最新刊期
      2021 年 第 52 卷 2 期

        综述

      • 余明清,廖耀祖,朱美芳
        2021, 52(2): 113-123. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20186
        摘要：共轭聚合物水凝胶是利用共轭聚合物制备的水凝胶材料，兼备水凝胶的力学性质、溶胀性质和共轭聚合物优异的电化学特性. 共轭聚合物水凝胶的制备方法多样，主要有原位聚合、直接填充、物理交联和化学交联等. 同时，在面对环境和能源领域的应用挑战时，共轭聚合物水凝胶具备良好的发展潜能，可广泛应用于药物释放、能量转换、能量储存、传感器、组织损伤修复和污水处理等诸多领域. 本文系统归纳了共轭聚合物水凝胶的制备方法和应用，对其研究目前存在的主要问题以及未来发展方向进行了分析.  
        关键词：共轭聚合物水凝胶;功能聚合物;制备方法;功能应用   
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        发布时间：2021-01-26
      • 王格格,张居中,刘水任,王向红,刘旭影,陈金周
        2021, 52(2): 124-145. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20179
        摘要：交联液晶高分子兼具液晶取向有序性和交联聚合物熵弹性等特点，能够以动态可调节和可逆的方式来模仿生物体的行为，在仿生器件、柔性机器人、智能表面、生物医药等领域具有良好的应用前景. 本综述总结了近几年智能响应性交联液晶高分子在仿生致动器方面的研究进展，从响应性交联液晶高分子的结构和驱动机理出发，讨论了响应性交联液晶高分子的合成工艺、制备技术和成型方法，以及响应性交联液晶高分子对光、热、磁、湿度的响应. 此外，介绍了响应性交联液晶高分子致动器在柔性机器人、人工肌肉、微流体运输等领域的应用. 最后，对响应性交联液晶高分子的发展前景进行了展望. 这项工作主要讨论了响应性交联液晶高分子，旨在为具有新颖功能和更有挑战性的智能微型致动器提供新的设计思路.  
        关键词：液晶高分子;合成方法;成型技术;刺激响应;仿生致动器   
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        发布时间：2021-01-26
      • 李少范,温向宁,鞠维龙,苏允兰,王笃金
        2021, 52(2): 146-157. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20189
        摘要：聚合物基纳米复合物(PNCs)具有比传统高分子材料更加优异的光学、力学、热力学等性能，广泛应用于各个工程领域. 而纳米粒子(NPs)对材料性能提高的机理则是当前聚合物纳米复合物领域研究的重要问题，聚合物纳米复合体系相互作用的影响因素众多，至今尚未明确并完整建立复合体系相互作用与性能增强之间的关系. 本文总结了近年来关于纳米粒子填充聚合物基体力学性能的研究，从粒子-聚合物相互作用和粒子-粒子相互作用角度阐述了聚合物纳米复合体系力学性能的增强机理，并根据体系中不同的结构关系分别总结了聚合物/未改性纳米粒子复合体系和聚合物/聚合物接枝纳米粒子复合体系中影响力学性能的因素. 该部分内容具有重要的理论和实践意义，有助于构建复合体系微观结构与宏观性能之间的关系，进而对微观层面调控PNCs的力学性能提供指导.  
        关键词：聚合物基纳米复合物;粒子-聚合物间相互作用;粒子-粒子间相互作用;力学性能   
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        发布时间：2021-01-26

        研究论文

      • 陶瑜,顾恺,邵正中
        2021, 52(2): 158-165. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20151
        摘要：利用丝蛋白能够在还原氧化石墨烯片层上发生选择性聚集的特性，制备了还原氧化石墨烯片层上富集有丝蛋白微纤且分散性良好的还原氧化石墨烯片和丝蛋白混合溶液，并通过冷冻以及低温乙醇处理的方法得到一系列不同比例的还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料. 随后，采用溶液浸泡的方法在多孔材料表面再次沉积还原氧化石墨烯，以进一步提高还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料的压敏导电性. 系统观察和测试结果表明，还原氧化石墨烯的引入，不仅使得多孔材料内部出现了相应的微纳结构，同时也提高了多孔材料的力学性能. 还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料在完全湿态下兼具较好的强度和弹性，可以在0%~80%的压缩应变之间实现良好的压缩回复效果和压力传感性能. 其中，最佳比例下的还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料在低压力下的灵敏度可达0.15 kPa−1，在0 ~ 17.3 kPa范围内能够高效工作并且具有优异的电学稳定性和耐疲劳性. 因此，还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料因其高灵敏度、宽工作范围、结构可调以及可塑性好等诸多优点，有望在柔性压力传感方面获得较好的应用.  
        关键词：还原氧化石墨烯;丝蛋白;多孔复合材料;压力传感   
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        发布时间：2021-01-26
      • 徐翰涛,邹振宇,唐犇,陈周,张焕瑞,陈锦春,崔光磊
        2021, 52(2): 166-175. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20157
        摘要：锂硫电池由于其超高理论能量密度(2567 Wh·kg−1)，较低的成本，以及环境友好性，被视为下一代储能设备的有力竞争者之一. 鉴于粘结剂在稳定硫正极结构和抑制多硫化物穿梭方面可发挥重要作用，发展高性能硫正极粘结剂是改善锂硫电池性能的有效途径之一. 本文研究了以果胶作为锂硫电池正极粘结剂的可行性. 研究表明，采用果胶作为粘结剂的锂硫电池在电化学循环测试中首次放电比容量可达1210.6 mAh·g−1，并且在200次循环后仍有837.4 mAh·g−1的放电比容量，明显优于羧甲基纤维素钠-丁苯橡胶复合粘结剂的电池性能. 经研究证实果胶粘结剂性能优良的原因在于其可以有效确保多壁碳纳米管/硫复合正极的结构稳定性并抑制多硫化物的穿梭.  
        关键词：锂硫电池;粘结剂;果胶;羧甲基纤维素钠-丁苯橡胶   
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        发布时间：2021-01-26
      • 伍聪,杨丹丹,吴刚,陈思翀
        2021, 52(2): 176-185. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20161
        摘要：通过将双端羟基的聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)预聚物以及苯基次磷酸离子盐扩链得到一种含苯基次磷酸盐的离子共聚物，将其与聚磷酸铵(APP)复合用于协同改性聚乳酸，离聚物中苯基次磷酸盐结构与APP具有优异的协同阻燃PLA的作用，同时该离聚物中PLA与苯基次磷酸盐结构有效提升了APP在PLA中的分散能力，最后该离聚物中PCL柔性链段有效改善了PLA的韧性，最终得到更高效阻燃性能且韧性也较好改善的PLA/PCLA-PIU/APP复合材料. 一方面，离聚物中苯基次磷酸盐结构与APP协同有效促进了PLA的成炭，形成更连续致密的炭层从而阻隔可燃气体的释放，达到更好的阻燃效果. 锥形量热、残炭的扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、拉曼光谱等测试证实了这一结果，与纯PLA以及仅使用APP的PLA/APP相比，PLA/PCLA-PIU/APP的热释放速率与总热释放均降低，同时残炭的石墨化程度更高，形成了更为致密的炭层. 另一方面，力学性能测试结果表明，离聚物中PCL柔性链段的存在使得与APP复合改性后的PLA的韧性相比纯PLA和PLA/APP有较大的提升；SEM测试表明，离聚物中PLA与苯基次磷酸盐结构起到增容作用，提升了APP在PLA中的分散性.  
        关键词：聚乳酸;阻燃;增韧;聚磷酸铵;离聚物   
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        发布时间：2021-01-26
      • 胡晓波,杨遥,蒋斌波,王靖岱,阳永荣
        2021, 52(2): 186-195. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20140
        摘要：采用制备型升温淋洗分级方法，对流化床聚合反应器在持液操作模式和冷凝态操作模式下生产的A、B两种乙烯/1-丁烯/1-己烯三元共聚物进行了分级，并结合多种分析手段对样品及其各级份进行了结构表征，同时测试对比了A、B两种聚乙烯样品的力学性能. 结果表明，与冷凝态操作模式生产的聚乙烯样品B相比，持液操作模式下生产的聚乙烯样品A的拉伸屈服强度、拉伸断裂强度、断裂伸长率、冲击强度和雾度都比样品B优异. 样品A的低温淋洗级份相对含量低于样品B，而其高温淋洗级份相对含量高于样品B；样品A低温淋洗级份的分子量略低于样品B，而其高温淋洗级份的分子量高于样品B；样品A的薄片晶含量和厚片晶含量都比样品B多，同时样品A的片晶厚度分布比样品B宽；样品A的总支化度以及每个级份的支化度都比样品B高，且样品A的支链在分子链间的分布比样品B宽，即样品A的支链比样品B的支链更倾向于生长在高分子量部分. 通过以上表征分析，发现持液操作模式下生产的样品A比冷凝态操作模式下生产的样品B的物理使用性能更加优异，适合制备高性能的拉伸缠绕膜.  
        关键词：聚乙烯;持液操作;冷凝态操作;制备型升温淋洗分级;短支链分布   
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        发布时间：2021-01-26
      • 安振华,杨睿
        2021, 52(2): 196-203. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20150
        摘要：建立了一种高灵敏度、多环境因素耦合的新型老化评价系统，可以实现在光、热、氧、湿等多种环境因素条件的耦合下，对高分子材料快速、灵敏、实时、无损的老化评价. 该系统被用于聚乙烯(PE)复合材料的稳定性和老化状态的评价以及PE老化动力学的研究. 结果表明，该系统测定的CO2生成速率与PE复合材料自然老化下的氧化程度具有良好的对应性，同时能够精确反映PE复合材料的自然老化状态—不同自然老化时间的PE复合材料，其CO2生成速率与羰基指数的对数呈线性关系. 此外，该系统还可以快速、准确地测定PE老化过程的活化能.  
        关键词：原位老化评价;聚乙烯复合材料;光氧老化;动力学   
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        发布时间：2021-01-26
      • 付莲莲,卢影,姜志勇,门永锋
        2021, 52(2): 204-213. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20147
        摘要：以一系列高温结晶后自然冷却的高密度聚乙烯(HDPE)为研究对象，利用同步辐射超小角X射线散射(USAXS)和示差扫描量热技术(DSC)对样品的微观结构进行了分析，并在线研究了单轴拉伸过程中的空洞化行为. 结果表明，结晶温度高于110 °C后自然冷却到室温的样品中存在热稳定性不同的两组片晶，等温过程形成结构完善的厚片晶，而在冷却过程会形成有缺陷的薄片晶，两组片晶的熔点分别在133和110 °C附近. 在30 °C拉伸时，所有样品都可观察到空洞化并伴随发白现象. 并且，等温结晶中形成片晶厚度越大的样品，相应的空洞化现象越明显. 在拉伸过程中，空洞出现在屈服点附近，其法向方向平行于拉伸方向，后随应变的增加发生转向，法向方向与拉伸方向垂直. 样品中空穴的长度为900~1200 nm. 另一方面，随着冷却过程生成薄片晶比例的增加，空洞化趋势下降. 此外，提高拉伸温度，样品更倾向发生塑性形变，空洞化程度减弱.  
        关键词：X射线散射;聚乙烯;空洞化;拉伸温度   
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        发布时间：2021-01-26
      • 王佳,徐翠,张娟,王学会,王志刚
        2021, 52(2): 214-222. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20168
        摘要：将线形聚(ε-己内酯)(PCL)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)和三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)熔融共混，通过电子束辐照法制备了3组凝胶含量不同的交联PCL和PCL/SAN共混物样品. 采用相差显微镜(PCOM)观察发现PCL与SAN具有良好的相容性. 利用示差扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了交联PCL和PCL/SAN共混物的等温结晶动力学和非等温结晶行为. 结果表明，当体系交联程度相近时，交联聚己内酯的结晶动力学随SAN含量的增加而明显减慢. 在SAN含量相同时，交联聚己内酯的结晶速率随交联程度增大而减小. 对分离提取的线形和交联组分进行结晶动力学的研究则表明SAN引入对PCL的结晶速率起到了关键性的抑制作用.  
        关键词：聚己内酯;苯乙烯-丙烯腈共聚物;电子束辐照;交联;结晶动力学;非等温结晶   
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        发布时间：2021-01-26
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