和X射线衍射结果表明,聚酰胺中结晶部分的热膨胀系数要低于无定形部分,但聚酰胺的熔融温度和结晶度对热膨胀的影响不够明确.相比较其它脂肪族聚酰胺,聚酰胺56(PA56)具有较高的玻璃化转变温度和较低的亚甲基/酰胺基(CH2/CONH)比例,表现出较低的热膨胀系数.研究发现,在相同条件下制备的脂肪族聚酰胺体系中,CH2/CONH比例或Tg与热膨胀系数具有明显的线性关系,随着CH2/CONH比例的降低或Tg的升高,热膨胀系数显著减小.FTIR的结果表明,聚酰胺分子链间的氢键密度和氢键强度随温度升高衰减的程度是影响其热膨胀行为的关键因素.  
        关键词：聚酰胺;热膨胀;氢键   
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        发布时间：2021-03-19
      • 罗军,林卓立,谭松巍,陈正坚,袁方,梁岳龙,林辉,王红军,柳定荣,涂克华,蒋洪亮,余赋生,王利群
        2013(2): 263-269. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12260
        摘要： 利用升温淋洗分级(TREF)和连续自成核退火热分级(SSA)等方法研究了L-丙交酯(LLA)和-己内酯(-CL)共聚物(PLC)分子链结构的非均匀性.合成了2种不同摩尔比的PLC共聚物,用TREF的方法,将同一个共聚物分级出3个级份.用核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等方法对每个级份的分子结构进行了表征.结果表明,随着淋洗温度的升高,共聚物级份中的-CL单元的含量明显降低,而且级份的数均分子量增大,分子量分布指数降低.在SSA热分级研究中,发现PLC各级份间存在明显的分子链间和分子链内结构上的差异,这种链结构差异使得各个级份表现出不同的熔融行为.  
        关键词：共聚物;非均匀性;升温淋洗分级;连续自成核退火热分级   
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        发布时间：2021-03-19
      • 陈莉莉,张帆,陈涛,陈叶,林嘉平
        2013(2): 270-278. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2013.12270
        摘要： 采用开环聚合、发散法以及点击化学法合成了线型-树状聚两性电解质.首先通过-苄基-L-谷氨酸酯羧酸酐(BLG-NCA)的开环聚合及发散合成法分别合成了叠氮端基聚(-苄基-L-谷氨酸酯)(PBLG-N3)及以炔基为内核的带有4个伯氨端基的第2.0代聚酰胺-胺(PAMAM-D2),再将二者通过点击反应制备的线型-树状嵌段共聚物PBLG-b-D2作为大分子引发剂,利用其末端氨基引发-苄氧羰基-L-赖氨酸羧酸酐(ZLL-NCA)的开环聚合,获得线型-树状嵌段共聚物PBLG-b-D2-(PZLL)4,再经酸解脱除PBLG上的苄基及PZLL上的苄氧羰基,获得目标产物聚(L-谷氨酸)-b-聚［酰胺-胺-聚(L-赖氨酸)］(PLGA50-b-D2-(PLL9)4) 线型-树状聚两性电解质.通过核磁(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚合物分子结构、分子量及其分布;通过电导滴定法、1H-NMR、zeta电位、激光光散射(LLS)、扫描电子显微镜(SEM)及圆二色谱(CD)等方法研究了PLGA50-b-D2-(PLL9)4对溶液pH值响应性.结果表明随溶液pH由酸性转变为碱性,PLGA50-b-D2-(PLL9)4显示出了多重胶束化行为,同时不对称的线型-树状分子拓扑结构影响了聚集体的形貌,在酸性pH值下形成以PLGA为核的球形胶束,而在碱性pH值下形成以PLL为核的棒状胶束,并分别伴随着PLGA及PLL链段构象从无规线团向螺旋构象的转变.  
        关键词：聚两性电解质;聚氨基酸;树状;pH响应性;多重胶束化   
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