最新刊期
      2023 年 第 36 卷 3 期

        综述

      • 高佳蕾,罗志,,宋洪赞,李倩,李化毅,胡友良
        2023, 36(3): 273-281. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.001
        摘要：乙烯/一氧化碳交替共聚产物由于熔点高、溶解性差,在材料加工和应用上存在较大困难。通过催化剂的设计可以实现乙烯/一氧化碳的非交替共聚,降低聚合物中羰基含量,从而改善材料的加工性能。本文综合评述了中性过渡金属催化剂、阳离子过渡金属催化剂以及金属羰基化合物在应用于乙烯/一氧化碳非交替共聚的研究进展,最后还对新型可光降解塑料的研究前景进行了展望。  
        关键词：乙烯/一氧化碳共聚;过渡金属催化;非交替聚酮;可光降解塑料   
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        发布时间：2023-01-16
      • 刘朔含,沈洁清,潘辉,李尧,朱申敏
        2023, 36(3): 282-297. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.002
        摘要：聚合物电解质(PE)由于具有无液体渗漏、界面相容性好、热和化学稳定,制备工艺简单等优点,成为下一代高能量密度锂电池用电解质的最佳候选。然而,没有任何一种聚合物能同时满足锂电池用PE对于力学性能和电化学性能的要求,因此人们通过共混、交联等手段来对PE基体的成分和结构进行改性,以期提升PE的综合性能。通过传统的自由基聚合方法得到的PE基体的成分和结构不易控制,阻碍了PE的理论和改进研究。原子转移自由基聚合(ATRP)技术通过活性种和休眠种之间的可逆平衡使自由基维持在较低浓度,可以实现PE上接枝的支链分子量的调控和精细结构的设计,为制备力学性能和电化学性能相协调的PE提供了有效途径。而且,由于ATRP引发基团的可设计性,在PE无机填料的改性和界面性能的优化上均具有突出的优势,对于聚合物基纳米复合聚合物电解质膜的锂电池综合性能提升具有重要意义。本文综述了ATRP技术在PE的基体制备、填料改性及界面优化中的应用,并对其未来发展方向做出了展望。  
        关键词：ATRP;PE;结构设计;填料改性;界面优化   
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        发布时间：2023-01-16
      • 向洋洋,薛淏,郑朝晖,邓瑾妮
        2023, 36(3): 298-309. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.003
        摘要：含氟化合物因具耐热性、耐化学性和低表面能等优异性能,在设计具有特殊功能和特定化学物理性质的功能聚合物时展现出优秀的特性。然而目前大部分含氟聚合物仍是通过传统的自由基聚合获得,难以对聚合物的聚合过程进行调控,导致具有新型结构的含氟聚合物的构建较为困难。随着可控/活性自由基聚合方法的发展,如原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization,ATRP),可逆加成-断裂链转移聚合(reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization,RAFT)和开环易位聚合(ring opening metathesis polymerization, ROMP)等,构建新型结构的含氟聚合物成为可能。通过对含氟聚合物的聚合过程和结构的精准控制,结合“grafting-from”、“grafting-to”和“grafting-through”三种接枝方法可得到“梳形”结构的含氟聚合物。由于含氟链段的高温自迁移性,将含氟链段作为“梳段”,使其具有独特的物理化学性质,在光电、生物医药等高端领域有着很大的性能优势和应用前景。本文主要对含氟聚合物的“梳形”结构的构建和其功能材料的应用进行综述,并展望了其未来的发展方向。  
        关键词：含氟聚合物;梳形;接枝方法   
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        发布时间：2023-01-16
      • 丁奇胜,谭晶,,张政和,程礼盛,杨卫民
        2023, 36(3): 310-315. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.004
        摘要：碳纤维原丝的性能好坏在很大程度上决定着碳纤维的最终性能。缺陷少、细旦化、高取向、高纯化等是高性能原丝的基本要求。其中原丝的取向度在很大程度上决定了碳纤维在预氧化、碳化过程中形成的类石墨片层的取向结构,这会影响碳纤维最终的强度和模量,所以制备出高取向的碳纤维原丝具有重大意义。本文聚焦于高取向碳纤维原丝制备工艺,首先分析了高取向原丝的重要性,然后在原丝制备工艺上将纺丝方法以及牵伸工艺对取向度的影响进行总结分析,同时介绍了微积分纳米层叠法和高取向复合纤维原丝的制备工艺,指出优质的初生纤维以及具有稳定化取向排列的原丝是制备高取向碳纤维原丝的关键,以期对提升原丝的取向度进而提升碳纤维性能的研究有所贡献。  
        关键词：碳纤维原丝;取向度;工艺改善;复合纤维   
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        发布时间：2023-01-16
      • 唐婧怡,徐一帆,李敬
        2023, 36(3): 316-328. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.005
        摘要：磺基甜菜碱型两性离子聚合物(pSBMA)具有抗蛋白质非特异性吸附特性(non-fouling)、超低生物污染特性和良好的生物相容性,在生物医学领域广泛的应用于生物材料改性、医用伤口敷料及药物载体等方面,另外优异的防污性和多样化的表面接枝方法使其在膜处理及电子元件表面抗污和传导优化上显示出巨大潜力。  
        关键词：磺基甜菜碱型两性离子聚合物;抗蛋白质非特异性吸附;生物材料改性;医用敷料;药物载体   
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        发布时间：2023-01-16

        研究论文

      • 杨丹,王智健,叶能,李京超,卢咏来
        2023, 36(3): 329-337. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.006
        摘要：针对导热硅凝胶在宇航环境中服役时出现的硅油迁移问题,本文设计合成了一种具备多长支链结构的聚硅氧烷(B-PDMS),并在B-PDMS中填充纳米ZnO,得到基于物理缠结网络的导热硅凝胶,以同黏度的线型聚硅氧烷(L-PDMS)为对比。通过核磁和红外表征,证明了B-PDMS的成功合成,并发现B-PDMS相较于同黏度的L-PDMS具备更大的分子量、更低的分子运动能力。通过对导热硅凝胶进行环境扫描电镜、导热性能、流变性能、渗油性能以及热真空损失测试,发现纳米ZnO 在B-PDMS中的分散性更好;虽然B-PDMS基导热凝胶的热导率略低、零切黏度更大,但是其具备良好的触变性,随着剪切速率的提高,黏度与L-PDMS基导热凝胶趋同。重要的是,B-PDMS基导热凝胶的渗油性能有很大改善,填充200质量份的纳米ZnO 制得的导热硅凝胶的渗油率仅为1.08,基本实现了无硅油迁移,且其热真空质损率(TML)仅为0.26 wt%,满足空间环境对材料放气性能的要求。  
        关键词：支链结构;聚硅氧烷;物理缠结网络;导热硅凝胶;硅油迁移   
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        发布时间：2023-01-16
      • 牛瑞雪,罗发亮,刘义,何本桥,郑柳春
        2023, 36(3): 338-345. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.007
        摘要：聚丁二酸丁二醇酯(PBS)由于综合性能优异,广泛用于食品包装和餐具领域,但其热稳定性能较差,在加工和使用过程中易发生热降解使性能劣化。因此,采用助剂来提高PBS的热稳定性能。通过差示扫描量热法、热失重分析、拉伸性能、熔体流动速率、热变形温度评估了不同助剂体系对PBS热稳定性能的影响。结果表明:不同助剂体系的添加均可提升PBS的热稳定性,使得PBS初始分解温度提高了3.2~15.2 ℃;另一方面,与复配助剂相比较,单一助剂更显著降低PBS的流动性,熔体流动速率下降了58.9%,达到3.41 g/10min,使PBS的拉伸强度、热变形温度和断裂伸长率分别提高了15.0%、12.5%和48.4%,达到39.1 MPa、90.2 ℃和360%,改性后的PBS同时具有良好的刚性、韧性和耐热性。  
        关键词：助剂;聚丁二酸丁二醇酯;生物可降解塑料;热稳定性   
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        发布时间：2023-01-16
      • 彭钢,刘白玲
        2023, 36(3): 346-354. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.008
        摘要：聚合条件对制备功能化微球起到至关重要的作用。在本文中,通过功能单体、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)和苯乙烯的分散共聚制备了一种阻抗蛋白质吸附的功能化微球;然后,通过红外光谱(FT-IR)、动态光散射(DLS)和扫描电镜(SEM)等手段分析这些功能微球的粒径、表面形态和性能;最后通过牛血清蛋白(BSA)吸附实验评价其阻抗吸附性能。实验结果表明:APEG兼具功能单体和稳定剂的功能,在合适的条件下,可以得到良好单分散性的微球。此外,每克聚(苯乙烯-烯丙基聚氧乙烯醚)(P(St-co-APEG))微球的BSA吸附量为0.66 mg,而每克聚(苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯) (P(St-co-GMA))微球的BSA吸附量为4.8 mg。总之,通过分散共聚制备了一种阻抗蛋白质吸附的微球。  
        关键词：APEG功能化微球;阻抗蛋白质吸附;分散共聚;表面形态   
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        发布时间：2023-01-16
      • 赵玉梅,张博,刘美琴,石红翠
        2023, 36(3): 355-365. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.009
        摘要：以聚己二酸-2-甲基-2,4戊二醇酯二醇(XCP-2000PM)为软段,以2,4-2,6混合甲苯二异氰酸酯(TDI,T-80)、异佛尔酮二胺(IPDA)和乙二醇(EG)、1,2-丙二醇(PG)、1,4-丁二醇(BDO)、新戊二醇(NPG)为硬段,制备了系列具有不同氨基甲酸酯基/脲键的聚酯型聚氨酯树脂,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究在总硬段含量不变的情况下,酯羰基、氨基甲酸酯基/脲键、混合甲苯二异氰酸酯结构对羰基氢键的影响。结果表明,在聚酯多元醇酯羰基的作用下,聚酯型聚氨酯树脂的氨酯羰基与酯羰基区红外光谱存在6个吸收峰,聚酯多元醇结构中的内部酯羰基不形成氢键,外部酯羰基部分形成氢键,氢键化程度随着小分子二元醇扩链比例的提高由5%升至9%。在硬段含量为20%时,聚酯型聚氨酯树脂以游离氨酯羰基与酯羰基为主,二者之和在60%左右。在2,4-2,6混合甲苯二异氰酸酯不对称结构的影响下,随着氨基甲酸酯基/脲键的增大,氨酯羰基与脲羰基的氢键化程度降低,游离氨酯羰基、酯羰基与脲羰基增多,微相分离程度减弱,软硬段混合程度增强;总体上脲羰基的氢键化程度所占比例较小,一般在6%左右;而P-PU 在扩链比例为0.25时,氨酯羰基的氢键化程度较大,而后减小。  
        关键词：聚酯聚氨酯;混合甲苯二异氰酸酯;氨基甲酸酯基/脲键;羰基;氢键   
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        发布时间：2023-01-16
      • 李岚霆,刘恩田,韩媛媛,,赵桂艳,胡跃鑫,韩向艳,樊娟娟,席曼,崔杰
        2023, 36(3): 366-375. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.010
        摘要：采用Monte Carlo模拟方法考察了AB环形对称两嵌段共聚物受限在薄膜中的自组装行为。模拟结果表明,AB环形对称两嵌段共聚物在薄膜中自组装形成的层状结构的取向依赖于薄膜表面的选择性或膜厚。当薄膜表面无选择性或具有强选择性时,体系中层状结构的取向分别为垂直和平行于薄膜表面;当薄膜表面选择性较弱时,随着膜厚的增加层状结构的取向会发生由垂直向平行于薄膜表面的转变。这些模拟结果与文献报道中线形体系十分一致。然而值得注意的是,当薄膜表面的选择性适中时,环形体系中形成了一种在线形体系中未被观察到的具有波浪形层状结构的新颖有序结构。通过对该结构相互作用焓密度与链构象的分析发现,该结构是一种稳定态结构。此外,通过对比相同参数下环形体系与线形体系的层状结构发现,环形体系层状结构的特征尺寸明显小于线形体系。上述模拟结果表明相对于与其分子量相同的线形嵌段共聚物,环形嵌段共聚物由于其特殊的几何结构能够形成新颖的或具有更小特征尺寸的微相分离结构,而控制特征尺寸,尤其是获得尽可能小的特征尺寸,对于制备具有更小纳米结构和更高集成度的微电子器件具有重要意义。  
        关键词：环形嵌段共聚物;自组装;Monte Carlo模拟;薄膜   
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        发布时间：2023-01-16

        教学

      • 张安强,刘芳,张广照,何经纬,李文波,郭宝春
        2023, 36(3): 376-379. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.011
        摘要：针对高分子材料与工程专业产教融合中出现的一些积弊已久的问题,指出产教融合对产(企业)与教(高校)两端的利弊不一致是其主要根源,并结合本专业在近年来的一些实践与探索,从教和产两端分别采取措施: 协调共同需求、畅通沟通渠道、健全激励机制,通过满足产教两端共同驱动力,才能从根本上实现产教融合长效机制的落实,从而为本专业的高端工程人才培养提供扎实的基础。  
        关键词：产教融合;驱动力融合;长效机制   
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      • 罗钟琳
        2023, 36(3): 380-384. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.012
        摘要：不同于非晶态聚合物的模量-温度曲线中出现明显的“三态”和“两转变”,晶态高聚物的模量-温度曲线的宏观表现情况复杂。尽管部分高分子物理教材或习题中对此进行了讨论,但缺乏清晰的规律总结与图像描述。本文就晶态高聚物的模量-温度曲线进行分析,以期解答学生的疑惑,并实现更好的教学效果。  
        关键词：模量-温度曲线;晶态高聚物;分子运动;教学   
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      • 盖艺杰,李因文,马登学,徐守芳
        2023, 36(3): 385-389. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.013
        摘要：反应程度p影响线型缩聚聚合度以及体型缩聚凝胶点,因此缩聚反应中涉及到反应程度p的计算公式特别多。因缩聚反应是A和B两个官能团之间的反应,聚合体系中有A官能团的反应程度pA,B官能团的反应程度pB,以及体系总反应程度pS三种不同物理意义的反应程度。本文从公式推导过程出发,明确和比较了线型缩聚聚合度求算和体型缩聚凝胶点预测5个常用公式中涉及到的反应程度p的物理意义。通过对教材中两个练习题的改动,主动暴露学生薄弱知识点,有助于加深学生对反应程度的理解。  
        关键词：缩聚反应;反应程度;数均聚合度;凝胶点   
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        发布时间：2023-01-16
      • 曹新秀,樊慧,张啸辰,廖博,刘清泉
        2023, 36(3): 390-394. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.03.014
        摘要：“偏光显微镜法观察聚合物的球晶形态并测定球晶的径向生长速率”是一个经典的高分子物理实验。在传统的教学中,此实验为验证性实验,内容比较简单、枯燥。我们以此实验为基础,设计了包括配置溶液、制备薄膜和研究结晶过程在内的综合探究性实验。主要改进之处包括:(1)通过旋涂法制膜,解决了样品均匀性和稳定性的问题;(2)利用原位热台和电荷耦合器件(CCD)成像系统提高实验结果的精准性;(3)用实验的方式帮助学生理解高分子物理教材上的知识,锻炼学生学以致用的能力;(4)鼓励学生自由探究,并提供实验条件和实验指导,培养学生学习兴趣,提高学生发现问题和解决问题的能力。本实验内容不仅可用于《高分子物理》实验教学,还可拓展至《综合设计性实验》和《毕业论文》等课程。  
        关键词：高分子物理实验;综合探究性实验;偏光显微镜;聚合物球晶;教学改革   
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