最新刊期
      2024 年 第 37 卷 第 9 期

        东华大学化学纤维（材料）学科建立70周年专题

      • 丁明利,王刚,余淼淼,于俊荣,陈丽芸,成艳华,朱美芳
        2024, 37(9): 1147-1157. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.140
        摘要：中华人民共和国成立以来，化学纤维学科和产业经历了从无到有、从小到大、从弱到强的过程，既得益于政府层面的方针政策，又包括教育层面的专业设置与人才培养，还体现在院校科研院所等开展的科学研究以及行业企业层面的工业生产。通过回顾中国化学纤维学科和产业起步时所面临的“粮棉争田”的背景，在明确化学纤维学科内涵的基础上，从政策层面、教育层面、科研层面和生产层面四个视角，通过对历史事实的考据，明确提出我国化学纤维学科和产业起源于1954年的论点，并从“党史、新中国史、改革开放史、社会主义发展史”（“四史”）学习教育资源、科技创新与人才培育以及政产学研融会贯通三个方面，阐述此研究在科学及教育领域的历史价值与时代意义。  
        关键词：化学纤维;学科创建;起源   
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        发布时间：2024-09-10
      • 余淼淼,侯恺,陈志钢,廖耀祖,李莉莉,朱丽萍,朱美芳
        2024, 37(9): 1158-1164. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.137
        摘要：2024年是东华大学化学纤维（材料）学科创建70周年。70年来特别是改革开放以来，学科坚持教育、科技、人才协同发展，主动对接国家战略需求、服务国计民生：推进高性能纤维制备与应用体系建设，奠定国产技术突破的“理论源头”；引领通用纤维行业关键技术创新发展，成为产业应用的“技术龙头”；布局前瞻研究方向，勇立国际纤维研发的“创新潮头”；努力打造一流师资队伍，培养拔尖创新人才，成为纤维材料领域的“黄埔军校”。在此基础上，总结了加强学科交叉、实施有组织科研，坚持立德树人、培养高素质人才，强化师德师风、打造高水平队伍的学科专业建设经验。  
        关键词：化学纤维（材料）学科;服务国计民生;科学研究;立德树人;师资队伍   
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      • 陈丽芸,周莹杰,陆晓芳,马敬红,李莉莉,丁明利,李斌荣
        2024, 37(9): 1165-1171. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.141
        摘要：以唯物史观为指导，在访谈及相关文献资料检索基础上，系统梳理了钱宝钧先生高等教育实践经历，着重论述了他坚持思想引领、坚持产教融合和坚持德智体美劳（五育）并举的教育思想，总结了他严谨治学、注重创新、推动科技进步和矢志不移攻坚克难的科学研究成绩，发掘了他注重交叉和团队建设、注重国内外学术交流与合作以及积极拓展平台延揽人才的师资队伍建设理念，并从四个方面总结了他的高等教育思想和现代传承的路径。  
        关键词：教育思想;科学研究;人才队伍建设;钱宝钧   
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        发布时间：2024-09-10

        综述

      • 刘汉峰,杨琳杰,张建强,王廷梅,王齐华,张耀明
        2024, 37(9): 1172-1189. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.039
        摘要：活性/可控自由基聚合（CRP）是一种灵活且可控的聚合技术，通过CRP可得到具有精确分子量、结构和性质的聚合物，其在材料科学和化学工程等领域中具有广泛的应用。本文以CRP为主要手段获得的聚合物在摩擦学领域的应用为出发点，综述了可控聚合表面改性的摩擦学研究，聚合物润滑添加剂的合成及它们对润滑油黏度和性能的改善。文中首先描述了聚合物刷的合成方法和在不同维度表面改性时的作用和优势，总结了其独特的润滑机理，并介绍了盐、pH、光等刺激响应型聚合物刷研究现状。其次，分析了CRP技术合成的具有三维结构的胶束、支化聚合物等聚合物润滑添加剂对润滑油黏度的改性和减摩抗磨性能的提升，并总结了它们作为润滑添加剂在润滑方面的优势和润滑机理。  
        关键词：活性/可控自由基聚合;摩擦学;表面改性;聚合物刷;聚合物润滑添加剂   
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      • 杨向东,杨晶晶,黄木华
        2024, 37(9): 1190-1209. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.055
        摘要：多异氰酸酯为聚氨酯弹性体、固体推进剂、胶黏剂、涂料、医药化工中间体等军民两用产品提供重要原料，支撑着现代工业文明的长足进步，改善着人类健康福祉。然而，多异氰酸酯的传统合成方法主要是通过多氨基化合物与光气反应转化而来，剧毒性光气的大量使用给环境造成了危害。为了从源头上实现绿色低碳的生产方式，促进人与自然和谐共生，迫切需要从本质上创新合成路径，发展多异氰酸酯的绿色制备技术。近年来，通过非光气途径合成异氰酸酯，或者通过非异氰酸酯途径制备高性能聚合物材料，已经成为研究的前沿方向之一。本文从氨基甲酸酯热分解脱醇反应、酰胺化合物的Hofmann重排反应、叠氮酰基化合物的Curtius重排反应、羟肟酸的Lossen重排反应、氰酸盐的N-取代反应以及硝基化合物的还原羰基化反应等途径概括了非光气法合成多异氰酸酯的最新进展情况。随着科学技术的不断进步和循环经济对可持续发展的要求不断提高，非光气途径制备多异氰酸酯及其聚氨酯将成为未来发展的潮流和趋势。  
        关键词：多异氰酸酯;非光气途径;聚氨酯;氨基甲酸酯;循环经济   
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      • 李佳纯,韩晨光,胡超,魏天鹤,贾妍,张瑛
        2024, 37(9): 1210-1221. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.033
        摘要：氢能是一种具有广阔应用前景的新能源，阴离子交换膜电解水制氢技术（AEMWE）与阴离子交换膜氢燃料电池技术（AEMFC）被认为是极具发展前景的氢能源技术，两者均需要聚电解质阴离子交换膜（AEM）。本综述首先概述了AEMWE和AEMFC技术原理，提出AEM的技术要求，解释了AEM中OH–的传输机制。接着根据主链结构的不同，重点对聚芳醚类、聚苯并咪唑类、聚苯烷撑类、聚烯烃类阴离子交换膜的研究进展进行了详细介绍，旨在为今后AEM的研发和设计提供思路。  
        关键词：氢能;电解水制氢;氢燃料电池;聚电解质阴离子交换膜   
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      • 赵晨,王文珍,乔红军,刘芸,黄庆,李鸿玖
        2024, 37(9): 1222-1232. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.009
        摘要：作为极具发展前景的环境友好型材料，以CO2和环氧丙烷（PO）为原料共聚制得的聚碳酸亚丙酯（PPC）已步入工业化生产，但其尚不理想的热稳定性和力学性能，很大程度上限制了该类材料的应用。另外，随着功能材料在生物学、化学、医学等领域的应用越来越广泛，人们对聚碳酸酯材料的功能性也提出了要求，对其进行功能化研究也是科学界的一个热点方向。本论文综述了具有荧光、耐紫外线老化功能、阻燃和生物特性等性能的单体作为第三单体，与CO2、PO三元共聚合成功能性聚碳酸酯的研究进展，分析了不同功能性的单体对PPC物化性能及其功能特性的影响，为丰富聚碳酸酯结构和应用领域提供重要参考。  
        关键词：三元共聚;聚碳酸酯;功能化;二氧化碳转化   
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      • 孙雪玲,邓玉媛,司薇薇,韩媛媛
        2024, 37(9): 1233-1242. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.9.032
        摘要：聚硅醚具有优异的热稳定性、较低的玻璃化转变温度等特点，尤其是主链上Si－O－C键能够水解或醇解，使其具有可降解、可回收性而获得关注，在材料科学和合成有机化学领域具有广阔的应用前景。本文总结了聚硅醚的研究进展，对各种合成聚硅醚的反应路线包括脱氢偶联反应、硅氢加成反应、与亲核试剂的缩合反应、与环氧化合物的加成反应进行了综述，最后对聚硅醚未来的研究方向进行了展望。  
        关键词：聚硅醚;硅氢加成;脱氢偶联   
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        发布时间：2024-09-10
      • 孙雪玲,邓玉媛,司薇薇,韩媛媛
        2024, 37(9): 1233-1242. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.032
        摘要：聚硅醚具有优异的热稳定性、较低的玻璃化转变温度等特点，尤其是主链上Si－O－C键能够水解或醇解，使其具有可降解、可回收性而获得关注，在材料科学和合成有机化学领域具有广阔的应用前景。本文总结了聚硅醚的研究进展，对各种合成聚硅醚的反应路线包括脱氢偶联反应、硅氢加成反应、与亲核试剂的缩合反应、与环氧化合物的加成反应进行了综述，最后对聚硅醚未来的研究方向进行了展望。  
        关键词：聚硅醚;硅氢加成;脱氢偶联   
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        发布时间：2024-09-10

        研究论文

      • 张丹枫,黄海林,高春旋
        2024, 37(9): 1243-1253. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.082
        摘要：后过渡金属催化剂以其独特的“链行走和链伸直”机理在催化α-烯烃聚合时可得到结构独特与性能优异的聚烯烃弹性体。本文以经典的α-二亚胺镍（Ⅱ）配合物（C1~C6）为催化剂，在倍半乙基氯化铝（EASC）作用下，催化丙烯聚合，制得了结构为乙丙共聚型聚合物（EPR-型聚合物）。系统考察了催化剂用量、n（Al）/n（Ni）、丙烯压力、聚合时间、聚合温度、溶剂和催化剂结构对丙烯聚合的影响，得到了最优化的聚合条件。通过核磁共振波谱（NMR）、红外光谱（IR）、凝胶渗透色谱（GPC）、差示扫描量热（DSC）和热重分析（TGA）对所得聚合物的微观结构、热性能进行了分析与表征。结果表明，α-二亚胺镍（Ⅱ）配合物的催化活性最高可达6.33×105 g/（mol·h），所得聚合物的分子量范围为6.27×104~40.75×104 g/mol，1,3-成键率为21%~35% （mol），玻璃化温度为–28.95~–40.57 ℃，分解温度在400 ℃以上。  
        关键词：后过渡金属催化剂;α-二亚胺Ni（Ⅱ）配合物;丙烯;EPR-型的聚合物   
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        发布时间：2024-09-10
      • 贾富成,尤恒之,洪程阳,刘浩
        2024, 37(9): 1254-1262. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.072
        摘要：高分子结晶行为与其材料性能密切相关，是高分子物理学一个重要的基础研究领域。含团簇高分子是近年来兴起的一类新型杂化高分子，它结合了纳米团簇类物质丰富的功能性与高分子材料良好的可加工性，为先进杂化材料的开发提供了新的思路。本文以侧链式含多面体倍半硅氧烷（POSS）团簇高分子为研究对象，通过精准化学技术控制其分子参数，合成了一系列具有不同聚合度的精准高分子。通过在溶液中进行单晶生长，并对其形貌、结构与热力学参数进行系统分析，发现本文研究范围内的聚合度并不影响单晶的晶体结构，也与片晶厚度、熔融温度等无明显关联性。从溶液中生长的单晶受到溶剂、温度、浓度扰动等动力学因素的影响较大，并非热力学稳定态晶体。  
        关键词：含团簇高分子;高分子单晶;多面体倍半硅氧烷;精准合成   
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        发布时间：2024-09-10
      • 王阳,李静怡,贺帅,潘俊星,张进军
        2024, 37(9): 1263-1270. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.048
        摘要：本文采用基于含时金兹堡-朗道理论（Time-Dependent Ginzburg-Landau theory，简称TDGL）的元胞动力学方法（Cell Dynamic System，简称CDS）和布朗动力学方法研究了带相反电荷的两种纳米粒子（nanoparticles，简称NPs）掺杂的嵌段共聚物（block copolymers，简称BCPs）混合体系的自组装行为。系统探讨了纳米粒子数目、粒子半径、粒子浸润性质等因素对自组装有序结构的影响，结果表明，纳米粒子的配对效应是诱导体系产生结构转变和形成有序结构的根本原因，同时这一机制还受到纳米粒子半径和数目的影响；而纳米粒子的浸润性质决定了其在聚合物中的分布情况。通过对相图以及演化动力学分析，进一步探讨了各参数对于复合体系结构形成和转变的影响机制。研究结果为聚合物纳米复合材料有序结构的调控提供了新的思路。  
        关键词：纳米粒子;嵌段共聚物;有序结构;含时金兹堡-朗道理论;布朗动力学   
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      • 董桂芳,周展鹏,胡梦亭,曾小平,王大威,王玮,吴江渝
        2024, 37(9): 1271-1279. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.077
        摘要：通过一锅法制备了含有氧化石墨烯（GO）的聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）/聚乙烯醇（PVA）光热响应纳米复合水凝胶，并对产物的形貌、结构及性能进行了表征。研究了PVA对PNIPAM/PVA水凝胶透光率的影响，以及GO含量对PNIPAM/PVA/GO水凝胶力学性能和光热响应的影响。结果表明，在PNIPAM水凝胶中引入PVA后，并未影响低临界溶解温度（LCST），LCST值仍为32 ℃；扫描电子显微镜表明GO/PNIPAM/PVA纳米复合水凝胶结构紧密，孔洞大小均一；当GO含量为NIPAM质量的0.89%时，制备的GO/PNIPAM/PVA水凝胶具有最佳力学性能，拉伸强度为40.1 kPa，断裂伸长率可达335.6%；近红外光（NIR）照射GO含量为NIPAM质量的1.11%的GO/PNIPAM/PVA水凝胶150 s，其温度能从17.2 ℃升到42.5 ℃，具有优异的光热性能。  
        关键词：N-异丙基丙烯酰胺;聚乙烯醇;氧化石墨烯;光热响应   
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      • 谢锦春,周莹杰,门永军
        2024, 37(9): 1280-1290. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.098
        摘要：水凝胶基透明土壤以廉价的方式解决了土壤不可见性的问题，极大地降低了根系表型观察的成本，因而受到广泛关注。已报道的水凝胶基透明土壤由低酰基结冷胶与海藻酸钠作为凝胶骨架，Mg2+作为交联剂，通过滴球法制备，但在吸收营养液后极易被微生物污染，限制了其在普通环境中的使用。本研究在已报道的水凝胶珠的基础上，通过浸入微量Cu2+，降低微生物对其透过率的影响，在经过60天的使用后，透过率仍保持在90%以上。当Cu2+浓度达到5×10–5 mol·L–1时，油菜根系在根长、根表面积、平均根径以及根体积等根系形状表型上的结果与不含铜的透明土壤具有相似性，证明该水凝胶珠可作为在普通条件下进行油菜根系表型观察的基质。  
        关键词：透明土壤;低酰基结冷胶;根系表型观察;硫酸铜;海藻酸钠   
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        发布时间：2024-09-10
      • 顾子龙,王贝诺,顾佳阳,安志杭,张涛,马学所,黄凌琪,盛仲夷,刘赫扬
        2024, 37(9): 1291-1299. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.079
        摘要：利用溶剂热反应将木质素引入到四氟对苯二甲腈和咪唑反应体系中，制备了具有光热转化性能的聚合物微球材料。研究分析了材料宽共轭分子结构对光捕捉的作用。光热测试结果表明，材料在1 kW/m2太阳光辐照下30 s内升温到~58 ℃；在多次光开关响应下，光热转化性能稳定，能够实现热量的可控释放。另外，还通过对聚合物微球在细菌纤维素的负载，制备了更具实用性的光热转化材料，为水蒸发器提供了材料基础。  
        关键词：木质素;溶剂热反应;聚合物微球;光热转化   
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        发布时间：2024-09-10
      • 林泽中,刘天宇,肖楠,李茂林,祝司政
        2024, 37(9): 1300-1308. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.099
        摘要：在丙烯酸酯-偏氯乙烯半种子乳液聚合中，通过引入可逆加成断裂转移（RAFT）试剂，可以原位产生大分子乳化剂，进而部分替代小分子乳化剂，从而制备高稳定性的共聚物乳液。研究了乳液聚合过程中各类助剂及引发剂的最佳加入量，并研究了不同丙烯酸酯单体和偏氯乙烯（VDC）单体共聚竞聚率对乳液聚合的影响。成功合成了丙烯酸甲酯-偏氯乙烯（VDC-MA）、丙烯酸乙酯-偏氯乙烯（VDC-EA）和丙烯酸丁酯-偏氯乙烯（VDC-BA）系列共聚物，并利用傅里叶红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）表征了共聚物薄膜的结晶性，因其结晶性而导致共聚物薄膜具有优异的阻隔性能，为其在包装领域的应用提供了理论支撑。  
        关键词：偏氯乙烯;乳液;共聚物;结晶性   
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        发布时间：2024-09-10

        教学

      • 黄志良,周瑾,王文韬,吴茫
        2024, 37(9): 1309-1316. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.24.080
        摘要：《高分子物理》是高分子材料与工程专业的核心专业基础课，旨在通过课程教学培养学生解决高分子材料工程中复杂问题的综合能力和素质，为培养新工科应用型人才奠定基础。针对课程内容繁多、理论抽象、理论联系实际问题较少、主动学习和持续学习动力不足等“痛点”问题，提出“一核三环”（一个核心三个环节）的教学创新设计理念，实施“五元融入”（五个元素融入）教学创新实践，通过融入内容重构提升学习兴趣、融入混合教学强化学生中心、融入课程思政落实立德树人、融入工程实践培养工程思维、融入过程评价增强学习动力，有效解决了课程教学存在的问题。学生的学习效果、工程实践能力、创新能力和综合素质不断提升。  
        关键词：高分子物理;新工科;一核三环;五元融入   
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        发布时间：2024-09-10

        东华大学化学纤维(材料)学科建立70周年专题

      • 朱美芳
        2024, 37(9)
          
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