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    摘要:
    先以端羟基聚丁二烯与异佛尔酮二异氰酸酯反应,然后以1,4-丁二醇或1,4-丁烯二醇为扩链剂进行扩链,控制主链中C=C含量,并添加二官能度或三官能度的丙烯酸酯交联单体,制备了聚氨酯型紫外(UV)减粘胶。采用傅里叶变换红外光谱表征了减粘胶的分子结构;考察了交联程度对减粘效果的影响。结果表明,随着减粘胶交联密度、凝胶率的增加,减粘胶的体积收缩率增大,进而表面粗糙度增加,减粘效果明显。当以1,4-丁烯二醇为扩链剂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为可交联单体所得的减粘胶UV照射前的剥离力达19 N/25 mm,UV照射后的剥离力降低至0.2N/25 mm,满足使用要求。
    2022,38(7):7-16, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0165
    摘要:
    为了改进传统自修复聚氨酯材料修复手段单一以及室温下难以修复等问题,文中以自制端羟基含氟多元醇(FE-OH)、聚四氢呋喃二醇(PTMEG)为软段,异氰酸酯(IPDI)为硬段,胱胺(CM)和4-甲基伞形酮(4-MU)分别为扩链剂和封端剂,以聚吡咯修饰碳纳米管(PPY/CNTs)为光热转换导电助剂,制得可光热修复含氟聚氨酯导电弹性体(CFPU)。通过红外光谱、拉曼光谱等对CFPU结构进行了表征,通过光学显微镜、3D轮廓仪等研究了CFPU的自修复性能,通过接触角测量仪研究了CFPU的疏水性能,通过数字万用表、电化学工作站研究了CFPU的导电性和理化响应性。结果表明,CFPU 在室温(25 ℃)和不同波长光照条件下均具备优良的自修复性能,当PPY/CNTs 添加量为25%(CFPU1)时,材料力学性能、疏水性等综合性能最优,且表现出良好的温度及化学环境响应性。该材料在医疗诊断、电子皮肤等领域具备潜在的应用前景。
    2022,38(7):17-22, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0154
    摘要:
    以异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)为大单体、丙烯酸(AA)为小单体、过硫酸铵(APS)为引发剂、甲基丙烯磺酸钠(MAS)为链转移剂,采用一次投料水溶液自由基共聚法合成聚羧酸减水剂(PCE)。改变酸醚比即AA初始浓度合成PCE,分析了AA浓度对PCE聚合速率的影响,并进一步拟合了AA的反应级数。研究表明,随着PCE反应进程的推移,AA浓度减小、AA转化率增大。PCE聚合速率随着AA初始浓度的增大而增加,当AA初始浓度由0.2376 mol/L 升至0.9008 mol/L时,聚合速率由1.3 ×10-4 mol/(L· s)升至4.8×10-4 mol/(L· s),AA的反应级数为0.9554。
    2022,38(7):23-30, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0152
    摘要:
    采用硅氮烷低聚物(OSZ)与TiCl4反应,设计Si:Ti 的摩尔比分别为5:1,10:1,15:1,20:1 和25:1,合成并分离出一系列聚钛硅氮烷(PTiSZ-x,x=5~25),利用马尔文粒度仪测得其重均分子量(MW)为(1.51~9.97)×104。利用波长色散X射线荧光光谱仪测得聚钛硅氮烷的实际钛质量分数为2.34%~7.48%。钛比例高或低的PTiSZ 相对分子质量都较小,而钛比例适中的PTiSZ 相对分子质量则较大。采用红外光谱和核磁共振氢谱对PTiSZ-x 进行结构表征,推测出聚钛硅氮烷的结构式为钛原子在低聚物分子间形成钛桥将低聚小分子连接成为线型大分子。PTiSZ-x 为线型结构,可溶解于正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、二甲苯、丙酮等常用有机溶剂。通过热重分析对系列PTiSZ-x 及OSZ的耐热性能进行测试,PTiSZ-x 的陶瓷收率为71%~78%,发现其相对分子质量影响不大,说明热处理期间形成了新的交联;而OSZ的陶瓷收率为56%,与其低分子量相对应。
    2022,38(7):31-37, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0149
    摘要:
    为了进一步改善三元乙丙橡胶(EPDM)基耐烧蚀绝热层的隔热性能,在EPDM绝热层材料的背部引入相同厚度的未发泡层、发泡层及交替发泡多层等3 种基体层结构,对比分析了不同基体层结构对EPDM绝热层材料隔热性能的影响。实验结果表明,相较于传统EPDM绝热层材料,基体层结构的引入均能使绝热层材料的导热率有不同程度的下降,其中交替发泡多层结构样品的导热率下降幅度较大,且烧蚀过程中的最大背面温度明显降低,交替发泡8 层和16层样品分别降低了14.7 ℃和23 ℃。与发泡层结构相比,交替发泡多层结构中引入未发泡层作为支撑层保护发泡层,使其在烧蚀过程承受高压冲击时,泡孔结构不会被挤压变形,从而充分发挥其隔热优势。
    2022,38(7):38-44, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0155
    摘要:
    含硅芳炔(PSA)树脂是一类具有优异耐热性的树脂基体,其纤维复合材料可应用于航空航天领域,但是PSA树脂与纤维的复合材料存在界面结合较弱的问题。文中针对这个问题,以T300 碳纤维/PSA树脂复合材料为对象开展研究。首先,对T300 碳纤维布进行高温处理,并进行了热重分析、红外光谱、X射线光电子能谱及扫描电镜表征;其次,制备了T300/PSA 树脂复合材料,探究了其性能变化;最后,用端炔基苯并噁嗪(BA)偶联剂涂敷高温处理后的碳纤维布,再与PSA树脂复合,研究了复合材料性能变化。结果表明,高温处理的T300 碳纤维/PSA 树脂复合材料力学性能提高,高温处理的T300 碳纤维布再经BA偶联剂涂敷,其PSA树脂复合材料的力学性能可进一步提高,常温弯曲强度提高到了413.1 MPa,提升幅度为53.9%;450 ℃弯曲强度提高到了295.5 MPa,提升幅度为44.3%。
    2022,38(7):45-52, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0163
    摘要:
    为了探究不同性质的改性粘土对生物基环氧树脂的增强作用,将2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)与2 倍摩尔比的溴代正丁烷(BB)反应,制备了保留部分叔胺基的有机改性剂(PPDMP30);再将DMP-30 酸化制备了叔胺基全部质子化的改性剂(CPDMP30)。分别用这2 种改性剂对原始粘土进行表面处理,得到了2 种性质不同的有机化粘土——PP-clay(反应型)和CP-clay(非反应型)。以这2 种粘土作为增强体,采用“粘土淤浆复合法”制备了2 种界面结合强度不同的腰果酚环氧树脂(NC514s)/粘土纳米复合材料。透射电子显微镜照片显示,PP-clay 和CP-clay 都以无规剥离的形式均匀地分散在基体中。拉伸测试结果表明,反应型PP-clay 因保留了能参与基体树脂固化反应的叔胺基团,在两相间构建起较强的界面作用力,使材料的拉伸强度提升了135%。而非反应型CP-clay 仅使材料的拉伸强度提升109%。动态力学热分析结果显示,反应型PP-clay对复合材料Tg的提升效果更明显。
    2022,38(7):53-59, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0153
    摘要:
    为实现聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的高效阻燃,采用一种同时含有N和Si 的新型碳点(CDs)对PET进行阻燃改性。通过透射电镜、X射线光电子能谱仪和红外光谱对CDs进行分子结构表征,并采用极限氧指数测试仪(LOI)、垂直燃烧仪和锥形量热仪对CDs/PET 复合材料的阻燃性能进行了测试和分析。研究结果表明,当CDs 质量分数为4%时,PET的LOI值由21.2%上升到29.4%,且燃烧过程中产生的热释放速率峰值由513.2 kW/m2下降到433.7 kW/m2、总产热量由71.9 MJ/m2下降到54.0 MJ/m2,且烟释放速率与总生烟量下降、残炭量增加,说明CDs的添加能降低PET燃烧过程中产生的热危害与烟危害;此外,通过量化阻燃模式得出,CDs对PET的阻燃效应是物理阻隔、抑制火焰及催化成炭3种效应的叠加,3 种效应比例分别为36.5%,24.3%和10.8%。
    2022,38(7):60-68, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0136
    摘要:
    为了降低聚合物摩擦副材料的热膨胀系数,拓展其在宽温域范围内的应用,用未处理和经硅烷偶联剂KH570 改性处理后的玻璃纤维(GF)对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)改性,采用热压成型工艺制备GF/UHMWPE复合材料。通过傅里叶变换红外光谱表征了2 种填料的微观结构差异;用差示扫描量热仪(DSC)分析了复合材料的熔点和结晶度;借助热膨胀仪(DIL)测定了复合材料的热膨胀率和热膨胀系数,并在干摩擦环境下,研究了不同含量复合材料的摩擦学性能。结果表明,经过KH570 改性处理后的GF形成了稳定的Si—O—Si 结构,改善了与UHMWPE基体的黏结性;GF由于本身较低的热膨胀系数,并且能与高分子链形成较强的作用力,可以有效改善UHMWPE的热膨胀性能;GF/UHMWPE复合材料的摩擦系数随着填料含量的增加而先下降后上升、磨损量随填料含量的增加而增大,在相同填料添加量时,经过KH570 改性处理的GF复合材料的界面结合力更好,综合性能优于未处理GF复合材料。
    2022,38(7):69-76, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0144
    摘要:
    针对耐高温环氧树脂韧性低的问题,采用酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)增韧改性耐高温环氧树脂。研究了PEK-C 相对分子质量和含量对改性树脂的固化反应、增韧效果和耐热性能的影响。结果表明,PEK-C 的加入对固化反应、耐热性能的影响较小,但会显著提升环氧树脂的韧性,且在一定范围内,PEK-C 的相对分子质量和添加量越大,增韧效果越好。15% 相对分子质量为8×104 的PEK-C 改性树脂具有最佳的力学性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别达到了80 MPa 和3.1%,较未改性树脂分别提高了68%和121%,冲击韧性高达23.3 kJ/m2,较未改性树脂提升了99%。采用透射电子显微镜表征了不同PEK-C 含量改性树脂的微观相结构,结果表明,随PEK-C 含量增加,依次观测到了从海岛相到双连续再到相反转的相结构转变。
    2022,38(7):77-83, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0147
    摘要:
    以含水和多羟基化合物的复合改性剂,通过分子复合和增塑,实现聚乙烯醇(PVA)的热塑加工,制备了PVA中空容器。采用高压毛细管流变、X射线衍射、动态力学热分析、阻隔性能、水接触角等测试方法,研究了复合改性PVA体系的熔体流变行为,以及不同热处理条件对所得PVA中空容器综合性能的影响。结果表明,复合改性体系熔体黏度满足吹塑要求,吹塑所得中空容器外观良好;热处理可调控PVA中空容器的水含量,进而调控其结晶度、熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg),改善其力学性能和阻隔性能。120 ℃热处理2 h 后,PVA容器的结晶度从22.2%提升至34.7%,Tg从-3 ℃提升至30 ℃,拉伸强度从30.4 MPa 增加至80.3 MPa,石油醚的渗透速率由2.33 g· mm/(m2· d)减少至0.73 g· mm/(m2· d),水接触角从31.0°增加至78.1°。
    2022,38(7):84-92, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0148
    摘要:
    采用连续碳纤维增强聚苯硫醚(CCF/PPS)预浸丝材为原料,通过3D打印制备出不同工艺参数条件下的弯曲试样和层间试样。采用扫描电镜、显微CT、差示扫描量热仪、弯曲性能和层间性能等测试方法对3D打印CCF/PPS 复合材料的结构和性能进行了研究。结果表明,打印制品相邻打印层之间的界面、相邻打印线条之间的界面、孔隙结构和结晶结构都对打印制品的弯曲性能和层间性能有重要影响。当打印层厚为0.2 mm、沉积空间为0.40 mm2,并采用后热处理时,打印制品可获得最高为699 MPa的弯曲强度和43.32 MPa的层间剪切强度,在连续纤维增强热塑性复合材料3D打印研究领域处于领先水平。
    2022,38(7):93-102, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0145
    摘要:
    文中采用原位氧化聚合法制备巯基功能化的聚(3,4 乙撑二氧噻吩) 与多壁碳纳米管复合物(PEDOT-CH2SH/MWCNTs),通过改变碳纳米管在复合物中的含量获得了最佳比例的复合物,并将其作为电活性材料对重金属离子Cd2+和Pb2+的浓度分别进行了单独检测和同时检测。采用扫描电子显微镜、X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱和X 射线光电子能谱等手段对复合物进行结构表征,用电化学差示脉冲伏安法进行电化学测试,系统探讨了结构与电化学性能之间的关系。结果表明,PEDOT-MeSH/15% MWCNTs 的复合物表现出较均匀的多孔状形貌,并增强了对重金属离子Cd2+ 和Pb2+ 的灵敏度、选择性和检测稳定性。用PEDOT-MeSH/15% MWCNTs 复合物单独检测时,Cd2+ 和Pb2+ 的线性范围分别为2~40μmol/L 和6~40 μmol/L,最低检出限(LOD)分别为2 μmol/L 和6 μmol/L。进行同时检测时,Cd2+和Pb2+的线性范围分别为8~40 μmol/L 和6~40 μmol/L,最低检出限(LOD)分别为6 μmol/L 和2 μmol/L,复合材料表现出较好的响应度和较低的检出限。干扰研究表明,PEDOT-MeSH/15% MWCNTs 复合电极具有低相互干扰性和高选择性。
    2022,38(7):103-110, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0156
    摘要:
    采用拉伸流变挤出成型设备,将抗静电剂咪唑类离子液体(IL)负载于纳米气相二氧化硅(SiO2)上,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行抗静电改性,研究了IL 及纳米气相SiO2含量对UHMWPE加工性能、表面电性能、结晶性能和力学性能的影响。结果表明,IL 是UHMWPE 的良好增塑剂,随着IL 的加入,UHMWPE 的挤出扭矩明显降低,UHMWPE材料的挤出成型效率提高。值得关注的是,IL 的加入可明显降低UHMWPE表面的摩擦电压。当IL 质量分数为3%时,其表面摩擦电压从2.72 kV降至0.04 kV。而且,将IL 负载于纳米气相SiO2上可以解决IL 在UHMWPE中析出及分散问题。另外,纳米气相SiO2还可以提高UHMWPE/IL共混物的关键力学性能。所制备的IL改性UHMWPE具备优异的抗静电功能、较好的挤出成型效率和力学性能,有望在新一代电子信息产品及精密器件制造等领域得到广泛应用。
    2022,38(7):111-120, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0140
    摘要:
    舰船螺旋桨轴与轴承之间不良的润滑状态会导致严重磨损和异常噪声,对其可靠性和隐身性带来隐患。文中选取表面润湿性不同的聚四氟乙烯(PTFE)和聚甲醛(POM)在6 种工况水环境下进行环-块摩擦试验,分析其摩擦学特性。使用带有高精度振动加速度传感器的摩擦试验装置采集其振动信号,通过小波包分解和重解对信号特征进行增强,拉曼光谱表征试验前后材料摩擦面的分子结构。结果表明,高载荷下PTFE比磨损率随转速增大呈现线性变化,POM则出现显著的指数变化;材料在摩擦前后的表面均未发生化学变化,铜环没有擦伤和转移到材料表面;POM在低转速下的摩擦振动更大,高转速下则相反;转速达到1000 r/min时,POM产生了稳定的水膜,显示了良好的水润滑效果。
    2022,38(7):121-128, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0159
    摘要:
    通过将Fe3O4纳米粒子引入基于Diels-Alder 反应的热可逆聚氨酯,制备了一种具有热、近红外光、微波等多重响应行为的自修复聚氨酯材料。研究发现,纳米Fe3O4 的引入未对聚氨酯的结构和热可逆性产生明显影响,相反显著改善了热可逆聚氨酯的力学性能和自修复性能。当Fe3O4纳米粒子的质量分数为0.3%时,获得的聚氨酯的力学性能最优。同时,纳米Fe3O4的引入极大地提高了热可逆聚氨酯的修复效率,并赋予热可逆聚氨酯既可通过热处理实现损伤的自修复,也可通过近红外光激发实现损伤的自修复。而且,相对于热修复,近红外光修复具有更快的修复速率和更高的修复效率,并且可实现材料的多次重复修复。这些研究对实现材料的多重响应自修复和回收再利用具有重要的参考价值。
    2022,38(7):129-135, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0135
    摘要:
    为了提高聚醚共聚酰胺(Pebax1657)的CO2分离性能,利用氨基酸离子液体(AAIL)改性Pebax 材料制备AAIL/Pebax 共混膜,通过红外分析、热重分析、差示扫描量热、X 射线衍射对AAIL/Pebax 膜进行表征。结果表明,AAIL 与Pebax 发生物理共混,AAIL 的加入提高了膜的热稳定性能。对CO2进行气体分离性能测试,确定了氨基酸离子液体的含量、操作压力和温度对气体渗透性能的影响。结果表明,氨基酸离子液体的加入使得CO2的渗透性和CO2/N2选择性均有所提升,当AAIL 的质量分数为0.8%时,CO2的渗透系数为101.03 Barrer、CO2/N2选择性为91.84,达到最优,对比Pebax1657 纯膜CO2的渗透系数提高了66.47%,CO2/N2 选择性提高了86.14%,突破了2008 年Robeson 上限。
    2022,38(7):136-142, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0151
    摘要:
    采用镀银尼龙纤维自加捻,并与常规尼龙纤维共加捻,分别制备了2 种电热驱动的尼龙螺旋纤维人工肌肉。通过编程输入电的频率、大小和循环次数系统地研究了2 种聚合物纤维人工肌肉的驱动行为。结果表明,通过共加捻能调控复合尼龙螺旋纤维人工肌肉的电阻特性,在相同的输入电功率下,复合尼龙螺旋纤维人工肌肉产生更高的温度从而表现出更好的驱动性能。镀银尼龙螺旋纤维人工肌肉表现出6.34%的最大驱动形变、382 J/kg 的最大能量密度和468 W/kg 的最大功率密度。复合尼龙螺旋纤维人工肌肉表现出7.42%的最大驱动形变、428 J/kg 的最大能量密度和531 W/kg的最大功率密度。2 种聚合物纤维人工肌肉的驱动循环均能超过1万次,且驱动形变无明显衰减。
    2022,38(7):143-148, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0164
    摘要:
    柔性可穿戴电子器件对人体运动、健康等的实时监测受到了广泛关注。为开发聚酰胺长丝/氨纶混合纱线材料的应变传感器,以氨纶为芯、聚酰胺长丝为皮层,利用捻度仪制备了不同聚酰胺长丝/氨纶包覆纱。通过化学镀银和涂覆炭黑的工艺方法,获得了导电聚酰胺长丝/氨纶包覆纱。实验得到,捻度50 T/10 cm导电包覆纱的线性电阻为1.97 Ω/cm;在20%应变时,该导电包覆纱拉伸-回复循环20 次的电阻变化比率(ΔR/R0)稳定且重复稳定性误差较小,其作为应变传感器可以较好地传感人体手指弯曲、手腕弯曲运动信号。
    2022,38(7):149-158, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0146
    摘要:
    近年来,水凝胶在柔性可穿戴传感器领域展现出巨大的应用前景,但是如何通过简单高效的方法构建同时具有优异的拉伸性能、抗冻性能和黏附性能的水凝胶基传感器仍然具有挑战性。文中基于分子间的物理作用,采用简单高效的“一锅法”,以聚N-羟乙基丙烯酰胺(PHEAA)和明胶(GE)作为水凝胶的基体材料,通过向凝胶前驱体溶液中加入氯化钠(NaCl)和乙二醇(EG)制备了PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶。利用万能拉力机、红外光谱仪、差示扫描量热仪、旋转流变仪和电化学工作站对水凝胶进行了结构和性能的表征。结果表明,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶的拉伸应变为1567%,并具有优异的抗冻性能;PHEAA-GE-EG-NaCl 水凝胶在-30 ℃的拉伸应变和电导率分别高达558%和0.21 S/m;同时,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶对不同的基材都展现出优异的黏附性能;更为重要的是,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶基应变传感器对大应变和小应变都具有优异的循环稳定性,能够在较宽的温度范围内(-30~25 ℃)稳定地检测人体大幅度的肢体运动和小幅度的生理信号。因此,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶在柔性可穿戴传感器领域具有广阔的应用前景。
    2022,38(7):159-167, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0142
    摘要:
    为制备直径小于100 nm的瓜尔胶(GG)狭义纳米纤维,解决其难以静电纺丝的问题,以十六烷基二甲基乙基溴化铵(EHDAB)为表面活性剂、氯化钙(CaCl2)为强电解质,静电纺制备了GG纳米纤维。通过接触角测量仪悬滴法、电导率仪和旋转流变仪考察了EHDAB和CaCl2质量分数对纺丝液表面张力、电导率和黏度的影响;采用扫描电子显微镜、接触角测量仪座滴法和琼脂平皿扩散法分别表征了纳米纤维的形貌、水接触角和抗菌性。结果表明,CaCl2可以显著增大溶液电导率、强化电场力、提高纺丝效率;随EHDAB和CaCl2质量分数增加,表面张力和黏度整体呈降低趋势;GG,EHDAB 和CaCl2质量比为0.9∶0.2∶0 时,纤维平均直径最小,为40 nm;纳米纤维膜的最大拉伸强度为9 MPa,最小接触角为23°,亲水性好且具有抗菌性。
    2022,38(7):168-174, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0150
    摘要:
    采用熔融共混与模压成型方式制备了聚乙烯(PE)/氮化硼(BN)/废旧橡胶粉末(WRP)复合材料。WRP具有三维网络结构,可在加工过程中维持其稳定结构,迫使BN选择性分散在PE基体中形成隔离导热网络,从而提升复合材料的导热性能。在BN质量分数为30%、PE与WRP质量比为1/2 时,与未添加WRP的PE/BN 复合材料相比,PE/BN/WRP复合材料的导热系数提高了37.3%,达到了1.73 W/(m· K),是纯PE 的4.33 倍;冲击强度提高了55.4%,达到了8.3 kJ/m2。利用脱硫胶粉制备高导热性能复合材料为废弃硫化橡胶的高值化和功能化利用提供了新思路。
    2022,38(7):175-182, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0158
    摘要:
    从分子链结构、结晶、取向和分子间作用力等方面分析了影响聚合物本征导热系数的结构因素,总结了提升聚合物本征导热系数的一些方法,并对相关研究进行了展望。结果显示,通过聚合物合成阶段的分子结构设计、加工阶段的施加外场以及后期热处理等手段的合理控制,都可以使聚合物的本征导热系数得到有效提升,但大幅提高聚合物的本征导热能力还面临着巨大挑战。
    2022,38(7):183-190, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0157
    摘要:
    热界面材料(TIM)主要作用是填补芯片与散热器之间的孔隙缺陷,建立热传导通路,提升电子器件散热性能。现有的大多研究都是以探寻TIM的高导热性能以及优异的力学性能为主,往往忽略了TIM可靠性能的重要性。文中综述了近年来对TIM可靠性能研究发展现状,主要分析了导热填料、基体材料和生产工艺三方面对TIM可靠性能的影响,包括导热填料的种类及复配方式、硅油的种类及黏度、交联密度及反应速率、原材料的预处理、原材料存储环境及加工方式等,并提出了有效提升TIM可靠性能的解决办法,最后对TIM未来的研究方向提出了一些可行的建议。
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    优先出版日期:  2022-10-04 , DOI:
    摘要:
    间戊二烯单体与苯乙烯可以通过阴离子共聚合实现特殊交替序列结构共聚物,此类材料在高抗冲击性树脂和增韧材料方面有特殊用途。本文以间戊二烯(PD)、苯乙烯(ST)和对甲基苯乙烯(MST)为共聚单体,正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,在环己烷中通过“一步法”合成系列二元/三元共聚物,重点考察共聚动力学和共聚物微观结构。实验结果表明:(a)聚合单体活性ST>MST>>PD,均共聚动力学显示聚合符合经典一级反应特征,共聚单体可以定量转化;(b)1H NMR在线分析表明PD/ST和PD/MST共聚单体等摩尔消耗,结合竞聚率数据推测PD倾向与苯乙烯类单体形成二元交替结构,且分析表明PD主要是1,4-加成方式嵌入主链;(c)三元共聚合过程具有活性可控聚合特征,分子量与转化率成良好的线性关系,分子量分布低于1.10;(d)三元共聚物中间戊二烯组成(FPD = 0.5)似乎与转化率无关,但ST和MST共聚单体含量均与转化率成线性关系;(e)基于PD特殊的二元交替共聚,推测了可能共聚合机理。
    优先出版日期:  2022-10-04 , DOI:
    摘要:
    聚乳酸(PLA)和热塑性淀粉(TPS)是天然可再生的生物降解材料,由于PLA良好的力学性能与TPS的低成本,两种聚合物共混表现出很高的潜力。本文基于已发表的文献,首先对TPS的制备原理和淀粉的增塑改性进行了介绍,然后基于两者之间较弱的界面结合带来的限制,对PLA/TPS共混物的增容机理、增容体系的研究进展进行了综述,并讨论了天然纤维、无机纳米填料等填充物对共混体系性能的影响。随后介绍了目前研究较少的多层膜结构,为PLA/TPS体系提供了新的研究思路。最后对PLA/TPS体系潜在的发展和应用进行了展望。
    优先出版日期:  2022-10-04 , DOI:
    摘要:
    单聚合物复合材料(SPC)是基体和增强体来自同种聚合物的复合材料,特别在资源循环再生和节能减排方面具有极大优势。不同于常规纤维增强聚合物复合材料的制备工艺,因为基体和增强体的同质特性,特别是相近的熔融温度,使扩展加工温度窗口成为SPC制备的关键技术问题。聚丙烯(PP)SPC具有质量轻、成本低、易回收、界面粘结性好和优良的抗冲击性能。目前,开发的PP SPC制备技术主要包括纤维/纤维布直接热压法、膜层热压法、共挤热压法、挤出辊压法、注射成型法等,在汽车护板、防弹、箱包、体育、医用护具和建筑等制品方面得到了应用。
    优先出版日期:  2022-10-04 , DOI:
    摘要:
    基于离子聚合物金属复合材料(Ionic polymer-metal composite, IPMC)的“电能+化学能+机械能”原位驱动模式兼具驱动、传感的功能特性,具备常规刚性材料“电机驱动+机械传动”模式所不可替代的独特优势。针对原位驱动输出力不足、性能不稳定等问题,本文从分析IPMC性能提升的本质入手,综述了其电致驱动机理,阐述了利用超饱和气体法、微粒溶出工艺、冷冻干燥工艺等制备多孔Nafion基体膜的物理化学方法及其工艺特点,归纳了上述方法成型孔隙的结构特征及优缺点,同时分析了各孔隙制备工艺对IPMC性能的影响,并对后续孔隙微结构的研究进行了展望,以期为从本质上提升IPMC电致驱动性能提供实现途径,调和变形量与输出力之间的矛盾。
    优先出版日期:  2022-09-22 , DOI:
    摘要:
    以丙烯酸-2-羟乙酯/马来酸酐接枝聚丙烯(PP)/聚烯烃弹性体共聚物(PPHM)为相容剂,通过熔融挤出制备了β成核聚丙烯/硅灰石复合材料。考察了PPHM含量对复合材料结构和性能的影响。红外光谱、扫描电镜和X射线衍射结果表明,PPHM与硅灰石表面形成了强相互作用,提高了复合体系的相容性,并对PP的结晶产生明显影响。含50 wt% PPHM复合材料的缺口冲击强度达到18.4±1.3 kJ?m?2,约为纯PP的3倍,而拉伸强度仅降低了20.3 %,实现了韧性和强度之间的相对平衡;此外,复合材料的熔体强度和热稳定性优于纯PP。
    优先出版日期:  2022-09-21 , DOI:
    摘要:
    以含苄基氯结构的杂萘联苯聚醚酮(CMPPEK-P)为原料,三甲胺为胺化试剂,通过先制膜后胺化的方式,利用水蒸气诱导相分离法(VIPS)成功制备了一种高性能钒电池用具季铵基侧链的杂萘联苯聚醚酮(QAPPEK-P)多孔阴离子交换膜。研究了在VIPS过程中,不同浓度氯化钠水溶液(0~26 wt.%)作为凝胶浴对膜结构和性能的影响:通过提高氯化钠浓度,QAPPEK-P膜的孔隙率提高且面电阻显著降低,而其阻钒性能无明显变化。其中,在凝胶浴盐浓度为26 wt.%条件下制得的QAPPEK-P膜,装载其单电池的电池效率最佳:在电流密度为140 mA cm-2时,能量效率可达80%;且其电池性能在120 mA cm-2的电流密度下,充放电150个循环后无明显变化而显示出良好的化学稳定性,证明了QAPPEK-P在多孔阴离子交换膜在钒电池应用中的潜力。
    优先出版日期:  2022-09-21 , DOI:
    摘要:
    以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)与对苯醌为原料,合成10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10硫化物(DOPS-HQ),采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HR MS)确定其结构,并将其应用于环氧树脂(EP)的阻燃改性,采用热重分析(TG)、垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)、锥形量热(CONE)和热重-红外光谱联用(TG-FTIR)等手段研究阻燃剂DOPS-HQ对EP的热稳定性、热降解行为及阻燃性能的影响。结果表明,阻燃剂DOPS-HQ能提高复合材料的热稳定性和残炭量,改善材料的阻燃性能,降低其热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)。当DOPS-HQ的添加量为15wt%时,复合材料的LOI值提高至32.5%,达到UL-94 V-0级,其PHRR和THR分别降低了32.7%和38.2%。TG-FTIR结果表明,DOPS-HQ/EP在热降解过程中会产生含磷自由基(PO·、HPO2·、PO2·等)作为H·、O·或HO·自由基捕捉剂,从而主要在气相中发挥阻燃作用。
    优先出版日期:  2022-09-21 , DOI:
    摘要:
    以正硅酸四乙酯(TEOS)和乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)对聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺尿酸盐(MCA)进行改性,制备了Si-MAPP和Si-MMCA,解决了APP和MCA疏水性差的问题。将Si-MAPP和Si-MMCA与双季戊四醇(DPER)复配得到一种新的膨胀型阻燃剂(IFR)并用于LDPE阻燃。利用红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析证明了APP和MCA成功被TEOS和A-151涂层修饰。采用万能材料试验机、极限氧指数仪、UL-94垂直燃烧试验和锥形量热试验测试了LDPE复合材料的阻燃性能。研究结果表明,经TEOS和A-151涂层修饰后,Si-MAPP和Si-MMCA疏水性能优异,与LDPE相容性好。加入含Si-MAPP/DPER/Si-MMCA的IFR大幅提高了LDPE复合材料的阻燃性。当加入43.75 wt%的Si-MAPP/DPER/Si-MMCA后,复合材料极限氧指数为30.3%并达到V-0级别,抗张强度达12.92 MPa,比同比例无Si-MMCA的LDPE/IFR高出了3.79%,比含量为41.6 wt%无Si-MAPP的LDPE/IFR高出了6.81%。烟密度试验表明,Si-MAPP和Si-MMCA的加入有效提高了LDPE复合材料的残炭含量和热稳定性,并使烟气排放明显改善。
    优先出版日期:  2022-09-21 , DOI:
    摘要:
    为研究表观粘度及屈服应力对丁羟推进剂药浆流平性的影响,本研究对丁羟推进剂药浆进行了流平性实验,并提出滞止角的概念表征药浆的流平性,得出药浆屈服应力对滞止角的影响规律。同时采用Carreau粘度模型模拟了药浆流平过程并与实验结果进行了对比,并通过计算软件Flow 3D定量表征了丁羟推进剂药浆表观粘度、屈服应力单变量对流平性的影响。结果表明:丁羟推进剂药浆的流动角度与药浆流平时间的对数满足线性关系;不同时刻药浆流动角度的数值模拟与实验结果误差在5%以内,内侧流到终点的时间相差小于10%,验证了Carreau粘度模型求解药浆流平过程的可行性。丁羟推进剂药浆的表观粘度是影响流平速度的主要参数,当表观粘度由400Pa·s增大到1000Pa·s时,药浆流平所需时间由277s增加到871s;屈服应力决定药浆流平结束时滞止角的大小,当屈服应力由60Pa增大到120Pa时,滞止角由8.69°增大到14.98°,相应增加了72.4%。
    优先出版日期:  2022-09-21 , DOI:
    摘要:
    采用端羟基硅油(PDMS-OH)引入聚氨酯预聚体链段,利用二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂制备了阴离子型含硅水性聚氨酯预聚体,再将其与三缩丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)聚合用以包覆石蜡芯材,获得阴离子型含硅水性聚氨酯壁材相变储能微胶囊材料,并且分析了PDMS-OH与聚醚多元醇(PPG2000)对相变储能微胶囊各项性能的影响。结果表明,PDMS-OH已成功接入聚氨酯预聚体主链,且壁材已成功包覆石蜡芯材,PDMS-OH的引入有助于提高壁材的机械强度,提高了相变储能微胶囊的芯材包覆率,其中PDMS-OH/PPG2000摩尔比为90:10时,熔融焓为157.25J/g,结晶焓为183.17J/g,石蜡含量达75.43%;并且有助于减小乳液中乳胶束的粒径,其中最小粒径为181.45nm,从而大幅改善微胶囊芯材外泄的问题;另外,随着PDMS-OH/PPG2000摩尔比的提高,一段分解失重率下降幅度增大,表明芯材包覆率进一步提高,其中PDMS-OH/PPG2000摩尔比为90:10时,一段失重率达73.40%。
    优先出版日期:  2022-09-21 , DOI:
    摘要:
    利用4-氨基甲基吡啶与线型低密度聚乙烯(LLDPE)成功制备了氨基甲基吡啶接枝线型低密度聚乙烯(LLDPE-g-Py),然后再采用熔融共混法制备了改性的BN/LLDPE(mBN/LLDPE)复合材料。在复合材料中,由于LLDPE-g-Py与BN的π-π非共价作用,降低了填料与基体的界面热阻,并使BN在LLDPE基体中均匀分散,从而增强了复合材料的导热性能。深入研究mBN/LLDPE复合材料的热性能和力学性能等。结果表明,LLDPE-g-Py的加入,使mBN/LLDPE复合材料的导热性能得到很大提升,但LLDPE-g-Py过多会导致其耐热性降低。为了改善复合材料的耐热性,将LLDPE-g-Py含量固定为10wt%。当BN含量为40wt%时,mBN/LLDPE复合材料的导热系数达到了0.95 W/m·K,为纯LLDPE导热系数(0.32 W/m·K)的3倍。同时,mBN/LLDPE复合材料的拉伸强度在小幅度下降的情况下,其断裂伸长率得到明显的改善。
    优先出版日期:  2022-09-21 , DOI:
    摘要:
    氧化还原介体能催化加速偶氮染料的生物降解,但易随水流失,介体的膜基固定化为研究提供了新思路。本文以聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物,醌基氧化石墨烯(AQS-RGO)为氧化还原介质,采用相转化法制备了氧化还原介体(AQS-RGO/PVDF)膜,探究介体膜催化偶氮染料生物降解的性能。采用X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对膜进行表征,结果表明AQS-RGO已被成功固载在膜上。利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对膜结构和形貌进行表征,结果表明AQS-RGO介体的引入,使膜内胞腔变小,海绵孔变得更致密。同时,对膜的接触角、水通量和截留率进行测定。发现AQS-RGO的添加使膜具有更好的亲水性和渗透性,最大纯水通量为283.09L/m2?h,比PVDF原膜高4.7倍。在最佳条件下制备的AQS-RGO/PVDF膜能够将活性红X-3B的降解(脱色率≥90%)时间从48h缩短到30h,表明其对偶氮染料生物降解具有较好的催化效果,并且在活性红和酸性红染料的4次循环实验中都能保持90%以上的脱色率,具有良好的稳定性,展示氧化还原介体膜的应用潜力。
    优先出版日期:  2022-09-21 , DOI:
    摘要:
    以淀粉和PLA为原料,甘油为增塑剂,采用双转子连续混炼挤出机通过熔融共混法制备了PLA/淀粉共混物,研究不同转子转速和甘油含量下共混物的微观结构、流变性能、结晶性能和力学性能,得到剪切作用以及增塑剂含量对共混物两相相容性的影响。对共混物的SEM照片、FTIR谱图以及动态频率扫描曲线进行分析,结果表明适当提高转子转速以及甘油含量有利于提高淀粉的塑化程度,改善淀粉与PLA之间的相容性。DSC曲线表明共混物的结晶度随着甘油含量的提高而降低。当甘油含量为20%,转速为300r/min时,淀粉分散相与PLA基体的相容性最好,共混物具有良好的力学性能,拉伸强度达到25.1MPa,弯曲强度达到33.1MPa。
    优先出版日期:  2022-08-05 , DOI:
    摘要:
    针对煤基均聚聚丙烯结晶过程中?晶型成核生长能力较弱、冲击强度较低的问题,利用差示扫描量热仪(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)和万能材料实验机研究了单独添加?、?和复合添加?/?成核剂对煤基均聚聚丙烯的结晶性能和力学性能的影响。研究表明,单独添加?或?成核剂均会存在一定的性能缺陷。DSC测试结果表明,?/?复合成核剂中?成核剂的存在会抑制?晶型的生成,?晶熔融峰强度会增加,在降温结晶曲线中也呈现出明显的?晶优先成核现象。与此同时,XRD结果表明,复合成核剂可以提高聚丙烯的?晶体的相对含量(Kβ)。?/?复合成核剂的加入有助于同时实现煤基均聚聚丙烯的刚韧平衡, 当复合成核剂添加量为0.15wt%,?/?质量比为1:2时,PP的拉伸强度提高了15.9%,断裂伸长率提高了305.3%,冲击强度提高72.5%。
    优先出版日期:  2022-08-05 , DOI:
    摘要:
    为了探讨硫元素在磷杂菲基阻燃环氧树脂中的作用,将阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)按照不同添加量分别添加至EP中,以4,4’-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂制备阻燃复合材料。采用热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(CONE)、热重-红外光谱分析(TG-FTIR )和扫描电镜-X射线能量色谱分析(SEM-EDS)等手段,对比研究两种阻燃复合材料EP/DOPO和EP/DOPS的热稳定性、阻燃性能和成炭能力,并深入分析其阻燃机理。结果表明,当DOPO和DOPS的添加量均为10%时,EP/DOPO和EP/DOPS均达到UL-94 V-0级,LOI值分别为31.0%和30.6%;两种复合材料的热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)和平均质量损失速率(av-MLR)值均低于纯EP,有效改善了EP的阻燃性能。而且,EP/DOPS的残炭量和阻燃性能均优于EP/DOPO,归因于DOPS中的P、S元素协同阻燃,能更好地促进基材脱水成炭,增强其凝聚相阻燃作用。SEM-EDS和TG-IR结果表明,EP/DOPS的成炭能力和炭层质量均优于EP/DOPO,阻燃剂DOPO和DOPS在气相和凝聚相共同发挥阻燃作用,但以气相阻燃作用为主,DOPS的凝聚相阻燃能力优于DOPO。
    优先出版日期:  2022-08-01 , DOI:
    摘要:
    为研究对称角度铺设的橡胶帘线复合材料界面失效机制,采用有限元方法建立了代表性体积元,仿真橡胶帘线复合材料细观层面的应力分布,采用基于能量的Power-law准则仿真帘线与橡胶界面的损伤演化,发现界面的损伤由接触剪切应力与接触压力引起。界面初始刚度为影响界面损伤演化的重要粘接界面参数,初始刚度与界面损伤演化变量正相关。帘线夹角增大会引起帘线所受转矩增大,导致界面失效加剧。
    优先出版日期:  2022-08-01 , DOI:
    摘要:
    采用二氯磷酸苯酯、三乙胺、甲基丙烯酸羟乙酯、2-(二乙胺基)乙醇和二乙醇胺合成了自制含磷二元醇2OHP,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)、含磷二元醇2OHP、二羟甲基丙酸(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、双季戊四醇(Di-PE)和三乙胺合成了磷硅复合改性的水性UV固化的六臂聚氨酯。通过红外光谱和核磁共振对聚合物的合成情况进行表征。与纯WPU相比,当含磷二元醇的质量分数为21.1%,端羟基聚二甲基硅氧烷含量为12.1%时涂膜的综合性能最佳。其接触角由83.7°增加到108.8°,吸水率由9.4%降至5.7%,疏水性能增强。极限氧指数(LOI)由17.8%增加到27.5%达到了难燃的等级,UL-94等级达到了V-0级,残炭的石墨化程度提高,阻燃性能变好。
    优先出版日期:  2022-07-21 , DOI:
    摘要:
    以离子液体(IL-NH2)对氧化石墨烯进行修饰,制备得到离子液体修饰的还原氧化石墨烯(rGO-IL),将其作为颗粒乳化剂稳定含有苯胺单体的油相,制备稳定均匀的Pickering乳液,然后通过引发苯胺单体聚合得到石墨烯/聚苯胺空心微球。离子液体的引入不仅可以调节Pickering乳化剂的润湿性,还能避免降低材料的电导率。通过调节IL-NH2对石墨烯的修饰程度调节了rGO-IL的润湿性,并探究了rGO-IL的润湿性、浓度以及乳化时的油水比对Pickering乳液性质的影响。利用超景深三维显微镜观察了rGO-IL稳定的Pickering乳液状态;利用傅里叶红外光谱仪、拉曼光谱仪和扫描电子显微镜对所得石墨烯/聚苯胺空心微球的化学结构和形貌进行了观察;利用循环伏安法与恒流充放电法对空心微球的电容性能进行了探究。结果显示,石墨烯/聚苯胺空心微球比电容可以达到451.8 F/g,是二维石墨烯/聚苯胺材料的近两倍(227 F/g);另外空心微球表现出良好的倍率性能,当电流密度从0.5 A/g增加至10 A/g时,其电容保持率高达92.4%,远高于二维材料的46.5%。
    优先出版日期:  2022-07-21 , DOI:
    摘要:
    采用相转移催化法制备了不同烷基链长的乙基黄原酸酯基丙基三乙氧基硅烷(EXS)和辛基黄原酸酯基丙基三乙氧基硅烷(OXS)。利用两种黄原酸酯基硅烷偶联剂改性白炭黑并补强丁苯橡胶,研究复合材料的加工性能、硫化性能、力学性能、耐磨性能、压缩生热、动态力学性能等,同时制备了双-[γ-(三乙氧基硅)丙基] 四硫化物(Si-69)和封端型巯基硅烷偶联剂(NXT)改性的复合材料作为对比,探究新型偶联剂取代NXT和Si-69在橡胶工业中应用的可行性。结果表明,长烷基链的OXS改性的复合材料门尼粘度最低,加工安全性高但硫化速度略慢;新型偶联剂改性的复合材料的力学性能、硬度和耐磨性都优于NXT改性的复合材料,同时滚动阻力较低;采用EXS改性的白炭黑在橡胶基体中的分散性较好,填料-橡胶间的相互作用较大。
    优先出版日期:  2022-07-21 , DOI:
    摘要:
    通过熔融共混将少量超高分子量聚乙烯(UHMWPE)引入到高密度聚乙烯(HDPE)中,并采用高温熔融和再次剪切对共混物进行处理后,使用传统注射成型方法进行成型。采用偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)和二维小角X射线散射(2D-SAXS)对注射成型制品中晶体的形态结构进行了研究。发现传统注射成型(CIM)的流场可以诱导共混物形成明显的多层次晶体结构形态,在次表层存在大量的shish-kebab及互锁shish-kebab晶体结构,具有取向片晶结构的过渡层范围显著增大,而具有球晶结构的芯层范围明显缩小。表明在传统注射成型的流场下也能诱导形成丰富的取向片晶和shish-kebab结构,为注射成型制备自增强材料提供了一条新途径。
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    优先出版日期:  2022-10-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0193
    摘要:
    采用树脂传递模塑工艺(RTM)制备了阴离子聚酰胺6树脂和连续碳纤维(CF)增强阴离子聚酰胺6(APA6)热塑性复合材料,研究了催化剂配比对APA6树脂转化率、结晶度和力学性能的影响。进一步探讨了纤维体积分数对连续CF/APA6复合材料力学性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的拉伸断裂形貌。结果表明,APA6树脂转化率和结晶度随着催化剂比例增大而降低;当纤维体积分数为40%时,连续CF/APA6复合材料的拉伸强度和拉伸模量最高分别达到493 MPa和60 GPa;SEM分析表明,继续增加纤维体积分数(>40%),APA6树脂基体在碳纤维中浸润性变差,弱化的界面使增强体作用难以发挥。
    优先出版日期:  2022-10-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0192
    摘要:
    采用机械砂磨剥离与非共价键表面修饰相结合的方法,制备了左旋赖氨酸(Lys)功能化接枝氮化硼纳米片(Lys@BNNS),然后将其作为填料通过液相混合和热压方式得到热塑性聚氨酯(TPU)复合材料。采用红外光谱、热失重分析仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜以及透射电子显微镜表征了Lys@BNNS的结构与形貌特征;采用导热仪和红外热成像仪探讨了不同填料含量对复合材料导热性能和散热速率的影响。当填料质量分数达到5%时,Lys@BNNS/TPU复合材料的热导率比纯TPU的增加了160%,散热速率提高了100 s。这对于提高高度集成化电子产品的可靠性和使用寿命具有重要的意义。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0191
    摘要:
    为提高聚丙烯腈(PAN)纤维膜的压电性能,将离子液体1-烯丙基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐(IL)掺杂到PAN中,采用静电纺丝技术制备PAN/IL复合压电纤维。通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射分析仪、宽频介电松驰谱仪、拉伸机、LCR测试仪等方法,对PAN/IL复合压电纤维的形貌、构象、压电性能、介电性能、力学性能及传感器的灵敏度进行表征与分析。研究结果显示,适量的添加IL,纤维排列具有一定的取向性。将IL掺杂到PAN中可使复合纤维膜的平面锯齿构象含量提高,其值最高可达93.08%,有利于PAN复合纤维膜压电性能提高。复合纤维膜的介电常数由3.40提高到6.14,介电损耗由0.05降低到0.03,应力可达4.27 MPa,制备的柔性传感器的灵敏度可达0.56 kPa-1。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0190
    摘要:
    本文提出一种超声波与可调正应力协同作用的新型混合方法及相应装置。通过调节该装置内定子和转子轴之间的偏心距(e2)可以调控物料受到的压缩/拉伸应力大小以适合不同的材料体系,同时改变偏心距(e2)还可调节熔体厚度以匹配超声波的有效作用范围,实现了超声波与正应力协同的熔融混合。利用该装置制备了尼龙6(PA6)/碳纤维(CF)复合材料。扫描电镜和光学显微镜图像表明,在超声波和正应力的协同作用下CF(质量分数25%)均匀分散在基体中且纤维平均保留长度达到291 μm;施加超声波后 复合材料的拉伸强度和模量分别提高41.4%与30.4%;适当的超声作用使得复合材料电导率提升到8.76×10-3 S/m且逾渗阈值下降超过5%。新设备为高性能聚合物基纤维增强复合材料的制备提供了新途径。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0189
    摘要:
    以色胺(Tryp)、聚(丙二醇)双(2-氨基丙醚)(D-400)和多聚甲醛为原料,简单共聚制备一系列吲哚基聚六氢三嗪(IN-PHT)聚合物薄膜材料,该聚合物薄膜经MgCl2水溶液浸泡后烘干,得到Mg2+-吲哚动态交联的聚六氢三嗪(Mg-IN-PHT)薄膜材料。元素分布图证实,Mg2+在聚合物Mg-IN-PHT中存在且分布均匀。利用理论计算模拟、紫外可见吸收光谱法、荧光光谱法等手段证明了Mg-IN-PHT薄膜中Mg2+和吲哚基团间阳离子-π相互作用的形成。通过循环拉伸测试表征了Mg-IN-PHT薄膜的力学性能,测试结果表明,Mg-IN-PHT薄膜具有较强的抗拉强度(16.1 MPa)和韧性(206.2%),明显高于IN-PHT薄膜(11.0 MPa, 117.0%)。一方面,阳离子-π动态交联增大了聚合物网络中的交联密度,从而增强了薄膜的强度;另一方面,柔性聚合物网络受到外部刺激时易发生分子链的滑移,“点-面”阳离子-π相互作用可以更容易地形成和解除,能量耗散效果较好,从而提高了材料的韧性。同时研究了薄膜材料的热稳定性变化,结果表明,Mg-IN-PHT薄膜热分解温度(280 °C)和玻璃化转变温度Tg(-10 °C)均高于IN-PHT薄膜热分解温度(234 °C)和Tg(-16 °C)。另外,动态的“点-面”阳离子-π相互作用赋予了Mg-IN-PHT膜优异的可修复和可回收性能。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0188
    摘要:
    聚乳酸(PLA)作为一种性能优良的生物降解材料,被用于工业、包装业及医药业等领域。随着PLA的广泛使用,其生产和消耗的数量急剧增加,最终导致废旧PLA的堆积日益严重。尽管PLA能在自然条件下降解,但降解周期过长,降解产物也无法直接进行循环再利用。通过化学回收法可将PLA材料进行解聚,生成相应的小分子产物,产物经分离、纯化后可重新作为生产PLA的单体或合成其它化工产品的原料,从而实现资源的循环利用。本文综述了近年来国内外聚乳酸(PLA)材料的化学降解回收产品的研究现状,介绍了几种主要的化学解聚方法,包括热裂解、水解、醇解、酶解及光解等,并对各方法的优缺点进行了分析与总结。最后,对PLA的化学降解进行了展望。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0185
    摘要:
    为了研究干摩擦条件下聚醚醚酮(PEEK)和纳米二氧化硅(nano-SiO2)填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦磨损机理,采用共混-冷压-烧结的工艺制备了试样,在LSR-2M型往复摩擦磨损实验机上进行摩擦磨损试验。利用扫描电子显微镜(SEM)和非接触式白光干涉3D轮廓仪表征了对偶表面转移膜及磨痕的微观形貌,X射线光电子能谱分析(EDS)了对偶表面的元素分布,从微观角度揭示了PTFE复合材料的摩擦磨损机理。结果表明,单独填充PEEK和纳米SiO2填料后,PTFE复合材料的摩擦磨损性能均可得到改善。其中,20%PEEK-PTFE复合材料的体积磨损率仅为2.6×10-6 mm3/(N·m),15%PEEK-PTFE复合材料的平均摩擦系数为0.18。PEEK减磨效果优于纳米SiO2,PEEK和纳米SiO2复配填充能够协同改进PTFE复合材料的摩擦学性能。经过5 h磨损,15%PEEK-PTFE复合材料体积磨损率下降至2.7×10-6 mm3/(N·m),3%纳米SiO2-15%PEEK-PTFE复合材料的体积磨损率下降至4.3×10-6 mm3/(N·m)。增大对偶表面粗糙度后,2种复合材料的体积磨损率均增大,而平均摩擦系数均减小。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0182
    摘要:
    本研究以铜丝作为喷头电极,设计并搭建了一套线型自由液面静电纺丝实验装置。采用L9(34)正交实验方案,研究了聚合物溶液浓度、工作电压、纺丝距离、喷头转速4个主要工艺参数对聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维形貌及其分布的影响,建立了工艺参数与纳米纤维平均直径间的多元二次回归方程并进行了单因素影响分析。正交实验中获得的纳米纤维平均直径(MFD)为192~443 nm、相对标准偏差(RSD)为32.5%~53.8%。研究结果表明,在一定条件下,PVDF纳米纤维的平均直径随着聚合物溶液浓度和工作电压的增加而增加、随着纺丝距离和喷头转速的增加而减小。通过方差和极差分析法可知,聚合物溶液浓度对纳米纤维的平均直径影响最大,随后是纺丝距离和喷头转速的影响,而工作电压对纳米纤维平均直径的影响程度较低。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0181
    摘要:
    本文采用单电子转移活性自由基聚合法(SET-LRP)合成星形嵌段聚合物,以改性环糊精(Br-β-CD)为引发剂、溴化亚铜/三-(2-二甲氨基乙基)胺(CuBr/Me6TREN)原位歧化得到的初生零价铜(Cu0)及二价铜与配体的络合物(CuIIBr2/Me6TREN)为催化体系,在室温下成功实现了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)的水相活性自由基聚合。通过扩链反应(DP=50~100)研究了该聚合反应的活性特征。结果表明,单体转化率在30 min内可达100%且聚合产物分子量分布(PDI)小于1.55。为了证明这一方法可制备多嵌段刺激响应性的凝胶材料,通过连续加料链延伸的方法,分别加入温敏单体NIPAM和温度及pH双重刺激响应单体DMAEMA,合成了嵌段聚合物PNIPAM100-b-PDMAEMA100。产物只需要在最后一步提纯,链延伸后的PDI均小于1.55。用核磁共振和红外光谱对聚合物结构进行了表征。所得的刺激响应聚合物在选择性溶剂中自组装,用浊度法和透射电镜研究了星形共聚物的响应行为,可组装成立体楔形结构及球形结构,且星形聚合物具有良好的抗疲劳性。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0180
    摘要:
    聚乳酸(PLA)和聚β-羟基丁酸酯(PHB)应用于环保、可降解生物材料,玄武岩纤维是可再生资源基与生物可降解聚合物共混的潜在加固材料,因此,制备能够替代石油基塑料的环保、可降解的高性能生物复合材料,将成为很有意义的研究。以聚乳酸(PLA)、聚β-羟基丁酸酯(PHB)和玄武岩纤维(BF)为原料,通过一步反应熔融共混工艺,注塑成型制备出BF/PLA/PHB复合材料。探究含有不同含量BF的PLA/PHB基体复合材料的力学、热以及流变性能的影响。通过拉伸测试,BF/PLA/PHB复合材料中BF的质量分数增加到10%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率虽然达到最大,但上升幅度明显减弱。通过X射线衍射以及差示扫描量热分析得出,加入的BF在PLA/PHB基体当中起到异相成核的作用,提升了PLA/PHB基体材料的结晶度,复合材料中BF质量分数超过5%时,结晶度提升明显减弱,达到阈值。通过旋转流变仪表征得出复合材料BF/PLA/PHB中BF质量分数增加到2%时,达到流变渗流阈值,继续增加BF含量,其复合材料的复数黏度将会显著提升,流动性差,不利于工程应用加工。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0179
    摘要:
    隔膜是锂离子电池的重要组成部分,制备高性能的隔膜是提升电池性能的一个重要途径。本文通过化学交联方法制备了可用于锂离子电池的纤维素隔膜,即醋酸纤维素(CA)和交联剂六亚甲基二异氰酸酯(HDI)经缩合反应形成交联结构的纤维素基膜。结果表明,与商用聚乙烯隔膜相比,该膜拥有优异的热稳定性、机械强度和电化学性能,在200 ?C下加热30 min几乎不发生热收缩,拉伸强度可达30.70 MPa,其组装的锂离子电池也拥有良好的循环充放电性能,在0.5 C/0.5 C的充放电条件下循环100 圈后电池放电比容量可保持95 %。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0178
    摘要:
    为了安全有效地延长食品保质期,利用玉米醇溶蛋白和酪蛋白酸钠的特性,通过pH驱动法来制备负载香芹酚的复合纳米粒子。玉米醇溶蛋白/酪蛋白酸钠复合纳米颗粒对香芹酚有良好的包封率(77.96%~82.19%)。傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热分析表明,香芹酚被成功负载;扫描电子显微镜结果显示,复合纳米粒子分布规律,呈球形,粒径范围为50~200 nm,并且具有较强的抗氧化活性和抗菌性能。将该复合纳米颗粒应用于食品包装中时,可有效地抑制食品腐败变质,从而延长食品的保质期,在食品工业中领域具有潜在的应用前景。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0173
    摘要:
    采用化学发泡注塑成型技术制备了聚酰胺6(PA6)发泡复合材料,分别以玻璃纤维、滑石粉以及玻纤/滑石粉为增强剂,探究了玻纤长度及含量、滑石粉粒径及含量、玻纤/滑石粉对材料力学性能、流变特性、发泡行为、耐热性能和密度的影响。结果表明,玻璃纤维能有效提高材料的力学性能、耐热性能,改善流变性能,进而增强其可发性,其中,长度为3 mm的玻纤最有利于提升复合材料各方面性能,但PA6/GF复合材料密度过大,不利于轻量化;滑石粉(Talc)虽然对复合材料各项性能的改善有限,但PA6/Talc复合材料密度较小,有利于轻量化; GF/Talc复合体的各组分之间能互补协同,克服了单一组分填料的缺点,尤其是当PA6/GF/Talc的质量比为70/20/10时,复合材料获得较高强度的同时兼具轻量化,综合性能良好。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0172
    摘要:
    为进一步拓展气凝胶材料的功能性应用,使其在建筑隔热及节能领域有更为广泛的应用,以三聚氰胺海绵(MF)作为骨架支撑,通过真空吸附颗粒改性的相变微胶囊(MEPCM),并通过原位溶胶法原位生长硅基气凝胶,制得负载相变微胶囊的三聚氰胺/二氧化硅柔性气凝胶(PMS)。研究了相变微胶囊负载量及凝胶温度对复合材料结构及性能的影响。通过扫描电子显微镜结果分析可知,相变微胶囊吸附于MF骨架内部,气凝胶颗粒在微胶囊及表面生长,比表面积在159~608 m2/g变化,具有1~5 nm和10~50 nm多级孔径。通过差示扫描量热分析可知,PMS的相变温度与建筑保温隔热相适应,相变焓可达到75.05 J/g,经过多次循环后热焓值损失极小。复合材料形成稳固的宏观结构,力学性能明显提升,为其在建筑热控领域应用奠定基础。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0171
    摘要:
    聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)由于其低熔体强度、低模量使其在发泡过程中易发生泡孔塌陷、收缩等问题。本文利用熔点较高的聚乳酸(PLA,175 ℃)与熔点较低的PBAT(125 ℃)在180 ℃共混后以超临界二氧化碳(scCO2)为发泡剂,采用升温法(50 ℃浸渍、130 ℃发泡)制备了不黏结的PBAT/PLA发泡珠粒。旋转流变仪结果表明,随着PLA含量的增加,低频下共混物的储能模量和黏度均增加;差示扫描量热仪和偏光显微镜结果表明,发泡过程中不熔的PLA晶体与scCO2促进了共混物的结晶;扫描电子显微镜和发泡实物图表明,随着PLA含量的增加,共混物发泡珠粒的泡孔密度和体积膨胀率先增加后减小,平均泡孔尺寸减小。PLA质量分数为5%时,泡孔密度最大达7.489×107 cm-3、体积膨胀率达9.47倍、收缩率低至5.6%,发泡珠粒表面光滑。该法在不损失PBAT降解性的基础上,通过升温法工艺并辅助少量PLA改善PBAT泡孔形态和抗收缩性能,为工业化生产提供了简单方法。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0170
    摘要:
    采用原位共聚合方法将含磷的阻燃剂引入聚酰胺66(PA66)分子链中进行阻燃改性,制备得到了原位共聚阻燃聚酰胺66(FR-PA66),经测试所有样品均通过了UL-94的V-0级别,且阻燃剂质量分数为6%时,LOI值提高到28%。同时,运用傅里叶变换红外光谱分析、X射线衍射分析、差示扫描量热分析、力学性能分析和偏光显微镜等方法,表征了阻燃改性后FR-PA66的结构、结晶行为变化及力学性能。研究表明,由于阻燃剂的引入,FR-PA66分子链受苯环的空间位阻影响,柔性有所降低,导致FR-PA66结晶速度减慢、结晶温度降低,形成晶粒尺寸较小,而晶型结构并未改变;随着阻燃剂含量的增加,FR-PA66的结晶能力和力学性能有进一步下降的趋势。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0169
    摘要:
    超分子作用是一种非共价键作用,主要代表有氢键、金属配位、主客体相互作用等,大量的超分子作用聚集在一起可以形成机械强度高的动态系统。因此,基于动态超分子化学作用构筑自愈合材料吸引了许多学者的研究兴趣。本文重点介绍了超分子动态化学的概念和历史,并在此基础上分别阐述了用于构筑自修复作用材料的不同超分子作用,即氢键、金属-配体、离子相互作用、主客体识别和π-π相互作用等。基于动态超分子化学作用构筑自愈合材料,为智能材料的设计和制备提供了理论基础和科学价值。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0168
    摘要:
    以商业酚醛树脂为原料,介绍了一种工艺简单、制备周期短、低成本的低温溶胶-凝胶聚合和常压干燥工艺制备酚醛树脂气凝胶的方法。使用3种酚醛树脂(低黏度钡酚醛、普通热塑性酚醛和硼酚醛)在醇溶剂中制备了3个系列的凝胶。采用扫描电子显微镜、比表面积及孔隙率分析仪和红外光谱分析了所制备气凝胶的骨架结构和孔结构以及合成机理。所制备的多孔纳米酚醛树脂气凝胶密度低至0.17~0.23 g/cm3、压缩强度为0.68~0.80 MPa,热导率为0.039~0.046 W/(m·K)。研究表明,酚醛树脂与醇溶剂之间有较强的选择匹配性,轻质多孔的钡酚醛树脂气凝胶只能在乙醇中合成,热塑性酚醛树脂在正丙醇溶剂得到的气凝胶结构更均匀。然而,硼酚醛树脂由于固化温度过高,难以通过该方法获得气凝胶材料。这种低成本、简捷的气凝胶制备工艺对实现酚醛树脂气凝胶的大尺寸制备和产业化发展具有重要意义。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0162
    摘要:
    采用浸没沉积法,借助浸没液中聚偏二氟乙烯(PVDF)的黏结性,将纳米SiO2沉积在膜表面。利用SiO2表面的硅羟基与十八烷基三甲氧基硅烷(OTMS)水解后的硅羟基进行自组装反应,制备了超疏水膜蒸馏用膜。研究了浸没液中PVDF浓度、SiO2含量对膜性能的影响。当PVDF的质量分数为0.3%、纳米SiO2质量分数为0.5%时,改性膜的性能最佳,扫描电镜结果表明,膜表面由PVDF微晶和纳米SiO2组成了多孔连续粗糙结构,接触角达到156.5°,经过180 min的超声处理和48 h强碱浸泡,膜表面依然具有超疏水性能。在NaCl和十二烷基硫酸钠(SDS)混合溶液、NaCl和腐殖酸(HA)混合溶液的DCMD测试中,改性膜具有稳定的通量和截留,而原膜在污染物SDS和HA的影响下,通量和截留出现了下降,改性膜具有良好的抗润湿性能和抗污染性能。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0161
    摘要:
    通过阴离子聚合向聚乙烯醇(PVA)引入聚二甲基硅氧烷,制得以碳为主链、硅氧烷为侧链的亲水性共聚物(PVA-PDMS-OH)。与正硅酸四乙酯进行脱醇硫化制备耐碱性的交联共聚物,提高了纯PVA-PDMS-OH的耐热和疏水的特性。使用PVA-PDMS-OH的硫化涂层覆盖改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜片表面,发现改性PET膜片透光率最高可提升至92.7%。将PVA-PDMS-OH添加到α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS-OH)中制得共混硅橡胶。发现在共混硅橡胶中PVA-PDMS-OH的质量分数为10%时,共混硅橡胶的拉伸强度达到0.842 MPa,增加到纯PDMS-OH硅橡胶的6.7倍;断裂伸长率达到168.2%,增加到纯PDMS-OH硅橡胶的2.6倍。表明PVA-PDMS-OH可用于提高硅橡胶的拉伸强度和硅橡胶延伸率,改善其韧性,说明它在改进硅橡胶性能方面存在应用前景。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0160
    摘要:
    纤维作为银离子的还原剂和稳定剂,是合成纳米银材料的绿色途径。本文利用高碘酸钠选择性氧化得到醛基棉织物,通过氧化棉织物原位稳定并协同葡萄糖还原AgNO3制备出纳米银负载棉织物。运用扫描电镜、X射线能谱、X射线衍射和红外光谱等技术表征载银棉织物的结构及组成,分析了可能的纳米银生成机理;研究了氧化棉织物上纳米银负载率的影响因素,并测试了纳米银织物的抗菌活性。结果表明,氧化棉织物醛基含量为0.089 mmol/g,葡萄糖与硝酸银摩尔浓度比为2:1、硝酸银浓度为0.05 mol/L和反应液pH值为8左右时,织物上纳米银负载率达到6.33%;葡萄糖溶液中银离子被原位还原成球形纳米银粒子后致密而均匀地稳定在氧化棉织物表面,晶粒大小约为28 nm,纳米银粒子与氧化棉纤维形成配位作用,所制备的纳米银负载棉织物对S.aureus和E.coil的抑菌率分别为99.97%和99.99%,水洗50次的抗菌率仍在97.53%以上,在抗菌纺织品和纤维防护材料方面极具潜力。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0197
    摘要:
    锂硫电池在充放电过程中存在多硫化物的氧化还原反应动力学缓慢的现象,导致多硫化锂穿梭效应严重、电池容量衰减等问题。因此,需要高性能的电催化剂来加速锂硫电池中多硫化物的可逆转化。本文以金属配位聚合物为前驱体合成了多孔碳球负载的钴掺杂二硫化钼(pcs-Co@MoS2)材料作为多硫化物催化转化的催化剂,极大地提升了锂硫电池的循环性能。以pcs-Co@MoS2为电极材料的电池在充电和放电过程都展现了较低的Tafel斜率(55.47 mV/dec和27.57 mV/dec),表明其较快的反应动力学。恒压放电测试表明,pcs-Co@MoS2组装的电池具有较高的Li2S沉积容量(155.07 mAh/g),体现出其更高的硫利用率。0.5 C倍率下的充放电测试时,pcs-Co@MoS2的初始放电比容量达到了796 mAh/g;在1 C高倍率的循环测试中,电池容量在200圈后保持率为80%,每圈衰减率仅为0.09%。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0196
    摘要:
    目前电磁辐射环境日益严重,电磁屏蔽材料的研究与开发得到高度重视,制备低密度、高吸波性能的电磁屏蔽材料成为当前研究的热点。本文通过填料铁钴合金改性碳纳米管(FeCo@CNT)和MXene的联用,以热塑性聚氨酯(TPU)为基体材料,利用二氧化碳(CO2)间歇发泡法成功制备了TPU/FeCo@CNT/MXene三明治复合泡沫材料。通过矢量网络仪分析电磁屏蔽性能,结果表明,三明治复合泡沫材料展现频率选择性电磁屏蔽,且屏蔽峰频率随发泡条件变化,从9.2 GHz提高至13.0 GHz。同时,实现电磁屏蔽材料轻量化,在密度为0.76 g/cm3时,平均电磁屏蔽性能可达53.7 dB。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0195
    摘要:
    相较于传统的湿法球磨,干法球磨剥离石墨(GT)制备石墨纳米片耗时更短,且无需任何溶剂,环保低能耗。本文选用与GT具有较强界面相互作用的聚苯乙烯(PS)和氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)作为固态分散介质,原位干法球磨剥离GT得到了石墨纳米片,通过密炼加工和微型注塑成型制备了PS复合材料,分析了填料在基体中的形态结构和分散状态对PS复合材料导热和力学性能的影响。实验结果表明,与未球磨GT相比,石墨纳米片与基体界面相互作用更强,分散更均匀且呈取向排列,PS复合材料导热性能提高了27.5%、缺口冲击强度提高了14.9%。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0194
    摘要:
    以聚醚酰亚胺(PEI)为修饰剂,对氧化后的碳纤维(CF)进行表面修饰,并通过红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜(SEM)表征了表面修饰效果。结果表明,氧化处理使CF表面PEI修饰层更加均匀。考察了PEI和CF含量对CF增强聚碳酸酯(PC/CF)复合材料的力学性能、导热性能及耐热性能的影响,发现PEI修饰层使PC/CF复合材料的拉伸强度比未经修饰的PC/CF提高了35.2%,维卡软化温度(VST)进一步上升了约2 ℃,热导率最大提高了13.1%。拉伸样条断面的SEM图确认了PEI修饰层改善了复合材料的界面附着效果。结合复合材料中CF的长度分布统计以及样品断面的SEM图对PC/CF复合材料的性能表现进行了分析。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0177
    摘要:
    热塑性聚氨酯(TPU)在差示扫描量热仪(DSC)升温曲线中通常会表现出多重熔融峰现象,探究其起源对于深入了解TPU内部有序结构的相变行为有着重要意义。本文利用DSC对TPU的降温结晶、等温结晶及之后的熔融行为进行了研究,发现TPU在快降温速率和低等温结晶温度下,结晶后的熔融过程表现出四重熔融峰;在慢降温速率和高等温结晶温度下,结晶后的熔融过程表现出双重熔融峰。通过分析TPU降温结晶动力学和所生成晶体的热力学稳定性,发现TPU在不同的结晶条件下生成了2种晶型—Form-I晶型和Form-II晶型。TPU不同晶型晶体在升温过程中表现出不同的熔融-重结晶-熔融行为,从而导致了不同的多重熔融峰行为。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0176
    摘要:
    为制备具有良好力学性能和导电性能的水凝胶,在羟丙基甲基纤维素(HPMC)存在的条件下,以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为共聚单体、Zr4+为交联剂,通过原位自由基聚合制备了HPMC/P(AM-co-AA)-Zr4+/NaCl双网络水凝胶,并对其力学性能、导电性能及相关传感性能进行了研究。结果表明,所制备的HPMC/P(AM-co-AA)-Zr4+/NaCl水凝胶断裂应变达1820%、断裂强度为0.77 MPa、断裂能为4210 kJ/m3,电导率为8.44 S/m,可实现力学性能与导电性能的平衡。该水凝胶具有良好的回复能力和较高应变灵敏度,表现出宽的应变窗口(0%~800%),可望用于应变传感器。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0175
    摘要:
    二维金属碳化物(MXene),以二碳化三钛(Ti3C2TX)为代表,其优异的介电性能使其在电磁波吸收领域具有很大的应用潜力。然而,其较高的电导率与单一的介电损耗机制限制了其微波吸收性能的进一步提高。水性聚氨酯(WPU)具有绿色环保、良好的机械性等优点被广泛应用于各种领域。因此,本文通过溶剂热法,制备了磁性镍颗粒修饰的MXene吸波剂(Ni@MXene)。目的是为了改善MXene的匹配特性并引入磁损耗机制,从而提高MXene的吸波性能。通过调控镍离子与MXene的质量比制备了3种不同镍含量的Ni@MXene。结果表明,镍的引入能够有效地改善MXene的匹配特性并显著提高了MXene的吸波性能。Ni@MXene/石蜡复合材料在质量分数40%、1.7 mm厚度下最小反射损耗为-32.0 dB(对应频率为11.9 GHz),有效吸收带宽能够达到2.6 GHz(对应波段为11.7~14.3 GHz)。最后,以MXene和Ni@MXene为填料、WPU为基体制备质量分数为20%的复合材料,进一步验证了镍化改性对MXene吸波性能的提升。
    优先出版日期:  2022-10-03 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0174
    摘要:
    通过酰胺反应制备了壳聚糖接枝的还原氧化石墨烯(CS-rGO),并首次将其作为自组装涂层应用于聚磷酸钙(CPP)多孔支架的表面改性。红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和拉曼光谱等材料学表征证明了CS-rGO的成功制备;形态学观察发现,CS-rGO在CPP多孔支架表面上形成了均匀稳定的涂层;力学测试结果表明,CS-rGO涂层增强了CPP多孔支架的压缩强度;体外矿化实验表明,CS-rGO涂层提高了CPP多孔支架的矿化能力;抗菌实验表明,在与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌共培养24 h之后,CPP/CS-rGO/0.3多孔支架对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为66%和71%。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0088
    摘要:
    重载条件下,胎面胶的力学性能直接影响飞机轮胎的耐磨性。利用TAS-300轮胎磨耗模拟试验机,设定转速800 r/min(15 Hz)以及保持总填料用量60 phr,探究了重载条件(>1.5 MPa)下不同炭黑/白炭黑并用比对天然橡胶(NR)/反式聚异戊二烯橡胶(TPI)复合材料耐磨性的影响,并结合硫化胶静、动态性能进行分析。结果表明,随载荷增大和白炭黑用量的增加,胶料的磨耗量逐渐增加;纯炭黑体系的硫化胶耐磨性最好,这主要归因于其高的300%定伸应力和高硬度以及在高载荷下形变小。橡胶加工分析仪测试结果表明,随白炭黑用量增加,硫化胶的“Payne效应”逐渐减弱,损耗因子峰逐渐降低;压缩疲劳生热和屈挠疲劳测试结果表明,与纯炭黑体系相比,炭黑/白炭黑并用比为40/20的硫化胶的动态生热降低了27.5%,出现一级和六级裂纹的疲劳寿命分别提高了74%和72%。综合来看,硬度和300%定伸应力的降低是导致耐磨性能下降的主要原因。磨屑的红外光谱分析结果表明,硫化胶的磨耗是以机械力作用下的热氧降解磨耗为主。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0086
    摘要:
    以246型固体氟橡胶为原料、过氧化氢(H2O2)/ KOH为氧化降解体系,利用微波辅助一步氧化降解方法,制备了液体端羧基氟橡胶(LCTF)。采用红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱和化学分析方法对其结构、相对分子质量和分子量分布、羧基含量进行了表征,证明246型固体氟橡胶被高效地氧化降解成LCTF,并且LCTF的相对分子质量和羧基含量可控。系统研究了微波功率和加热时间、溶剂品种和用量、KOH溶液浓度、H2O2 /KOH摩尔比、H2O2和KOH溶液用量、相转移催化剂 (PTC) 品种和用量等因素对LCTF相对分子质量和羧基含量的影响。结果表明,随着影响因素的变化,Mn和羧基含量均呈现完全相同的变化规律。在微波功率为480 W、微波加热时间为11 min、四氢呋喃(THF)为175 mL或丙酮为150 mL、KOH溶液质量分数为45%、H2O2 /KOH摩尔比为1.50/1.00、H2O2和KOH溶液用量分别为35.32 g和48.18 g、相转移苄基三乙基氯化铵(BTEAC)用量为0.0165 mol时,LCTF的Mn最低、羧基含量最高。微波加热极大地加快了氧化降解反应时间。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0085
    摘要:
    本文引入纳米多孔锆基MOFs(Zr-MOFs)材料UIO-66和UIO-66-NH2作为填料,增强聚双环戊二烯纳米复合材料的力学性能,采用原位聚合法制备了Zr-MOFs/PDCPD纳米复合材料。通过红外分析和场发射扫描电镜表征了Zr-MOFs颗粒功能对Zr-MOFs/PDCPD界面和纳米颗粒在聚双环戊二烯中的分散质量的影响。通过拉伸实验、无缺口冲击试验、弯曲实验等方法研究了Zr-MOFs/PDCPD复合材料的力学性能,确定了最佳的Zr-MOFs负载量。结果表明,当UIO-66-NH2质量分数为0.6%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度相比于纯的PDCPD分别提升了29%,30.8%,25.1%,改性后的复合材料热变形温度提升了31.3%。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0146
    摘要:
    近年来,水凝胶在柔性可穿戴传感器领域展现出巨大的应用前景,但是如何通过简单高效的方法构建同时具有优异的拉伸性能、抗冻性能和黏附性能的水凝胶基传感器仍然具有挑战性。本文基于分子间的物理作用,采用简单高效的“一锅法”,以聚N-羟乙基丙烯酰胺(PHEAA)和明胶(GE)作为水凝胶的基体材料,通过向凝胶前驱体溶液中加入氯化钠(NaCl)和乙二醇(EG)制备了PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶。利用万能拉力机、红外光谱仪、差示扫描量热仪、旋转流变仪和电化学工作站对水凝胶进行结构和性能的表征。结果表明,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶的拉伸应变是1567%;PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶具有优异的抗冻性能,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶在-30 ℃的拉伸应变和电导率分别高达558%和0.21 S/m;同时,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶对不同的基材都展现出优异的黏附性能;更为重要的是,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶基应变传感器对大应变和小应变都具有优异的循环稳定性,能够在较宽的温度范围内(-30~25 ℃)稳定地检测人体大幅度的肢体运动和小幅度的生理信号。因此,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶在柔性可穿戴传感器领域具有广泛的应用前景。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0145
    摘要:
    本文采用原位氧化聚合法制备巯基功能化的聚(3-4乙撑二氧噻吩)与多壁碳纳米管复合物(PEDOT-CH2SH/MWCNTs),通过改变碳纳米管在复合物中的含量获得最佳比例的复合物,并将其作为电活性材料对重金属离子Cd2+和Pb2+的浓度分别进行了单独检测和同时检测。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱和X射线光电子能谱等手段对各复合物进行结构表征,用电化学差示脉冲伏安法进行电化学测试,系统地探讨了结构和电化学性能之间的关系。结果表明,PEDOT-MeSH/15% MWCNTs的复合物表现出较均匀的多孔状形貌,并增强了对重金属离子Cd2+ 和Pb2+ 的灵敏度、选择性和检测稳定性。用PEDOT-MeSH/15% MWCNTs 复合物单独检测时,Cd2+和Pb2+的线性范围为2~40 μmol/L和6~40μmol/L,最低检出限(LOD)分别为2 μmol/L和6 μmol/L。进行同时检测时,Cd2+和Pb2+的线性范围为8~40 μmol/L和6~40 μmol/L,最低检出限(LOD)分别为6 μmol/L和2 μmol/L,复合材料表现出较好的响应度和较低的检出限。干扰研究表明 ,PEDOT-MeSH/15% MWCNTs 复合电极具有低相互干扰性和高选择性。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0144
    摘要:
    针对耐高温环氧树脂韧性低的问题,本文采用酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)增韧改性耐高温环氧树脂。研究了PEK-C相对分子质量和含量对改性树脂的固化反应、增韧效果和耐热性能的影响。结果表明,PEK-C的加入对固化反应、耐热性能的影响较小,但会显著提升环氧树脂的韧性,且在一定范围内,PEK-C相对分子质量和添加量越大,增韧效果越好。15% 相对分子质量8×104的PEK-C改性树脂具有最佳力学性能,拉伸强度和断裂延伸率分别达到80 MPa和3.1%,较未改性树脂分别提高了68%和121%,冲击韧性高达23.3 kJ/m2,较未改性树脂提升了99%。采用透射电子显微镜表征了不同PEK-C含量改性树脂的微观相结构,结果表明,随PEK-C含量增加,依次观测到从海岛相到双连续再到相反转的相结构转变。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0143
    摘要:
    本文先以端羟基聚丁二烯与异佛尔酮二异氰酸酯反应,然后以1,4-丁二醇或1,4-丁烯二醇为扩链剂进行扩链,控制主链中C=C含量,并添加二官能度或三官能度的丙烯酸酯交联单体,制备聚氨酯型紫外(UV)减粘胶。采用傅里叶变换红外光谱表征了减粘胶的分子结构;考察了交联程度对减粘效果的影响。结果表明,随着减粘胶交联密度、凝胶率增加,减粘胶的体积收缩率增大,进而表面粗糙度增加,减粘效果明显。当以1,4-丁烯二醇为扩链剂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为可交联单体所得减粘胶UV照射前的剥离力达19 N/25 mm,UV照射后的剥离力降低至0.2 N/25 mm,满足使用要求。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0142
    摘要:
    为制备直径小于100 nm的瓜尔胶(GG)狭义纳米纤维,解决其难以静电纺丝的问题,以十六烷基二甲基乙基溴化铵(EHDAB)为表面活性剂、氯化钙(CaCl2)为强电解质,静电纺制备GG纳米纤维。通过接触角测量仪悬滴法、电导率仪和旋转流变仪考察了EHDAB和CaCl2质量分数对纺丝液表面张力、电导率和黏度的影响;采用扫描电子显微镜、接触角测量仪座滴法和琼脂平皿扩散法表征了纳米纤维的形貌、水接触角和抗菌性。结果表明,CaCl2可以显著增大溶液电导率、强化电场力、提高纺丝效率;随EHDAB和CaCl2质量分数增加,表面张力和黏度整体呈降低趋势;GG,EHDAB和CaCl2质量比为0.9∶0.2∶0时,纤维平均直径最小,为40 nm;纳米纤维膜的最大拉伸强度为9 MPa,最小接触角为23°,亲水性好且具有抗菌性。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0141
    摘要:
    本文以生物质基的蓖麻油和丁香酚为原料,通过分别对其进行双键化改性制备得到蓖麻油甲基丙烯酸酯(MCO)和甲基丙烯酸化丁香酚(ME),然后将MCO和ME按照不同质量比共聚制得一系列蓖麻油基热固性不饱和聚酯材料。采用核磁、红外表征了MCO与ME的化学结构,通过差示扫描量热分析、凝胶含量、动态力学热分析、热重分析等方法系统考察了MCO与ME不同质量比所制备材料的固化程度、热力学性能与热稳定性等。结果表明,当m(MCO):m(ME)=40:60时,制备的蓖麻油基热固性不饱和聚酯材料的玻璃化转变温度为19.7 ℃,25 ℃时的储能模量为288.8 MPa,凝胶率为91.4%,800 ℃时的残炭量高达13.28%,具有较好的热稳定性。因而,所制备的蓖麻油基热固性不饱和聚酯可作为一种潜在的石油基热固性不饱和聚酯的替代物。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0140
    摘要:
    舰船螺旋桨轴与轴承之间不良的润滑状态会导致严重磨损和异常噪声,对其可靠性和隐身性带来隐患。本文选取表面润湿性不同的聚四氟乙烯(PTFE)和聚甲醛(POM)塑料在6种工况水环境下进行环-块摩擦试验,分析其摩擦学特性。使用带有高精度振动加速度传感器的摩擦试验装置采集其振动信号,通过小波包分解和重解对信号特征进行增强,拉曼光谱表征试验前后材料摩擦面的分子结构。结果表明,高载荷下PTFE比磨损率随转速增大呈现线性变化,POM则出现显著的指数变化;材料在摩擦前后的表面均未发生化学变化,铜环没有擦伤和转移到材料表面;POM在低转速下的摩擦振动更大,高转速下则相反;转速达到1000 r/min时,POM产生了稳定的水膜,显示了良好的水润滑效果。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0137
    摘要:
    为提高淀粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混材料的相容性和力学性能,以甘油和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]C1)复配作为改性剂,通过熔融共混法制备了玉米淀粉/PBS共混材料,采用红外光谱、X射线衍射分析、扫描电镜、差示扫描量热法及力学性能测试等方法研究了复配改性剂对淀粉/PBS共混材料结构和性能的影响。结果表明,该复配增塑剂对玉米淀粉/PBS有良好的改性作用,改性效果与组成配比有关,随着改性剂中[BMIM]Cl含量的增加,改性淀粉/PBS的断裂伸长率逐渐增大,当[BMIM]Cl与甘油的质量比为9:1时,共混材料的断裂伸长率最高,表现出比甘油或[BMIM]Cl更强的改性作用。甘油/[BMIM]Cl主要通过改变羟基的氢键、增强淀粉-改性剂-PBS分子间的作用实现改性,能提高淀粉与PBS的相容性,降低共混材料的结晶度,可在共混材料拉伸强度变化不大的条件下,显著提高共混材料的断裂伸长率。以甘油/[BMIM]Cl(质量比9:1,加量为淀粉质量35%)为改性剂制备的淀粉/PBS共混材料(淀粉占淀粉与PBS的总质量的40%)的拉伸强度为17.53 MPa、断裂伸长率可达211.50%。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0131
    摘要:
    以三聚氰胺尿酸盐(MCA)和二乙基次磷酸铝(ADP)2种具有协效作用的作阻燃剂、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MA)作为相容剂,制备了充油-氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物/聚苯醚(O-SEBS/PPO)复合材料,并研究了其阻燃性能和力学性能。结果表明,当SEBS-g-MA用量为5.6%、ADP/MCA质量比为1/3、ADP/MCA总添加量为30%时,阻燃复合材料的UL94垂直燃烧级别达到V-0、极限氧指数为29%、断裂伸长率为(525±23)%、硬度为(69±1)A、拉伸强度为(6.80±0.1) MPa。热失重分析和锥形量热仪测试发现,ADP/MCA和SEBS-g-MA的加入提高了材料的初始分解温度和残炭量,降低了材料的峰值放热率(PHRR)、总放热率(THR)、生烟量(SPR)和总生烟量(TSP)。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0130
    摘要:
    本文对聚烯烃弹性体(POE)和晶型调控聚丙烯基绝缘材料(PPB)共混体系的力学性能以及介电性能进行了研究,探讨了弹性体含量对材料性能的影响。采用扫描电子显微镜和差示扫描量热仪研究了共混物的相态结构以及熔融结晶特性。结果表明,POE与基体的相容性较好,有良好的分散性,弹性体的引入对共混物的熔融及结晶特性无明显影响。通过拉伸试验和动态力学热分析说明,共混物的力学性能得到明显改善,当POE的质量分数为40%时,断裂伸长率为632.05%,提高了约20%,弹性模量降低了50%,低温韧性也有所提高;介电频谱、交流击穿等实验表明,POE质量分数不超过40%时,该体系更大程度地维持了基体的电性能,具有潜在的工程应用价值。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0138
    摘要:
    本文合成了聚衣康酸丁二醇酯共聚物(PBI),并与聚乳酸(PLLA)共混,添加不同比例的PBI制备了PLLA/PBI共混薄膜。通过广角X射线衍射仪和差示扫描量热仪测试了薄膜的结晶性能。研究表明,PBI的加入后促进了PLLA晶型的转变,且PLLA的结晶速率加快。采用拉力试验机对薄膜的力学性能进行测试,结果表明,相比于PLLA薄膜,PLLA/PBI薄膜的柔顺性大幅度提高。当PBI的质量分数为15%时,PLLA/PBI薄膜的断裂伸长率达到371.8%。薄膜的结晶度达到33.9%时,薄膜仍具有良好的柔韧性。当PLLA/PBI进行等温结晶后,其强度增加,薄膜具备较好的柔顺性。PBI质量分数为20%时,PLLA的断裂伸长率仍可达到50%以上。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0136
    摘要:
    为了降低聚合物摩擦副材料的热膨胀系数,拓展其在宽温域范围内的应用,用未处理和经硅烷偶联剂KH570改性处理后的玻璃纤维(GF)对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)改性,采用热压成型工艺制备GF/UHMWPE复合材料。通过傅里叶变换红外光谱表征了2种填料的微观结构差异;用差示扫描量热仪(DSC)分析了复合材料的熔点和结晶度;借助热膨胀仪(DIL)测定了复合材料的热膨胀率和热膨胀系数,并在干摩擦环境下,研究了不同含量复合材料的摩擦学性能。结果表明,经过KH570改性处理后的GF形成了稳定的Si-O-Si结构,改善了与UHMWPE基体的黏结性;GF由于本身较低的热膨胀系数,并且能与高分子链形成较强的作用力,可以有效改善UHMWPE的热膨胀性能;GF/UHMWPE复合材料的摩擦系数随着填料含量的增加而先下降后上升、磨损量随填料含量的增加而增大,在相同填料添加量时,经过KH570改性处理的GF复合材料的界面结合力更好,综合性能要优于未处理GF复合材料。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0135
    摘要:
    为了提高聚醚共聚酰胺(Pebax1657)的CO2分离性能,本文利用氨基酸离子液体(AAIL)改性Pebax材料制备AAIL/Pebax共混膜,通过红外分析、热重分析、差示扫描量热、X射线衍射对AAIL/Pebax膜进行表征。结果表明,AAIL和Pebax发生物理共混,AAIL的加入提高了膜的热稳定性能。对CO2进行气体分离性能测试,确定了氨基酸离子液体的含量、操作压力和温度对气体渗透性能的影响。结果表明,氨基酸离子液体的加入使得CO2的渗透性与CO2/N2选择性均有所提升,当AAIL的质量分数为0.8%时,CO2的渗透系数为101.03 Barrer、CO2/N2选择性为91.84,达到最优,对比Pebax1657纯膜CO2的渗透系数提高了66.47%、CO2/N2选择性提高了86.14%,突破了2008年Robeson上限。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0134
    摘要:
    为提高涤纶(PET)织物的阻燃性能,以水热还原自组装的方法制备石墨烯气凝胶(GA)阻燃PET织物。采用扫描电镜对GA的微观形貌进行分析,并对构建工艺参数进行探讨以优化其结构。通过极限氧指数(LOI)、锥形量热仪等方法分析GA的结构对PET织物阻燃性能的影响。研究结果表明,GA/PET织物的最佳制备工艺条件为氧化石墨烯(GO)浓度为5 mg/mL、GO与抗坏血酸的质量比为1:6、还原温度为100 ℃;当GA含量为26.3%时,GA/PET织物的LOI值高达32.1%,达到难燃材料的级别,且具有良好的抑烟效果,可作为一种新型碳材料应用在阻燃织物领域。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0133
    摘要:
    本文以二甘醇(DEG)为醇解剂、无水氯化亚锡(SnCl2)为催化剂,采用一步进料和分步进料醇解法,研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶片、PET粒料和PET纤维的醇解反应。通过扫描电镜、差示扫描量热分析、热重分析、红外光谱、核磁共振等方法表征了不同形态PET材料及其醇解产物的结构与热性能。结果表明, PET材料化学结构不会因为它的形态发生变化,但熔点和结晶度有明显的不同,其中PET纤维的熔点(253 ℃)和结晶度(43.44%)均高于PET瓶片和PET粒料的。当醇解温度220 ℃、反应为180 min时,一步进料醇解法的PET材料的醇解率依次为瓶片≈粒料?纤维(依次为98.8%,98.8%,80.8%);当醇解温度为220 ℃、反应时间为90 min时,分步进料醇解法的PET瓶片和粒料的醇解率均达到100%、纤维的醇解率达到92.5%;一步进料醇解法的醇解率依次为瓶片42.1%、粒料38.5%、纤维28.0%,分别提高了57.9%,61.5%和64.5%。说明本文研发的分步进料醇解法技术可以使PET材料醇解反应时间缩短1/2,且PET纤维的醇解率有明显提升。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0132
    摘要:
    通过在二胺单体(MFPAP)中引入二氟甲基和吡啶环,设计并合成了一系列新型芳香聚酰胺(PA)。采用FT-IR、热、光学、机械、气体渗透等测试进行了性能表征,结果表明:PAs有机溶解度优异,室温下溶于DMSO、DMF和NMP等高沸点有机溶剂,加热条件下能部分溶于CHCl3、THF等低沸点有机溶剂;热稳定性突出,玻璃化转变温度(Tg)均高于283 °C,N2氛围下热失重10%的温度均在473 °C以上;光学性能良好,其中λcut-off = 371 ~ 392 nm,λ80% = 447 ~ 504 nm;同时,聚合物薄膜具有一般的机械性能,46 ~ 64 MPa,杨氏模量为1.03 ~ 1.26 GPa,断裂伸长率为1.27 ~ 3.05%;PAs的链间距在3.9 ~ 4.5 ?,具有松散的链堆积和较大的自由体积;采用定容变压法测定了He、CO2、O2、N2四种纯气体的渗透性,其中PA-b表现出最好的气体分离性能,P (He) = 6.778 barrer,α (He/N2) = 33.455。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0127
    摘要:
    过去十几年来,由于纳米结构的聚吡咯相较于无定形块状聚吡咯具有许多特殊的性能和明显的优势,因此得到了广泛的研究。 该综述阐述了聚吡咯纳米材料的主要类型、合成方法、物理和化学性质,潜在的应用以及未来的前景。其中,制备方法包括软模板法、硬模板法和无模板法。基于其优异的导电性和化学性能,针对近十年的一些文献,总结了聚吡咯纳米材料在储能、生物医学、传感器、吸附和除杂、吸波材料和腐蚀防护等领域的应用。最后,讨论了聚吡咯纳米材料在一些新兴研究领域中的挑战和机遇。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0125
    摘要:
    扩链剂类型对聚氨酯(PU)的结构性能有较大影响。分别采用1,4-丁二醇(BDO)、对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)、3,3""-二氯-4,4""-二氨基二苯基甲烷(MOCA)和封端二苯基甲烷二胺(S-MDA)为扩链剂,制备了聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)/MDI型PU弹性体。通过红外光谱、差示扫描量热法、动态力学热分析及热重分析等方法,研究了扩链剂结构对PU微相分离及性能的影响。结果表明,胺类扩链剂生成的脲基有利于硬段间形成强氢键,软硬段间微相分离程度更大,提高了硬段结晶度、力学强度和耐热性,降低了软段玻璃化转变温度和损耗因子。
    优先出版日期:  2022-07-11 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0124
    摘要:
    本研究通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)插层改性蒙脱土(MMT)获得功能化改性蒙脱土(MMT-PMMA),通过刮涂在聚丙烯(PP)微孔膜表面引入MMT-PMMA后,再通过浸涂在微孔膜表面引入单宁酸(TA),制备具有高电解液润湿性和高耐热性的改性微孔膜(PP/MMT-PMMA/TA)。接触角测试结果显示,PP微孔膜改性后,电解液接触角由47°降至0°,且电解液吸收率由PP膜的97.5%提高至136.6%,证明PP/MMT-PMMA/TA微孔膜具有良好的电解液亲和性。将微孔膜在不同温度下放置30 min测试耐热性,结果表明,PP/MMT-PMMA/TA微孔膜的耐热性较改性前PP微孔膜有显著提升。电池性能测试结果表明,经PP/MMT-PMMA/TA微孔膜组装的电池首次充放电容量(60.0 mAh/g)相比改性前PP微孔膜(41.3 mAh/g)提升了45%,且倍率性能更好。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0123
    摘要:
    聚集诱导发光(AIE)聚合物在聚集后或在固态条件下发光强度显著增强,且具有成膜性良好、发光稳定性较高、加工性能优异等性能,在核磁成像、荧光材料、生物传感器等领域表现出了较大的应用潜力。本文在介绍AIE聚合物性能的基础上,对不同种类AIE聚合物的开发情况进行了综述,包括共轭型AIE聚合物和非共轭型AIE聚合物,同时探讨了这类聚合物的发光机理,总结了其应用进展,并展望了AIE聚合物未来的发展方向。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0118
    摘要:
    去氢枞酸 (DHA)依次与SOCl2、水合肼反应合成了去氢枞酸酰肼 (DHA-CONHNH2);用mPEG-OH和HO-PEG-OH分别与对醛基苯甲酸反应制备了含有端醛基的聚乙二醇;后者分别与DHA-CONHNH2进行缩合反应,合成了2种基于酰腙键的去氢枞酸基聚乙二醇(mPEG1900-hyd-DHA和PEG2000-(-hyd-DHA)2),并用透析法制备了它们的胶束和载DOX(阿霉素)的胶束。使用红外光谱、核磁共振、动态光散射、透射电镜、紫外-可见分光光度计等对聚合物结构、胶束大小和形貌、临界胶束浓度(CMC)、DOX的释放性能等进行了表征和测试。结果表明,mPEG1900-hyd-DHA和PEG2000-(-hyd-DHA)2的胶束都呈球形,平均粒径分别为46 nm和78nm;CMC值分别为5.5 mg/L和3.4 mg/L。mPEG1900-hyd-DHA胶束对DOX的包封率和载药量大于PEG2000-(-hyd-DHA)2胶束;PEG2000-(-hyd-DHA)2载药胶束在pH=5.0和pH=7.4下,经48 h的DOX的累积释放率分别为49.5%和20.3%。该合成聚合物对抗癌药物有缓释作用,具有潜在的应用前景。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0117
    摘要:
    本研究在丙烯酰胺和丙烯酸共聚交联网络中掺入线型聚乙二醇(PEG)形成半互穿聚合物网络结构以提高水凝胶的力学性能,同时引入柠檬酸(CA)和乙二胺(EDA)原位反应形成非共轭型荧光聚合物点(NCPD),一步制备具有高回弹性的聚乙二醇/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)PEG/P(AM-co-AA)荧光水凝胶。该水凝胶具有良好的机械强度、韧性,高荧光强度和荧光均一性,且光致发光具有金属离子敏感性。拉伸测试结果表明,PEG/P(AM-co-AA)荧光水凝胶的断裂强度达到~192.2 kPa,拉伸4倍后仍可以恢复到初始状态。光致发光研究结果表明,水凝胶在365 nm的波长激发下,可以发出明亮的蓝色荧光(发射波长434~467 nm)。荧光性能具有强Fe3+敏感性,猝灭效率可达99%。该荧光水凝胶在柔性电子器件和生物传感等领域具有潜在应用。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0116
    摘要:
    环氧树脂本身是一种热塑性树脂,只有加入固化剂,才能发生交联反应生成三维网状结构的热固性树脂,展现出优异的使用性能。因此,固化剂的选择和复配是决定环氧树脂使用性能的关键因素。4,4’-二氨基二苯砜(DDS)是一种应用较为广泛的高温固化剂,但其有着与环氧树脂混合后黏度较大、需要较高反应温度等缺点。本文选用了3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷(DEDDM)、4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)、4-甲基1,3-环己二胺(HTDA)3种固化剂与DDS复配,通过非等温差示扫描量热分析研究了复配固化剂的含量和种类对反应活化能的影响;通过动态力学热分析和热重分析等测试研究了复配固化剂的含量和种类对固化产物热性能的影响。结果表明,复配固化剂DDM摩尔分数为20%时,黏度在操作温度80 ℃时降低了70.4%,平均反应活化能降低2.99 kJ/mol,玻璃化转变温度仍保持219 ℃,符合耐高温树脂使用要求。综合考虑各方面性能,体系20DDM可用作环氧树脂复合材料体系的复配固化剂的首选。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0115
    摘要:
    以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为交联剂、甲苯和乳化水为致孔剂,采用过硫酸铵-四甲基乙二胺氧化还原引发体系,通过悬浮聚合的方法制备了多孔共聚物P(MMA-TMPTA),简称PMT,然后通过浸渍法将经丙烯腈改性的四乙烯五胺(TEPA-AN,简称TN)负载到PMT的孔道内,得到固态胺吸附材料。利用扫描电子显微镜、红外光谱、N2吸附-脱附等温线、热重分析、元素分析等方法表征了固态胺吸附材料的结构、形貌和稳定性等。研究了吸附温度、有机胺负载量、湿度等条件对此固态胺吸附剂吸附CO2的性能影响。研究结果表明,当吸附温度为25 ℃、TN负载量为60%、CO2体积分数为(1±0.1)%、流速为0.4 L/min时,此固态胺吸附材料对CO2的吸附量可达93.43 mg/g。水的存在能提升此固态胺吸附材料对CO2的吸附量,在湿度为(50±5)%的条件下,其对CO2的吸附量提升至105.30 mg/g。经过9次循环再生吸附后,其吸附量仍达初始吸附量的96.554%。上述的研究结果表明,此TN改性多孔PMT的固态胺吸附剂对CO2有优异的吸附量及选择吸附性,且再生性能稳定。通过动力学研究表明,该吸附剂对CO2吸附为物理与化学吸附共同作用的结果。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0114
    摘要:
    防腐蚀涂层广泛应用于强酸、强碱、海洋高盐雾等恶劣环境。这些涂层具有优异的防腐蚀功能,但是在使用过程中,涂层容易被外界环境破坏,因此迫切需要开发具有自修复功能的防腐蚀涂层技术。本文介绍了目前制备自修复防腐蚀涂层的3种主要方法:微胶囊法、微管路法和本征修复法。其中,微胶囊法和微管路法可以比较容易地将愈合剂或缓蚀剂填充在胶囊或3D网络中。本征修复法利用材料的固有属性实现自修复功能,在理论上可以完成无限次的自修复过程。微管路法能够源源不断地提供两阶段愈合剂到材料受损表面,但是该方法成本较高,并且管路设计难度较大。本文对自修复防腐蚀涂层技术目前面临的挑战和未来的发展趋势进行了总结与展望。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0113
    摘要:
    通过糠基缩水甘油醚(FGE)的化学接枝改性,成功制得具有优异熔融加工性能的热塑性淀粉。红外光谱和核磁共振氢谱分析表明,通过马来酸酐的桥接作用,FGE成功接枝到淀粉分子上。X射线衍射分析发现,FGE的接枝有效破坏淀粉的晶体结构,从而赋予FGE接枝淀粉(FGE-g-St)优异的热塑性加工性能。动态接触角测试发现,FGE-g-St的接触角从原淀粉(N-St)的30?左右提高至65?左右,表现出极其优异的疏水性能,从而显著改善FGE-g-St与聚乳酸的界面相容性。相对于PLA/N-St复合材料,PLA/FGE-g-St复合材料的拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率均得到显著提高,这得益于其优异的界面相容性。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0112
    摘要:
    星形聚乙烯是一类具有特殊拓扑结构的聚乙烯,性能独特,可通过调控臂数和臂长度来调控性能。这些调控方法主要取决于星形聚乙烯的合成方法。因此,研究开发星形聚乙烯的高效合成方法非常重要。本文总结了星形聚乙烯的合成方法,主要包括星形聚丁二烯还原法、乙烯配位活性聚合法和端基官能化聚乙烯法。其中,乙烯配位活性聚合法是合成星形聚乙烯最直接的方法,包括“先核后臂”法和“先臂后核”法,主要是基于α-二亚胺钯配合物催化的乙烯活性聚合进行结构设计,得到臂长和臂数可控的星形聚乙烯。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0111
    摘要:
    选用可降解的聚己内酯(PCL)改善聚乳酸(PLA)材料的韧性,并通过口模拉伸制备了同时增强增韧的高取向PLA/PCL复合材料;研究了不同PCL含量以及口模拉伸引入的苛刻外场对共混物结构与性能的影响。扫描电镜分析结果表明,分散相PCL在强烈拉伸场的作用下,呈纤维状分布在PLA基体之中;两相界面接触面积增加,界面作用增强。力学性能测试结果表明,在提高PLA韧性的同时极大地增强了PLA复合材料的强度;拉伸后的样品强度远高于未拉伸的样品;当PCL质量分数为10%时,复合材料经口模拉伸之后其拉伸强度和模量达到了168.3 MPa和5488.4 MPa,相比纯PLA分别提升了280 %和249.4 %;断裂伸长率达到了34 %,提升了500 %。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0110
    摘要:
    反应性增强填料甲基丙烯酸锌(ZDMA)能够赋予三元乙丙橡胶(EPDM)硬度高、弹性大、内耗低、强度高、伸长率高等特点,但目前关于EPDM/ZDMA复合体系交联网络的组成以及在拉伸、压缩外力以及高温环境的作用下,交联网络各组分所承载的功能方面还处于空白。因此,本文首先采用差示扫描量热分析和红外光谱测试证实了EPDM/ZDMA复合橡胶体系的交联网络主要由离子键交联网络和共价键交联网络两部分构成;然后采用溶胀平衡法及酸解抽提的方式详细研究了EPDM/ZDMA复合体系中离子键交联密度(vr1)和共价键交联密度(vr2)在拉伸和压缩应力作用下以及不同温度老化作用下的变化情况。结果表明,在拉伸应力作用下,体系的vr1和vr2均会出现不同程度的降低,ZDMA含量较低时,vr1下降幅度较大,而ZDMA含量较高时,vr2下降更多。在压缩应力作用的初期,vr1和vr2均发生了较大幅度的降低,但随着压缩时间延长,离子键交联网络仍在继续被破坏,而共价键交联网络则得以保持。EPDM/ZDMA复合体系的离子键交联网络在90~120 ℃之间存在一个敏感温度,低于90 ℃,24 h的老化对离子键交联密度几乎无任何影响,但当温度超过120 ℃后,24 h老化使其迅速降低。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0108
    摘要:
    硅(Si)基负极因具有超高的理论比容量(4200 mAh/g),有望替代石墨电极(理论比容量372 mAh/g)成为新一代的高容量锂离子电池负极。但Si负极在电池循环过程中所引起的巨大体积膨胀,会导致Si颗粒的粉碎、电接触失效以及其它副反应,最终导致电池容量的快速衰减以及循环稳定性变差。黏合剂是锂离子电池负极的重要组成部分之一,虽然含量很少,但在稳定电极循环中起着关键作用。本文主要对Si基负极电池黏合剂的溶剂类型以及聚合结构(包括线型、交联以及共轭导电聚合物)进行了分类,并在黏合机理、优点、局限性以及性能等方面进行了阐述,最后对亟待深入研究的方向和发展前景进行了展望。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0107
    摘要:
    以亚麻油(LO)为芯材、以聚氨酯(PU)为壁材通过界面聚合法,在水包油(O/W)乳液体系中制备了包覆率高、热化学稳定的LO@PU微胶囊,讨论了乳化剂种类及浓度、搅拌速度、芯壁比等对微胶囊成囊性能的影响。所制备的微胶囊分散效果好、形貌规则、成球性好,粒径为(60±21)μm;微胶囊具有较好的热稳定性,热分解温度为235~480 ℃;微胶囊芯材LO的质量分数为55.6%。同时,制备了含微胶囊的自修复环氧涂层,盐水浸泡实验和电化学阻抗实验表明,含有10%微胶囊的环氧树脂涂层的自修复及防腐蚀性能最好,划痕涂层浸泡30 d后的阻抗模量仍为1.0×104 Ω·cm2。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0106
    摘要:
    为了同时改善聚乳酸(PLA)的阻燃性和韧性,本文以甲基膦酸二乙酯丙烯酸酯(DEAMP)为核层材料、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为壳层材料、三烯丙基异氰酸酯(TAIC)为核层交联剂,通过种子乳液聚合法,制备了平均粒径约190 nm的含磷丙烯酸酯核壳阻燃剂(P-CM)。透射电镜图片显示了典型的核壳结构;差示扫描量热分析和热重分析结果表明,P-CM的核层、壳层玻璃化转变温度分别为-13.6 ℃和115.6 ℃、初始分解温度(Td5%)为263 ℃、分解后残余物为36%。将5%P-CM用于增韧和协效10%APP/5%β-CD阻燃的PLA,结果表明,与10%APP/10%β-CD阻燃的PLA比,极限氧指数(LOI)提高了5.7%;材料冲击强度提高了182.5%、拉伸强度提高了2.9%、断裂伸长率增加了28.9%,获得了具有高阻燃性和高韧性的PLA材料。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0105
    摘要:
    以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(PPG)和N,N-二甲基-N"",N""-二(2-羟丙基)-1,3-丙二胺等为主要原料制备了聚氨酯预聚体,并利用乙酸、3-羧基-3-羟基戊二酸和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为成盐剂与聚氨酯预聚体反应,产物经乳化得到3种阳离子水性聚氨酯胶乳(WPU1,WPU2和WPU3),并将它们制成膜后浸泡在模拟海水中。研究了3种水性聚氨酯膜吸收CO2并矿化形成聚氨酯-碳酸钙(PU-CaCO3)复合膜的过程及其防腐蚀性能。红外光谱分析结果表明,成功合成了3种阳离子水性聚氨酯。粒径分析表明,WPU1 ,WPU2 和WPU3胶乳粒径大小分别为19.38 nm,93.08 nm和84.33 nm。X射线衍射、扫描电镜和电化学测试结果表明,WPU2和WPU3膜在模拟海水中浸泡后表面出现CaCO3矿化层,WPU3膜表面形成的矿化层较致密,且呈现了优良的防腐蚀性能,其腐蚀速率和腐蚀电流密度分别为1.70×10-3 mm/a和1.44×10-7 A/cm2。
    优先出版日期:  2022-07-10 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0104
    摘要:
    聚苯并噁嗪树脂(PBZ)是一类杂环单体热开环聚合材料,具有优异的热稳定性、高的抗拉强度和良好的耐化学性,在航空复合材料、共混物和电子电路板等许多领域得到了应用。本文概述了不同结构苯并噁嗪单体的研究进展,详细论述了苯并噁嗪树脂改性的研究现状,对苯并噁嗪共聚物、苯并噁嗪-聚合物合金、苯并噁嗪纳米复合材料、纤维-苯并噁嗪复合材料等方面进行了总结。指出了PBZ树脂存在加工温度高,经典的PBZ脆性大的缺点以及产生的原因,最后对苯并噁嗪树脂的研究方向进行了展望。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0103
    摘要:
    聚酰胺复合纳滤膜的分离性能主要由聚酰胺分离层决定。在界面聚合反应过程中,有机相溶剂的物理性质影响两相单体在界面的溶解及扩散行为,使聚酰胺分离层微观形貌结构发生变化,从而改变膜性能。以异构烷烃混合型溶剂Isopar G,Isopar H,Isopar L和Isopar M为有机相溶剂采用界面聚合法制备聚酰胺复合纳滤膜,考察上述有机相溶剂对复合纳滤膜聚酰胺交联度、分离层微观结构和聚酰胺高分子链堆积程度的影响,通过分析有机相溶剂物理性质与纳滤膜分离性能、聚酰胺层结构参数之间的相关性,探究有机相溶剂对纳滤膜分离性能的影响机制。结果表明,有机相溶剂的表面张力与聚酰胺高分子团簇的分形维数(Dm)呈强相关性,相关性系数为-0.98; Dm与复合纳滤膜的水透过系数(A)呈强相关性,相关性系数为0.95,即通过选取表面张力较低的有机相溶剂,有利于提高聚酰胺高分子的分形维数,使聚酰胺具有更高的链密度,短分子链结构堆积更加疏松,从而制备具有更高水通量的聚酰胺复合纳滤膜。有机相溶剂的表面张力与A的相关性系数为-0.97,进一步印证上述结论。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0102
    摘要:
    本文以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维膜为基底,利用聚多巴胺(PDA)对膜表面进行活化后,通过溶胶凝胶法在膜表面构筑二氧化硅(SiO2)纳米粗糙结构,进一步降低其表面能并灌注润滑油,制备得到超滑聚酯纤维膜(PET-SLIPS)。在PDA作用下,SiO2纳米粒子均匀分布在膜表面,并且与基底结合牢固,在超声作用或轻度物理摩擦下,表现出良好的稳定性。SiO2纳米级粗糙结构特点使其具有优异的润滑油锁定能力,PET-SLIPS在受到水流剪切或物理磨损后,表面接触角基本不变,润滑层稳定性良好。这种具有流动性的润滑层可抑制与之不互溶的液体与膜基底接触,使污染物易被冲洗去除,赋予PET-SLIPS优异的疏液性;与PET原膜相比,PET-SLIPS油水分离效率和抗污染性都得到明显提升,同时表现出良好的抗生物黏附性能。这种超滑膜在膜分离等方面具有良好的应用前景。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0100
    摘要:
    为促进聚乳酸熔喷法非织造材料在医疗卫生、过滤分离和环境保护等领域的功能性应用,进而缓解传统石油基熔喷法非织造材料所带来的资源短缺与环境污染问题,本文对聚乳酸熔喷法非织造材料的成型、应用及改性研究进行了梳理,分析了聚乳酸熔喷法非织造材料的改性方法,并总结了聚乳酸熔喷法非织造材料的增韧改性、增塑改性、耐热改性及其他功能性改性。最后指出增强聚乳酸熔喷法非织造材料的功能性是其应用推广的必要前提,通过对聚乳酸熔喷法非织造材料的改性研究分析,为后续聚乳酸熔喷法非织造材料的研究与发展提供理论基础。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0072
    摘要:
    随着核电的发展,其极端的环境对绝缘部件提出了更高的要求。玻璃纤维增强硅树脂由于优异的物理化学性能,被广泛应用于高温高电压的工况下。为了提高硅树脂的固化度并确保制品性能与材料特性相匹配,以压水堆(PWR)核电机组中控制棒驱动机构(CRDM)的磁轭线圈骨架作为玻纤增强硅树脂的模压成型制品,通过热重分析法和差示扫描量热法研究了硅树脂模塑料的固化热行为,优化了制品的模压工艺参数,采用热重分析和拉伸测试表征了制品的热稳定性和力学性能,研究了后固化参数对制品性能的影响。结果表明,与常温相比,175 ℃后固化24 h的制品抗拉强度增幅最大,提高了122%,热失重质量分数最小,减少了82.25%。硅树脂的失重固化和热氧化降解是影响制品性能的原因。磁轭线圈骨架模压成型工艺参数为模具温度130 ℃、成型压力50 MPa、保压时间10 min、固化温度175 ℃、烘烤时间24 h。成型制品通过了核电机组的热老化性能测试验证。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0099
    摘要:
    采用差示扫描量热法(DSC)对环氧树脂ERL-4221阳离子聚合固晶胶的反应动力学进行研究,并利用Kissinger模型对非等温数据进行分析。在阳离子固化剂质量分数为1.0%的条件下,该环氧固化体系的表观活化能为81.76 kJ/mol,表明该反应体系在常温下反应速度较慢,具有明显的潜伏特性。利用T-β外推法及等温固化过程确定了体系固化烘烤工艺为105 ℃ (30 min)+170 ℃(30 min)。同时,采用芯片剪切力测试及分层试验证实了工艺参数的有效性。研究结果可为该固晶胶固化工艺及应用提供理论指导
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0098
    摘要:
    采用不同摩尔比的9,9’-双[4-(4-硝基-3-羟基苯氧基)苯基]芴(BAHPPF)、3,5-二氨基苯甲酸(DABA)与六氟二酐(6FDA)进行共聚,再经热处理后得到一系列聚酰亚胺(PI)和具有交联结构的热重排(TR)聚合物膜。结果表明,随着热处理温度升高,热重排和交联反应同时发生,显著提高了层间距和膜材料对5种气体的渗透性。此外,随着DABA摩尔比增加,PI膜的玻璃化转变温度(Tg)和热分解温度稍有提升;同时,TR膜材料对H2,CO2,N2,O2和CH4的渗透性和理想选择性也获得了提高。其中,TR-7:3膜表现出了最高的气体渗透性,对H2,CO2,O2,N2和CH4的渗透性分别达到了320.9 Barrers,369.7 Barrers,54.3 Barrers,15.0 Barrers和11 Barrers;同时,TR-7:3和TR-6:4膜对CO2/CH4的理想选择性为33.6和40.6,接近2008 年的Robeson上限;而TR-9:1和TR-8:2膜对O2/N2的分离性能则超过了2008年的上限。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0097
    摘要:
    基于天然橡胶 (NR) 胶乳中大小橡胶粒子具有不同的分子结构,本研究通过离心分离得到小橡胶粒子 (SRP,平均粒径<300 nm) 和大橡胶粒子 (LRP,平均粒径≥300 nm),研究了不同SRP/LRP质量比(10: 0,7: 3,5: 5,3: 7和0: 10)对NR力学性能的影响。结果表明,硫化胶的扭矩差值和交联密度随SRP含量的增加而上升,拉伸强度、定伸应力、撕裂强度和硬度等常规力学性能也随之提高;Mooney-Rivlin方程对应力-应变曲线拟合的结果表明,拉伸诱导结晶的起始应变在SRP/LRP质量比为3: 7时达到最低。硫化胶的动态疲劳性能随LRP含量的增加先上升后下降,当LRP比例达到50%及以上时,样品的动态疲劳性能显著提高;在SRP/LRP质量比为3: 7时,温升和压缩永久变形最低、疲劳寿命最长。以上发现为通过调控橡胶粒子粒径,从而实现对NR性能进行设计提供了依据。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0096
    摘要:
    聚酰亚胺是人工合成的特种化学材料,具有高强高模、耐高温、绝缘、阻燃等优异特性,被广泛运用于航空航天、轨道交通、电气绝缘、高温过滤、特种防护等领域。然而,聚酰亚胺材料存在的界面活性低、化学惰性、表面光滑、疏水等问题,致使其与基体复合时分散性差、结合弱,限制着其发展。本文综述了聚酰亚胺材料界面活化的主要方法,在此基础上介绍了聚酰亚胺材料界面活性基团、接枝材料种类,探讨了现有聚酰亚胺材料界面活化及化学接枝策略的优缺点。最后,对聚酰亚胺材料未来改性方向提出了展望。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0095
    摘要:
    本论文通过差示扫描量热分析(DSC)、旋转流变仪测试,以及原位红外和二维光谱分析探究了可注塑成型天然橡胶(NR)复合物的硫化机理。DCS分析表明,NR橡胶复合物的最大放热峰出现在168 ℃附近,对应最大交联反应速率。进一步地,结合原位红外光谱测试探究了NR橡胶复合物外扰温度的升高(30~230℃),并研究了NR的交联反应过程。由原位红外光谱可知,随着温度升高,NR橡胶复合物中的甲基和亚甲基的吸收峰逐渐减弱,同时硫化交联反应不断消耗NR橡胶复合物中的-C=C-键。移动窗口二维相关红外(MW2D)光谱分析可以表明,天然橡胶中-C=C-转变发生在70 ℃和110 ℃,最大交联温度为177 ℃。本论文的研究结果对天然橡胶的硫化机理研究具有一定的借鉴意义。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0094
    摘要:
    磷酸酯键是人体内参与核酸和细胞膜合成的化学键,由磷酸或磷酰氯与醇羟基通过酯化反应形成。磷酸酯键具有高度稳定性、生物可降解性和一定的亲水性,且响应碱性磷酸酶(ALP)后会发生特异灵敏的断裂,在生物医学领域具有重要应用价值。本文阐述了磷酸酯键的合成机理和性质,重点突出了磷酸酯键基智能响应体系在细胞培养、骨修复、药物控释和生物探针等领域的研究进展,展望 了磷酸酯键基智能响应体系的未来发展方向。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0093
    摘要:
    为探究梯度结构对双组份纺粘水刺超细纤维非织造布透气性能的影响,采用三步法工艺制备了系列梯度结构双组份纺粘水刺超细纤维非织造布并测试其特征参数;利用Geodict软件建立了梯度结构双组份纺粘水刺超细纤维非织造布的三维纤维分布模型,分析了梯度结构对超细纤维非织造布的流速、流线和流场压力的影响规律,预测了其透气系数,结果分别为3544.07 mDarcy,2527.90 mDarcy,2320.68 mDarcy,1860.18 mDarcy和1770.46 mDarcy;得到的模拟结果与实验数据吻合良好,验证了模拟结果的有效性,揭示了梯度结构和性能之间的构效关系,且表明梯度结构明显的双组份纺粘水刺超细纤维非织造布具有较高的透气性能。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0092
    摘要:
    制备了一系列环氧度的环氧化杜仲胶(EEUG)并用于改性异戊橡胶(IR),采用不含补强填料的胶料配方进行硫化。重点研究了环氧度对IR/ EEUG并用胶的硫化特性、结晶结构以及静态和动态力学性能的影响。利用差示扫描量热法、偏光显微镜和原子力显微镜分析了EEUG的聚集态结构和IR/ EEUG的结晶结构和相结构。结果表明,EEUG由结晶结构转变为无定形结构的临界环氧度为21.0%(摩尔分数)。环氧度为14.3%、EEUG用量为 10 phr的硫化胶90IR/10EEUG-14.3中可见少量微小晶体,且随着EEUG-14.3用量增加,IR/EEUG硫化胶的拉伸强度和断裂伸长率下降。随EEUG环氧度增加,90IR/10EEUG硫化胶的拉伸强度和断裂伸长率同时增加,90IR/10EEUG-21.0拉伸性能最佳。EEUG-21.0处于结晶结构向无定形结构转变的临界状态,容易发生应变诱导结晶,甚至通过EEUG和IR分子间相互作用引发IR应变诱导结晶。EEUG的存在提高了IR硫化胶0 ℃时 tanδ值、降低了60 ℃ 时tanδ值,说明适宜环氧度的EEUG可同时改善IR的抗湿滑性和滚动阻力。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0091
    摘要:
    无论从生物医学到水净化系统,刺激响应和自愈合的新型水凝胶材料凭借其多种协同功能,表现出不同的潜在应用。然而,所得材料往往具有明显的弱点和脆性,力学性能欠佳。在这项工作中,提出了一种新型仿生贻贝足丝的改性多巴胺共轭聚天冬酰胺(PHEA-DOPA)与氧化石墨烯(GO)构筑的水凝胶(PHEA-DOPA/GO)。以GO纳米片和硼酸(H3BO3)作为交联剂,与PHEA-DOPA的极性官能团相互作用。与不含GO的PHEA-DOPA凝胶相比,含有GO的凝胶在储能模量和损耗模量方面均增加了10倍、拉伸强度增加了1.5倍。此外,含GO的PHEA-DOPA水凝胶表现出快速和自主的自愈合性质,使得该材料成为生物医学中备受青睐的生物相容性水凝胶。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0090
    摘要:
    以黄原酸酯/过氧化苯甲酰(BPO)引发体系引发醋酸乙烯酯(VAc)自由基可逆加成-断裂-链转移(RAFT)溶液聚合制备聚醋酸乙烯酯(PVAc),醇解后制得聚乙烯醇(S-RAFT)。利用凝胶渗透色谱测其相对分子质量及其分布。通过核磁共振氢谱研究S-RAFT的立构规整度,使用分光光度计研究聚乙烯醇(PVA)的聚集态。通过与6种不同PVA原料以及3种市售偏光基膜的立构规整度和聚集态比较,发现S-RAFT和市售光学基膜的PVA原料的立构规整度相似,间同等规立构(rr)含量和结晶度普遍比PVA原料高。比较S-RAFT其他PVA原料及市售基膜制成的偏光膜性能后发现,S-RAFT的成膜性好、偏光度高,具有较高的拉伸模量,有望成为制备高端偏光片的原料。另外,通过与VAc传统自由基聚合醇解产物(S-FRP)对比,详细推导以黄原酸酯为链转移剂的RAFT制备高间同结构PVA的过程,提出了黄原酸酯的“顺式热分解”机理。
    优先出版日期:  2022-07-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0087
    摘要:
    使用核磁共振氢谱对乳液聚合法制备的丁腈橡胶序列结构进行表征,使用差示扫描量热仪表征丁腈橡胶的玻璃化转变温度(Tg)。结果表明,对乳液聚合的丁腈橡胶,丁腈橡胶呈现ABA\BBA\BAB\BBB的4种序列结构,反应过程中随转化率的增长,ABA\BBA\BAB\BBB不同序列结构含量也呈现规律性变化,序列结构ABA\BBA\BAB的含量逐渐下降、BBB序列结构含量呈上升趋势。对含有不同丙烯腈含量的丁腈橡胶序列结构进行表征发现,序列结构BAB\BBA\BAB的含量逐渐上升、BBB序列结构的含量呈下降趋势。丁腈橡胶BBB序列中的1, 2-丁二烯结构含量提高影响丁腈橡胶的玻璃化转变温度。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0082
    摘要:
    以三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)、衣康酸酐(ITA)、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为原料,合成了结构明确的含磷-氮丙烯酸树脂(TIDG),并将其添加到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)体系中,经紫外光固化后制备得到含磷-氮阻燃元素的PUA涂层。通过万能试验机、热失重、锥形量热、扫描电镜及拉曼光谱等测试了涂层的力学性能、热稳定性、燃烧性能和阻燃机理。结果表明,加入TIDG后,涂层的附着力、铅笔硬度和拉伸性能都得到了提升。从涂层的热重曲线看出,添加TIDG后PUA/DITG涂层的残炭量增大。此外,相较于纯PUA涂层,添加了40% TIDG的PUA涂层的热释放速率峰值和总热释放量分别降低了35.2%和42.1%。扫描电镜和拉曼测试表明,磷-氮协同效应能加速涂层形成致密膨胀结构的炭层。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0081
    摘要:
    以微晶纤维素、壳聚糖为双网络单元,以氢氧化钠/尿素/水为溶剂体系、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为改性剂,采用“冻融-浸渍”两步法制得超疏水纤维素/壳聚糖复合气凝胶。研究结果表明,该复合气凝胶呈现三维互穿多孔结构,其接触角随着MTMS的加入,先逐渐增大后急剧减小,当MTMS的浓度为1.96 g/μL时,疏水效果最好,接触角可达到151°。此外,该气凝胶具有良好的油/水选择性吸收能力,吸油量最高达到9.3 g/g,且经过5次再生循环后,对于异丙醇的吸附量仍能保持初始值的92.8 %,是一种良性可再生的生物质基吸油材料。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0080
    摘要:
    采用动态硫化技术制备的热塑性硫化胶(TPVs),具备弹性、热可塑性及回收再利用性能,发展前景广阔。但目前大多数TPVs为石油基热塑性硫化胶,所选用的原材料来源于石化资源,与“绿色环保”理念不符,因此由生物基聚合物(生物基橡胶、生物基塑料等)制备的TPVs逐渐成为研究热点。本文主要综述了TPVs的制备工艺和近年来基于塑料相为聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、橡胶相为杜仲胶(EUG)以及其他一些生物基材料制备的生物基TPVs的研究进展,并对生物基热塑性硫化胶的发展进行展望。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI:
    摘要:
    以4,4’- 双马来酰亚胺二苯甲烷(BMI-1)、双酚A型氰酸酯(BADCy)和酚酞型聚芳醚砜(PES-C)为原料通过加入发泡剂合成了双马来酰亚胺/氰酸酯耐高温发泡胶。通过差示扫描量热分析和红外表征分析了树脂的固化行为。扫描电子显微镜分析表明,该发泡胶发泡均匀细腻(平均泡孔直径0.275 mm)。热重分析结果表明,该发泡胶具有很高的耐温性:空气和氮气氛围下10%分解温度分别为393 ℃和412 ℃。发泡胶在9.375 GHz频率下的介电常数1.65、介电损耗为0.0057,展现了优异的介电性能。管剪测试表明,该发泡胶具有优异的黏结性能和耐温性能,-55 ℃、25 ℃和150 ℃管剪强度均大于7 MPa,205 ℃管剪强度不小于4 MPa。与多种材料的抗拉测试结果表明该发泡胶与各种材料具有优异的黏结性能,铝-铝抗拉强度9.2 MPa、钛-钛抗拉强度5.9 MPa、双马基复材-双马基复材抗拉强度5.9 MPa。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0078
    摘要:
    利用干粉共混法制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/聚烯烃弹性体(POE)共混材料,研究了POE含量对UHMWPE/POE共混材料微观结构、流变性能、结晶性能及力学性能的影响。结果表明,POE在UHMWPE基体中分散较均匀,能与UHMWPE基体保持部分结合,且POE的加入对UHMWPE的结晶性能有促进作用。随POE含量增加,冲击强度和拉伸强度有所下降,断裂形式逐渐由韧性转为脆性;POE的加入能够较大的改善UHMWPE的挤出性能,当POE质量分数为5%时,所制备的UHMWPE/POE共混材料既能保持一定力学韧性,又能有较好的熔体流动性能。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0077
    摘要:
    聚酰亚胺是由二胺和二酐单体通过缩聚反应生成的一类含有酰亚胺环的高性能聚合物,具有高热稳定性、高力学性能、结构多样性、良好的成膜性和分离性能等优点,在分离膜领域得到广泛应用,但在气体分离方面仍然受罗伯逊上界的限制。本文综述了聚酰亚胺及膜的制备以及聚酰亚胺气体分离膜的改性方法,简述了聚酰亚胺气体分离膜目前存在的核心问题,从物理共混、交联改性、分子结构设计、制备热重排聚合物及碳分子筛膜5个方面,重点回顾了聚酰亚胺气体分离膜的改性研究进展。研究指出,随着工业上对聚酰亚胺气体分离膜性能要求的不断提高,开发新型聚酰亚胺制膜材料、优化聚酰亚胺膜材料的性能以及简化聚酰亚胺气体分离膜的制备和改性方法成为未来聚酰亚胺气体分离膜的研究重点。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0076
    摘要:
    以α,ω-端羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷为初始聚合物,通过与含氢硅氧烷脱氢缩合合成了相对分子质量、官能度和官能团各异的6种氟硅聚合物(M1~M4,M5和E1)。通过傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱对封端聚合物进行了表征,并通过流变学手段研究了聚合物在室温交联硫化过程中黏度(η)和模量(G′和G″)的变化,为交联反应速率提供依据。结果表明,封端聚合物在不外加交联剂时亦能发生自交联。当采用同一交联剂M1时,与初始聚合物H4相比,封端后的聚合物M4具有较快的黏度上升趋势和交联反应速率,溶胶-凝胶转变点的时间由2 h以上缩短为22.5 min,原因在于烷氧基封端降低了三氟丙基侧基对活性端基的屏蔽作用,因而反应性大为提高。以M2~M4为基础聚合物制得的氟硅密封胶,具有较好的交联密度、力学性能和耐高低温性能。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0074
    摘要:
    以5-氟尿嘧啶(5-Fu)为模型药物、戊二醛为交联剂,采用撞击流-射流空化(IS-JC)耦合反相乳液过程制备纳米级5-Fu壳聚糖微球。考察油相种类和壳聚糖溶液流变学性质(CS-Rhep)对微粒大小、粒度分布、表面形貌和产率的影响规律,并利用扫描电镜、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)对微球的形貌、结构和性能进行表征。结果表明,IS-JC成功制备出粒度小、分布窄、分散性好、颗粒饱满,且表面光滑的5-Fu壳聚糖微球,其最小粒径和多分散指数分别为392.3 nm和0.535,交联固化40 min产率可达43.15%;微球大小、粒径分布、表面形貌和微粒的生成对CS-Rhep表现出较强依赖性;与石蜡油相比,空化下棕榈油更适合作为有机分散介质。FT-IR显示 ,5-Fu 成功包埋于微球之中;XRD显示,微球以无定形结构存在;TGA显示,微球对5-Fu的包埋降低了其热稳定性;棕榈油分子结构在IS-JC作用下未发生氧化和降解。IS-JC强化乳液交联过程制备出的粒度分布窄的纳米级壳聚糖载药微球,在纳米生物材料制备领域具有广阔的应用前景。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0075
    摘要:
    针对复杂含油废水的处理,发展能同时分离油水混合物并能降解其中酚类等有机污染物的技术是未来油水分离膜的研究重点。本文以聚醚砜(PES)为膜材料,通过双凝固浴相转化法制备了高通量、抗压密性好的海绵孔结构PES基膜。通过在膜表面共沉积聚多巴胺(PDA)和聚乙烯亚胺(PEI)来负载孤立铁物种(4A-Fe)催化剂颗粒,得到4A-Fe/PES膜。考察了4A-Fe/PES膜的油水分离性能和苯酚催化降解性能。结果显示,4A-Fe/PES有较好的亲水性、优异的水下超疏油性以及抗油黏附性。且在动态分离乳化油水混合物的同时,实现了对油水乳液中苯酚的有效降解。在pH=2时,溶液循环50 min后膜对苯酚降解率达到98.4%,此过程中油水乳液的分离效率保持在99.8%,且重复使用3次后,膜的分离效率仍然能达到94.2%以上。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0073
    摘要:
    氰酸酯树脂(CE)是一种在航空航天应用广泛的高性能树脂,但其固化温度高、韧性差等缺点影响其应用领域。本文利用超支化环氧树脂(E102)改性CE,系统研究E102对CE体系的固化行为、热性能和力学性能的影响规律。结果表明,E102对CE固化具有显著的促进效果,能降低固化峰值温度16.3 ℃,同时能明显增强增韧CE树脂,可使CE树脂的冲击强度和弯曲强度分别提高42.27%和16.95%,且能很好地保持树脂的耐热性和较高的玻璃化转变温度(282.4 ℃)。并利用动态力学热分析和扫描电镜证实了界面相互作用和树脂之间的良好相容性,阐述了均相增强增韧机理。该结果对降低CE固化温度和制备高韧性的CE树脂及其复合材料具有重要指导意义,有利于其在高新技术领域的广泛应用。
    优先出版日期:  2022-07-04 , DOI: doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0071
    摘要:
    当前,锂二次电池普遍采用有机碳酸酯液态电解质,存在易泄露、易燃烧、甚至爆炸等安全隐患;聚合物固态电解质能够有效克服传统液态电解质的缺陷,同时具有质量轻、可加工性好、与电极界面兼容性好等优点,在固态锂电池领域具有十分重要的应用前景。聚环氧乙烷(PEO)固态电解质是研究最早、应用最广泛的聚合物固态电解质体系。本文综述了目前PEO聚合物固态电解质的现状,重点从离子电导率改性、电化学窗口改性、机械强度改性和阻燃性能改性4个方面介绍了其改性策略;最后,展望了PEO聚合物固态电解质的发展趋势。
    优先出版日期:  2022-06-08 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0068
    摘要:
    以低成本、环境友好且具有优异三维网状多孔结构的丝瓜络(TG)纤维作为支撑骨架,聚乙二醇(PEG)作为相变材料,结合物理吸附和聚氨酯(PU)膜封装技术制备了TG@HPEG@PU相变复合材料(PCCs),并对其形貌结构、调温性能、热能存储性能和热稳定性等进行了测试分析。结果表明,TG纤维具有高PEG吸附率(~82 %),PU膜封装解决了PEG易泄漏性能。红外热像仪分析表明,TG@HPEG@PU具有优异的热管理能力,归因于其温度变化的延迟响应。差示扫描量热仪分析显示,TG@HPEG@PU的熔融/结晶焓分别为186.4 J/g和176.1 J/g,呈现优异的储热能力。热重分析显示,TG@HPEG@PU在中低温范围内具有良好的热稳定性能。该复合材料可望在建筑节能、热能管理和热红外隐身等领域得到广泛应用。
    优先出版日期:  2022-06-08 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0109
    摘要:
    为开发具有一定防水透湿功能的绿色环保可降解医用防护材料,制备了聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)微孔膜/汉麻水刺非织造布复合膜。首先,采用水刺工艺将汉麻、棉纤维混合制备非织造布,然后利用非溶剂致相分离法在汉麻/棉水刺非织造材料上制备PBAT微孔膜。对不同铸膜液浓度、不同预蒸发时间、不同膜厚度微孔膜/水刺非织造布复合膜的平均孔径进行单因素实验,并通过响应曲面试验优化了复合膜的最优工艺。探究了覆膜前后材料的力学性能、孔径、接触角、耐静水压和透湿性能并进行对比分析。结果表明,PBAT微孔膜最佳制备工艺条件如下所示,铸膜液浓度为14.34 %、预蒸发时间为44.63 s、膜厚度为0.16 mm。使用最优工艺制备的复合膜力学性能与耐静水压均大于水刺非织造材料、孔径和透湿量均小于水刺非织造材料、接触角略小于水刺非织造材料。
    优先出版日期:  2022-06-08 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0083
    摘要:
    本文首次使用超临界二氧化碳釜压发泡技术制备了生物可降解聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇共聚酯(PBST)发泡颗粒。核磁共振分析结果表明,PBST中丁二酸的摩尔分数是55 %,差示扫描量热分析结果表明,PBST的玻璃化转变温度和熔点分别是-16 ℃和118 ℃。热重分析结果表明,PBST的分解温度是312 ℃。研究了渗透温度、渗透时间和渗透压力对PBST发泡颗粒密度和发泡倍率的影响。结果表明,当渗透温度从60 ℃增加到80 ℃,PBST发泡颗粒的密度逐渐降低、发泡倍率逐渐增大。PBST发泡颗粒放置1 d后,密度会增加,发泡倍率会降低。继续增加放置时间至7 d,密度和发泡倍率都保持不变;当渗透时间从1 h延长到2 h,PBST发泡颗粒的密度逐渐降低,发泡倍率逐渐增加。当渗透时间从2 h延长到3 h,PBST发泡颗粒的密度和发泡倍率保持不变;当渗透压力从10 MPa增加到12 MPa,PBST发泡颗粒的密度逐渐降低,发泡倍率逐渐增加;当渗透压力从12 MPa增加到14 MPa时,PBST发泡颗粒的密度和发泡倍率保持不变;PBST发泡颗粒的最佳渗透温度是70 ℃、渗透时间是2 h、渗透压力是12 MPa。扫描电镜结果显示,PBST发泡颗粒的平均泡孔在10 μm左右。
    优先出版日期:  2022-05-09 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0069
    摘要:
    本文以4,4""-对苯二氧双邻苯二甲酸酐(HQDPA)和不同比例的4,4""-二氨基二苯醚(ODA)及3,5-二氨基苯甲酸(DABA)为反应单体,通过共聚的方法,制备了一系列聚酰胺酸(PPA),将其涂覆于铜箔表面,通过热酰亚胺化后得到无胶型挠性覆铜板(FCCL)。研究表明,当二胺为DABA时,聚酰亚胺的力学性能和热学性能最好,表面接触角为61.3°,热膨胀系数为24×10-6 K-1,介电常数为3.58,制备得到的FCCL的剥离强度达到1.18 N/mm。这种含羧基结构的聚酰亚胺的性能可以满足无胶型挠性印制电路对基底膜材料的尺寸稳定性和粘接性能的要求。
    优先出版日期:  2022-04-25 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0049
    摘要:
    高分子材料以其优良的性能在生产、生活中具有广泛的应用,但是不可避免会因为裂纹的产生而影响其性能。受自然的启发,自修复材料应运而生。自修复材料根据修复类型可以分为外援型和本征型自修复材料,是材料科学发展的最新方向,受到了密切的关注,在皮革涂层领域得到了初步的应用。本文对自修复材料类型及其在皮革涂层领域的应用情况进行了综述,并讨论了皮革自修复涂层的未来发展方向。
    优先出版日期:  2022-04-25 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0043
    摘要:
    膜污染是制约膜快速发展的瓶颈之一,如何在源头上抑制微生物在膜表面的黏附和生长繁殖,已成为膜污染研究的热点之一。本文以聚砜超滤膜为支撑层,利用间苯二胺和三甲酰氯发生界面聚合反应,制备出聚酰胺反渗透复合膜。用聚乙烯亚胺(PEI)通过连续界面聚合法对反渗透膜进行抗菌性能优化改性。通过探究PEI反应参数对膜性能的影响,确定了优化改性的最佳参数,对改性膜的分子结构、表面性能以及膜性能进行了研究。结果表明,当PEI反应的质量分数为2%,反应时间为60 s,热处理为100 °C和5 min时,改性膜的性能最好。膜表面的亲水性和荷电性的双重提升有助于膜性能的提高。与原膜相比,所制备膜的截留率由96.6%提升至98.9%,水通量由35.7 L/(m2·h)增加到49.9 L/(m2·h);选用革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性葡萄球菌对膜抗菌性能进行了评价,所制备的膜对2种细菌的抑菌率分别可达95.8%和96.3%,通过PEI改性实现了膜分离性能和抗菌性能的同步提升。
    优先出版日期:  2022-04-25 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0044
    摘要:
    挤出成型是聚合物加工领域出现得较早且应用最广泛的技术之一,聚合物传统挤出成型过程中存在的挤出胀大、扭曲变形等问题严重阻碍了该技术的进一步发展及其推广应用。聚合物气辅挤出是本世纪初发展起来的一种新型成型工艺,通过在口模内壁与熔体表面间形成稳定的气垫膜层,使熔体以完全滑移非粘着方式挤出成型,改善了口模内熔体的流场分布,从而有效减小甚至消除了传统挤出过程中存在的影响制品质量的固有问题。该技术因具有节能、环保、改善制品质量等优良特性,自问世以来即受到聚合物加工领域诸多学者的广泛关注,相关研究成果对丰富和发展聚合物成型理论及其加工技术的进一步推广应用均具有重要的科学意义和工程价值。本文综述了聚合物气辅挤出成型问世以来国内外研究进展,主要介绍了该技术的成型机理和成型装置,气体辅助单层挤出、双层共挤、微管挤出及气垫膜层等方面的研究方法与研究成果,并在综述现有的研究基础上展望了气辅挤出成型的研究趋势。
    优先出版日期:  2022-04-25 , DOI: doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0054
    摘要:
    以轻木为原料,通过脱基质处理结合表面改性工艺(2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物TEMPO氧化和乙酰化),制备获得了一系列高强度柔性木材膜,并系统地研究了不同处理方法对木材膜力学性能、光学性能、宏/微观形貌、表面特性及结晶结构等的影响。结果表明,脱基质处理后所得木材纤维骨架在干燥过程中能够形成具有致密层状结构的木材膜试样,其密度提高了近5倍。进一步TEMPO氧化及乙酰化处理后,木材膜试样的透光性及力学性能均有显著提升。其中,TEMPO木材膜透光率近61.8%,断裂拉伸强度为180.29 MPa;而乙酰化木材膜断裂拉伸强度达264.14 MPa,几乎是轻木的14倍;并进一步作为柔性基材,制备获得了一种智能防伪标签。研究结果可为促进木材的高值化利用提供理论依据与技术支持。
    优先出版日期:  2022-04-22 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0011
    摘要:
    环氧树脂增韧改性一直伴随其应用发展,纳米粒子增韧环氧树脂具有独特的性能,两侧具有不同组成的Janus纳米片具有更高的比表面积和更加丰富界面行为。本文采用乳液界面溶胶凝胶法制备了各向异性的二氧化硅基Janus纳米片(JNS),并用于增韧环氧树脂(EP)。结果表明,JNS固体颗粒对EP同时具有增韧和增强作用,两侧均能参与环氧树脂交联聚合的JNS2嵌入三维的聚合物骨架网络,双侧的界面作用力大于只有亲水侧的氨基参与环氧树脂交联聚合的JNS1。当JNS2的质量分数为0.5%时,EP/JNS2的冲击强度和断裂伸长率均最大,比纯EP分别提高了57.08 %和58.68 %。EP/JNS复合材料的刚性和玻璃化转变温度增加,热稳定性有所提高。
    优先出版日期:  2022-04-22 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0051
    摘要:
    利用具有油相隔离层的微流控法连续可控制备了海藻酸钙(CaAlg)中空微纤维。内外相流体通过微流控装置出口挤出,通过调整装置出口与凝固浴液面距离、外相流速和收集速度在油相隔离层中形成同轴射流,射流突破油水相界面进入凝固浴后交联形成CaAlg中空纤维。实验中,微流控装置出口与凝固浴液面的最优距离为2 mm,外相流速越大,收集速度越小,射流越稳定。在形成稳定射流的条件范围内,制备得到了结构均一的CaAlg中空纤维,通过调整内外相流速和收集速度可以精确调控中空纤维的直径。根据流动连续性方程建立了简单的分析模型用于中空纤维直径的预测,该模型给出了内相流速、外相流速、收集速度与纤维直径的显式关系,并根据实验数据验证了模型预测的准确性。
    优先出版日期:  2022-04-14 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0046
    摘要:
    木质素是自然界中含量第二大的天然三维网状的高分子聚合物。以制浆造纸废料或生物质炼制中的工业木质素为原料,制备出具有特殊功能的高附加值材料,实现木质素的高效优化利用,这对解决化石资源日趋紧缺及环境污染等问题具有重要意义。本文首先评价了木质素作为功能性材料的潜在反应特性与应用潜力,介绍了国内外木质素基功能材料的最新研究进展,详细总结了木质素基功能材料在聚氨酯、聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、电极储能、碳纤维、纳米粒子以及其他方面的不同制备工艺,评述了木质素微观结构及制备工艺对材料结构特性和应用性能的影响。
    优先出版日期:  2022-04-14 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0048
    摘要:
    目前,水体污染和气体污染是环境污染中较为突出的2个问题。在解决污染的诸多办法中,吸附法因适应性好、操作简单而倍受研究人员的青睐。在诸多吸附材料中,纤维素气凝胶具有高比表面积、高孔隙率、可再生性、良好的生物相容性和降解性等优良特性,因此成为吸附分离领域的研究热点。本文着重介绍了纤维素气凝胶吸附重金属离子、油类、染料、有机物、盐类、PM2.5等污染源的机理、改性处理和应用,探讨了纤维素气凝胶在吸附分离领域存在的主要问题和面临的挑战,并对未来的发展前景进行了展望。
    优先出版日期:  2022-04-12 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0041
    摘要:
    制备马来酸酐接枝聚乙烯(LLDPE-g-MAH)/乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)和马来酸酐接枝聚乙烯(LLDPE-g-MAH)/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)2种共混物,从共混物熔体的动态流变行为和温度依赖性两方面分析界面作用强度差异的原因。结果表明,LLDPE-g-MAH /EAA和LLDPE-g-MAH /EVA共混物作为黏合层,前者的剪切强度和剥离强度比后者高22.0 %和80.8 %;随着温度升高,前者的松弛指数(λ)先增加后减小,共混物的温度依赖性与LLDPE-g-MAH相一致,后者的松弛指数不受温度影响;LLDPE-g-MAH /EAA共混物的时温叠加(TTS)在整个频率区曲线完全不重合;后者的TTS曲线在高频区基本重合,低频区无法重合;前者的松弛时间逐渐缩短;后者的松弛时间与温度无关。
    优先出版日期:  2022-04-07 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0042
    摘要:
    为提高玄武岩纤维(BF)增强环氧树脂(EP)复合材料的力学性能,本文通过接枝硅烷偶联剂KH550来提升BF与EP之间的界面强度。采用衰减全反射红外光谱、X射线光电子能谱仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、界面剪切强度测试和拉伸测试研究BF表面KH550的接枝率对复合材料界面粗糙度、界面强度以及拉伸强度的影响。结果表明,KH550的成功接枝可以增加BF的表面粗糙度以及复合材料的界面强度;随着KH550接枝率的增加,BF表面形貌呈现“光滑-粗糙-光滑-粗糙”的变化过程,复合材料的界面强度及力学性能也呈现先增大后减小的趋势。当KH550接枝率达到5%~6%时,KH550-BF表面均匀光滑,复合材料的界面强度和拉伸强度达到最大,分别为48 MPa和298 MPa。当接枝率超过6%,过量的KH550在BF表面的不均匀分布形成结构缺陷和应力集中,进而导致复合材料界面强度和力学性能的降低。
    优先出版日期:  2022-04-02 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0039
    摘要:
    以二氨基二苯甲烷(DDM)和聚磷酸铵(APP)为原料,通过离子交换反应合成二氨基二苯甲烷改性聚磷酸铵(DDP),利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振对DDP结构进行了表征。通过LOI和UL94测试、锥形量热分析、热重分析、力学性能测试分析DDP对环氧树脂的阻燃性能、成炭行为、热稳定性和力学性能的影响。结果表明,DDP在环氧树脂中表现出优异阻燃性能,添加15%DDP可使阻燃环氧树脂的总热释放量和热释放速率峰值相比于纯EP分别降低32.3%和40.8%,LOI值达到37.1%并达到UL94 V-0级。热重分析表明,DDP有效增强了环氧树脂的成炭能力,其中15%DDP阻燃环氧树脂在800 ℃时的成炭量达到34.2%。力学性能分析表明,相同添加量的DDP相比于APP能赋予环氧树脂更佳的力学性能,其中15%DDP阻燃环氧树脂的拉伸强度达到35.9MPa、弹性模量达到3844.7 MPa。
    优先出版日期:  2022-03-31 , DOI: doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0037
    摘要:
    对静电纺丝制备的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜进行连续预氧化碳化处理,借助差式扫描量热仪、红外光谱、扫描电镜、元素分析、拉曼光谱、体密度、力学性能等表征和测试方法,综合分析了纳米纤维膜在预氧化碳化过程中的结构性能演变。研究结果表明,相较于微米级的PAN聚合体,纳米纤维具有更低的环化活化能,当氧化纳米纤维的氧含量为8.3%时,得到的碳纳米纤维膜综合性能较佳,其密度、碳收率和拉伸强度分别为1.799 g/cm3,59.8%和29.6 MPa。
    优先出版日期:  2022-03-31 , DOI: doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0036
    摘要:
    采用多元醇法合成了银纳米线(AgNWs),并使用油酸(OA)对其进行表面改性;然后采用溶液浇铸法制备了PLA/AgNWs纳米复合材料。通过X射线衍射和傅里叶变换红外光谱表征了AgNWs的晶体结构、微观形貌和组成。扫描电子显微镜结果显示,AgNWs的长径比约为428,修饰OA后的AgNWs在聚乳酸(PLA)基体中均匀分散。使用差示扫描量热仪和偏光显微镜研究了PLA/AgNWs的玻璃化转变和结晶行为,结果表明,加入AgNWs使PLA基体的玻璃化转变温度下降了5~6 ℃;等温和非等温结晶行为研究显示,少量的AgNWs能够促进PLA结晶,而过量的AgNWs对PLA的结晶有一定的阻碍作用;当AgNWs质量分数为5%,PLA基体的成核密度、结晶度、结晶速率达到最大。
    优先出版日期:  2022-03-25 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0035
    摘要:
    采用高内相乳液模板法,以甲基丙烯酸丁酯(BMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体、二乙烯苯(DVB)为交联剂、失水山梨醇油酸酯(Span 80)为乳化剂、偶氮二异庚腈(AVBN)为引发剂,合成了可压缩、高弹性的P(BMA-co-MMA)多孔吸油树脂。采用红外光谱和扫描电镜对多孔树脂的结构进行表征,并测试了多孔树脂的力学性能,考察了单体配比和表面活性剂用量对树脂吸油性能的影响,评价了其油水分离性能。结果表明,以m(BMA):m(MMA)=7:3,Span 80用量占单体总质量的16.67 %,制备的P(BMA-co-MMA)多孔树脂的吸油性能最佳,对二氯甲烷的吸附量高达51.95 g/g,保油率可达93 %以上。此外,该多孔树脂具有良好的超亲油疏水性,水接触角(WCA)可达到143°,与油接触角接近0°,能够在20 s内完全吸附水中的甲苯,有望在油水分离方面得到应用。
    优先出版日期:  2022-03-25 , DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0032
    摘要:
    近年来,Janus亲/疏复合材料因其特殊的润湿结构受到广泛关注。随着人们对Janus亲/疏复合材料认识和研究的不断深入,相应的制备技术愈发成熟,其应用领域也在不断扩大。本文简单介绍了Janus亲/疏复合材料的定向运输机制;重点总结了Janus亲/疏复合材料的制备方法,其中包括静电纺丝法、材料复合法、相分离法、光化学改性法、化学沉积法等,并对各种方法的优缺点进行了对比分析,同时对Janus亲/疏复合材料应用研究进行了归纳总结。最后,对Janus亲/疏复合材料的制备技术及其应用领域进行了展望。
    优先出版日期:  , DOI: doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0033
    摘要:
    设计制备兼具优异力学性能和电磁屏蔽性能的复合材料是一个难题。在本文中,通过预先构筑具有三维结构的四针状氧化锌负载银(Ag@T-ZnO)和二维石墨烯纳米片(GNS)的混杂导电网络,随后灌注环氧树脂固化得到具有沉积结构的Ag@T-ZnO/GNS/EP复合材料,系统研究Ag@T-ZnO和GNS的配比对复合材料屏蔽效能和力学性能的影响规律。当Ag@T-ZnO和GNS总质量分数为复合材料的20%且二者的质量比为9:1时,二者之间的协同作用以及独特的沉积导电网络结构赋予复合材料优异的屏蔽效能和力学性能,在X波段的平均屏蔽效能可以达到83.8 dB,拉伸性能则可达到51.6 MPa。本文可为设计制备兼具优异力学性能和屏蔽性能的复合材料提供新的思路。
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    2019,35(4):26-32, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0097
    [摘要] (1015) [HTML] (0) [PDF 2.80 M] (78)
    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。
    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。
    2020,36(1):6-12, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0359
    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°。
    2020,36(1):175-182, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0006
    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。
    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。
    2020,36(1):167-174, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0355
    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。
    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。
    2019,35(6):183-190, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0171
    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。
    2019,35(2):14-21, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0033
    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。
    2020,36(1):20-26, DOI: 0.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0007
    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。
    2020,36(2):155-160, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0036
    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。
    2019,35(1):84-88, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0015
    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。
    2019,35(4):101-107, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0109
    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。
    2019,35(7):38-43, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0209
    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。
    2019,35(11):168-173, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0309
    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。
    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。
    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。
    2019,35(9):14-20, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0249
    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。
    2020,36(1):44-49, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0356
    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 ℃)。
    2019,35(1):7-12, DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0002
    摘要:
    以五氯化钼(MoCl5)为主催化剂,磷酸三丁酯(TBP)为配体,三乙基铝(AlEt3)为助催化剂的配位聚合催化体系引发丁二烯(Bd)聚合,研究催化体系配比和聚合温度对丁二烯聚合活性的影响。结果表明,随Mo/Bd摩尔比和Al/Mo摩尔比增大,聚合活性显著增加,聚合物特性黏数和相对分子质量均呈现先升高后降低的趋势,相对分子质量分布略有变窄;聚合温度升高,聚合速度加快,聚合物特性黏数先增大后减小。MoCl5/TBP/AlEt3催化体系引发丁二烯聚合可得1,2-结构含量高于75%的无规1,2-聚丁二烯,聚合物的立构规整性受聚合温度的变化影响较小,随Al/Mo摩尔比增加,定向性增加,聚合物1,2-结构含量在78%~84%的范围内增加,聚合物中出现少量微晶结构。结晶结构的存在对橡胶材料力学性能的提升具有显著意义。
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    2013,29(11):173-176, DOI:
    摘要:
    作为一种电极材料或电极修饰材料,PEDOT:PSS薄膜常用于有机光电器件领域的应用研究。然而,较低的电导率(≤0.8S/cm)与酸性(pH=1.5~2.5)已成为限制PEODT:PSS薄膜在上述领域进一步应用的瓶颈,因此,PEDOT:PSS薄膜性能优化正在成为一个新的研究热点。文中综述了近年来PEDOT:PSS薄膜性能优化研究的新进展,着重论述了有机物掺杂、无机物掺杂、热处理、紫外/臭氧处理、氧等离子体处理以及外加电场等多种方式对PEDOT:PSS薄膜电/光性能的优化效果及相关机理研究。同时,文章对PEDOT:PSS薄膜性能优化研究工作中存在的焦点问题亦进行了客观分析与评价,并探讨了未来研究重点。
    2012,28(9):32-35, DOI:
    摘要:
    利用羟基与对甲苯磺酰氯和邻苯二甲酰亚胺钾的分步反应或者与二异氰酸酯的反应,将聚乙二醇单甲醚(MPEG)的端羟基分别转化为端氨基和端异氰酸酯基。将带有端羟基、端胺基和端异氰酸酯基的MPEG分别与聚丙烯接枝马来酸酐(MPP)反应,制备聚丙烯/聚乙二醇接枝共聚物,并比较不同体系的动力学。MPEG端基官能团与MPP链上马来酸酐的反应活性顺序为:-NCO>-NH2>-OH。在端异氰酸酯基MPEG与MPP反应体系中,随n(NCO)/n(MAH)增大,PEG接枝率增大;随MPEG分子量增大,接枝到PP链上的PEG支链数目减少。
    2013,29(8):68-71, DOI:
    摘要:
    以7-羟基香豆素为原料,经过酸化等反应合成具有羧酸基的香豆素衍生物,在4-二甲氨基吡啶(DMAP)/N,N-二环乙基碳二亚胺(DCC)催化作用下,与聚乙烯醇(PVA)酯化反应合成了聚乙烯醇-香豆素聚合物。通过紫外分光光谱和傅里叶转变红外光谱,分别研究了聚合物溶液与薄膜在交联过程与解交联过程中的变化。结果表明,PVA-香豆素聚合物具有光可逆的性质,溶液状态下光交联速率常数比解交联速率常数大1个数量级;在薄膜状态下,交联速度随温度的升高、时间的延长而增加,与溶液状态下所不同的是,膜状态下的解交联速度更为缓慢,升高温度有利于解交联程度的增加。
    2013,29(11):28-30, DOI:
    摘要:
    支化聚乙烯亚胺(PEI)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)反应体系中,PEI的伯胺基可与GMA上的环氧基和双键发生竞争反应,两者的反应速率显著不同。以红外光谱中的GMA羰基吸收峰为基准,分别对GMA中的环氧基和双键的相对含量随反应时间的变化进行半定量研究,确定PEI中伯胺基与GMA中环氧基的反应活性远大于与双键的反应,在5 ℃~40 ℃温度区间内,温度升高会加速两组官能团之间的反应但更有利于环氧基与胺基的反应。这些结果证明,可以利用红外光谱这一简便的方法来半定量地跟踪反应过程并获得最优化的反应条件。
    2014,30(3):59-63, DOI:
    摘要:
    用熔融共混法制备了成核剂癸二酸二苯甲酰肼(TMC-300)质量分数分别为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%的PLLA2003D/TMC-300复合材料。采用偏光显微镜、差示扫描量热分析、热变形温度、扫描电子显微镜及力学测试等方法研究了PLLA复合材料的结晶性能、热性能和力学性能。结果表明,TMC-300的异相成核作用显著,复合材料的结晶度随着TMC-300含量的增加而大幅度增大。当加入质量分数0.5%的TMC-300时,PLLA2003D 的结晶度由6.00%提高到41.27%。含0.5% TMC-300的PLLA2003D/TMC-300复合材料在110℃~120℃热处理5min,HDT值可达到115.8℃,TMC-300成核剂的加入提高了聚乳酸的耐热性和热稳定性。另外TMC-300成核剂可明显提高PLLA 的力学性能,PLLA的拉伸强度和冲击强度都随着成核剂的加入明显提高。当加入0.5%的TMC-300时,PLLA 的冲击强度提高49.78%。
    2013,29(10):169-174, DOI:
    摘要:
    巯基-乙烯基反应是点击化学中的一类重要反应,在紫外光固化过程中通过添加巯基化合物可以克服自由基聚合过程中的氧阻聚、光引发剂小分子碎片等,因而近年来在紫外光固化过程中引入巯基-乙烯基点击反应成为紫外固化材料领域的前沿研究内容。文中综述了近年来巯基-乙烯基点击反应在紫外光固化过程中的研究成果,详细介绍了巯基-乙烯基反应在紫外光固化过程中的优缺点、反应机理、分子选择及分子设计原理,最后对巯基-乙烯基反应在紫外光固化过程中的进一步应用前景做了展望。
    2013,29(12):160-163, DOI:
    摘要:
    为改善多壁碳纳米管(MWNT)在低密度聚乙烯(LDPE)中的分散性及复合材料的界面特性,采用溴化-1-十六烷基-3-甲基咪唑基离子液体([C16min]Br)对MWNT进行表面改性,并用Raman光谱对改性效果进行了表征。将经过修饰的碳纳米管(MIL)与LDPE熔融共混得到MIL/LDPE复合材料,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和阻抗分析仪(LCR)对复合材料的结构与介电性能进行了分析。结果表明,相比与MWNT/LDPE(渗流阈值为5.2%,介电常数为82,介电损耗为0.93),MIL/LDPE(渗流阈值为9.1%,介电常数为169,介电损耗为0.51)介电常数增大,介电损耗降低。并且在低温时,MIL/LDPE介电常数随温度的变化甚小,显示出良好的温度-介电常数特性。
    2013,29(11):58-61, DOI:
    摘要:
    通过共溶剂的方法制备了石墨烯/炭纤维(CF)/聚偏氟乙烯(PVDF)导电复合材料。实验结果表明,氧化石墨烯(GO)在体积比 1∶9 的水(H2O)/二甲基甲酰胺(DMF)混合溶剂中能够形成稳定的均一溶液。采用扫描电子显微镜(SEM)分析热压还原后氧化石墨烯(RGO)/PVDF复合材料内部结构变化,采用透射电子显微镜(TEM)观察了石墨烯与炭纤维的相互作用。研究发现,CF的氧化处理更有利于提高复合材料的电导率,提升了近3个量级。CF的氧化处理与石墨烯复合产生了明显的正温度系数效应(PTC),消除了负温度系数效应(NTC)。最终通过SEM观察等分析了出现上述差异和现象的原因。
    2013,29(12):156-159, DOI:
    摘要:
    采用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对液体聚硫橡胶进行封端改性,制备出一种新型端烷氧基硅烷改性聚硫橡胶。用化学滴定法测定了反应中巯基的转换率,用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)对改性聚硫橡胶的结构进行了分析,用凝胶渗透色谱(GPC)测定了改性聚硫橡胶的分子质量。研究结果表明,KH-560的环氧基与液体聚硫橡胶的巯基发生了反应,通过调节反应物的比例可以控制巯基的转换率,改性聚硫橡胶的数均相对分子质量(Mn)为3641,多分散系数(PDI)为1.578,改性聚硫橡胶可以作为单组分弹性聚硫密封胶的基胶。
    2013,29(6):141-144, DOI:
    摘要:
    以氧化石墨烯(GO)、硅溶胶、甲苯二异氰酸酯为原料,合成二氧化硅接枝氧化石墨烯(SiO2-g-GO)化合物,并用于改性环氧树脂制备SiO2-g-GO/环氧树脂复合材料。采用红外光谱(FT-IR)、广角X 射线衍射(WAXD)、热重分析(TGA)、动态机械分析仪(DMA)及扫描电镜(SEM)对复合材料性能进行表征。结果表明,当SiO2-g-GO 用量为5phr,材料冲击强度提高到38.79kJ/m2,是纯环氧树脂的2.2倍左右;同时,拉伸强度、弯曲强度及弹性模量分别提高了1.35倍、1.45倍、1.42倍。TGA及DMA研究表明,改性后复合材料的起始分解温度、最大分解温度、储能模量和玻璃化转变温度Tg 分别比环氧树脂有明显的提高。冲击断面的SEM 表明,SiO2-g-GO 对环氧树脂固化物有明显的增韧效果。
    2014,30(3):68-71, DOI:
    摘要:
    采用乳液接枝聚合技术在粒径300nm 的聚丁二烯(PB)乳胶粒子上接枝苯乙烯(St),制备了核壳比(PB与PS的质量比)为70/30的PB-g-PS接枝共聚物。将其与高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、聚苯醚(PPO)和聚苯乙烯(PS)树脂进行熔融共混制得了一系列HIPS/PPO/PS/PB-g-PS共混物,研究了PPO/PS的组成对共混物力学性能和形态结构的影响。结果发现,在HIPS/PPO/PS共混体系中引入PB-g-PS后,HIPS中的大粒径橡胶粒子(2μm~4μm)和PB-g-PS小粒径橡胶粒子(300nm)具有良好的协同增韧作用;随着基体中PPO 含量的增加,共混物的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率均呈上升趋势;当PPO/PS质量比在25/75~50/50范围内3时,共混物冲击强度出现突变式增大,由300J/m 提高至600J/m。形态结构研究结果表明,随着基体中PPO 含量增加,PB-g-PS弹性体粒子在基体中的分散程度获得明显改善;当PPO 质量分数低于10%时,主要为银纹屈服形变;当PPO 质量分数高于20%时,主要为剪切屈服形变。
    2014,30(2):115-120, DOI:
    摘要:
    通过溶液共混法制备了改性聚乙烯醇(VE-PVA)与不同类型聚乙二醇(PEG)的共混复合材料,分别研究了相对分子质量、含量、不同端基类别的聚乙二醇对VE-PVA/PEG 复合材料性能的影响。通过差示扫描量热分析、动态力学分析、拉伸测试、动态流变测试等考察VE-PVA/PEG 复合材料的热性能、力学性能及流变性能。结果表明,PEG 和VEPVA是相分离体系,各自形成独立的晶相。PEG在一定程度上会阻碍VE-PVA结晶,降低其结晶温度和结晶度。PEG对VE-PVA有明显的增塑和润滑作用,能降低熔体黏度,改善体系加工性能。而且PEG 中端羟基含量越大,增塑作用越强。当PEG质量分数小于10%时,能提高复合材料的断裂伸长率。
    2013,29(3):137-142, DOI:
    摘要:
    通过共水解缩聚方法制备得到由单官能度Si-O链节(M 链节)、三官能度Si-O链节(T链节)和四官能度Si-O链节(Q链节)构成且有不同M∶T∶Q链节比值、不同分子量及不同苯基含量的改性有机硅树脂。随苯基含量增加,树脂折射率增大,当苯基含量为0.39时,树脂折射率达到1.5117。利用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对树脂进行了表征,计算得到M∶T∶Q比值;采用热重分析(TGA)、X 射线衍射(XRD)及热重红外联用仪(TGA-IR)对惰性气氛中硅树脂的热稳定性、热降解过程及热降解产物结构进行了研究,MTQ硅树脂降解过程分为3个阶段,随苯基含量增加,热稳定性提高;经高温处理后,MTQ硅树脂完全转变为无定型的SiO2。
    2014,30(9):106-110, DOI:
    摘要:
    采用一种完全绿色的固相力化学研磨方法制备了Salphen型希夫碱聚合物。红外光谱分析结果显示,1610 cm-1处有明显的亚胺键吸收峰;X射线衍射结果显示,2θ约5.5°处有明显的吸收峰,表明得到了具有结晶性的邻苯二胺型Salphen共价有机网络,这是首次获得Salphen型结晶性共价有机网络材料。扫描电镜和透射电镜结果表明所制备的Salphen共价有机网络具有可剥离的片层结构。同时,还具有良好的耐水解稳定性和耐酸碱稳定性。进一步通过固相力化学研磨方法将Salphen共价有机网络与金属络合后,获得分别络合了Zn、Ni、Co、Mn的M-Salphen共价有机网络,将其应用到催化二氧化碳固定的反应中,M-Salphen均具有一定的催化效率,其中Zn(Salphen)的催化效率最高,为其在绿色化学及催化领域的应用提供了参考。
    2014,30(2):170-178, DOI:
    摘要:
    二氧化碳(CO2)刺激响应性聚合物是近年来新发展的一类智能型聚合物。它是指在向聚合物体系内部引入或排出CO2 气体后,聚合物的结构与性质能够发生可逆变化的新型大分子。由于在调控的过程中只向体系内部引入了CO2气体刺激源,使得在多次可逆的循环过程中避免了传统刺激方式(酸碱、氧化还原剂、离子、酶等)的杂质积累,因此具有极高的应用潜力和价值。利用聚合物响应CO2 的特性,可以在多个方面对其进行开发和应用。文中对近年来各种新型CO2 刺激响应性聚合物的合成、组装及应用进行总结与归纳,并对这类智能大分子的应用前景和发展方向进行了合理展望。
    2013,29(11):159-163, DOI:
    摘要:
    聚有机倍半硅氧烷微球(PSQ)具有无机/有机杂化材料的优异性能和微米级粒子的独特效应,因而备受人们关注。文中根据取代基的不同,将聚有机倍半硅氧烷微球分为聚巯丙基硅氧烷微球(MPPSQ)、聚氨丙基硅氧烷微球(APPSQ)、聚甲基硅氧烷微球(MPSQ)、聚苯基硅氧烷微球(PPSQ)、聚乙烯基硅氧烷微球(VPSQ)及含其他基团的硅氧烷微球,并对每一类聚有机倍半硅氧烷微球的合成方法和应用进行了详细的论述,总结了不同制备方法的研究成果及优缺点。
    2012,28(1):5-8, DOI:
    摘要:
    以三羟甲基丙烷为核、对甲苯磺酸为催化剂,2,2-二羟甲基丙酸缩聚为端羟基超支化聚酯,端羟基先后经磺酰化改性和叠氮基取代后得到端叠氮基超支化聚酯。利用红外光谱、核磁共振、元素分析、凝胶色谱等方法对目标产物进行了结构表征和确认;在此基础上,对目标产品进行了热重(TG)和差示扫描量热(DSC)表征。结果表明:端叠氮基超支化聚酯的支化度为0.45;热分解分为两个阶段,分别是端叠氮基热分解(249.4℃)和主链热分解(350℃);玻璃化转变温度为-55.2℃。

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