最新刊期
      2024 年 第 37 卷 3 期

        综述

      • 李亚东,鲍锋,王明良,朱才镇,郑朝晖,丁小斌,徐坚
        2024, 37(3): 281-296. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.252
        摘要：主链型液晶聚合物(main-chain liquid crystalline polymers，MCLCPs)分子链易取向的特性赋予其优异的性能，在航空、电子等领域具有不可替代的地位。其中芳香族聚酯酰胺(aromatic polyesteramides，APEAs)作为重要的一类，解决了单一化学结构的聚芳酯须在较高温度下加工、聚芳酰胺分子间氢键带来的刚性过大、易吸水等问题，具有可观的应用前景。目前相关研究中的分子链结构与聚合方法繁多，但缺少系统性的梳理。本文按照酯键与酰胺键的生成次序，将APEAs的合成分为同时生成、易生成无规链结构的一步缩聚法与先后分别制备、可得到有规序列的两步缩聚法。另外，不同结构单体的反应特性决定了适用的聚合方法与条件不同，因此本文一并整理了其聚合反应的影响因素。在此基础上，梳理了主链结构与性能的关系，展望未来的发展方向，以期为新型APEAs的合成提供借鉴与参考。  
        关键词：主链型液晶聚合物;聚芳酯酰胺;聚合方法   
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        发布时间：2024-02-06
      • 张曼,牧丹,张屏,苏日娜
        2024, 37(3): 297-308. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.163
        摘要：基因治疗这种堪称革命性的治疗方法，开拓了治疗癌症的新思路,其最关键性问题是实现核酸药物靶向肿瘤组织并精准治疗。核酸药物直接递送存在核酸酶降解代谢、细胞膜上的负电荷排斥现象以及稳定性差等问题，所以核酸药物需要载体协助，成功的载体递送除能使核酸药物在肿瘤区域大量富集外，还要起到药物控释作用，而天然多糖除无毒、生物相容度高、易修饰的特点外，它本身就具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎等多种生物活性。本篇总结了最具代表性的五种多糖的结构特征及在核酸药物递送方面的应用，继而归纳了多糖的常用的纳米级载体形式，为构建天然多糖递送核酸的新型载体并将其应用到免疫抗肿瘤治疗研究中奠定基础。  
        关键词：基因治疗;核酸药物;天然多糖;药物载体   
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        发布时间：2024-02-06
      • 王思蛟,陈梦梦,杨乐,薛媛
        2024, 37(3): 309-315. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.278
        摘要：介电弹性体作为一种新型的电活性材料，具有变形大、质量轻、能量密度高等特点，是实现现代新兴发电机技术的材料之一。本文首先介绍了介电弹性体材料在发电模式下的工作原理，接着梳理了介电弹性体材料的分类、材料优化，从其拉伸结构出发介绍了其应用，最后归纳了当前研究存在的问题并展望了未来的研究方向。  
        关键词：介电弹性体;介电弹性体发电机;能量收集   
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        发布时间：2024-02-06
      • 王成硕,颜邓伊,任浩浩,何彦钊,孙初锋,赵红梅,李婷婷,赵向飞,郭蕊
        2024, 37(3): 316-327. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.254
        摘要：聚醚醚酮(PEEK)因其具有耐高温、耐腐蚀、高硬度、质量轻、耐疲劳等特点，被广泛应用于机械制造、航空航天等高端领域，可作为金属材料的替代产品。随着科技的进步，PEEK材料被用于精密机械和复杂材料的制造原料，传统注塑成型已无法满足微精密、高强度零部件的需要，限制了其进一步发展和应用。然而，将3D打印技术与PEEK材料体系结合为其制造和应用的发展提供了全新的思路，其中熔融沉积成型(FDM)3D打印PEEK技术的发展尤其突出，但通过FDM成型PEEK的工艺参数因其制造方法的局限性而尚未形成统一标准。因此，本文通过综述近年来FDM工艺参数对PEEK力学性能和结晶度影响的相关研究，总结出FDM打印PEEK的最佳工艺参数，并对FDM打印PEEK的发展前景进行展望。  
        关键词：聚醚醚酮(PEEK);熔融沉积成型(FDM);工艺参数;力学性能   
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        发布时间：2024-02-06
      • 刘卫卫,陈宇迪,韩倚天,李亚莉,赵瑾,郭姝,邹涛
        2024, 37(3): 328-337. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.216
        摘要：类玻璃高分子因结合了热塑性材料可塑形变的能力以及热固性材料永久定型的特征，目前在高分子研究领域备受青睐。采用动态力学分析技术可深入研究此类材料的动态黏弹性和流变行为，建立类玻璃高分子交联网络、动态键等结构与材料性能间的关系。本文重点阐述动态力学分析技术在类玻璃高分子的动态黏弹性、交联网络结构、流变行为、膨胀及形状记忆行为等方面的表征应用，为此类材料的结构设计、性能评价以及加工应用等从测试表征角度提供参考。  
        关键词：动态力学分析;类玻璃高分子;动态黏弹性;流变行为;形状记忆   
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        发布时间：2024-02-06

        研究论文

      • 肖湘莲,尹琳丽,张熙柏,雷雅芳,杨义浒,陈锐,周超,张向南,黄建平
        2024, 37(3): 338-344. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.245
        摘要：采用熔融共混制备了聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(poly(butylene adipate-co-terephthalate)，PBAT)与聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate)，P34HB)的共混材料。研究了P34HB含量(0 wt%, 5 wt%、10 wt%、15 wt%、20 wt%)对共混材料熔体流动性能、力学性能、热性能和界面微观形貌的影响，及其PBAT/P34HB吹塑薄膜的力学性能和氧气阻隔性能。结果表明，P34HB的加入降低了材料的熔体黏度，提高了材料的流动性以及薄膜的直角撕裂性能、穿刺性能和氧气阻隔性能。当P34HB含量为5 wt%时，共混材料综合性能最佳，两相相容性良好，共混材料和吹塑薄膜均具有优异的力学性能，薄膜的拉伸性能和穿刺强度最高，是性能优异的包装和农膜材料。  
        关键词：聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯;生物降解材料;力学性能;阻隔性能;聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯   
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        发布时间：2024-02-06
      • 沈祖炎,王子秦,夏琴香,肖刚锋,程秀全
        2024, 37(3): 345-357. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.253
        摘要：多筋梳形件具有多加强筋及中空的复杂结构，传统注射成型难以获得良好的成型效果，故通常采用气辅成型作为制造工艺。然而，复杂结构下的气辅成型将产生气指缺陷，严重制约零件成型质量。以某多筋梳形件小腿靠为研究对象，针对零件气指缺陷，基于对产品的结构设计和成型技术方法的分析，对气指缺陷的形成原因进行了理论分析；基于Moldflow软件建立了小腿靠有限元模型，对气指形成进行有限元分析；基于薄化壁厚原则，改进了主体壁厚和加强筋壁厚，并提出了火山口减胶方案。结果表明，随着主体壁厚和加强筋壁厚的减少，气指缺陷得到改善。采用火山口减胶方案可在消除气指缺陷的基础上避免大面积减薄。试模验证了局部减薄可加快零件冷却，形成有效冻结层，从而消除气指缺陷。  
        关键词：多筋梳形件;气体辅助注射成型;气指缺陷;气指量化分析;缺陷控制   
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        发布时间：2024-02-06
      • 林浩,严飞,国江,黄想,姜胜宝,许梦伊
        2024, 37(3): 358-367. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.384
        摘要：为了探究加工温度对热拉伸聚丙烯取向晶体结构的影响规律，将等规聚丙烯(iPP)铸片在不同温度下拉伸到相同应变，并通过二维广角/小角X射线散射、差示扫描量热仪、动态力学分析等手段，对拉伸取向iPP的微观结构特性进行了系统研究。结果表明：经过热拉伸后，由球晶形貌演变成纤维晶形貌，纤维晶体由高度取向片晶和无定形层交替堆叠排列构成；升高温度引起结晶性能增强，结晶度和片晶平均厚度随温度连续递增；提高温度造成结晶相与无定形相之间的物性差异变大，两相链段运动松弛温度的变化趋势相反；热拉伸过程中新形成了不同厚度(熔点)的片晶，高熔点片晶是通过熔融-再结晶机理形成，而低熔点片晶由应变诱导结晶方式获得。本研究初步阐明了拉伸温度对聚丙烯取向片晶结构的影响规律和作用机制，对于开展结晶聚合物拉伸加工过程中多层次结构调控与性能优化具有参考价值。  
        关键词：等规聚丙烯;拉伸温度;片晶;结晶度;熔点   
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        发布时间：2024-02-06
      • 闫相杰,马亚萍,赵远进,刘晨光,贺爱华
        2024, 37(3): 368-376. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.255
        摘要：等规聚丁烯-1 (PB)晶型II-I转变与晶型调控影响着其加工成型周期及性能，因此PB晶型II-I转变一直是研究的热点。PB/等规聚丙烯(PP)共混物作为典型的结晶/结晶聚合物共混体系，其组分含量、结晶温度对其聚集态结构产生重要影响，进而影响PB的晶型转变。本文研究了PB/PP共混体系中PP组分含量对PB晶型I成核及晶型II-I转变的影响。采用广角X射线衍射仪(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)、小角X射线散射仪(SAXS)和偏光显微镜(POM)观察PB/PP共混物的结晶形貌及晶型II的晶体结构，原位观察不同含量的PP对PB晶型II-I转变过程的影响。研究发现，低含量PP(≤20 wt%)的加入，共混物中PB晶型I成核及晶型II-I转变速率随PP含量增加而增加；而当PP含量≥25 wt%，共混物中PB晶型I成核及晶型II-I转变速率随PP含量增加而逐渐降低。当PP含量为20 wt%时，PB/PP共混物中PB晶型I成核最多，晶型II-I转变最快，晶型I结晶度最高。进一步探讨了PB/PP共混物中PP的含量对PB晶型II-I转变影响的内在机制。  
        关键词：聚丁烯-1;聚丙烯;共混;片晶厚度;晶型转变   
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        发布时间：2024-02-06
      • 费璇,江艳华,王英杰,卢光明,赵伟伟,刘小青
        2024, 37(3): 377-384. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.249
        摘要：长期以来，聚酯催化剂主要为锑系化合物，存在潜在的重金属污染风险。为开发一种高效环保的聚酯缩聚催化剂，本工作首先对新型二维材料Ti3C2Tx MXene与代表性锑系催化剂Sb2O3进行催化对比研究。结果发现，Ti3C2Tx MXene对聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)有显著的缩聚催化活性，所得PEF特性黏度可以达到0.74 dL/g。其次，使用差示扫描量热仪(DSC)对两种催化剂制备的PEF聚酯进行热性能与结晶动力学研究，确认了具有异质纳米片结构的Ti3C2Tx MXene可以作为成核剂提升PEF的结晶速率。最后，机械性能研究表明，催化剂种类不影响PEF的拉伸模量与拉伸强度，进一步表明Ti3C2Tx MXene与PEF的相容性较好。综上，本工作表明Ti3C2Tx MXene是PEF的高效催化/成核剂。  
        关键词：2,5-呋喃二甲酸;聚酯;MXene;催化合成;结晶性能   
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        发布时间：2024-02-06
      • 赵燕芳,钟美玲,唐奥奇,席荣祥,彭梦霞,甘德强,张跃进
        2024, 37(3): 385-394. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.243
        摘要：具有分级结构的界面组织(如肌腱-骨界面、骨-软骨界面等)在器官的正常发育和功能中扮演着极其重要的作用。其中，肌腱-骨界面组织是最为典型的界面组织之一。为此，本研究采用肌腱-骨界面组织的构建为模型，以明胶、聚乙烯醇(PVA)、羟基磷灰石(HAp)为原料，采用冻融循环技术结合逐层涂覆技术制备具有分级结构的仿肌腱-骨界面一体化支架。该支架由三个部分组成：(i)上层为未矿化的区域，以促进支架与肌腱的整合；(ii)中间层为具有矿物成分梯度和力学性能梯度的区域，以促进应力在肌腱和骨之间的转移；(iii)下层为具有较高力学性能的矿化区域，促进支架与骨的整合。采用红外光谱、力学性能测试、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段对支架的结构和性能进行表征。结果表明，采用冻融循环技术可以通过物理交联获得PVA支架，且矿物量-力学，冷冻-解冻循环次数-力学的力学拉伸测试结果表明该支架从上层到下层的力学性能依次呈梯度增加。采用扫描电镜(SEM)观察了材料的整体微观结构，材料层与层之间完美融合，形成具有分级结构的一体化支架。最后，通过能谱分析(EDS)对支架的矿物质含量进行分析，结果表明该支架从上层到下层的矿物质含量依次从无到有，并呈梯度增加。这种仿生一体化支架的设计将在界面组织工程中具有极大的应用前景。  
        关键词：聚乙烯醇;物理交联;分级结构;冻融循环技术;界面组织   
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        发布时间：2024-02-06

        教学

      • 陈天有
        2024, 37(3): 395-399. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.153
        摘要：数均聚合度与聚合反应机理关系是聚合反应工程分析的重点内容，也是《聚合反应工程基础》课程的难点之一。正确理解并掌握聚合反应机理以及操作方式对数均聚合度的影响，有助于学生对聚合反应机理、过程和产物特点的掌握以及类似工程问题的分析。本文针对教材中这部分内容缺少详细推导过程这一不足，分析数均聚合度与转化率之间的关系；主要探讨在活性链寿命很短、活性链寿命很长两种情况下，链转移反应对数均聚合度与转化率之间关系的影响，并给出详细的推演分析过程，旨在为教学提供参考并帮助学生加深理解与把握，提升学习兴趣。  
        关键词：聚合反应工程;数均聚合度;聚合反应机理   
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      • 管清宝,孙巍,游正伟
        2024, 37(3): 400-404. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.236
        摘要：“新工科”建设是国家对高等教育的一项重大战略部署，是新形势下人才培养模式的一次新探索，对促进我国高等教育改革和发展具有重要意义。着眼于培养符合国家战略和新产业发展需求的复合材料与工程专业高水平复合型人才，本教学团队于2016年开始筹建“生产实践”课程，作为本专业主要实践课，从“复合材料+X”产教融合交叉人才培养模式、多方协同的实践和创新能力培养平台等多方位入手，并从教学手段、教学方法、教学内容等方面对该课程进行深度优化。本专业于2019年入选复合材料与工程专业全国第一个国家级一流本科专业建设点；2021年顺利通过专业教育工程认证；学生工程实践和创新能力显著提升，2017~2022年连续6年就业率达100%，深造率连年攀升，2022年达到82%。“生产实践”课程在从无到有、从有到精的建设和教学过程中所做的探索与实践为相关新工科专业人才培养体系的构建提供了有益的参考。  
        关键词：生产实践;复合材料;课程设计;教学方法   
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        发布时间：2024-02-06
      • 孙鹏飞,沈清明,钱妍,李美星,范曲立
        2024, 37(3): 405-412. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.276
        摘要：基于学院发展特色，科研反哺教学，培养学生科研思维和解决复杂工程问题的能力。南京邮电大学高分子材料与工程专业开设了以“发光共轭聚合物的设计与信息显示应用”为主题的专业课程设计。教学团队开发了虚拟仿真系统，帮助学生理解实验原理、整体流程预习和线上预演。采取“小组设计、单独实验、集体讨论”的方法进行课程实验。完成了聚合动力学测试，探究了共轭聚合物 “电子供受体结构-分子量-光学性能”构效关系。利用单项实验之间的相互联系和比较，加强了学生对聚合反应动力学、分子量测试、共轭聚合物结构与光物理性能和光学成像应用等理论知识体系的掌握和运用。本文简要介绍了“发光共轭聚合物的设计与信息显示应用”课程设计的初步进展。  
        关键词：课程专业设计与实践;发光共轭聚合物;信息显示应用;虚拟仿真;科研思维锻炼   
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        发布时间：2024-02-06
      • 曾安蓉,汪扬涛,曾安然,李云龙
        2024, 37(3): 413-418. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.137
        摘要：《高分子化学》和《高分子化学实验》课程是我校高分子材料智能制造技术专业的专业理论课和配套实验课，目标在于帮助学生理解高分子化学的基本原理，能制定合理的聚合工艺并初步实施。为解决两门课程存在的理论、实操环节衔接不紧密、教学设计无法适应学情、教学方法单一等多个问题，本课程进行项目化教学改革，构建“理论-实操-虚拟仿真”一体化课程，以“认识高分子、加聚反应、缩聚反应和高分子的化学反应”为教学主线，进行课程内容重构和教学设计改革、教学方法改进以及考核方式优化，取得良好的教学效果。  
        关键词：虚拟仿真;高分子化学;项目化改革   
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