最新刊期
      2023 年 第 36 卷 9 期

        综述

      • 王美林,崔展鹏,刘时勇,周湘,刘遵峰
        2023, 36(9): 1101-1119. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.001
        摘要：自然界中存在多种捻曲结构，研究发现该捻曲结构有助于改善物质的性能，进而实现丰富的生物学功能。研究人员通过模仿天然捻曲结构对高分子纤维进行加捻，开发了适用于多种应用场景的捻曲纤维。纤维在加捻的过程中会产生捻矩，内部结构呈现螺旋取向，同时分子链排列也会更加紧密。这种内部结构的变化使纤维在机械性能、热效应和电力学等方面增加了一些特性。因此，基于这些特性可以将捻曲纤维应用于多个领域的发展中。本文介绍了捻曲纤维的制备原理，综述了捻曲纤维在人工肌肉、制冷和发电等应用中的最新进展，并对捻曲纤维的发展前景进行了展望。  
        关键词：加捻;捻曲纤维;扭热制冷;人工肌肉   
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        发布时间：2023-07-26
      • 何玥,高霞,黎静,杨杰
        2023, 36(9): 1120-1135. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.002
        摘要：熔融沉积成型（fused filament fabrication， FFF）是典型的聚合物增材制造技术之一，因其原料利用率高，成型原理简单且成本低而受到广泛关注。然而，FFF技术采用逐层堆积的加工方式，导致其成型件的层间界面结合强度较弱、宏观力学性能呈各向异性，因此较少用于工业领域关键零部件的制造。为此，发展了外场原位辅助的FFF技术，借助热场、力场及其复合外场，原位促进FFF成型过程中的层间结合行为，进而提高FFF成型件的宏观力学性能。本文从FFF成型的层间结合现象出发，归纳无定形聚合物和结晶性聚合物的层间结合机理，概述热场和力场对层间结合的影响机制，综述各类热、力及其复合外场辅助FFF技术的研究进展，并讨论各类原位辅助技术对FFF成型件力学性能的改善与不足，最后展望该技术在材料、工艺与装置等方面的发展前景和趋势，为促进FFF技术的工程应用提供理论支撑和技术参考。  
        关键词：外场原位辅助;熔融沉积成型;聚合物材料;力学性能   
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        发布时间：2023-07-26
      • 赵庚,祝宝东,邹楠楠,王鉴
        2023, 36(9): 1136-1146. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.003
        摘要：本文从微胶囊壁材出发，重点介绍了石蜡基/高分子、无机和高分子-无机杂化壳微胶囊的制备及应用，并总结了上述微胶囊的优势和不足。其中石蜡基/高分子壳微胶囊的壁材包括三聚氰胺-甲醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛-尿素树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂等，石蜡基/无机壳微胶囊的壁材包括二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、氧化锌等，石蜡基/高分子-无机杂化壳的壁材包括三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛-尿素树脂、丙烯酸树脂等与二氧化钛、二氧化硅等无机粒子复合。并对石蜡基微胶囊相变材料的未来发展方向和应用前景进行展望，以期为今后研究提供借鉴。  
        关键词：石蜡;微胶囊;壁材;包封率;焓值   
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        发布时间：2023-07-26
      • 孔祥宇,耿雪,曲荣君,关振虹,张盈,孙昌梅
        2023, 36(9): 1147-1157. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.004
        摘要：芳纶纳米纤维（ANF）是一种新型纳米增强材料，由于具有高长径比、高表面能、高热稳定性等优异特性，能够与聚合物材料复合以增强聚合物的力学性能和热性能。然而，ANF在制备方法上仍有不足，难以大规模生产，如何有效地将其与聚合物材料复合仍是一种挑战。本文总结了ANF常用的制备方法，介绍了ANF在聚合物复合材料领域的应用，并对ANF在聚合物材料领域的应用研究进行了展望。  
        关键词：芳纶纤维;芳纶纳米纤维;聚合物复合材料;聚合物增强   
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        发布时间：2023-07-26
      • 高璐,鲍艳,张文博,马建中
        2023, 36(9): 1158-1173. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.005
        摘要：面对能源危机及全球变暖的挑战，开发无额外能源输入或设备辅助的冷却技术具有重要现实意义。日间辐射冷却（daytime radiative cooling，DRC）已被证实是一种有效的应对策略，其实现取决于材料对太阳光谱的高反射和在大气窗口内的高发射。聚合物官能团丰富，具有在大气窗口内高发射的潜力，且制备工艺多样，有望实现不同应用场景的规模化生产，因此聚合物基日间辐射冷却材料（polymer-based DRC，P-DRC）备受关注。本文首先介绍了DRC材料的设计原则:依据吸收光谱图选择对太阳光谱高反射和在大气窗口内高发射的材料，并通过设计材料结构实现辐射冷却效果，另外减少非辐射传热有助于增强辐射冷却效果。其次，从结构设计的角度，重点讨论了聚合物/金属膜层叠结构、聚合物仿生结构、聚合物/微纳粒子随机分布结构及聚合物多孔结构与P-DRC性能间的作用关系及其优缺点。最后，综述了P-DRC在建筑降温和个人热管理等领域的应用现状，并展望了其未来发展方向。  
        关键词：聚合物;日间辐射冷却;结构设计;建筑降温;个人热管理   
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        发布时间：2023-07-26
      • 陈炯材,蔡铭威,吴嘉豪,王知,张诗洋,闵永刚
        2023, 36(9): 1174-1181. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.006
        摘要：在集成电路领域中，线性酚醛树脂作为基础树脂，是关键的功能材料。然而，传统的酚醛树脂存在稳定性差、感光速度慢、透明度、分辨率和机械强度低等问题，增加了应用成本和技术难度，降低了酚醛树脂在集成电路领域的经济效益。因此，需要对传统线性酚醛树脂进行改性以更好地应用于集成电路领域。本文综述了近年来线性酚醛树脂在芯片光刻胶、电子封装及覆铜板应用的研究现状，总结了目前改性线性酚醛树脂的主要方法，并展望了线性酚醛树脂的发展趋势，为未来高性能集成电路应用材料的研发提供参考。  
        关键词：线性酚醛树脂;芯片光刻胶;电子封装;覆铜板   
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        发布时间：2023-07-26

        研究论文

      • 史恩,董杰,赵昕,张清华
        2023, 36(9): 1182-1190. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.007
        摘要：针对传统聚酰亚胺（PI）分离膜对气体渗透系数低的问题，本文利用3，3'，4，4'-二苯酮四羧酸二酐（BTDA）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和四甲基苯二甲基二异氰酸酯（TMDXI）成功制备了新型可溶性PI分离膜。研究结果表明含四甲基侧基的TMXDI单体对PI分离膜的分子堆积结构、自由体积及分离膜的溶解性、力学性能及耐热稳定性等特性有显著的影响。随着TMDXI含量的增加，PI分离膜由脆性断裂转变为韧性断裂;同时，PI膜对不同气体分子的渗透性能均显著提高，当TMDXI添加量为30 mol%时，分离膜对CO2的渗透系数提高了144%。  
        关键词：聚酰亚胺膜;可溶性;自由体积;气体分离   
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        发布时间：2023-07-26
      • 马森森,岳英楠,刘捷,邱建华,万纪强,汤克勇,张军,郑学晶
        2023, 36(9): 1191-1199. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.008
        摘要：本文探讨了可方便调控力学强度的双醛微纤化纤维素/聚乙烯醇（DAMFC/PVA）复合水凝胶。将DAMFC与PVA溶液混合，利用DAMFC上的醛基与PVA大分子链上羟基的缩醛反应制得DAMFC/PVA水凝胶，并用不同盐溶液进行浸泡。缩醛反应使增强体DAMFC与基体聚合物PVA 之间以共价键方式相连接。在受到应力作用时，应力能高效地从增强体传递到基体，从而使复合水凝胶的力学强度显著提高。此外，经过盐溶液浸泡，盐析作用使PVA水凝胶的力学强度进一步提高，且阴离子种类对力学强度的影响很大。通过调控DAMFC的含量、高碘酸钠的氧化时间及盐溶液阴离子的选择，可在较大范围内调控PVA 复合水凝胶的力学强度，以满足不同应用的需求。  
        关键词：聚乙烯醇;双醛微纤化纤维素;水凝胶;盐溶液;力学强度   
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        发布时间：2023-07-26
      • 豆瑞,王建,董晓,王丹,石雨,雷泽波,王越
        2023, 36(9): 1200-1215. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.009
        摘要：以植物生长调节剂为模板，甲基丙烯酸（MAA）为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂，采用非共价键沉淀聚合法合成了10种单模板分子印迹聚合物（SMIP）和8 种混合模板分子印迹聚合物（MMIP）。采用吸附实验研究了模板的偶极矩、油水分配系数（lgP）、酸碱电离常数（pKa）、氢键受体数、极性表面积和摩尔体积与SMIP印迹效果的关系。通过分子动力学模拟研究了MMIP全组分预聚合混合物，揭示了混合模板印迹选择性识别的机理。结果表明，模板的偶极矩、lgP 和pKa 与4 ℃ UV引发聚合的SMIP的印迹因子（IF）、特异性参数（SP）和结合容量（Q）呈正相关，模板的lgP 和pKa 与60 ℃热引发聚合制备的SMIP的IF、SP和Q呈正相关。以4-氯苯氧乙酸、烯效唑和1-萘乙酸为混合模板，4 ℃ UV引发聚合制备的MMIP产生了比单模板印迹更好的协同印迹效果，即使每种模板的浓度都仅为单独印迹时的1/3。该MMIP对目标物4-氯苯氧乙酸、烯效唑、1-萘乙酸、多效唑、三唑酮和噻苯隆具有最佳选择性，结合容量分别是非印迹聚合物（NIP）的1.77、1.78、2.79、1.62、2.88和5.39倍，可用于这些植物生物调节剂（PGR）的同时提取与分离。预组装体系中，同种模板之间和不同种模板之间都能形成预组装复合物，一些模板之间的结合会阻碍这些模板与功能单体的结合，导致印迹效果减弱，而另一些模板之间的结合能够增强他们与功能单体的结合，使印迹效果增强。  
        关键词：植物生长调节剂;分子印迹;模板属性;混合模板;印迹效果   
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        发布时间：2023-07-26

        知识介绍

      • 丁玉琴,马劲,饶静一,李晓锋,薛佳佳,张建齐
        2023, 36(9): 1216-1221. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.010
        摘要：2022年国家自然科学基金委员会工程与材料科学部有机高分子材料学科对学科代码下的研究方向和关键词进行了梳理和优化，增加了反映新趋势的研究方向，丰富了各研究方向下的关键词，使研究方向和关键词更加全面合理。研究方向和关键词的修订兼顾了申请引导的合理性和评审管理的实用性需要，同时体现了学科的现状和未来的发展趋势，有助于引领学科方向，发展学科新的增长点，促进更加高效、科学的基金评审。  
        关键词：有机高分子材料学科;国家自然科学基金;研究方向;关键词   
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        发布时间：2023-07-26

        教学

      • 朱冰洁,史同娜,施镇江,吴文华
        2023, 36(9): 1222-1230. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.011
        摘要：为培养具有工程实践和创新能力的新时代人才，以大型综合性、设计性必修课程聚酯合成实验为载体，采用3D建模、数字仿真、虚拟现实等技术，设计并建立了“一心一环，育人为本”聚酯合成虚拟仿真实验。以学生个性化学习为中心，通过层次递进、闭环学习的教学内容和方法，让学生在“拆”、“玩”、“拟”、“创”中完成学习，激发学生的学习兴趣，从根本上培养学生创新思维和工程实践能力;充分发挥学生的主动性，助力提高实验教学质量。  
        关键词：虚拟仿真;个性化学习;实验教学;聚酯合成   
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        发布时间：2023-07-26
      • 张兴宏,虞卿磊,张伟,刘建钊,王齐,徐志康
        2023, 36(9): 1231-1236. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.09.012
        摘要：自从20世纪20年代“高分子”概念建立之后，高分子学科和工业蓬勃发展，人类进入了高分子材料的新纪元。高分子材料在民生、安全和尖端科技等各个领域发挥着关键作用。作为全球制造业最大的国家，我国未来要在全球高分子材料领域处于引领地位，关键在于当前的大学基础教育要能培养出德才兼备的顶尖专业人才。浙江大学高分子科学与工程学系的高分子材料与工程专业具有典型的理工学科交叉性特征。本文结合该专业的核心必修课程《高分子化学》教学改革的例子，总结专业建设的探索和实践经验，探讨学科交叉背景下专业人才培养的两个基本问题:一是以培养理工结合型专业人才为目标的课程体系设置与建设，另一个是厚植正确价值观作为人才培养基石的课程教学实践。希望本文作者的教学实践经验和思考能为我国高分子材料与工程专业人才培养起到“抛砖引玉”的作用。  
        关键词：高分子材料与工程;高分子化学;课程建设;理工结合;学科交叉   
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        发布时间：2023-07-26
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