最新刊期
      2023 年 第 36 卷 10 期

        综述

      • 张勇杰,李晓佩,林子春,农海鑫,于翀
        2023, 36(10): 1237-1247. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.001
        摘要：聚烯烃是消费量最大、应用最广泛的合成树脂。在聚烯烃结构中引入少量功能性基团，能够在保持聚烯烃固有优异性能的前提下，赋予聚烯烃极性、反应性、粘接性、抗氧化性、荧光性等多种功能特性，从而得到具有重要应用前景的功能化聚烯烃。后功能化法是制备功能化聚烯烃的主要方法之一。传统熔融自由基接枝(FRG)反应可控性低、副反应多，难以制备结构明确的高接枝量产物。使用新型引发体系，可提高FRG反应可控性，抑制副反应、提高接枝量。相比FRG反应，碳氢活化反应可控性强，可引入的功能性基团品类丰富，可用于高效合成结构明确、无副反应的新颖功能化聚烯烃。本文在简述FRG 反应制备功能化聚烯烃的基础上，着重讨论近年来基于碳氢活化反应制备功能化聚烯烃的最新研究进展。  
        关键词：聚烯烃后功能化;自由基;接枝;碳氢键;活化;催化   
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        发布时间：2023-09-19
      • 骆小莹,何信,王宇,朱广东,陈占,李尧,潘辉,朱申敏
        2023, 36(10): 1248-1262. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.002
        摘要：紫杉醇是一种有效的具有抗癌特性的天然化合物，但其自身的疏水性导致了临床应用的限制，为了解决这一问题，人们通常使用两亲性聚合物作为其药物递送的载体，以达到有效的药物包封和高效的药物递送。作为水溶性高分子的聚乙烯吡咯烷酮，因其具有优异的亲水性与生物相容性，常被用于与疏水链段结合形成两亲性共聚物，应用于紫杉醇药物递送系统。本文综述了近年来聚乙烯吡咯烷酮及其嵌段共聚物的可控制备方法，总结了其在紫杉醇药物缓释体系中的应用研究成果，并对综合性能更加优异的紫杉醇药物缓释载体的构建进行了展望。  
        关键词：聚乙烯吡咯烷酮;紫杉醇;药物缓释;可控自由基聚合   
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        发布时间：2023-09-19
      • 刘晋,刘圣洁,潘也唐
        2023, 36(10): 1263-1274. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.003
        摘要：随着现代社会科技的不断进步与可燃材料的广泛应用，火灾安全成为了一项全球性挑战。为了从源头减少火灾产生的负面影响，火安全传感器的研发与应用逐渐得到了人们的关注。火灾预警传感器和自阻燃传感器是火安全传感器的两大核心方向，前者以碳纳米管、氧化石墨烯和过渡金属碳/氮化物等材料最为主流，重点关注其响应速度与预警时长；后者以红磷等非卤素材料的研究为热点，着重研究传感器自阻燃自熄灭的特性，但是目前相关报道较少，研究尚不充分。本文全面讨论了基于高分子材料的火安全传感器的概念、制备、表征手段与研究意义，同时对近年来不同基材的传感器性能进行了总结与比较，发掘不同传感器的应用潜能，以期更好了解传感器的特性与工作机制，为解决目前火安全传感器领域面临的问题提供方向。  
        关键词：高分子材料;火灾预警传感器;自阻燃传感器;防火性能   
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        发布时间：2023-09-19
      • 康文倩,任悦,韩晓昱,李广全,黄安平,王雄
        2023, 36(10): 1275-1289. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.004
        摘要：超高分子量聚乙烯(ultrahigh molecular weight polyethylene， UHMWPE)以其优异的耐磨性、耐冲击性、耐腐蚀性等物理化学性能，被广泛应用于国防军事、航空航天、海洋工程以及体育用品等领域。大量研究致力于通过催化剂体系的设计与开发，实现UHMWPE形貌形态、分子量及其分布、支化度等结构的调控。本文综述了近年来用于制备UHMWPE的齐格勒-纳塔催化剂体系，茂金属催化剂体系，FI催化剂体系以及后过渡金属催化剂体系等的研究进展。  
        关键词：超高分子量聚乙烯;齐格勒纳塔催化剂;FI催化剂;后过渡金属配合物   
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        发布时间：2023-09-19
      • 李岚霆,陈建闻,赵桂艳,韩媛媛,朱雨田
        2023, 36(10): 1290-1301. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.005
        摘要：高分子基柔性电容式压力传感器具有机械柔韧性、高灵敏度、优异的可重复性、功耗低、空间分辨率高等优点，在可穿戴电子器件、电子皮肤等领域的应用越来越广泛，引起了人们的广泛关注。本文首先对不同传感机理的压力传感材料进行简要介绍，然后重点论述了高分子基柔性电容式压力传感材料的研究进展，并对其传感机理、优缺点以及优化策略进行了详细讨论。最后，本论文还对电容式压力传感材料目前存在的问题及未来发展趋势进行了展望。  
        关键词：高分子基柔性传感材料;电容式压力传感;离电式压力传感;传感机理;可穿戴电子器件   
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        发布时间：2023-09-19
      • 韩阳,王金伙,葛晓宏,祁正兵,赵军,王荣文,吴桦炜,韩太平,孙绍训,林佳,刘跃军,孔祥松,陈啓铭,曾翔栩
        2023, 36(10): 1302-1311. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.006
        摘要：连续纤维增强高分子复合材料成型技术的一个最大障碍是制造质量控制，而成型过程中材料与模具之间(tool/ply)、材料铺层与铺层之间(ply/ply)因摩擦作用所产生的剪切流变行为极为关键，因此本文对界面摩擦行为研究的文献进行归纳和总结以便表征和模拟其变形机理，最终达到工艺优化设计的目的。本文综述了连续纤维增强高分子复合材料在成型过程中与界面摩擦行为相关的研究成果，通过对理论模型与实验测量技术两方面分别详细地阐述，重点论述了前人所设计装置的测量方法并分析其结果，总结了多种因素(温度、压力、运动速率、纤维取向、表面形貌、表面粗糙度、装置结构、摩擦面积)对界面摩擦机理的影响规律。该领域研究旨在为连续纤维增强高分子复合材料成型加工技术提供理论依据，也将为传统摩擦学和流变学的交叉发展奠定理论基础。  
        关键词：高分子复合材料;成型加工;摩擦;流变;表征方法;本构模型   
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        发布时间：2023-09-19

        研究论文

      • 胡鹏,潘越,徐航,缪佳涛,刘仁
        2023, 36(10): 1312-1320. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.007
        摘要：上转换粒子辅助近红外光聚合在3D打印领域展现出良好的应用前景。然而，上转化粒子的荧光效率较低，使得打印材料的表面容易遭受严重的氧阻聚作用，降低了打印速度与打印精度。本文在3D打印墨水的设计中引入巯基-烯烃光聚合单体克服了这一困难。通过优化打印墨水配方，发现以二级硫醇和烯丙基单体为光固化基质，添加4%触变剂的墨水表现出最佳的热稳定性和打印性能。利用最佳墨水配方进行近红外3D 打印，成功实现了黑色晶格结构和无支撑螺旋结构25 mm/s (1 mm 直径喷嘴)的快速打印。打印材料的力学性能与模具成型材料的力学性能相当，拉伸强度可达55 MPa。  
        关键词：近红外光聚合;上转换粒子;墨水直写;巯基-烯烃光聚合   
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        发布时间：2023-09-19
      • 楼晨曦,陈怡蒙,叶芬霞,周琦,穆景山
        2023, 36(10): 1321-1329. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.008
        摘要：利用二氧化碳(CO2)对壳聚糖的改性作用，制备了负载银纳米粒子(AgNPs)的壳聚糖凝胶小球。首先测试了壳聚糖/1%醋酸溶液的电导率和黏度随CO2 通入时间的变化规律，证实了CO2 能与壳聚糖的氨基发生反应，并且当CO2 通入时间为30 min时，反应产生的氨基甲酸含量最高。从而利用反应产生的氨基甲酸有效增加了壳聚糖上银的配位点。通过扫描电镜(SEM)，X射线衍射(XRD)，X射线光电子能谱(XPS)，衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)对小球进行表征，结果显示Ag与壳聚糖上的N，O配位，CO2 改性后的壳聚糖载银能力提高了一倍。当CO2 通入时间为30 min时，负载的AgNPs含量最大并且尺寸最小。最后，将制备的载银壳聚糖(CS-Ag)凝胶小球用于催化活性染料亚甲基蓝的还原反应。结果表明，在相同的反应条件下，CO2 改性的CS-Ag小球催化还原亚甲基蓝的反应速率高于未改性的小球，且CO2 改性时间为30 min的小球催化速率最快。此外，CO2 改性的CS-Ag小球的催化反应对温度更为敏感，反应速率的差异随着反应温度的升高而增大，最高可达3倍左右。  
        关键词：壳聚糖;银纳米粒子;凝胶小球;染料还原   
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        发布时间：2023-09-19
      • 赵未源,柴嘉后,汤伟业,王飒飒,李铀,陈莹
        2023, 36(10): 1330-1336. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.009
        摘要：为探究预拉伸处理对聚吡咯弹性导电长丝导电及传感性能的影响，通过在吡咯聚合时对弹性长丝进行不同程度的预拉伸处理，得到具有不同增重率的聚吡咯涂层，通过扫描电镜观察其微观形貌，并进行电学及传感性能的测试分析。研究结果表明电阻会随着预伸长率增加(>70%)而降低，在预伸长率为10%时聚吡咯层较为光滑，但具有最好的应变传感性能：在0~2 cN范围内灵敏度高，可达7.68/N，超过2 cN 后灵敏度降低并稳定在1/N左右。稳定性、重复性实验及手指弯曲测试都表明，预拉伸10%处理的导电长丝具有良好的灵敏度和传感稳定性，电阻变化率分别为24.71%和11.01%，因此，具有此结构的聚吡咯复合弹性丝有望应用于人体运动和生理信号的检测中。预伸长率较高的弹性导电纱表面具有褶皱结构，随着拉伸具有稳定的电阻值，可用于导线和电极中。  
        关键词：预拉伸;聚吡咯;导电性;传感性;手指运动检测   
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      • 仇丹,郑晶莹,许俊楠,岳文明,方青,骆姿蓁,王灵辉
        2023, 36(10): 1337-1346. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.010
        摘要：以聚氨酯(PU)为原料，正己烷为偏析剂，通过热致相分离法(TIPS)制备出了油水分离用超疏水多孔材料。通过X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)和氮气吸脱附分析对材料的表面组成、孔结构和热稳定性进行了表征，结果表明正己烷的加入对孔结构和热稳定性影响不大，但可以诱导PU链中的苯环在表面富集，使得水接触角达到149°。该多孔材料对大豆油、甲苯、四氯化碳、乙醇、丙酮、汽油、硅油和环己烷都具有很好的吸附性能，饱和吸附量最大可达自身重量的11.33 倍。改进的吸附速率实验表明正己烷诱导法制备的PU 多孔材料对大豆油的吸附速率可达到0.199 g·g-1·min-1，远大于普通PU 多孔材料。将该方法制备的管状PU 多孔材料用于水包油乳液的处理，可以实现乳液的快速破乳和分离，且能快速再生使用，在油水乳液的处理中具有重要的应用前景。  
        关键词：聚氨酯多孔材料;正己烷;诱导;热致相分离;油水分离   
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        发布时间：2023-09-19
      • 张弋林,吴之传,谢嘉欣,卢晓韩,丁振,陶庭先
        2023, 36(10): 1347-1355. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.011
        摘要：催化活性和循环稳定性是提升Ni3S2 电催化剂析氢反应(HER)性能的关键因素。本文以氯化镍、硫脲、L-半胱氨酸和偕胺肟化聚丙烯腈高分子(AOCF)为原料，通过溶剂热法和配位负载法成功制备Ni3S2/偕胺肟化聚丙烯腈高分子(Ni3S2/AOCF)复合材料。结构和性能表征说明：Ni3S2 通过Ni与AOCF 链上的—OH和—NH2 之间形成配位键，从而形成Ni3S2/AOCF复合材料。Ni3S2/AOCF复合材料在酸性介质中作为HER电催化剂表现出了良好的电催化性能和良好的长期耐久性，当电流密度为-30 mV/cm2 时，过电势为-233 mV，Tafel斜率为94.7 mV/dec，循环稳定性维持50 h以上。因此，Ni3S2/AOCF复合材料展现了较高析氢性能、低成本和稳定性良好等特性。  
        关键词：Ni3S2;AOCF;催化活性;析氢性能;电催化剂   
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        发布时间：2023-09-19

        教学

      • 卢大伟,徐渤钧
        2023, 36(10): 1356-1361. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.012
        摘要：本文针对高分子物理教材中的自由能-组成曲线与相图进行了进一步的阐释与解读。将自由能组成曲线三维图示化，并对相图进行直观展示与探讨。从数学的角度讨论了自由能-组成曲线走势的影响因素，进一步阐明了公切点有别于双节点，并证明了相分离后分离态的组成为自由能曲线公切点的横坐标。证明方法易懂，具有启发性，便于学生接受，能够作为高分子物理中相分离热力学知识体系与教学思路的有益补充。  
        关键词：相分离;相图;混合自由能-组成曲线;双节点;旋节点   
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      • 李润莱
        2023, 36(10): 1362-1365. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.013
        摘要：Scatchard-Hildebrand公式是正则溶液理论乃至非电解质溶液理论的重要组成部分之一，也串联起内聚能、溶解度参数甚至范德华方程等诸多高分子物理关键知识点。虽然其推导并不必要，也罕见于教材之上，但是从实际教学效果来看，相当比例的学生希望更多地了解该公式的由来和详细推导过程，以辅助高分子溶液理论这部分的理解和公式运用。本文在名家的专业推导之外，面向教学过程汇总了该公式的发展和推导过程，以模拟其发明者的视角，更加生动地向学生介绍其从提出到成型的过程。  
        关键词：高分子物理;Scatchard-Hildebrand公式;内聚能;溶解度参数;Hildebrand   
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      • 宋义虎
        2023, 36(10): 1366-1380. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.10.014
        摘要：“橡胶弹性”是《高分子物理》中联系长链分子构象统计和高分子材料力学性能的重要章节之一。现行《高分子物理》教科书中有关内容多以Rehner-Flory“四链模型”为基础，从Gaussian单链熵、单链熵加和恒体积仿射形变角度推导Gaussian链网络构象熵和收缩力，而很少提及Gaussian链网络模型化过程所涉及的诸多近似，更不提及有关学术争议。基于现行《高分子物理》教程，不少学生认为硫化胶具有类似Gaussian链网络的交联结构，不少技术人员基于所谓理想网络结构来设计所谓大应变可逆变形柔性电子等前瞻性器件，在理论和实践上走了不少弯路，得出不少误导性结论。本文回顾Gaussian链网络模型化所涉及的基本理论、近似和争议，以便让读者认识到Gaussian链网络模型仅是具有一系列约束条件的“模型”，而与橡胶交联结构相差甚远。  
        关键词：橡胶弹性;Gaussian链网络;链节;位移长度;构象熵   
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