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  • ISSN 1008-9357
  • CN 31-1633/O6

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1,8-辛二酸改性热致液晶共聚酯的制备及其性能
吕荣盛, 高欣逸, 蒋杰, 赵世成, 赵玲, 奚桢浩
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220613001
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 7284KB](0)
摘要:
以对羟基苯甲酸、对苯二甲酸和对苯二酚为共聚单体,经乙酰化和熔融缩聚两步法合成三元热致液晶共聚酯。引入长链脂肪族化合物1,8-辛二酸作为改性单体,按不同比例代替对苯二甲酸,制备了一系列含柔性链段的新型四元热致液晶共聚酯。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振碳谱(13C-NMR)对共聚酯结构进行表征,采用差示扫描量热(DSC)和热失重分析(TGA)表征其热性能,采用偏光显微镜(POM)和X射线衍射(XRD)分析其液晶性能。研究表明,三元液晶共聚酯熔点达407 ℃,热稳定性优异。随着1,8-辛二酸含量增加,四元共聚酯熔点显著降至214 ℃,热稳定性较好,最大热分解温度达到428 ℃。该系列共聚酯显示了典型的向列型液晶织态结构。1,8-辛二酸的引入显著改善了液晶共聚酯的可加工性。
基于PAM/CS/MoS2复合水凝胶的QCM湿度传感器制备及应用
罗自力, 黄蓓, 曹峥, 范黎琳, 成骏峰, 吴盾, 陶国良, 刘春林
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220421001
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 5822KB](0)
摘要:
通过自由基聚合的方法,将二硫化钼(MoS2)引入聚丙烯酰胺/壳聚糖(PAM/CS)水凝胶体系,制得互穿网络结构的PAM/CS/MoS2复合高分子水凝胶。利用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜、激光扫描共聚焦显微镜对水凝胶的组分和形貌进行分析。利用万能试验机和接触角测量仪对水凝胶的力学性能和亲水性能进行测试,最后用石英晶体微天平探究了该复合水凝胶薄膜在湿度传感领域的应用。结果表明, PAM/CS/MoS2-0.4复合水凝胶有最大压缩应力584.6 KPa,最大压缩应变83.8%;MoS2的引入,提高了复合水凝胶的亲水性;随着环境相对湿度从11%增加到95%,复合水凝胶薄膜修饰的QCM传感器响应频率最大可达2642 Hz,其灵敏度31.45 Hz/%RH,有望应用于湿度传感领域。
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具有交联网络的碳纳米管阵列导热材料
蔡瑜, 秦盟盟, 封伟
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220524001
[摘要](15) [HTML全文](9) [PDF 6584KB](51)
摘要:
垂直碳纳米管阵列(VACNT)中相邻碳纳米管的相互作用较弱,导致其水平热导率较低。通过化学气相沉积法在VACNT内部生长了随机取向的次级碳纳米管,次级碳纳米管在VACNT中形成交联网络,增强了VACNT的水平热导率。理论模拟分析表明,次级碳纳米管能够对集中的热量进行分散传导,从而有效调控碳纳米管阵列沿水平方向的热导率。实际测试结果表明,二次生长时间为30 min的碳纳米管阵列具有较为致密的网络结构,其密度为0.149 g/cm3,相比于VACNT的密度(0.118 g/cm3)提升了26.3%;其垂直热导率和水平热导率分别高达10.9 W/(m·K)和7.8 W/(m·K),水平热导率比VACNT的水平热导率提升幅度达231.6%。
曝光方式对负性光敏聚酰亚胺图形化的影响
张配荧, 尹玄文, 李珍, 陆学民, 路庆华
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220328001
[摘要](21) [HTML全文](10) [PDF 5768KB](19)
摘要:
光刻胶产业化过程遇到的第一个技术屏障是实验室优化的材料组分和光刻工艺在工业生产线上不能再现图形,原因是实验室与工业生产线的曝光方式不同所致。本文以负性光敏聚酰亚胺树脂为例,配合以不同引发速率的引发剂,在相同的曝光能量下以步进式(高功率、短时间)和接触式(低功率、长时间)两种模式分别进行曝光实验。通过观察图形质量发现:步进式曝光匹配引发速率快的引发剂、接触式曝光配合引发速率慢的引发剂才能获得最佳的图形效果。结合自由基形成和扩散动力学诠释了不同曝光模式下的图形化规律,为实验室产品走向工业应用提供了组分修正的理论依据。
透明质酸功能修饰聚乳酸取向超细纤维促进血管平滑肌细胞的迁移
岳蒙, 张彦中
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220609001
[摘要](19) [HTML全文](8) [PDF 6557KB](136)
摘要:
基于稳定射流同轴电纺丝法(SJCES),选用透明质酸(HA)对电纺左旋聚乳酸(PLLA)取向超细纤维进行表面功能修饰得到壳-芯结构的取向纤维(HA-PLLA),以提高血管平滑肌细胞(vSMCs)在纤维表面的黏附和迁移能力。首先在无血清饥饿处理条件下观察HA促进vSMCs迁移的功效;然后采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、偏振红外光谱仪(P-FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)和万能材料测试仪等对纤维形貌、壳-芯结构和力学性能进行表征;最后通过改良版“伤口”愈合实验检测HA-PLLA取向纤维诱导vSMCs迁移的功效。结果表明:HA具有显著促进vSMCs迁移的作用;SJCES法可成功制备HA-PLLA壳-芯取向纤维;HA修饰可显著提高PLLA取向纤维的细胞相容性,并增强其定向引导vSMCs 迁移的能力,从而证实了HA-PLLA取向纤维促进vSMCs迁移的有效性。
季铵盐接触型水性聚氨酯的制备及其抗菌性能
张乐兴, 李婷, 东为富
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220316001
[摘要](174) [HTML全文](57) [PDF 6021KB](25)
摘要:
以叔胺化合物3-二甲胺基-1,2-丙二醇为扩链剂、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为封端剂,将叔胺基团、不饱和基团键合到聚氨酯(PU)分子链上,并采用不同烷基链长卤代烷与叔胺基团发生季铵化反应引入亲水性基团,经紫外光固化,制备了水性聚氨酯(WPU)抗菌薄膜。利用红外光谱仪、纳米粒度分析仪、光学接触测试仪等对WPU分散液及其薄膜的结构与性能进行表征,通过震荡摇瓶、抑菌圈进行抗菌性能测试,并探究了叔胺化合物对材料性能的影响。结果表明:当叔胺化合物质量分数为9%、烷基链长为12时,WPU通过接触分别对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率达99.5%以上,并表现出优异的抗菌持久性能。此外,所制备的水性聚氨酯材料还具有良好的力学性能。
还原响应性肝靶向聚合物胶束的制备及其载药性能
冯荟如, 刘艳勤, 董营, 于香香, 巩凯
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220329001
[摘要](30) [HTML全文](14) [PDF 6387KB](12)
摘要:
首先,以七(6-叠氮-6-脱氧)-β-环糊精、丁基-3-炔基-β-d-半乳糖苷为原料,经Click反应合成具有肝靶向功能的半乳糖-β-环糊精(Gal7-CD);其次,以胱胺二盐酸盐、十八烷酸为原料,经氨基保护、酰化反应、脱保护等步骤,得到胱胺基十八酰胺(NH2-SS-SA);再次,以金刚烷甲酸活性酯、双端氨基聚乙二醇为原料,经酰化反应得到金刚烷基聚乙二醇胺(Ad-PEG1000- NH2),该产物与丁二酸酐反应,得到金刚烷基聚乙二醇胺丁二酸(Ad-PEG1000-COOH);接下来,NH2-SS-SA和Ad-PEG1000-COOH反应得到金刚烷基聚乙二醇胺十八酰胺(Ad-PEG1000-SS-C18);最后,采用透析法,Gal7-CD与Ad-PEG1000-SS-C18经主客体自组装形成两亲性聚合物,进而形成聚合物胶束半乳糖-胱胺-十八酰胺(Gal7-SS-C18),并以阿霉素(DOX)为模型药物,制备了相应载药聚合物胶束Gal7-SS-C18-DOX。利用动态光散射仪(DLS)测得聚合物胶束和载药聚合物胶束粒径分别为(169.2±1.3) nm和(177.9±3.0) nm。利用紫外-可见分光光度计法测得载药聚合物胶束的载药量为(21.2±0.7)%,包封率为(71.1±0.5)%。在模拟正常生理环境的磷酸盐缓冲液(PBS)中,载药聚合物胶束的药物释放缓慢;在模拟癌细胞还原性微环境下的PBS中,48 h内药物释放率可达到82.38%。以肝癌细胞(HepG2)和正常组织细胞(HEK-293)为细胞模型,评价聚合物胶束的细胞毒性及抗肿瘤活性。研究结果表明,聚合物胶束具有良好的生物相容性,载药聚合物胶束表现出良好的靶向性和药物可控释放性能,对肝癌细胞抑制作用强于游离DOX,对正常细胞毒性较低,具有良好的治疗选择性。
β-氨基酸聚合物用于协同增效逆转白色念珠菌对伊曲康唑的耐药性
马凯茜, 张东辉, 施超, 顾佳蔚, 刘润辉
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220403001
[摘要](156) [HTML全文](114) [PDF 5437KB](24)
摘要:
设计合成了与伊曲康唑具有协同活性的系列β-氨基酸聚合物。通过β-氨基酸N-硫代羧基酸酐(β-NTA)开环聚合的方法,将不同比例疏水性单体DL-β-正亮氨酸N-羧基硫代羰基环内酸酐(简称Bu)和阳离子单体N(α)-Z-DL-2,3-二氨基丙酸N-羧基硫代羰基环内酸酐(简称DAP)进行共聚,得到了系列β-氨基酸聚合物(DAPxBuy)n。抗菌测试表明,制备的(DAPxBuy)n共聚物可通过协同增效,有效逆转白色念珠菌(C. albicans)对伊曲康唑的耐药性,使伊曲康唑的抗真菌最低抑制质量浓度从单药的大于200 μg/mL降低至协同后的3.1 μg/mL,即从无效逆转为高效抗真菌活性。此外,(DAPxBuy)n共聚物在400 μg/mL的高浓度下基本没有造成明显的人血红细胞溶血和细胞毒性。(DAPxBuy)n共聚物能实现高效协同增效和逆转真菌对伊曲康唑的耐药性。
具有螺线表面的聚肽中空柱的制备与结构
焦莉萍, 刘艳萍, 金锐琦, 续文恒, 蔡春华, 林嘉平
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220531001
[摘要](51) [HTML全文](18) [PDF 5386KB](8)
摘要:
通过聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇(PBLG-b-PEG)嵌段共聚物聚肽链段的部分酸解脱苄基及与肉桂醇的酯化反应,得到聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯-co-肉桂基-L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇(P(BLG/CLG)-b-PEG)嵌段共聚物。肉桂醇基团上的C=C双键在紫外光照射下可发生环加成反应。采用溶液自组装方法,以四氢呋喃-N,N-二甲基甲酰胺(THF-DMF)混合溶剂为起始共溶剂,水为选择性溶剂,P(BLG/CLG)-b-PEG嵌段共聚物与聚苯乙烯(PS)均聚物共混自组装,形成了表面带纳米条纹的核壳型粒子,其中疏水均聚物形成球形内核,聚肽嵌段共聚物形成表面纳米条带。通过改变初始有机溶剂性质,调控了表面纳米条纹的分布形式,得到了经线球和螺线球。通过紫外照射将螺线球和经线球表面条纹中的聚肽链段交联,并用THF溶解PS内核,分别制备了具有表面有序纳米条纹图案的中空柱状和贝壳状粒子。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)等测试方法表征聚集体形貌。研究表明:溶剂溶解可以有效去除交联螺线球和经线球的PS均聚物内核,分别制备得到新颖的纳米条纹图案化中空柱状和贝壳状粒子;这些图案化中空柱状粒子结构稳定,保持了3D结构特征;其内部空间具有良好的填充性能,可以被疏水均聚物填充。
还原响应性聚氨酯三嵌段共聚物的合成及应用
彭泽林, 谭佳佳, 张国颖
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220506002
[摘要](43) [HTML全文](8) [PDF 6144KB](14)
摘要:
设计合成了一类对还原性微环境具有响应性的两亲性聚氨酯三嵌段共聚物−聚乙二醇-聚氨基甲酸酯-聚乙二醇 (PEG-PU(SS)-PEG),其中PU(SS)中间嵌段由双(2-羟乙基)二硫化物和六亚甲基二异氰酸酯 (HDI) 经逐步聚合得到。该聚合物可以在水溶液中经纳米闪沉法自组装形成直径约100 nm、分别由PEG嵌段和PU(SS) 嵌段构成壳层和内核的纳米胶束,在其疏水内核中可以负载疏水性化疗药物姜黄素,构成还原环境响应性纳米载药体系,载药量和载药效率分别可达22.2%和71.3%。体外药物释放实验结果表明:由于共聚物链上疏水性PU(SS) 嵌段中二硫键结构的存在,在谷胱甘肽 (GSH) 作用下,可触发聚合物链发生降解,从而导致胶束结构解离,释放所负载的姜黄素;在以GSH处理6 h后,姜黄素的累积释放量可达约90%。
功能高分子材料在锌负极保护中的应用
张馨壬, 曲昌镇, 苏延霞, 张秀海, 刘兴蕊, 邱玉倩, 王洪强, 徐飞
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220103001
[摘要](92) [HTML全文](54) [PDF 8012KB](20)
摘要:
水系锌离子电池因安全性高、成本低廉、环境友好等优点,在大规模储能等领域展现出广阔的应用前景。然而,锌负极与电解液界面处存在严重的枝晶生长和副反应等问题,严重制约了其实际应用。功能高分子材料具有丰富可调的功能基团、快速的锌离子传导能力、优异的柔韧性、良好的成膜与黏附性等优势,是应用于锌负极保护的一类重要材料。本文综述了功能高分子材料应用于锌负极保护的最新研究进展,并对其未来的发展进行了展望。
LiCl对聚丁内酰胺的热塑改性研究
蔡智立, 张雅敬, 辛瑞杰, 邱勇隽, 陈涛, 蒋丽华, 赵黎明
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220422002
[摘要](53) [HTML全文](35) [PDF 5185KB](11)
摘要:
以LiCl作为增塑剂,采用熔融共混挤出法对聚丁内酰胺(PA4)进行热塑改性制得改性PA4(LiCl/PA4)。利用广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热(DSC)和拉伸测试等方法对LiCl/PA4的结晶性能、热力学性能和力学性能等进行了研究和分析。结果表明,将LiCl加入到PA4中,由于Li+和C=O中的氧原子发生络合作用,破坏了PA4中分子间的氢键和结晶。随着LiCl含量的增加,LiCl/PA4的熔点和结晶度逐渐减小,当LiCl与PA4的质量比为5%时,熔点为223.9 ℃,结晶度降低至37.88%,断裂伸长率大幅提高,拉伸强度先升高后降低,最高可增至57.90 MPa。
三维多孔弹性体吸附剂的制备及其高效去除染料特性
张敏, 何健怡, 沈钦阳, 梁业如, 刘应亮, 徐飞, 熊开容
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220417001
[摘要](86) [HTML全文](20) [PDF 6425KB](17)
摘要:
通过使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物将多孔炭黏附在聚氨酯泡沫骨架中,构建了一种新型三维多孔弹性体吸附剂(3D-PE)。利用扫描电子显微镜(SEM)、气体吸附分析仪、电子万能试验机、紫外-可见分光光度计等对3D-PE的结构、性质及染料吸附性能进行了表征。结果表明: 3D-PE在压缩条件下表现出高强度、优异的回弹性和良好的柔韧性,对有机染料分子具有较高的吸附速率(5 min内去除率为96%)和稳定的循环使用性。
改性透明质酸在黑色素染发中的应用
郑宸, 黄晶, 李婷, 东为富
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220223001
[摘要](179) [HTML全文](113) [PDF 5444KB](23)
摘要:
通过醛基化透明质酸(HA)与席夫碱反应,将多巴胺(DA)接枝到HA上,得到DAHA。通过DAHA对头发进行预处理,加强聚多巴胺(PDA)与头发之间的相互作用。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪、紫外-可见分光(UV-Vis)光度计、核磁共振氢谱(1H-NMR)仪、扫描电镜(SEM)、单纤维强度测试仪、色差仪等对DAHA的性质以及染色性能进行了一系列表征。结果表明:DA成功接枝到了HA上,并且数均分子量为0.2×104~1.0×104的DAHA接枝率为34%。经过DAHA辅助染色的头发,表面PDA纳米粒子分散更加均匀,同时具备更好的耐洗涤效果。
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特约综述
休眠单体策略在高分子序列调控中的研究进展
宋雨阳, 宣孙婷, 黄智豪, 张正彪
2022, 35(5): 395-407.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220307001
[摘要](183) [HTML全文](128) [PDF 8909KB](28)
摘要:
序列是指高分子链中的单体单元通过共价键连接的次序。自然界中的生物大分子,如蛋白质和DNA等,他们的精确序列结构决定了其复杂且精密的功能。受此启发,序列可控高分子的合成及其结构性能研究日益成为高分子学科的热点,受到越来越多研究者关注。本文聚焦于近年来在序列调控中的重要成果,重点介绍本课题组提出的休眠单体策略在序列可控高分子合成中的研究进展。最后,基于这些研究进展对休眠单体策略进行了总结和展望。
研究论文
梧桐果壳衍生硬碳用作钠离子电池负极材料
钟家宝, 李瑀, 王玲, 封伟
2022, 35(5): 408-416.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220401001
[摘要](104) [HTML全文](94) [PDF 6937KB](20)
摘要:
采用天然廉价的梧桐果壳作为硬碳前驱体,经过一系列的洗涤、干燥、研磨和除杂,成功制备了在不同碳化温度下的梧桐果壳衍生硬碳。通过扫描电镜、高分辨率透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱、等温氮气吸附探究了温度对材料的表面形貌、物相结构以及孔径分布的影响;通过恒电流充/放电、循环伏安和交流阻抗测试考察了材料的电化学性能。结果表明,随着碳化温度的升高,梧桐果壳衍生硬碳的比表面积下降、孔洞减少,且石墨化作用使其层间距下降。当碳化温度为1000 ℃时,硬碳材料的比表面积为4.44 m2/g,首圈库仑效率高达 73%,而首次充/放电比容量分别为 290 mA·h/g和 400 mA·h/g。在电流密度50 mA/g下充/放电100圈后,放电比容量保持在244 mA·h/g,钠离子扩散系数达到10−8 cm2/s,并且在大倍率充/放电过程中保持优良的稳定性能。
磷腈碱催化开环聚合制备含氟聚乙基硅氧烷
刘正阳, 时金凤, 赵娜, 李志波
2022, 35(5): 417-424.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220105001
[摘要](166) [HTML全文](61) [PDF 5333KB](24)
摘要:
以有机环三磷腈碱(CTPB)作为催化剂,在温和条件下催化六乙基环三硅氧烷(E3)开环聚合(ROP),以及E3与1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷(F3)开环共聚合,制备了聚二乙基硅氧烷(PDES)和含有不同三氟丙基甲基硅氧(F)单元摩尔分数(0~46%)的聚(二乙基-ran-三氟丙基甲基)硅氧烷(PDES-ran-PTFPMS)。采用凝胶渗透色谱仪(GPC)、核磁共振波谱仪(NMR)表征了聚合物的组成和结构,利用差示扫描量热仪(DSC)和微观接触角测量仪对聚合物的性质进行研究。结果表明:成功制得PDES-ran-PTFPMS。当F单元摩尔分数高于6%时,可以有效抑制PDES的低温结晶,且PDES-ran-PTFPMS具有极低的玻璃化转变温度(Tg = −134 ℃)。含氟聚乙基硅氧烷薄膜的接触角测试结果表明,F单元的引入有效提高了聚乙基硅氧烷的疏水性及降低了油的浸润性。
聚乙烯基咔唑共价接枝还原氧化石墨烯的制备及其宽带光限幅性能
沈希彬, 白婷, 车强, 陈彧
2022, 35(5): 425-434.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211025001
[摘要](116) [HTML全文](69) [PDF 5744KB](19)
摘要:
用表面带负电荷的还原氧化石墨烯(RGO)作为阴离子聚合引发剂,在RGO表面使N-乙烯基咔唑(NVK)原位聚合,生成可溶性聚乙烯基咔唑(PVK)共价功能化的RGO非线性光学材料(RGO-PVK)。采用红外光谱、X光电子能谱和紫外-可见吸收光谱等对RGO-PVK进行了表征。将RGO-PVK嵌埋在非光学活性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中制备了具有良好光学性能的RGO-PVK/PMMA薄膜,并利用开孔Z-扫描技术研究了RGO、RGO-PVK、退火处理的RGO-PVK薄膜在532、1 064 nm激光辐照下的非线性光学(NLO)和光限幅(OL)性能。结果表明:与RGO相比,PVK在RGO表面的共价键合显著增强了材料的宽带NLO性能和OL效应。与没有经过退火处理的RGO-PVK/PMMA薄膜相比,退火后的RGO-PVK/PMMA薄膜展现出更加优良的NLO性能。在532、1 064 nm的激光激发下,退火后的RGO-PVK/PMMA薄膜的非线性吸收系数(βeff)分别为306.17、350.32 cm/GW,相应的光限幅阈值分别为0.37、0.31 GW/cm2
Zr-Fc MOF@MN复合微针的制备及其光热抗菌性能
袁颖慧, 尚亚廷, 郭江娜, 周莹杰, 严锋
2022, 35(5): 435-444.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220103002
[摘要](105) [HTML全文](47) [PDF 6155KB](15)
摘要:
将光热性锆-二茂铁基金属有机框架(Zr-Fc MOF)负载到可溶性聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)微针(MN)中,开发了一种基于可溶性Zr-Fc MOF负载微针(Zr-Fc MOF@MN)的光热抗菌疗法。采用自下而上法水热合成具有光热性能的Zr-Fc MOF纳米片,通过X射线衍射、傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜对Zr-Fc MOF的结构和形貌进行了表征,并利用红外线热像仪和涂板计数法研究了其光热性能和抗菌性能。进一步通过模板法制备Zr-Fc MOF@MN,并研究其溶解性能和抗菌性能。结果表明:所合成的Zr-Fc MOF光热性能良好,Zr-Fc MOF(0.4 mg/mL)在2.6 W/cm2近红外光照射10 min后温度可上升至57.4 ℃,表现出100%的抗菌率;Zr-Fc MOF@MN可在水溶液中溶解,表现出优异的光热抗菌率(100%)和低溶血率。
基于电纺PNIPA-AA/PCL纤维基底的细胞膜片制备
汤晓涵, 唐寒, 郭煦然, 李东红, 李慧娟, 张彦中
2022, 35(5): 445-454.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211124001
[摘要](84) [HTML全文](32) [PDF 5739KB](20)
摘要:
N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)与丙烯酸(AA)通过自由基聚合得到AA接枝改性的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPA-AA)。然后将PNIPA-AA与聚己内酯(PCL)混合电纺制备PNIPA-AA/PCL温敏纤维。采用核磁共振波谱与傅里叶红外光谱分析聚合物的化学结构,通过变温红外光谱与紫外-可见分光光谱检测聚合物的温敏性;通过扫描电镜与水接触角观察电纺纤维基底的形貌与温敏性;最后以小鼠成纤维细胞(C3H/10T1/2)为模型细胞,研究PNIPA-AA/PCL纤维基底对细胞膜片的形成与脱落的影响。结果表明,PNIPA-AA的低临界溶解温度(LCST)为33.6 ℃,可电纺性较好;PNIPA-AA/PCL温敏纤维在高温(37 ℃)下疏水程度更高,低温(20 ℃)下水浸润速率更快;该温敏纤维基底可促进小鼠胚胎成纤维细胞(C3H/10T1/2)增殖和细胞外基质(ECM)分泌,仅需10 min降温即可使形成的细胞膜片完全分离,且脱落后膜片完整性与功能性保持完好。
硬段含二硫键聚氨酯复合材料的生物骨黏合性
肖伟, 刘欣畅, 郑震, 王新灵, 肖海军
2022, 35(5): 455-460.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211222001
[摘要](94) [HTML全文](47) [PDF 5835KB](14)
摘要:
通过卤代烃的亲核取代反应合成了一种含二硫键的脂肪族二元醇(DSU),将其以硬段形式引入到聚氨酯分子中,制备了二硫键改性聚氨酯复合材料。通过核磁共振氢谱确定了DSU的化学结构,采用万能电子试验机、扫描电子显微镜等测试了DSU用量对聚氨酯的压缩力学性能、水接触角、微观形貌和黏接强度等性能的影响。结果表明,当DSU用量为改性蓖麻油多元醇质量的10%时,材料表现出较好的综合性能,骨黏接强度为0.97 MPa,压缩强度为7.0 MPa,压缩模量为41.3 MP,新鲜兔血液中骨黏接强度为0.49 MPa。体外大鼠骨髓间充质干细胞培养实验表明,材料具有良好的细胞相容性,其多孔结构有利于细胞的增殖和黏附。
离子型超交联聚合物吸附罗丹明B
王科伟, 午赵霞, 刘慧君, 郭永, 崔晓娜, 任斐, 贾治芳
2022, 35(5): 461-467.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211123001
[摘要](99) [HTML全文](51) [PDF 5485KB](15)
摘要:
为了高效吸附废水中的可溶性有机染料,以4-苯胺基苯磺酸钠和苯为单体,二甲氧基甲烷为交联剂,在无水FeCl3催化下,经过付-克反应一步合成了磺酸钠离子(―SO3Na)修饰的超交联聚合物(HCP-SO3Na)。通过元素分析、红外光谱、N2吸/脱附分析、固态核磁共振波谱和热重分析对HCP-SO3Na的结构和热性能进行了表征。结果表明,HCP-SO3Na是一种比表面积大、热稳定性强的无定形微孔有机聚合物,比表面积为587 m2/g,微孔面积为411 m2/g。通过对阳离子染料罗丹明B (RhB)的吸附研究表明,―SO3Na基团的引入,可增加HCP对RhB的饱和吸附量,最大吸附量达431 mg/g,吸附符合准二级动力学模型和Langmuir 模型,且循环吸附5次之后,吸附性能无明显降低。
含大位阻脲键的功能化聚氨酯丙烯酸酯的制备与性能
李英昊, 王新灵
2022, 35(5): 468-475.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211228001
[摘要](172) [HTML全文](71) [PDF 6561KB](30)
摘要:
以双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(TMPCA)为软段、1,3-双(1-异氰酸酯-1-甲基乙基)苯(TMXDI)为硬段、甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)为反应性稀释单体,经甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)封端后得到含有大位阻脲键的聚氨酯丙烯酸酯预聚体;预聚体经紫外光固化,制备得到光敏树脂材料。通过微量热和变温红外对体系中大位阻脲键的热解离机理进行探索,并对光敏树脂的修复性、形状记忆性和二次塑形能力进行了研究。结果表明:大位阻脲键在46~56 ℃存在吸热效应,预聚体和固化后树脂中均可以观察到异氰酸酯基因(NCO)含量随温度改变发生动态变化,即体系具有动态共价高分子的特点。固化后的光敏树脂修复性能良好,修复后试样的拉伸强度由13.8 MPa恢复至18.4 MPa。此外,含有大位阻脲键的光敏树脂展现出良好的形状记忆和二次塑形能力,并且二次塑形后材料仍能保持80%的弯曲强度。
杂化交联网络水凝胶的制备及表皮传感性能
王鸣, 蔡桂娣, 夏珊, 任秀艳
2022, 35(5): 476-483.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211116001
[摘要](213) [HTML全文](55) [PDF 6607KB](35)
摘要:
以丙烯酰胺(AAm)单体和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)阳离子单体为共聚单体,添加一定量阴离子聚电解质聚丙烯酸钠(PAAS),制备具有杂化交联网络的离子导电水凝胶P(AAm-DMC)-PAAS。采用万能试验机和电化学工作站对其力学性能和应变敏感性能进行测试。结果表明,水凝胶最大应力可达(88.4±4.7) kPa,最大应变为(1030.8±71.7)%。由于PAAS和DMC能电离出丰富的游离离子,水凝胶无需额外添加导电填料即可保持较高的离子电导率(0.684 S/m)和应变变化的快速响应,灵敏因子约为2.409(0~70%应变范围内)。制备的水凝胶可作为可穿戴应变传感器监测人体运动,还可以组装成表皮电极对人体电生理信号进行准确检测。
含溴化铈的聚合物电解质在锂氧电池中的应用
佘宇坤, 项程程, 王小玉, 李磊
2022, 35(5): 484-492.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211104001
[摘要](35) [HTML全文](29) [PDF 6961KB](12)
摘要:
采用溶液浇注法制备了含有溴化铈(CeBr3)的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)基聚合物电解质,使其在锂氧(Li-O2)电池中的稳定性得到提升。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对Li-O2电池循环后的极片和电解质进行形貌和成分分析;用电化学工作站和电池测试系统对Li-O2电池进行电化学性能测试;研究了CeBr3对聚合物电解质稳定性的增强作用。以放电终压下降至2 V为标准,当电流密度为500 mA/g、比容量为1000 mA·h/g时,传统PVDF-HFP基聚合物电解质的Li-O2电池可循环47圈,而PVDF-HFP-CeBr3基聚合物电解质的Li-O2电池可循环长达112圈。