最新刊期
      2023 年 第 36 卷 1 期

        综述

      • 安少杭,陈占营,李奇,常印忠,刘蜀疆,王世联
        2023, 36(1): 1-11. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.001
        摘要：从纳米材料掺杂改性和新型制备工艺发展两方面,综述了高分子气体分离膜技术的研究进展。总结了不同纳米材料(GO、MOFs和CNTs)与高分子膜界面相容性的主要改善方法;介绍了具有超薄选择层的高分子复合膜制备工艺新进展并对高分子气体分离膜技术的研究重点和发展方向进行了展望。  
        关键词：高分子;气体分离膜;“trade-off”效应;纳米材料掺杂;复合膜   
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        发布时间：2022-11-18
      • 王思蛟,曹凯明,田慧慧,陈梦梦
        2023, 36(1): 12-20. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.002
        摘要：随着电活性聚合物(EAP)在仿生机器人、柔性传感器、能源等领域的广泛应用,对其研究也日益深入。本文对EAP智能驱动材料建模、控制及应用方面的研究进展进行了系统性的梳理,为后续材料应用奠定基础。首先,对EAP材料的分类和电致动原理进行了概述,然后整理了EAP驱动材料模型建立以及控制器设计,最后归纳了EAP在材料性能、智能结构设计、系统建模和运动控制策略方面存在的研究难题,并展望了未来的研究方向。  
        关键词：智能驱动材料;电活性聚合物;建模;控制方法   
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        发布时间：2022-11-18
      • 刘意,刘志伟,梁永日
        2023, 36(1): 21-40. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.003
        摘要：近年来软驱动材料在可穿戴设备、医疗健康器件、软体机器人等领域中的重要应用引起了学术界和工业界的关注。在软驱动材料中,电活性聚合物材料 (EAP) 是一种在电场刺激下能够改变形状或尺寸的软驱动材料, 可分为电子型和离子型EAP。与电子型EAP相比,离子型电活性聚合物 (IEAP) 驱动器因具有较低驱动电压,在医疗器械和可穿戴设备上具有显著的应用优势。近年来,随着电极材料和离子液体基聚合物凝胶电解质材料的发展,大大改善了传统IEAP驱动器的响应速度慢、大气中的耐久性差、电致变形和应力小等缺点。本综述中,我们较全面地总结了IEAP 材料的类型以及其研究进展, 包括基于离子聚合物-金属复合材料(IPMC)、导电聚合物材料 (CP)、巴基凝胶 (Bucky-gel) 材料和离子凝胶 (IG) 材料等。此外,还总结了不同类型IEAP驱动器的机电耦合机制、性能和应用进展并讨论了IEAP驱动器未来发展趋势和面对的挑战。  
        关键词：软驱动材料;电活性聚合物材料;离子型电活性聚合物;软体机器人;机电性能   
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        发布时间：2022-11-18
      • 王丽娟,杜劲松,胡海萍,韩晓,商钰爽,袁江,沈健
        2023, 36(1): 41-53. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.004
        摘要：角蛋白是一种结构稳定, 生物相容性良好的可再生资源,由于其良好的生物相容性、自然丰度和独特的分子结构而被广泛应用于生物医学领域。本文首先介绍了角蛋白的结构特点和提取方法,重点阐述人发角蛋白材料在药物缓释、伤口修复、组织工程等领域的应用。最后,对角蛋白生物材料的未来发展趋势进行了展望。  
        关键词：角蛋白;伤口修复;药物缓释;组织工程   
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        发布时间：2022-11-18
      • 黄驰,谢明威,刘琦,雍奇文,张兴华
        2023, 36(1): 54-68. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.005
        摘要：以磁性纳米粒子为关键构件的磁性纳米复合水凝胶,拥有优良的机械性能、较好的生物相容性和丰富的磁性,因此在核磁成像、环境治理、热疗以及促进干细胞分化上有着显著的效果。基于目前的研究概况,本文简要介绍了纳米复合水凝胶的理化性质以及作为关键构件的磁性纳米粒子的特性以及制备方法,同时重点阐述了磁性水凝胶在应用及其设计策略方面的研究进展,并从应用角度出发提出了未来将会面临的挑战以及其发展趋势。  
        关键词：磁性;水凝胶;纳米粒子;应用;环境治理   
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        发布时间：2022-11-18

        研究论文

      • 吴垧妍,李渊丽,周娟,陈敬华
        2023, 36(1): 69-81. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.006
        摘要：胶原蛋白基水凝胶是较为理想的创面修复敷料材料之一,但其对伤口的炎症调节作用仍需要强化。本研究以胶原蛋白为基质材料,复配硫酸软骨素A (CSA)和硫酸软骨素C (CSC)后,通过与醛基化聚乙二醇交联制备水凝胶。通过扫描电镜观察到该水凝胶孔隙致密均一,综合溶胀实验结果显示出良好的吸水率,利于后期应用于伤口时吸收组织渗液。细胞毒性实验及使用激光共聚焦荧光显微镜观察细胞在水凝胶上的生长情况,实验表明水凝胶有利于巨噬细胞和成纤维细胞的增殖。水凝胶的溶血率低于1.5%,同时凝血指数(BCI)明显降低、扫描电镜观察血细胞凝集效果良好。这些结果都表明胶原蛋白基硫酸软骨素复合水凝胶具备作为止血抗炎敷料的潜力。  
        关键词：硫酸软骨素;胶原蛋白;止血;抗炎;水凝胶   
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        发布时间：2022-11-18
      • 陆贺港,李晓雁,田添,杨红澎,吴疆,黄海东
        2023, 36(1): 82-90. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.007
        摘要：为实现核黄素在肠道中的可控释放,本研究利用三赞胶的pH 响应性,使用滴球法制备三赞胶水凝胶微胶囊,以核黄素为负载药物,氯化钙为调控因子,研究了微胶囊的物性与释放特性。结果表明:0.3%三赞胶在0.06 mol/L盐酸固定液中可以形成稳定的凝胶结构,添加氯化钙后微胶囊的硬度增加但弹性降低。氯化钙添加量由0逐渐增加至10%,三赞胶微胶囊在十二指肠中的释放率无显著变化,空肠释放率由42.5%逐渐降低至24.1%,在氯化钙添加量2%及以上时可在回肠释放,且释放率由21.6%逐渐降低至14.9%。粘度特性与SEM 图像分析表明,添加氯化钙提高三赞胶溶液的粘度,降低微胶囊的孔隙度是控制核黄素释放的主要原因。本研究通过调整三赞胶微胶囊中的氯化钙添加量,实现了核黄素在肠道中的可控释放,表明可控释三赞胶微胶囊在口服递送领域具有广阔的应用前景。  
        关键词：三赞胶;氯化钙;微胶囊;核黄素;控释   
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        发布时间：2022-11-18
      • 宁方栋,付美婷,张慧莹,张宇琦,张冉
        2023, 36(1): 91-98. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.008
        摘要：通过无皂乳液聚合制备阳离子纳米微球(NPs),并将其作为疏水交联中心来制备高强韧水凝胶。体系中的疏水单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)在表面活性剂作用下聚集到纳米微球表面,形成疏水缔合中心,通过原位引发自由基聚合得到纳米微球杂化的聚丙烯酰胺疏水缔合水凝胶P(AAm-LMA)-NPs。当凝胶受到应力时,由纳米微球形成的动态交联点通过断裂与重组可以有效地耗散能量,极大地提高了凝胶的强度和韧性。因此,所制备的P(AAm-LMA)-NPs水凝胶表现出十分优异的机械性能,其最大拉伸强度可达860 kPa,断裂伸长率为1280%,断裂韧性为3.8 MJ/m3。聚合物纳米微球增韧水凝胶的力学性能优异,有望在生物医学和工业领域有重要应用。  
        关键词：阳离子纳米微球;疏水缔合;水凝胶;机械性能   
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        发布时间：2022-11-18
      • 杨帅,龚林林,古卓玮,熊巧巧,谢锋历,旷艳,彭承俊,张琦,佘振银,燕富成,夏金魁,肖哲,许俊东,李安,刘坤
        2023, 36(1): 99-111. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.009
        摘要：相对于异戊二烯和丁二烯传统二烯烃,新型间戊二烯单体可以通过阴离子共聚合实现特殊序列结构共聚物,如交替共聚物。本文以间戊二烯、苯乙烯和对叔丁基苯乙烯为共聚单体,通过丁基锂引发聚合合成系列二元及三元共聚物,重点考察了共聚动力学和共聚物的微观结构。实验结果表明:(1)聚合动力学显示共聚合符合经典一级反应特征,共聚单体可以转化完全;(2)核磁氢谱在线分析表明共聚单体等摩尔消耗,核磁氢谱和碳谱证明了二元交替共聚结构;(3)二元及三元共聚均具有明显的活性可控聚合特征,分子量与理论值高度吻合,分子量分布D均小于1.20;(4)示差扫描量热(DSC)结果显示交替共聚物是一类特殊的半结晶聚合物,玻璃化转变温度Tg 可以通过调控共聚单体比例微调,Tm 在100~120 ℃范围;(5)基于间戊二烯特殊的二元交替共聚,推测了可能的聚合机理。  
        关键词：间戊二烯;苯乙烯;对叔丁基苯乙烯;阴离子聚合;交替共聚;活性可控聚合   
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        发布时间：2022-11-18
      • 韦承莎,王丽君,王维欣,宫正
        2023, 36(1): 112-117. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.010
        摘要：本文针对硅橡胶泡沫的应力松弛实验数据,基于二阶Prony级数,采用非线性回归分析方法(曲线拟合法)、基于Wiener过程的贝叶斯方法、基于Gamma过程的贝叶斯方法进行参数估计从而分别建立预测模型,通过对比三种建模方法的预测值与实验值的偏差,比较了三种建模方法的效果。结果发现,采用曲线拟合的方法进行参数估计,其预测偏差要大于基于Wiener、Gamma随机过程的贝叶斯方法,表明由于考虑了性能退化过程存在的不可避免的随机性,随机过程模型可以更好地预测硅橡胶泡沫的应力松弛趋势,同时由于应力松弛过程是单调增加的,基于非负的Gamma过程的随机过程模型的预测偏差要小于基于Wiener过程的模型。本文工作可为基于高分子材料性能退化数据的退化预测模型的建模提供一种较好的参数估计方法,有助于提高预测结果的准确性。  
        关键词：硅橡胶泡沫;应力松弛;回归分析模型;随机过程模型   
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        发布时间：2022-11-18

        教学

      • 孔一博,马静,曹俊俊,王辰昊,杨诣楷,高长有
        2023, 36(1): 118-124. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.011
        摘要：传统高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂、高分子复合材料等,从体积上比已远远超过了金属材料的总和,是生产生活的必需品,极大地改善了人们的生活质量。高性能工程高分子材料在国防、航空航天、交通运输、船舶、采油和石化等行业发挥着不可替代的重要作用。因而《高分子材料》课程日益成为化学、材料类专业的必修或必选课。然而,高分子材料种类庞杂,知识点分散、描述性内容多而应用性无法通过讲授体现,因此课程讲授过程中显得枯燥乏味,学生的注意力不容易集中。本文从学生的视角,总结了研究式学习实践的过程、收获与不足。研究式学习将实践融入课堂教学,充分彰显了全局参与性、实践应用性和开放包容性。学生和教师在研究式学习环节双向互动、互相提高,教师学习改进指导方式,学生得以加深对高分子材料的认识与实践思考、提高实践能力和创新意识。未来的研究式学习可以在开展实验室合作、完善评价体系、提高学生参与度、完善教学策略等方向继续改进。  
        关键词：高分子材料;研究式学习;教学改革;实践;结构分析   
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        发布时间：2022-11-18
      • 何璞祯,朱志国,张文娟,张秀芹,魏建斐,吴晶,马涛,马慧玲,贾清秀
        2023, 36(1): 125-129. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.012
        摘要：以常用高分子材料热分析设计性开放实验为例,介绍了对高分子专业学生合理开放使用实验室大型仪器的教学改革情况。通过向本科生开放多种大型热分析仪器,一方面整合拓展了实验内容,极大地调动了学生的积极性,把不同仪器测试的实验数据有机结合系统分析,激发学生对实验过程的全面思考,促进知识点融会贯通,实现了对本科生科研能力的培养;另一方面锻炼了学生的自主探索能力,加强了学生熟练操作仪器和分析解决实际问题的技能,实现对学生综合实践能力和工程思维能力的培养。  
        关键词：高分子物理;教学改革;设计性实验;实践能力   
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        发布时间：2022-11-18
      • 谢艳霞,刘志,邹梨花,王洪杰,韩旭,凤权
        2023, 36(1): 130-134. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.013
        摘要：“粘合剂与助剂”课程承担培养学生“分析评价能力”的任务。为了达成深度分析评价能力,课程从产学研融合的角度,构建与产业发展关联度高的教学案例。教学案例从课程引导、理论应用、问题分析、性能预测到技术创新,分布于课程教学的全过程。提出“原理分析法”和“拆解分析法”,用于分析能力训练。教学案例及深度分析方法经历多轮次教学实践,学生的课程综合能力考核成绩明显提升。基于产学研视角的全过程案例教学,对学生高层次分析和实践创新能力的达成起到有效推动作用。  
        关键词：工程教育认证;案例教学;产学研融合;粘合剂与助剂课程   
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        发布时间：2022-11-18
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