最新刊期
      2023 年 第 36 卷 6 期

        综述

      • 李江燕,张健夫,简忠保
        2023, 36(6): 657-668. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.001
        摘要：烯烃与极性单体共聚制备功能化聚烯烃最为直接,但存在诸多挑战,是聚烯烃领域近20年的研究热点与难点。后过渡金属催化剂在功能化聚烯烃合成上具有优势,已经涌现出了二亚胺、水杨醛亚胺、膦磺酸镍钯经典催化体系;相比之下,膦酚镍催化体系早期关注较少。然而,近期对于膦酚镍催化体系的研究已经揭示,膦酚镍催化体系将是一个极具基础与应用前景的体系。本文总结近5年膦酚镍催化剂的结构特点,综述其在乙烯聚合、乙烯与极性单体共聚合、丙烯与极性单体共聚合方面的重要进展,并总结出膦酚镍催化剂的优势,对极性单体种类、催化剂结构设计、丙烯与极性单体立构规整共聚、聚合反应机理、功能化聚烯烃综合性能进行了展望。  
        关键词：功能化聚烯烃;膦酚;镍催化剂;烯烃聚合;极性单体   
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        发布时间：2023-04-11
      • 刘泽新,刘虎,袁鸣,赵佰金,刘艳国,杨曙光
        2023, 36(6): 669-687. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.002
        摘要：聚酰胺(Polyamide, PA)是应用最广的工程塑料之一。不同类型聚酰胺的加工及耐热吸湿等诸多性能存在较大差异,为进一步改善聚酰胺材料的综合性能并降低成本,熔融共混是最基本的方法。熔融共混时受高温和机械力场的影响,酰胺键打开重新排列发生交换反应,均聚物转化为共聚物,导致高分子链结构、结晶结构和更高层次的聚集态结构发生变化,材料强度、模量、韧性、热变形、吸湿等性能发生变化,从而满足特定应用场景需求。本文对熔融共混加工过程酰胺交换反应的研究进行归纳总结,介绍了酰胺交换反应的分析表征手段、具体的研究体系以及促进和抑制交换反应的方法。此外,对聚酰胺与聚酯、聚氨酯等其他高分子材料的交换反应也简要对比讨论。最后对利用酰胺交换反应及动态化学原理设计和制备高分子材料进行展望分析。  
        关键词：聚酰胺;共混;酰胺交换;酯-酰胺交换   
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        发布时间：2023-04-11
      • 王岱,田雷,朱才镇,徐坚
        2023, 36(6): 688-697. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.003
        摘要：开发下一代高安全且高能量密度能源体系是新能源产业进一步蓬勃发展的关键。将易燃易爆的液态电池替换为固态电池是一项极具前景的工作。在固态电解质中,聚合物电解质由于其高安全性、粘弹性及其良好的界面相容性等成为广泛研究的对象。但是在室温下其离子电导率仍然偏低,需要在高温下才能达到一定的电池性能。因此,在提升聚合物电解质常温离子电导率的同时,还需要进一步研究和改善电解质/电极之间的界面问题,降低界面阻抗。本文从固态聚合物的优缺点出发,介绍了不同固态聚合物电解质的性能及其离子传输机理,展望了固态聚合物电解质的最新研究进展和发展方向。  
        关键词：固态电池;聚合物电解质;离子传输;电化学性能   
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        发布时间：2023-04-11
      • 楼爽,刘文龙,韩顺涛,马秀清
        2023, 36(6): 698-712. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.004
        摘要：聚乙烯(PE)是一种应用广泛的高分子材料,但其力学强度不足,为了满足人们对聚乙烯材料力学性能的要求,使用植物纤维对PE进行增强改性,使其成为新型轻量化的高强度材料,以扩大聚乙烯材料使用的广泛性。本文综述了影响植物纤维/PE抗拉强度和抗弯强度及其他力学性能的主要因素,并对植物纤维/PE增强改性的发展方向进行展望。  
        关键词：聚乙烯;植物纤维;增强改性;复合材料   
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        发布时间：2023-04-11

        研究论文

      • 尹静瑶,肖敏,王拴紧,孟跃中
        2023, 36(6): 713-719. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.005
        摘要：羟值滴定是一种基于羟基的化学特性,通过定量二元醇中的末端羟值从而表征二元醇分子量的化学分析方法。聚氨酯通常是以多元醇和多异氰酸酯为原料通过羟基(—OH)和异氰酸酯基团(—NCO)之间的聚加成反应得到,且—OH与—NCO的比例尤为重要,因此需要准确计算所用二元醇中羟基含量。以环氧类化合物和CO2 为原料直接合成的聚碳酸酯型二元醇(PCDL)粘度大且与水互溶性差,因此本文用改进的乙酸酐-甲基咪唑-二甲基甲酰胺滴定方法对市售和自制PCDL进行羟值滴定测试,详细探讨了滴定过程中的各种因素对滴定结果的影响。优化后的羟值滴定方法相比于行业标准方法,减少了样品和试剂用量且酰化反应仅需在45 ℃水浴20 min完成,节约了测试时间,提高了羟值滴定效率。  
        关键词：二氧化碳基聚合物;聚碳酸酯二元醇;羟值滴定;乙酸酐-甲基咪唑-二甲基甲酰胺法   
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        发布时间：2023-04-11
      • 颜慧贤,苏恒迪,郑联慧,刘秉扬,王渤轩
        2023, 36(6): 720-726. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.006
        摘要：超声波在两种介质间传播时,声动量的转移在界面处产生超声辐射应力引发水凝胶形变。为研究光热敏感水凝胶在超声波、光辐射、机械载荷以及温度耦合作用下的大变形行为,采用变分法建立了光热敏感水凝胶声-光-力-热耦合本构模型,研究了声匹配条件下水凝胶单轴预拉伸时超声波强度、光强和温度对其溶胀行为的影响。研究结果表明:单轴预拉伸数值越大,水凝胶的平衡溶胀率越大;超声波强度越强,水凝胶的平衡溶胀率越大,平衡溶胀率随超声波强度增大呈线性递增关系;而随着温度升高,水凝胶的平衡溶胀率先减小后增大,存在一极小值;平衡溶胀率达到极小值时的温度值随预拉伸和超声波强度的增加而升高,随光强增加而降低;当环境温度超过极小值出现时的温度值后,预拉伸和超声波强度变化对水凝胶溶胀行为几乎没有影响,但光强变化对水凝胶溶胀行为仍有一定影响。  
        关键词：光热敏感水凝胶;超声波;超声辐射应力;多场耦合   
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        发布时间：2023-04-11
      • 韩仁阳,廖李玲,谭磊,王倩,韩梦清,王天驰,钱勇强
        2023, 36(6): 727-736. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.007
        摘要：以棉花为支撑材料,丙烯酰氯(AC)作为中间体,在异相条件下制备纤维素基丙烯酸酯(CA);后利用过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂,通过自由基聚合法接枝疏水性丙烯酸十八酯(A18)、亲水性聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)及其共聚物,制备具有亲疏水性可控的纤维素基固-固相变纤维(solid-solid phase change fibers, SSPCFs)。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG)和X射线衍射(XRD)对SSPCFs的结构和热性能进行了表征;通过形态稳定性测试研究接枝共聚物在不同温度下的形态;最后对相变纤维进行水接触角测试研究其亲疏水可控性。结果表明:成功将A18和OEGMA接枝到纤维素表面,制备出具有一定储能特性的固-固相变材料;五种CA-g-P(A18-co-OEGMA)共聚物的耐热温度初始分解温度最低为348 ℃,最高为368 ℃,均比CA的初始分解温度高,增加了纤维素基产物的热稳定性;通过水接触角测试表面,随着OEGMA含量的增加,接枝共聚物的水接触角逐渐减小,呈现出逐渐亲水的状态。以上结果说明CA-g-P(A18-co-OEGMA)共聚物亲疏水性的可控性;同时其接枝共聚物的熔融潜热逐渐降低;相变纤维在70 ℃高温下仍能保持良好的形态稳定性,表明形态稳定性纤维素基SSPCFs的成功制备。  
        关键词：纤维素;十八烷基丙烯酸酯;聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯;亲疏水性可控相变纤维   
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        发布时间：2023-04-11
      • 朱绍伊,冯伟,乔云河,曾琬婷,刘英俊,杜爱华
        2023, 36(6): 737-744. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.008
        摘要：通过1,12-二氨基十二烷(DDA)和丙烯酸(AA)之间的反应合成了一系列通过氢键连接的具有不同结构的超分子聚合物,并将其与羧基丁腈橡胶(XNBR)和加工助剂共混,样品硫化后在橡胶基体中原位构筑超分子聚合物,制备了兼具高的强度和韧性的硫磺硫化的XNBR。结果表明:加入不同的超分子聚合物,材料的拉伸强度、模量和韧性较空白样品均有所提高。当DDA与AA的摩尔比为1∶3时合成的超分子聚合物添加到XNBR中时,材料的拉伸强度和断裂能分别是空白样品的2.1和2.7倍。这是由于在材料受力拉伸时,超分子聚合物自身的氢键以及超分子聚合物与羧基丁腈橡胶中的羧基间的氢键作为弱键会优先于共价键断裂,在此过程中耗散了大量的能量,避免材料因应力集中过早地被破坏,从而显著提高了材料的拉伸强度和韧性。另外,通过循环拉伸测试和变速拉伸实验,进一步揭示了能量耗散的机理。  
        关键词：羧基丁腈橡胶;超分子聚合物;氢键;增强;增韧   
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        发布时间：2023-04-11
      • 古卓玮,杨帅,彭承俊,陈豪,刘文强,陈仕兵,张琦,熊巧巧,谢锋历,龚林林,佘振银,肖哲,夏金魁,许俊东,李安,刘坤
        2023, 36(6): 745-753. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.009
        摘要：苯乙烯(ST)-间戊二烯(PD)通过阴离子聚合可以合成交替序列共聚物SP,基于此序列的嵌段共聚物在抗冲击高透明树脂、增韧树脂等领域有极大应用价值,同时极性化改性聚烯烃材料对提升产品相容性、耐氧化、耐热性及透明性有重要意义。本文以间氯过氧化苯甲酸(m-CPBA)为环氧化试剂对SP进行环氧化改性研究,考察了反应温度、溶剂、SP分子量及环氧化剂类型对环氧化反应的影响。通过核磁氢谱(1H-NMR)和傅里叶红外光谱(FTIR)对环氧化SP产物(eSP)进行了结构表征。同时建立了不同环氧度eSP的定量分析方法,并通过正交实验确定了本实验所采用实验条件的最优反应条件:四氢呋喃(THF)/环己烷(CH)混合溶剂、温度343 K、C=C/m-CPBA摩尔比为1∶1.25、反应时间60 min,可以实现SP的完全环氧化。最后利用示差扫描热量仪(DSC)分析了不同环氧度eSP的玻璃化转变温度(Tg),证明环氧化改性改善产品极性的同时也能显著提升聚烯烃使用温度。  
        关键词：间戊二烯;苯乙烯;阴离子聚合;交替序列;间氯过氧化苯甲酸;环氧化   
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        发布时间：2023-04-11

        教学

      • 谢康元,徐君庭,李寒莹
        2023, 36(6): 754-758. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.010
        摘要：结晶聚合物涉及大量复杂的概念和理论知识,是高分子物理教学的重难点内容之一。其中“系带分子”作为结晶聚合物中的重要组成部分,不仅仅是联结晶体与晶体的系带,也是理解结晶聚合物结构与性能的“系带”。本文提出以结晶聚合物中的“系带分子”为线索,对结晶聚合物涉及的相关知识进行串连和梳理,阐述聚合物的晶体结构模型以及结晶聚合物结构与性能的关系,帮助学生理解和记忆结晶聚合物相关知识的同时,建立对结晶高分子结构与性能对应关系的理解,进而形成在学习高分子相关知识时从结构到性能的思维逻辑。同时也通过鼓励学生自主查阅文献,学习和总结学术上关于结晶聚合物研究的历史沿革和最新进展的形式,进一步加深学生对课堂知识的掌握,锻炼学生们独立思考的能力。  
        关键词：高分子物理;结晶聚合物;系带分子   
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        发布时间：2023-04-11
      • 丁明明,樊番,刘洋,李洁华,李建树,木肖玉,冉蓉
        2023, 36(6): 759-763. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.011
        摘要：为了培养符合新时代需求的高素质拔尖人才,打造一流的高分子通识课程,本文分析了传统高分子通识课程教学中存在的痛点问题,从教学内容、授课方式和考核方式等方面提出改革思路,并在《高分子与人类生活》教学实践过程中重构适合跨专业学生的课程框架,搭建现实场景导入的知识模块,探索现实场景导入的“探究式-小班化”教学方法,推进以现实场景为基础的全过程考核,实现了良好的教学效果。该教学改革思路可以推广到其他专业的通识课程和公共课程建设。  
        关键词：现实场景;高分子;通识课程;“探究式-小班化”教学   
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        发布时间：2023-04-11
      • 战艳虎,李光,王双双,李艳凯,李玉超,邓爱霞,谢倩
        2023, 36(6): 764-768. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.06.012
        摘要：基于工程教育认证和科教融合理念,科研反哺实验和实践教学,增强学生解决复杂工程问题的能力。在此理念指导下,聊城大学高分子材料与工程专业在《高分子物理实验》教学过程中,开设探索性实验项目,采取“全员参与、数据共享”的方法,形成研究性报告,论述功能填料与聚合物复合材料性能(软化点、力学性能和结晶行为)的内在联系。将实验报告、研究性报告和期末考试按照一定比例纳入课程成绩,建立合理的成绩评价体系。  
        关键词：《高分子物理实验》;工程教育认证;科教融合;教学改革   
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