最新刊期
      2024 年 第 37 卷 第 12 期

        特约稿

      • 张晴皓,闫玥儿,杨玉良
        2024, 37(12): 1683-1708. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.249
        摘要：造纸术是古代中国的“四大发明”之一。中国传统纸是中华民族悠久历史文化的重要载体，其发展历程跨越了数千年。纸的发明对全人类文明的发展起到了巨大的推动作用。本文从人类书写材料的历史演变开始讲起，并聚焦于人类最为重要、最为普遍的书写介质——纸。首先简单回顾了中国传统造纸技术的传播简史，并依此评述了其对人类的文化交流和世界文明发展产生的深远影响。在此基础上，针对与中国传统纸工艺和纸性相关的诸多科学问题，结合纸质文物保护中的应用，对诸如纸寿的估计、纤维的沉降、帘纹的产生等一系列问题开展了讨论。同时，本文还着重介绍高分子和其他相关材料在纸质文物保护中的应用，为纸质文物的长期保存与科学修复提供了崭新的视角和新的解决方案。  
        关键词：中国传统纸;造纸技艺与纸张性能;耐久性与纸寿估计;纸质文物保护与修复   
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        发布时间：2024-12-12

        综述

      • 梁新宇,史钦钦,黄辉
        2024, 37(12): 1709-1721. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.183
        摘要：高分子半导体材料具有性能易调控、可溶液加工、柔性可折叠等优点，是柔性电子的最理想材料。然而，传统合成方法造成高分子半导体材料批次差异大、单体自偶联缺陷多，因此限制了高分子半导体材料的大规模商业化应用。本文重点阐述共轭交替高分子中单体自偶联缺陷对材料光电性能的影响，旨在揭示共轭高分子精准合成的重要性，为高性能共轭聚合物材料的精准、宏量制备提供新思路，并推动其产业化应用的进程。  
        关键词：高分子半导体材料;单体自偶联缺陷;光电性能   
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        发布时间：2024-12-12
      • 张紫怡,徐海兵,刘东,颜春,陈刚,祝颖丹
        2024, 37(12): 1722-1730. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.192
        摘要：热固性胶粘剂具有优异的粘接性能、电绝缘性能、耐化学、耐高温等特性，在汽车、电子、风力发电、航空航天等领域得到广泛应用，但其固化后形成的三维交联网络结构也使得粘接部件二次拆解困难，为粘接部件的快速拆解、维修、回收造成困难。在胶粘剂交联网络结构中引入动态化学键形成共价自适应网络，可在特定的条件刺激下实现胶粘剂交联网络的可逆断裂，从而实现可控脱粘。人们已经在基于动态化学键的可控脱粘型胶粘剂方面开展了大量研究工作，开发了一系列基于动态化学键的脱粘可控型胶粘剂。本文主要介绍了当前基于动态化学键的脱粘可控型胶粘剂的研究进展，重点阐述了可控拆解型胶粘剂设计制备的基本原理，总结了不同类型可控拆解型胶粘剂结构与性能的关系，并展望了脱粘可控型胶粘剂的发展趋势及面临的挑战。  
        关键词：胶粘剂;粘接性能;动态化学键;共价自适应交联网络;可控脱粘   
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        发布时间：2024-12-12
      • 张嘉滢,宋丹青,刘义,郑柳春
        2024, 37(12): 1731-1739. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.199
        摘要：聚氨酯综合性能优异,是日常生活和工业中最常用的聚合物材料之一。传统的聚氨酯主要是由多元醇和剧毒的二异氰酸酯或多异氰酸酯的反应来制备。在当前可持续发展的背景下,非异氰酸酯路线合成功能性聚氨酯因制备过程中不使用有毒的异氰酸酯原料,同时又能够满足市场多样化和人们日益增长的功能需求而备受重视。本综述总结了具有应用前景的非异氰酸酯路线制备聚氨酯,详细介绍了以环碳酸酯和碳酸二甲酯为原料的反应路线及其优缺点,并对功能性非异氰酸酯聚氨酯在自修复、形状记忆、可再加工和可粘接性等功能领域的应用研究进展进行了详细探讨，最后对其未来发展方向和趋势进行了展望。  
        关键词：非异氰酸酯;聚氨酯;功能性;环境友好   
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      • 安国策
        2024, 37(12): 1740-1756. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.194
        摘要：脲醛(Urea formaldehyde, UF)树脂具有成本低廉、易于制备等优点，被用作胶粘剂大量用于人造板的生产制作中。但脲醛树脂胶粘剂在水分子的作用下会发生化学键的断裂，释放甲醛，降低脲醛树脂的性能。向脲醛树脂胶黏剂中添加纳米材料改性剂，纳米颗粒能与脲醛树脂产生物理或化学作用，实现脲醛树脂的改性提质。本文综述了利用纳米材料对脲醛树脂胶黏剂进行改性的方法。将近年来应用的纳米材料归纳为单质类纳米材料、金属氧化物纳米材料、非金属氧化物纳米材料、无机盐纳米材料、有机大分子纳米材料，并从这几个方面对纳米材料改性脲醛树脂胶黏剂的反应机理、生产工艺、改性效果等方面进行了总结。纳米材料通过光催化氧化机制、分子间作用力、氢键等机理对脲醛树脂进行改性，对于不同的纳米材料，选择不同的反应原料配比、纳米材料添加量、纳米材料添加时间、反应温度等，能优化生产工艺，起到降低甲醛释放量、增强树脂黏结性能等效果。对纳米材料进行修饰改造之后再应用于脲醛树脂改性，有望增加新的反应位点、提高纳米材料与脲醛树脂的相容性，具有一定的研究和应用前景。  
        关键词：脲醛树脂;胶黏剂;纳米材料;改性   
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        发布时间：2024-12-12
      • 余金珂,蒋向阳,张珏,喻勤,张甜
        2024, 37(12): 1757-1767. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.181
        摘要：随着工业化和城市化的快速发展，水资源重金属污染问题持续加剧，威胁着人类和生态系统健康。详细讨论了四种主要的改性纳米纤维素的方法在重金属离子吸附中的应用，包括氧化改性、酯化改性、醚化改性和接枝共聚改性。这些改性方法通过增加纳米纤维素表面的官能团，显著提高了其对重金属离子的吸附能力。最后，文章对改性纳米纤维素在重金属离子吸附方面的未来研究方向进行了展望，强调了选择性、降低成本、提高吸附效率和可持续性的重要性。  
        关键词：纳米纤维素;重金属离子吸附;氧化改性;酯化改性;醚化改性;接枝共聚改性   
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        发布时间：2024-12-12

        研究论文

      • 李一凡,孙浩楠,闫宇,林琪芸,宁志鹏,陈令成,肖义
        2024, 37(12): 1768-1778. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.196
        摘要：氰酸酯树脂(cyanate ester resin, CE)具有优异的机械性能、良好的热稳定性和极小的尺寸收缩率，广泛用于电子封装等领域。本文利用合成的酚羟基取代的螺芴-呫吨型全刚性聚酰亚胺(PI-OH)对双酚A型氰酸酯树脂(bisphenol A cyanate ester, BADCy)进行改性。研究发现，PI-OH侧链上的酚羟基可以显著降低BADCy的固化温度，与未改性树脂相比，固化放热峰值温度降低了约142 ℃。室温下，PI-OH(10%)/BADCy的储能模量和杨氏模量分别为2614 MPa和5010 MPa，与纯BADCy相比，分别提高了34%和10.2%。此外，PI-OH(8%)/BADCy的拉伸强度和拉伸模量分别提高了63.9%和128.4%，虽然玻璃化转变温度(Tg)略有下降，但其热降解温度(Td5%)和统计耐热指数(Ts)均得到提升。同时，由于PI-OH侧链含有大量疏水性的三氟甲基基团，PI-OH(10%)/BADCy体系的吸水率仅为0.73%，降低了47.9%。这一进展对于降低BADCy树脂的固化温度、制备具有良好热稳定性和机械性能的氰酸酯树脂材料具有重要意义。  
        关键词：酚羟基聚酰亚胺;双酚A型氰酸酯;固化温度;耐高温   
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        发布时间：2024-12-12
      • 杜康存,刘锦锋,肖畅,陈重宇,赵乐,张丽平
        2024, 37(12): 1779-1790. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.147
        摘要：电致变色储能设备兼具电致变色与储能功能，可以通过实时颜色变化指示储能状态，在节能建筑和智能电子领域备受瞩目。聚苯胺(PANI)具有丰富的颜色变化以及较高的理论比电容，在电致变色及储能领域均占有一席之地。本文为提高聚苯胺的电容，在用恒电流法制备聚苯胺膜时加入具有氧化还原活性的活性蓝19 (RB19)，通过静电相互作用对聚苯胺进行掺杂，分析了苯胺与RB19的比例以及沉积时间对聚苯胺膜的形貌及电化学性能的影响，以沉积有聚苯胺薄膜的氧化铟锡(ITO)导电玻璃作为工作电极、ZnCl2作为电解液、锌片作为对电极组装电致变色储能器件，并对其进行研究。结果表明：活性蓝19的掺杂极大地提升了聚苯胺膜的电容，在50 mV/s的扫描速率下，PANI-RB19100:1(20min)的电容(C)可达PANI(20min)的3.29倍，在0.1 mA·cm−2的电流密度下，可获得32.41 mF·cm−2的面积比电容(Ca)，电流密度增大10倍，有78.06%的电容保持率；电致变色储能器件在750 nm处可产生56.22%的光谱调制幅度，将两个器件串联可点亮红色LED灯组超过3 h。  
        关键词：电致变色;储能;聚苯胺;活性蓝19   
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        发布时间：2024-12-12
      • 雷敏,张苗,尹诗韵,孙中涛,刘心雨,付开秀,牛晓,陈国宝
        2024, 37(12): 1791-1800. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.179
        摘要：近年来，脱细胞基质在组织工程中展现出巨大应用潜力，但如何改善其力学性能仍然是一个问题。为了探究引入丝素蛋白(silk fibroin, SF)改善脱细胞肝基质(decellularized liver matrix, DLM)力学性能的复合水凝胶支架用于肝组织工程的潜能，对大鼠肝脏进行脱细胞处理后，与SF溶液按等浓度不同体积比例混合交联，制成4组SF/DLM复合支架，SF与DLM溶液的比例分别为100:0、75:25、50:50、25:75，并对支架的形态结构、体外降解性、亲水性、力学性能和细胞相容性等进行了表征。研究结果表明SF能够改善复合支架的力学性能，SF比例的增加使支架的孔隙率和抗压强度提高，支架的降解性能和亲水性能得到提升，结合DLM的促细胞生成功能，该复合支架有望应用于肝修复组织工程。  
        关键词：支架材料;脱细胞基质;丝素蛋白;肝组织工程   
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        发布时间：2024-12-12
      • 杨学伦,岳瑞恒,黄财洋,徐慎刚,刘应良,曹少魁
        2024, 37(12): 1801-1813. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.201
        摘要：采用不同类别的离子表面活性剂对氧化石墨烯(GO)进行功能化修饰，并通过溶液共混法制备了一系列聚乙烯醇缩丁醛/功能氧化石墨烯(PVB/f-GO)复合材料。X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)分析表明，表面活性剂的插入有效阻止了GO的聚集，改善了其在PVB中的分散性。力学性能和可见光区透光性能测试表明，当添加十六烷基磺酸钠改性的氧化石墨烯(s-GO)含量为0.02 wt%时，PVB/s-GO复合材料的拉伸强度相比于原始PVB提高了38.1%，同时保持着88%的可见光透过率；当添加十六烷基苯磺酸钠修饰的氧化石墨烯(sd-GO)含量为0.03 wt%时，PVB/sd-GO复合材料的拉伸强度相比于原始PVB提高了28.4%，紫外线屏蔽能力提高至65%以上。  
        关键词：聚乙烯醇缩丁醛;功能氧化石墨烯;力学性能;透明性   
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        发布时间：2024-12-12
      • 黄芸珂,汪艳
        2024, 37(12): 1814-1820. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.210
        摘要：低密度聚乙烯(LDPE)经过过氧化物交联改性后可形成三维网状结构，并表现出形状记忆性能。所得的热固性形状记忆聚合物(SMP)结构稳定，形状回复能力强，多次循环仍可保持较高的形状回复率(Rr)和固定率(Rf)。然而热响应SMP的应用环境单一，需要直接接触加热才能触发形状记忆效应。因此，通过加入功能性的填料赋予其多种响应方式，从而应用于可远程控制的医疗器械、软机器人以及航空航天等领域。本工作以LDPE为基材，以Fe3O4为填料，选用2,5-二(叔丁基过氧)-2,5-二甲基-3-己炔(DTBP)为交联剂，三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)为助交联剂，制备了具有光热、磁响应的形状记忆LDPE/Fe3O4复合材料。通过探究DTBP含量对性能的影响，发现随着DTBP的增加，试样的凝胶含量、力学性能以及形状记忆性能都呈现上升趋势。当DTBP含量为2 wt%时，LDPE/Fe3O4的凝胶含量达到最大值83.09%，力学性能综合表现最优，拉伸强度达10.03 MPa较未交联的试样提高了28%；且形状记忆性能优异，Rr接近100%，Rf达96.52%。同时，复合材料的光热转化能力较强，7 s内可升温至105.6 ℃，制成的花朵试样在18 s内回复到原始形状。  
        关键词：交联聚乙烯;形状记忆聚合物;光热响应;磁响应;Fe3O4纳米粒子   
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        发布时间：2024-12-12

        教学

      • 娄有信,张献,赵萍,姚书山
        2024, 37(12): 1821-1827. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.135
        摘要：产教融合是教育链、产业链、创新链与人才链结合的一种新模式，为高校人才培养提供了一条新路径。毕业实习是高分子材料与工程专业人才培养的重要课程与环节。但是，毕业实习课程面临着知识陈旧、参观式实习、优质师资匮乏、企业积极性不高、实习平台水平低等突出问题，严重影响了课程教学效果。高分子材料与工程专业以应用研究型人才培养为目标，基于产教融合模式提出了由课程–平台–队伍–发展共同体构成的“四位一体”毕业实习课程新体系。专业积极推进毕业实习课程建设，创建了高水平实习基地平台，组建了工程实践指导师资队伍，构建了育人发展共同体，完善了实习教学督导制度。毕业实习课程教学改革与育人成效明显，实习满意度高，为高校毕业实习课程教学改革提供了一条新思路。  
        关键词：毕业实习;产教融合;人才培养;教学改革   
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      • 曾科,冉蓉,秦家强
        2024, 37(12): 1828-1833. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.208
        摘要：高分子化学是高分子材料相关专业本科学生的一门基础专业课程。将科研成果作为延伸的阅读资料，有利于帮助本科生巩固知识的同时激发他们的科学探究精神，培养他们的创新能力，同时为探讨科研反哺教学提供新的参考。本文将科研成果“1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)应用于验证芳腈基树脂自由基聚合机制”融入自由基阻聚/缓聚章节的教学，作为课后的延伸阅读资料，有机结合“课前-课后”的教学模式，帮助学生强化基础知识，也启发了学生运用基础知识解决科研问题的思路。  
        关键词：高分子化学;自由基聚合;阻聚/缓聚;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼;芳腈基树脂   
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      • 管娟,杨继萍,王志坚,王凯,付春娟
        2024, 37(12): 1834-1839. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.149
        摘要：《高分子物理》课程是材料科学与工程、高分子科学与工程等本科专业的核心课程。为改进教学效果并结合高分子学科前沿，北京航空航天大学材料科学与工程学院《高分子物理》课程团队开展了研讨式教学模式的探索，总体思路是以前沿研究为导向，提出天然丝蛋白高分子等研讨主题，分别与教材重要知识点形成多点映射，打通知识网络。本文重点介绍以蚕丝蛋白为主题的教学案例，通过对比蚕丝与聚酰胺6 (PA6)纤维，详细阐述研讨问题，引导学生理解凝聚态结构和玻璃化转变两个重要知识点的内涵和外延。实践证明，研讨式教学不仅能提升学生兴趣，还能锻炼学生分析和解决问题的高阶能力，是提升课堂教学效果的有效途径。  
        关键词：研讨式教学;案例教学;教学模式改革;天然高分子   
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      • 徐睿杰,董智贤,蒋强国,邓宇,雷彩红
        2024, 37(12): 1840-1846. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.233
        摘要：高分子物理作为高分子专业的核心课程，着重研究高分子独特的物理性能。高分子链结构的教学内容阐明了高分子化学结构与物理性能间关系，是理解高分子材料宏观性能的基础。塑料作为一大类重要的高分子材料，其种类繁多、品类复杂，同种塑料不同牌号间也存在性能差异。高分子物理作为前序课程，其教学内容对塑料材料的讲解有重要的指导性作用，本文以“高分子链结构”为例，阐述了分子链键接序列结构、分子量及其分布、链拓扑构筑等特征的差异对塑料物理性质、加工性质的影响，使用商品化塑料产品作为实例提升教学效果。在授课过程中，引导学生建立不同课程间教学内容的联系，构建高分子学科教学内容的连贯性。在教学中，培养学生构建系统的高分子学科知识体系，对学生学习和掌握高分子学科知识有重要意义。  
        关键词：链结构;高分子物理;塑料   
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