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  • 1  基于次磷酸铝的高抗冲聚乳酸材料的阻燃改性
    邓 聪 林 玲 汪秀丽 王玉忠
    2019, 35(4):26-32. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0097
    [摘要](1052) [HTML](0) [PDF 2.80 M](86)
    摘要:
    针对高抗冲聚乳酸材料阻燃性差的缺点,文中以次磷酸铝(AP)为阻燃剂,研究了其对聚乳酸、聚碳酸酯、抗冲改性剂和增容剂构成的高抗冲材料PLA-PC/ADR/BPM的阻燃性能、燃烧性能和热分解行为的影响。结果表明,AP有效改善了PLA-PC/ADR/BPM的阻燃性能。当AP为19 phr时,PLA-PC/ADR/BPM通过样品厚度为3.2 mm时的垂直燃烧V-0级,氧指数达29.5%。同时,锥形量热测试结果显示,19 phr的AP使PLA-PC/ADR/BPM材料燃烧过程中热释放速率峰值、总烟释放、总热释放均出现明显下降,而高温700 ℃的残余物质量显著上升。热分析结果证明,PLA-PC/ADR/BPM中引入AP后,材料的热分解行为在410~550 ℃范围内产生显著变化,AP使得材料高温热稳定性明显提高。结合燃烧测试和热分析测试结果证明,AP可有效改善高抗冲聚乳酸PLA-PC/ADR/BPM的阻燃性能,且燃烧过程中固相阻燃作用明显。
    2  聚碳酸酯型形状记忆聚氨酯的合成与表征
    李 帅 张 均 陈建君 李淑君 刘学鹏 姜志国
    2019, 35(1):1-6. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0001
    [摘要](1030) [HTML](0) [PDF 2.08 M](43)
    摘要:
    以碳化二亚胺改性MDI(MM103)、1,4-丁二醇(BDO)和聚碳酸1,6-己二醇酯二醇(PCDL)为原料,采用一步熔融法合成了系列聚碳酸酯型形状记忆聚氨酯弹性体(PCPU)。通过红外测试、差示扫描量热测试、硬度测试、拉伸强度测试、吸水率测试和形状记忆性能测试研究了硬段含量对材料性能的影响。结果表明,随着硬段含量的增加,PCPU的硬度逐渐增大,吸水率、拉伸强度和断裂伸长率均是先增加后减小;硬段含量为15%~20%时,PCPU的形状固定率和形状恢复率最高。
    3  疏水性增透聚酯薄膜的制备及应用
    李佳煜 曹 钰 刘红波 刘 俊 姜 彦 张洪文
    2020, 36(1):6-12. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0359
    [摘要](661) [HTML](0) [PDF 1.96 M](33)
    摘要:
    以聚苯乙烯为大分子引发剂,丙烯酸聚硅氧烷酯为单体,通过原子转移自由基聚合制备苯乙烯-丙烯酸聚二甲基硅氧烷酯共聚物。将所得聚合物旋涂于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面,研究共聚物中不同硅氧烷含量对聚酯薄膜性能的影响。通过核磁共振和红外光谱表征了丙烯酸聚硅氧烷酯单体及与苯乙烯共聚产物的结构,结果表明实验成功制备出了苯乙烯共聚物;凝胶渗透色谱结果表明聚合物的相对分子质量与设计相对分子质量相接近,并且相对分子质量分布系数均小于1.4,说明反应具有一定可控性;紫外-可见光分光光度计结果表明聚合物的折射率随着嵌段聚合物中硅氧烷含量的降低而增加;通过场发射扫描电镜(FE-SEM)对改性前后的聚酯薄膜进行观察,结果显示聚酯薄膜表面形成了蜂窝状多孔结构,从而有效改善了薄膜的透光性。总体研究结果表明,随着共聚物中硅氧烷含量的增加,聚酯薄膜的水接触角和透光率均呈先增后减的趋势。当共聚物中硅氧烷含量为19.6%时,PS-PDMS嵌段共聚物折射率为1.38,涂覆在PET表面后薄膜透光率达到92.6%,水接触角为120°。
    4  中空纤维膜膜蒸馏过程研究进展
    李红宾 石文英 张海霞 訾兴晨 杜启云 覃小红
    2020, 36(1):175-182. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0006
    [摘要](554) [HTML](0) [PDF 3.05 M](27)
    摘要:
    膜蒸馏技术以其极高的截留率和温和的操作条件等优势成为膜分离技术中一个重要的分支,并成功应用于海水苦咸水淡化、工业废水处理及食品加工等领域。中空纤维膜以其高的装填密度和自支撑结构极大地降低了传质阻力,从而实现膜蒸馏过程中的高通量和高选择性。近年来,随着膜蒸馏用中空纤维膜制备技术的日益扩充和成熟,限制其工业化发展的膜蒸馏过程因素如中空纤维膜组件的设计和优化、使用过程中出现的膜表面结垢及膜污染等也逐渐得到重视。文中从中空纤维膜组件优化、膜污染、组合工艺及应用等方面综述了中空纤维膜膜蒸馏过程的研究进展,并对其膜蒸馏过程中亟待深入研究的内容和其应用前景进行了展望。
    5  具有聚集诱导发光性能的三苯甲醇侧基聚合物的制备及性能
    张晓云 贾会坤 叶 帆 刘江辉 张兆丽 吴 伟
    2020, 36(1):1-5. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0333
    [摘要](758) [HTML](0) [PDF 2.32 M](20)
    摘要:
    通过Barbier反应合成了乙烯基三苯甲醇,其具有聚集诱导发光(AIE)现象;通过可逆加成-链转移(RAFT)聚合的方法将乙烯基三苯甲醇聚合得到不同相对分子质量的聚(三苯甲醇)乙烯。发现该聚合物表现出不同于小分子的AIE特性,在常温固态或溶液状态下均不产生荧光,但加热至玻璃化转变温度之后,聚合物固体的荧光发射强度明显增强,在溶液中依然不产生荧光。文中针对其特殊发光现象及发光机理进行了初步探究,通过核磁共振氢谱、红外光谱、X射线衍射与热力学表征发现其荧光的变化与激基缔合物有关。
    6  聚合物胶束纳米药物的研究进展
    李因文 田 润 王晓红 朱怡荣 徐守芳
    2020, 36(1):167-174. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0355
    [摘要](577) [HTML](0) [PDF 3.69 M](18)
    摘要:
    聚合物胶束纳米药物极具发展和应用前景,然而聚合物胶束纳米药物稳定性差严重制约着其在肿瘤化疗中的应用。为改善聚合物胶束纳米药物的稳定性,采取的策略大致可归纳为:一是制备具有稳定交联结构的聚合物胶束;二是构建聚合物前药胶束输送系统;三是进行聚合物结构设计制备具有低临界胶束浓度(CMC)的胶束或单分子胶束。文中着重综述近年来针对聚合物胶束纳米药物稳定性开展的研究和取得的进展,并对聚合物胶束纳米药物的研究和发展进行了展望。
    7  本征型自愈合聚合物材料的研究进展
    王小萍, 程炳坤, 梁 栋, 贾德民
    2019, 35(6):183-190. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0171
    [摘要](738) [HTML](0) [PDF 3.15 M](17)
    摘要:
    自愈合材料是一种具有自主修复机械损伤功能的特殊功能材料,最有研究前景的是具有完全自主型、无需外界刺激的本征型自愈合聚合物材料。这种材料实现自愈合的基础是分子链间存在着能够在温和条件下重复键合的、具有可逆性质的化学作用力。文中围绕多种可逆键在自愈合功能化聚合物中的应用研究,着重介绍了近年可逆共价键、氢键、离子键及其它可逆键型自愈合聚合物材料的发展现状,从材料的制备、机理与性能等方面进行了阐述,并对本征型自愈合聚合物的未来发展进行了展望。
    8  预辐照聚乙烯与甘油单硬脂酸单丙烯酸二酯接枝物的制备及性能
    李眉远 李文斐 姚占海
    2020, 36(2):1-6. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0031
    [摘要](591) [HTML](0) [PDF 2.08 M](17)
    摘要:
    通过预辐照和二次接枝的方法制备了不同浓度线型低密度聚乙烯(LLDPE)与流滴剂甘油单硬脂酸单丙烯酸二酯(GMSAA)的二次接枝物(L2G)。利用红外光谱仪、差示扫描量热仪、材料实验机、液滴形状分析仪、扫描电子显微镜及加速流滴测试仪对其结构与性能进行表征。结果表明,L2G的红外光谱在1635 cm-1处特征吸收峰消失,1730 cm-1处产生1个新的特征吸收峰,证明GMSAA已接枝到LLDPE分子链上;L2G的接枝率为1.74%,与一次接枝物相比,提高了51.3%;与LLDPE相比,L2G的结晶温度(Tc)升高,熔融温度(Tm)和力学性能没有大的变化;L2G/LLDPE/EVA膜在60 ℃时加速流滴期最长为24 d,是相同条件掺混的1.41倍。
    9  Ziegler-Natta催化剂合成丙烯/1-丁烯共聚物
    刘心志 许云波 张长军 陈 旭 尹文静 牛 慧
    2019, 35(2):14-21. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0033
    [摘要](833) [HTML](0) [PDF 2.68 M](14)
    摘要:
    分别采用2种工业用Ziegler-Natta催化剂进行丙烯/1-丁烯淤浆共聚合研究,结果发现内给电子体结构对共聚合活性、共聚物组成、序列分布和产物相对分子质量都具有一定影响。通过调节反应物中丙烯/1-丁烯比例,分别合成了相对分子质量较高(重均相对分子质量30万~50万)和相对分子质量较低(重均相对分子质量10万~15万)且组成递变的2组丙丁共聚物。2组共聚物的结晶性能、热性能、拉伸性能和光学性能都随共聚物组成和序列分布的变化有所差异。
    10  一步法制备聚酰胺聚醚弹性体及其在抗静电ABS材料中的应用
    闫东广 张 远 周 昱 裴承度
    2020, 36(2):155-160. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0036
    [摘要](459) [HTML](0) [PDF 1.35 M](12)
    摘要:
    采用一步原位缩聚法成功制备了聚酰胺6-聚乙二醇嵌段共聚物(PA6-b-PEG),将其与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)熔融共混制备了永久抗静电ABS,研究了不同软硬比PA6-b-PEG对永久抗静电ABS性能的影响。傅里叶变换红外光谱测试结果表明PA6与PEG发生了共聚反应,成功制备了PA6-b-PEG。抗静电性能测试结果表明添加共聚物(PA6-b-PEG)的ABS材料表面和体内的电阻率均下降,符合抗静电要求;耐水洗性测试说明,添加共聚物(PA6-b-PEG)的ABS材料中软硬比为50/50的抗静电ABS材料,其耐水洗性和抗静电性最好;熔融指数测试表明添加共聚物(PA6-b-PEG)的ABS材料要比纯的ABS材料具有更好的加工流动性;力学性能测试结果显示,添加共聚物(PA6-b-PEG)的ABS材料,其拉伸强度、弯曲强度均不如纯的ABS材料。
    11  单活性中心氧化还原体系引发N-异丙基丙烯酰胺在凹凸棒土表面的高效接枝聚合
    刘昊天 蔡子楠 贾天飞 杨海存 马文中 龚方红 刘春林 陶国良
    2020, 36(1):20-26. DOI: 0.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0007
    [摘要](464) [HTML](0) [PDF 2.70 M](11)
    摘要:
    利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰凹凸棒土(ATP),然后分别与硝酸铈铵(CAN)和过硫酸铵(APS)构建单活性和双活性中心氧化还原引发体系,引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)接枝聚合制备杂化粒子。通过红外光谱、X射线光电子能谱、热失重分析和透射电镜等方法对杂化粒子进行了表征,比较了2种引发体系下的接枝效率,并详细研究了单活性中心引发体系下氧化剂和氢离子浓度及聚合温度对接枝率的影响。结果表明,单活性中心引发体系较适宜的聚合温度为30 ℃,氧化剂浓度为4 mmol/L,氢离子浓度为1.5 mol/L,聚合过程中的接枝效率远高于双活性中心引发体系,此条件下制得的杂化粒子的接枝率为33.3%,且具有明显的温度响应性。
    12  基于分子动力学模拟研究聚合物链排列对多层聚合物薄膜阻隔性能的影响
    张 超 石美浓 张有忱 程礼盛 焦志伟 杨卫民
    2020, 36(2):90-97. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0039
    [摘要](394) [HTML](0) [PDF 3.25 M](11)
    摘要:
    通过微纳层叠挤出技术制备聚丙烯(PP)多层膜,利用分子动力学模拟从微观分子链取向状态探究多层结构对PP薄膜阻隔性能的影响。实验结果表明,与PP单层膜相比,PP多层膜的阻隔性能明显提升,其氧气透过系数和水蒸气透过系数分别下降了23.9%和86.4%。通过分子动力学模拟构建了PP单层膜和多层膜的渗透率模型,通过渗透率模型比较了小分子通过PP单层膜和多层膜的扩散路径。结果发现,与PP单层膜相比,PP多层膜界面处的二维分子链取向使得其内部小分子扩散路径更加曲折,这是PP多层膜具有良好阻隔性能的重要原因之一。同时,通过PP单层膜与多层膜力学性能的对比实验分析,验证了渗透率模型的准确性。
    13  聚酰亚胺纳米纤维的制备及性能表征
    申 莹 李大伟 刘庆生 邓炳耀
    2020, 36(1):44-49. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0356
    [摘要](456) [HTML](0) [PDF 4.09 M](10)
    摘要:
    为了研究一步法所纺聚酰亚胺(PI)纳米纤维的结构与性能,采用静电纺丝技术,以热塑性聚酰亚胺粉末为原料,N, N-二甲基甲酰胺(DMF)、N, N-二甲基乙酰胺(DMAc)、吐温80等按一定比例混合的溶液为溶剂,制备了平均直径在0.313~0.785 μm的2种PI纳米纤维,并对其结构和性能进行表征。结果表明,所纺纳米纤维表面无微孔,纤维直径随纺丝液浓度的增加而增加;随纺丝电压和纺丝距离的增加而先减小后增加。此外,不同溶剂体系所纺PI纳米纤维的结构和性能存在很大差异,PIDMF-DMAc纳米纤维的结构规整性、力学性能(断裂强度24.8 MPa)和热稳定性(热分解温度535 ℃)均高于PITween80-DMF-DMAc纳米纤维(其断裂强度为16.5 MPa,热分解温度为 421 ℃)。
    14  功能性TiO2纳米粒子的合成及对聚甲基丙烯酸甲酯物理性能的影响
    顾晓英 胡灵敏 傅志昂 徐慧慧 李勇进 颜德岳
    2021, 37(1):1-7. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2021.0013
    [摘要](438) [HTML](0) [PDF 6.86 M](10)
    摘要:
    由水热反应法合成了二氧化钛(TiO2)纳米粒子,以“Grafting-onto”的方式对TiO2进行接枝改性,合成了带有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)长链的TiO2纳米粒子(M-TiO2)。红外光谱与热重分析结果表明,TiO2表面成功接枝了PMMA的长侧链,且PMMA接枝密度为0.042 nm-2。随后,将不同表面修饰的纳米粒子与PMMA进行熔融共混,发现相较于纯TiO2,改性后的TiO2纳米粒子在PMMA中分散性更好,在扫描电镜与透射电镜中没有观察到明显的团聚现象。通过透光率/雾度测试表征,发现当添加5%未改性 TiO2时,复合材料光学性能较差(透光率83.7%,雾度为15.99%);而添加相同量 M-TiO2,复合材料的透光率和雾度与纯PMMA相近(透光率90.0%,雾度4.96%),折射率可由1.487提升至1.524,且其力学性能和热稳定性也明显改善。这为制备兼具有高机械与折射性能的有机无机杂化纳米复合材料提供了一种新的可靠途径。
    15  恒黏剂对杯凝胶可塑度及硫化胶性能的影响
    赵华强 段雯雯 李文博 王岳坤 王洪振 辛振祥
    2019, 35(1):84-88. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0015
    [摘要](851) [HTML](0) [PDF 1.77 M](9)
    摘要:
    以盐酸羟胺(HH)和OPRHAZ(OP)2种恒黏剂对天然橡胶杯凝胶进行恒黏改性,制备恒黏橡胶。用门尼黏度仪、凝胶渗透色谱、华莱士塑性计分析盐酸羟胺和OPRHAZ对天然橡胶门尼黏度、相对分子质量、塑性初值(P0)和塑性保持率(PRI)的影响。实验结果表明,0.2~0.6 phr的盐酸羟胺和0.2~0.6 phr的OPRHAZ都可以有效地将天然橡胶杯凝胶的门尼黏度控制在60以下,制备出恒黏胶的塑性初值(P0)≥30。
    16  大黄提取物/聚丁二酸丁二醇酯复合材料的分子动力学模拟及抗菌性能
    宋 洁 柯如媛 张 敏 费贵强 马晓燕
    2019, 35(4):101-107. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0109
    [摘要](865) [HTML](0) [PDF 3.88 M](9)
    摘要:
    从大黄(Rheum palmatum L.)中提取染色抗菌有效成分,并与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合,制备双功能性大黄提取物/聚丁二酸丁二醇酯(RPLE/PBS)复合材料。采用Materials Studio(MS)软件对复合材料的界面作用进行了分子动力学模拟,研究了RPLE与PBS界面作用对复合材料性能的影响。复合材料红外光谱显示大黄提取物与PBS产生了分子间相互作用。MS模拟说明大黄提取物中的-OH与PBS酯基作用形成了静电能、氢键2种非键合作用,从而使得复合材料的界面结合作用增强。复合材料的热性能较PBS显著提高,力学性能呈现先增大后减小的趋势,降解速率同样高于PBS,均说明了分子间非键合作用对性能的影响。随着大黄提取物添加量的增加,未与PBS发生相互作用的提取物使得复合材料的有效抗菌单元增加,抗菌作用更强。
    17  表面接枝磷杂菲的二氧化钛制备及对聚氨酯阻燃性能影响
    董全霄 张素丽 陈柯羽 孙诗兵 谢永江 郑新国 李书明 程冠之
    2019, 35(7):38-43. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0209
    [摘要](716) [HTML](0) [PDF 3.36 M](9)
    摘要:
    在超临界二氧化碳中制备了表面接枝磷杂菲的纳米二氧化钛(TiO2-g-DOPO),用红外光谱、紫外光谱、热重分析等表征了所得纳米粒子的结构。将TiO2-g-DOPO 加入聚氨酯中,用锥形量热仪测试材料的阻燃性能,发现向聚氨酯中加入TiO2-g-DOPO 后,材料的热释放速率和总热释放量均降低。用扫描电子显微镜观察材料燃烧后生成的炭层结构,发现向聚氨酯中加入TiO2-g-DOPO 材料燃烧生成的炭层较纯聚氨酯燃烧生成的炭层更致密。用Ozawa法研究了材料的降解动力学,发现加入TiO2-g-DOPO 后聚氨酯材料的初期和后期的降解活化能提高。
    18  贻贝仿生自愈合pH敏感性聚丙烯酸凝胶的制备
    金 晶 付 雁
    2019, 35(11):168-173. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0309
    [摘要](620) [HTML](0) [PDF 2.37 M](9)
    摘要:
    3,4-二羟基苯乙胺(DOPA)含有的茶酚(catechol)基团具有与金属离子相互作用形成非共价键的能力。文中制备了一种新型的贻贝仿生自愈合pH响应性凝胶,通过多巴胺共轭聚丙烯(PAA-DOPA)中的Catechol基团与硼酸(H3BO3)中的硼离子(B3+)配位作用,形成交联凝胶。当pH从酸性条件增加到指定的pH时(pH=9),B3+与2个儿茶酚官能团能络合形成双配合物。此外,B3+-catechol可逆性为PAA-DOPA凝胶提供了自我修复能力。因此,这种pH响应性和自我修复凝胶将会在智能水凝胶、医用凝胶和密封胶领域有巨大的应用潜能。
    19  具有极低熔体黏度的苯乙炔封端热固性聚酰亚胺树脂
    王 玮
    2020, 36(1):13-19. DOI: doi: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0001
    [摘要](473) [HTML](0) [PDF 2.73 M](9)
    摘要:
    为了开发适于树脂传递模塑(RTM)成型的低熔体黏度热固性聚酰亚胺树脂,采用2,2′,3,3′-三苯二醚四甲酸二酐(3,3′-HQDPA)和3,3′,4,4′-三苯二醚四甲酸二酐(4,4′-HQDPA)的混合物与3种不同的二胺单体合成了3种系列的苯乙炔封端的热固性聚酰亚胺树脂,其中二胺为4,4′-二氨基二苯醚(ODA),4,4’-二氨基-2,2’-双三氟甲基联苯(TFDB)和2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚(p-ODA)。文中系统地研究了酰亚胺预聚物的结构和相对分子质量对预聚物的聚集态结构、熔体黏度及对固化后薄膜的热性能、力学性能的影响。研究结果表明,与ODA和TFDB不同,p-ODA的特殊化学结构使得由它合成的酰亚胺预聚物(相对分子质量为750)表现为无定形态,并在低温区具有极低的熔体黏度。它在200 ℃至280 ℃区间内任意温度恒温2 h后,熔体黏度都低于1 Pa·s,更适宜RTM成型。
    20  一种不对称芳香二胺单体及其聚酰亚胺的合成与表征
    余 彬 周远鹏 高 萍 汪称意 赵晓燕 李 坚 任 强
    2019, 35(9):14-20. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0249
    [摘要](301) [HTML](0) [PDF 1.82 M](8)
    摘要:
    利用2,5-二溴三氟甲苯和3-硝基苯硼酸等为起始原料,经过简捷的2步有机反应,成功合成了一种含三氟甲基结构的不对称芳香二胺单体——2,5-二(3-氨基苯)-1-三氟甲苯。利用这种不对称芳香二胺单体分别与4种不同的商品化芳香二酐(联苯酐、醚酐、砜酐、酮酐)采用一步法高温缩聚制备了一系列含不对称结构的新型聚酰亚胺(PI 4a~PI 4d)。利用红外和核磁表征了所制二胺单体及聚酰亚胺的分子结构。4种聚酰亚胺中,PI 4b~PI 4d在室温可溶解于DMAc、NMP、DMSO等强极性高沸点溶剂中,并可方便地利用其聚合物溶液涂覆得到聚合物薄膜;其中PI 4b还可以溶于CHCl3、CH2Cl2等低沸点溶剂中。该类聚酰亚胺具有良好的热学性能,在N2和O2氛围中5%热质量损失温度都在498 ℃以上,玻璃化转变温度在240 ℃以上。所制聚酰亚胺薄膜拉伸强度在77.4~88.6 MPa范围,弹性模量为2.0~2.9 GPa,断裂伸长率在4.9%~9.9%。另外,该类聚合物薄膜在450 nm波长光下的透光率在67%以上,截止波长在329~357 nm,表现出较好的光学透明性。
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