最新刊期
      2022 年 第 35 卷 11 期

        综述

      • 毛佳乐,孔德强,张宇峰,高海南,李书宏
        2022, 35(11): 1-14. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.001
        摘要：水凝胶在柔性电极及电池、柔性传感器和软体机器人等领域具有巨大的应用潜力。为了解决水凝胶在低温下的性能减弱和失效问题,研究者们设计和制备了一系列抗结冰的水凝胶材料。本文综述了近期抗冻水凝胶的制备、性能与应用,主要讨论了不同抗冻介质体系的抗冻水凝胶,并对该领域所面临的挑战进行了讨论。  
        关键词：水凝胶;抗冻;柔性电池;柔性传感器   
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        发布时间：2022-09-09
      • 于震,马松琪,刘艳林,汤兆宾,张克维,朱锦
        2022, 35(11): 15-35. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.002
        摘要：环氧树脂具有优异的综合性能,潜伏型环氧树脂固化剂与环氧树脂配合后具有良好的贮存稳定性,在胶黏剂、涂料、电子封装和复合材料等领域具有巨大的应用需求和商业价值。潜伏型固化剂的种类很多,按照固化剂主体不同可分为双氰胺、酰肼、酸酐、苯并噁嗪和氨基酸类化合物,咪唑和改性胺类化合物,硼胺络合物与重氮盐、碘鎓盐和锍鎓盐化合物。为了便于指导潜伏型固化剂的设计与使用,本文按照潜伏机理不同将当前报道的潜伏型固化剂分为热溶解型、化学改性型和微胶囊型固化剂三大类,并对其研究进展进行了分类概括与讨论;同时总结了当前评价固化剂潜伏性能的方法;最后对当前潜伏型固化剂的优缺点进行了总体评价,并对潜伏型固化剂的未来发展趋势进行了展望。  
        关键词：潜伏型固化剂;单组分环氧树脂;化学改性型;热溶解型;微胶囊型   
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        发布时间：2022-09-09
      • 周博洋,李智芳,李跃宇,杨健,于淼,张倩,杨长龙
        2022, 35(11): 36-41. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.003
        摘要：超级电容器(SCs)作为一种储能器件,以其功率密度大、充放电效率好、操作温度窗口宽、循环寿命长等优点受到广泛关注。聚苯胺(PANI)作为电极材料具有本征氧化还原态多、高理论电容等优点,有利于提高超级电容器的能量密度。但由于纯聚苯胺稳定性以及加工性能较差限制了其进一步应用,引入过渡金属氧化物(TMOs),通过二者的协同效应,可以促进氧化还原反应、加快电子转移速度、有效提高电极材料比电容和循环稳定性。本文综述了钌、锰、镍、钴等TMOs/PANI纳米复合材料在超级电容器中的新进展,同时扼要总结讨论了TMOs/PANI的导电机理。  
        关键词：过渡金属氧化物;聚苯胺;超级电容器;纳米复合材料   
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        发布时间：2022-09-09
      • 鲍柯旭,傅镕臻,韩冬礼,李瑞昀,邬一凡,董益阳,刘佳蕙,张继川
        2022, 35(11): 42-57. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.004
        摘要：天然橡胶中存在约3 wt%~7 wt%的非胶组分,这些非胶组分中的蛋白质、磷脂及金属离子通过氢键/离子键等弱价键将天然橡胶的线性分子链结构连接成超分子网络聚集态结构,进而使天然橡胶具有应变诱导结晶、切变模量自恢复性以及与金属良好的粘接性等优异性能,广泛应用于航空轮胎、工程轮胎、坦克负重轮、空气弹簧等极端服役工况领域,至今不可被合成顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶(简称异戊橡胶)所替代。本文首次以非胶组分对于天然橡胶超分子网络聚集态结构的构建以及结构对于性能的影响关系为主线,概述了非胶组分的种类、含量及检测方法,总结了非胶组分在形成天然橡胶超分子网络聚集态结构中所起的作用,阐明了天然橡胶超分子网络聚集态结构与优异性能之间的关系,并展望了未来的研究方向。  
        关键词：天然橡胶;非胶组分;蛋白质;磷脂;超聚态结构   
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        发布时间：2022-09-09
      • 董舟俊,梅志远,陈国涛
        2022, 35(11): 58-65. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.005
        摘要：具有轻质、高强和耐腐蚀等优异特性的纤维增强树脂基复合材料(FRP),已被广泛应用于航空航天工程、船舶与海洋工程、土木工程等领域。然而基体树脂固有的可燃性,使得FRP会在高温(火灾)环境下发生复杂物理、化学变化,造成力学性能下降,而强度和刚度的下降可能会导致结构变形和倒塌,甚至造成人员伤亡。因此,研究复合材料的高温力学性能对确保复合材料结构的消防安全至关重要。本文综述了国内外FRP高温力学性能的试验结果与理论预测模型:对比分析了既有试验测试方法异同;分析归纳了树脂类型、复合材料界面、增强纤维类型与铺层方式、防火涂层等对复合材料高温力学性能的影响;最后指出了未来需进一步研究的方向。  
        关键词：树脂基复合材料;火灾;高温;力学性能   
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        发布时间：2022-09-09

        研究简报

      • 杨青,徐海军,李兆奇
        2022, 35(11): 66-72. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.006
        摘要：介绍了生物降解塑料常用树脂和助剂,结合吹塑、注塑和挤出等不同加工方法,分析了几种生物降解塑料改性配方,并对生物降解塑料配方的设计与建议进行了阐述。  
        关键词：生物降解塑料;配方;改性   
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        发布时间：2022-09-09
      • 裴继凯,刘冠杰,王越,武恩瑞,王自为,任建国
        2022, 35(11): 73-81. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.007
        摘要：丙烯酸-乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚共聚物(Acrylic acid grafted ethylene glycol monovinyl polyethylene glycol ether,AA-g-EPEG)是一种接枝梳状共聚物,目前主要用作水泥等微粉物料的分散剂。本文采用小分子模拟法对该共聚物进行了共聚特性的研究,理论计算中将丙烯酸-异丁烯基聚乙二醇共聚物 (Acrylic acid grafted methallyl polyethylene glycol ether,AA-g-HPEG)作为对照组,共聚特性计算主要包括共聚单体竞聚率及单体活性、共聚物组成以及共聚物序列分布等,最后对优化条件下合成的两种共聚物在混凝土中的应用性能进行了对比评测。试验结果表明,共聚物理论结果与其性能试验有很大的正相关,共聚物组成和共聚物序列分布是影响共聚物性能的最重要的因素。  
        关键词：丙烯酸-乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚共聚物(AA-g-EPEG);丙烯酸-异丁烯基聚乙二醇共聚物(AA-g-HPEG);单体活性;共聚物组成;共聚物序列分布;混凝土   
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        发布时间：2022-09-09
      • 王菊,梁策,刘秀茹
        2022, 35(11): 82-89. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.008
        摘要：研究聚合物在预置过冷度和压力下的结晶行为,前提条件是了解高压下聚合物的熔融和结晶温度。本文采用差热分析法测量了50~300 MPa压力范围内聚甲醛和聚氧化乙烯的熔融温度。实验表明聚甲醛和聚氧化乙烯的熔融温度随着压力的增加而升高,拟合的Tm(P)关系式分别为Tm (K)=441.2+0.1044P (MPa)和Tm(K)=345.1+0.1143P (MPa)。对回收样品进行XRD分析,发现100、200、300 MPa压力下聚甲醛和聚氧化乙烯熔体的凝固结构,具有与常压下熔体凝固相同的晶型,表明该相在300 MPa以内为稳定相。本文的实验结果为开展高压下聚甲醛和聚氧化乙烯熔体的结晶研究提供了参考。  
        关键词：聚甲醛;聚氧化乙烯;高压差热分析;熔融温度;结晶温度   
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        发布时间：2022-09-09
      • 乔宗文,陈涛
        2022, 35(11): 90-96. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.009
        摘要：在制备氯甲基化聚砜(CPSF)的基础上,CPSF与4-(咪唑-1基)苯甲醛反应制备得到侧链含有醛基的季铵化聚砜(PSF-BA),接着PSF-BA与聚乙烯醇(PVA)通过化学反应制备一种交联型聚砜/聚乙烯醇聚砜阴离子交换膜(PSF-VA),在用红外光谱(FT-IR)表征其化学结构的基础上,重点研究了阴离子交换膜的吸水率 (water uptaking,WU)、尺寸稳定性和耐碱性等性能。本文的PSF-VA复合阴离子交换膜在高吸水率下仍能保持很好的尺寸稳定性、耐碱性和机械性能,其中PSF-VA-3膜的离子交换容量(IEC)高达1.47 mmol/g,PSFAC- 3膜在25 和85 ℃ 的吸水率(WU)达到了 29.9% 和47.6%,相应的氢氧根离子传导率为0.041 和 0.090 S/cm,但是溶胀率(SR)仅为13.7%和36.8%。在强碱中浸泡30天的氢氧根离子传导率保留量达到了 84.7%,高传导率下保持很好的尺寸稳定性和耐碱性,克服了阴离子交换膜(AEM)在高离子传导率下尺寸稳定性和耐碱性差的问题。  
        关键词：聚砜;聚乙烯醇;季铵化;交联结构;尺寸稳定性;耐碱性   
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        发布时间：2022-09-09
      • 杨海贞,蔡志江,马闯,周泽林,魏肃桀,杨艳菲
        2022, 35(11): 97-105. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.010
        摘要：采用静电纺丝技术制备了海藻酸钠(SA)/二氧化钛(TiO2)复合纳米纤维膜,并将其应用于水体中重金属离子Cu2+ 的吸附。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、接触角、力学性能等测试对复合纳米纤维膜进行了表征。结果表明,所制得的SA 纳米纤维膜表面光滑,纤维呈三维杂乱排列。加入TiO2 后,纳米纤维的平均直径下降,亲水性能得到较大改善,拉伸强度及断裂伸长率分别为 9.56 MPa和15.46%。Cu2+ 吸附结果表明,SA/TiO2 纳米纤维膜对单一组分Cu2+ 的饱和吸附可达76.99 mg/g。其吸附过程可以用Langmuir和Freundlich吸附模型来描述,从相关系数来看,SA/TiO2 纳米纤维对Cu2+ 的吸附过程更加符合Freundlich模型。  
        关键词：静电纺丝;海藻酸钠;TiO2;吸附性能;Cu2+   
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      • 张兆红,邢立华,李培培,王再学,徐云慧
        2022, 35(11): 106-111. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.011
        摘要：硅藻土和白炭黑与天然橡胶(NR)/溶聚丁苯橡胶(SSBR)机械共混制备了复合材料,研究了复合材料的工艺性能、动态性能和力学性能,并观察了复合材料的微观断裂形貌。结果表明:随着硅藻土用量增大,复合材料的硫化时间减小、门尼粘度增大、Payne效应增强、损耗因子变大、力学性能下降,但焦烧时间、60 ℃时的损耗因子变化较小;当硅藻土用量为20份时能减小白炭黑的团聚和凝胶化现象,复合材料的Payne效应较弱,微观分散均匀,硅藻土用量为10~20份时拉伸强度和定伸应力较大;而用量为30份时复合材料0 ℃时的损耗因子较大。  
        关键词：硅藻土;白炭黑;天然橡胶;溶聚丁苯橡胶;复合材料;动态性能   
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        发布时间：2022-09-09

        教学

      • 陈丽娟,陈新,张甲甲
        2022, 35(11): 112-114. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.012
        摘要：高分子化学是继四大基础化学课程后开设的综合性较强的一门专业课程,在高分子化学理论课教学中,烯烃单体的聚合是重要知识点,其聚合产物也是使用最为普遍的聚合物材料。烯烃单体能否成功聚合需要从化学反应热力学和动力学两个方面来探讨,化学反应热力学的相关判据及热力学参数能够为聚合反应提供方向性和聚合极限的重要信息,本文主要探讨烯烃单体的聚合热力学问题。  
        关键词：高分子化学;烯烃单体;聚合热力学   
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      • 方寅春,刘新华,李伟
        2022, 35(11): 115-118. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.013
        摘要：《高分子化学》作为一门专业基础课程,在轻工类专业人才培养中占有重要的地位。轻化工程(染整)专业作为轻工类专业,本专业的相关理论课程学习需要具备高分子基础理论知识,《高分子化学》课程对实现本专业人才培养目标具有十分重要的意义。本文在分析轻化工程(染整)专业开设《高分子化学》课程的重要性基础上,指出了本专业《高分子化学》课程教学中存在的问题,提出了提高《高分子化学》教学效果的课程改革思路,以促进本课程发挥在实现本专业人才培养目标中的作用。  
        关键词：高分子化学;教学改革;教学方法   
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      • 赵颖,刘述梅,赖学军,李文波
        2022, 35(11): 119-123. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.014
        摘要：本文探讨在《高分子物理实验》中开展“无卤阻燃聚丙烯的性能研究”这一综合性实验项目的教学实践。在无卤阻燃材料这一应用背景下,学生通过学习不同的材料性能研究方法,深入剖析无卤阻燃改性聚丙烯体系的结构与性能的关系。为激发本科生的学习兴趣,使其在有限的时间内探索未知的科学问题时能够潜移默化地提升专业素养和创新能力,在实验教学探索和实践过程中,优化了教学组织形式———引入团队协作和竞争机制,以问题为导向开展实验教学,建立实验室和大型仪器的开放制度。  
        关键词：高分子物理实验;综合性实验;教学组织形式;无卤阻燃聚丙烯   
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        发布时间：2022-09-09
      • 汪滨,张秀芹,李昕,王娇娜,王锐,李秀艳,张文娟,吴晶,朱志国
        2022, 35(11): 124-127. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.015
        摘要：随着经济的持续发展和科学的不断进步,我们国家对培养具有创新精神的人才及提高高校实践教学质量予以高度重视,将大学生创新创业作为一项推动我国经济发展的强大动力。本文立足于当前高校教学中普遍存在的问题,结合近几年学生创新实践能力培养模式的综合分析,基于学科竞赛和大学生创新创业项目,我们提出了成长型人才培养计划,探索构建了“项目依托、导师引领、本硕协同”的创新人才培养体系,为高校构建大学生创新培养模式提供参考。  
        关键词：创新实践能力培养;学科竞赛;创新创业项目;全方位育人;全过程育人   
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      • 于建香,戴玉华,高大海,师奇松
        2022, 35(11): 128-131. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.016
        摘要：高分子化学是高分子材料与工程专业的专业核心课之一,将高分子化学实验课与理论课协同进行,互动融合,要求学生能够根据实验方案安全地实施实验,采集实验数据,并从实验现象和实验结果中进一步理解聚合反应理论。以学生为中心的高分子化学实验教学模式,学生作为实验课的主体,教师作为课程的设计者和指导者,为实验课程设计相关考核步骤并提供有效学习资料和学习指导。该探索中通过虚拟仿真实验练习等预习环节和课前考核,规范实验操作,提高了实验课效率,达成了实验课的课程目标,提高了学生在实验课中建构知识、思考问题、分析问题的能力。  
        关键词：以学生为中心;虚实结合;高分子化学;实验   
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      • 夏益青,盛玉萍,于永启,林莉
        2022, 35(11): 132-136. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.11.017
        摘要：在“双一流”建设的背景下,根据《高分子物理》的课程特点,本文基于OBE理念对课程的教学目标、教学模式及评价方式进行了探索。在教学过程中应明确以学生的“学习成果”为导向,强调理论知识与能力培养相结合,丰富教学模式,优化评价体系,激发学习兴趣及自主学习意识,以期学生在高分子材料方面的知识储备、创新思维及实践能力等得到提高,以满足社会对高分子材料方面具有高素质综合能力人才的需求。  
        关键词：双一流专业建设;OBE理念;高分子物理;课程改革   
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        发布时间：2022-09-09
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