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  • ISSN 1008-9357
  • CN 31-1633/O6

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氢键给体和受体对纤维素醚复合薄膜后处理的影响研究
张雪健, 袁倩, 杨曙光
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181030001
[摘要](420) [HTML全文](56) [PDF 797KB](35)
摘要:
纤维素醚是一类水溶性大分子,它可以作为氢键受体和聚丙烯酸(PAA)形成氢键复合物。利用层层组装的方法制备出羟乙基纤维素(HEC)与PAA的界面复合薄膜,选取氢键给体单宁酸(TA)和氢键受体甲基纤维素(MC)、羟丙基纤维素(HPC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPON)溶液分别对薄膜进行浸泡后处理。研究表明浸泡后处理是一个动态的过程,会改变薄膜的厚度和组成,对于薄膜的实际应用具有指导意义,为多组分复合薄膜的制备提供了新思路。
用于肿瘤诊疗的金属-多酚网络多功能材料
刘涛, 冯俊, 张先正
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181114001
[摘要](812) [HTML全文](213) [PDF 3405KB](24)
摘要:
多酚广泛存在于自然界的各种植物中,具有抗癌、抗血栓以及其他保健功效。金属离子在生物和化学催化领域以及各种疾病的检测和治疗中起着非常重要的作用。金属离子和多酚能方便快捷地自组装成金属-多酚网络,其简单绿色的组装制备过程以及对各种实体表面的黏附特性使其在仿生学、材料学和生物医学等领域凸显出巨大的应用潜力。本文总结了近年来金属-多酚类纳米材料在生物医用方面的探索和应用,介绍了本课题组关于金属-多酚网络在肿瘤诊疗方面的研究工作,并对金属-多酚类纳米材料的发展趋势进行了展望。
基于壳聚糖/聚丙烯酸/纳米银的高强抗菌水凝胶
颜录科, 何苗苗, 昝兴杰
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180809001
[摘要](265) [HTML全文](197) [PDF 754KB](11)
摘要:
首先以丙烯酸(AA)和壳聚糖(CS)为单体、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过光聚合法制备了CS/PAA双网络水凝胶,然后将Ag+以硝酸银的形式分散在水凝胶中并通过紫外光辐照获得CS/PAA/纳米银复合水凝胶,并对复合水凝胶的抗菌性能进行研究。采用红外光谱对其结构进行表征,研究单体含量对水凝胶力学性能以及溶胀行为的影响。结果表明,当丙烯酸质量分数为20%,壳聚糖质量分数为5%的情况下,水凝胶的拉伸性能最优。此外,纳米银的引入有效提高了水凝胶的抗菌性能。
刺激响应型石墨烯材料的研究新进展
韩军凯, 冯奕钰, 李瑀, 封伟
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181203003
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 9104KB](2)
摘要:
石墨烯是一种具有六角型蜂巢状晶格的二维碳纳米材料,它由碳原子以sp2电子轨道杂化形成,它的高比表面积以及优良的力学、电学、光学和热学性能使它成为智能材料的基本构筑单元。利用具备特定功能的聚合物、小分子或者纳米粒子对石墨烯进行修饰或者杂化,得到具备相应刺激响应性能的石墨烯材料,与传统的刺激响应型高分子材料相比,它具备更佳的力学性能以及更好的环境稳定性,有望在致动器、传感器、自愈合材料、光热治疗以及可控药物输送等方面得到应用。本文简要概述了近年来利用对温度、pH、电、光以及有机分子等刺激响应的聚合物和小分子化合物对石墨烯进行修饰,并赋予其智能响应特性的方法以及相关应用研究,分析了现有智能响应石墨烯材料的不足,展望了其未来的应用前景以及发展方向。
超支化聚缩水甘油的合成及性能
王宗胜, 李少路, 张克明, 胡云霞
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181026001
[摘要](283) [HTML全文](53) [PDF 1002KB](11)
摘要:
以三羟甲基丙烷为引发剂、缩水甘油(2,3-环氧-1-丙醇)为单体、无水N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用阴离子开环聚合、一步法制备了超支化聚缩水甘油(hPG)。通过调控单体与引发剂的物质的量之比,成功合成了3种不同数均分子量的hPG;通过核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、傅里叶红外光谱等表征了hPG的支化结构、分子量及分布、化学官能团;采用差示扫描量热仪、热重分析仪、粒径-电位分析仪等分析了hPG的玻璃化转变温度(Tg)、热降解温度(Td)及热稳定性和溶液性质等参数。结果表明,溶剂NMP的引入有利于hPG数均分子量的快速增加和单分散性的提升;hPG的TgTd随着数均分子量的增加略有增加。
含模板结构分子印迹材料制备及识别性能研究
曹丽萍, 李海杰, 尹明远, 张震, 陈玉洁, 邓启良
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181023002
[摘要](126) [HTML全文](54) [PDF 1011KB](3)
摘要:
以双酚A(BPA)为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,以含模板分子结构的双酚A二甲基丙烯酸酯(BPDMA)为交联剂,制备了含模板结构的分子印迹聚合物材料,并与以二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)和N, N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂制备的BPA印迹材料进行对比。结果表明:以BPDMA为交联剂制备的材料印迹性能最佳,其印迹因子为5.32,吸附量为5.05 mg/g;以EGDMA和BIS为交联剂制备的材料印迹因子分别为1.41和1.45,吸附容量分别为0.96 mg/g和2.79 mg/g。将所制备材料应用于牛奶中BPA的富集检测,得到的加标回收率为95.0%~98.9%,相对标准偏差为3.5%~4.2%,表明得到的印迹材料可用于复杂体系BPA的选择性富集。
LCST可调的温度响应型核交联星型聚合物的合成与相变行为
董佳豪, 童杰祥, 罗静, 刘晓亚
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180918001
[摘要](114) [HTML全文](17) [PDF 825KB](10)
摘要:
通过“臂优先”的途径和可逆加成-断裂转移(RAFT)自由基聚合合成了以聚(聚乙二醇甲醚丙烯酸酯-co-丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯)(P(PEGA-co-DEGA))为线型外臂的温度响应型核交联星型聚合物(CCSP)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等手段对合成产物进行了表征,同时以紫外-可见光谱(UV-Vis)对该核交联星型聚合物的相变行为进行了研究。结果表明,所制备的核交联星型聚合物具有可调控的低临界溶解温度(LCST),通过改变外臂温敏单体配比和聚合物溶液的pH,可控制所得CCSP的LCST在49~82 ℃可调。而且与线型外臂相比,CCSP由于其独特的拓扑结构具有更窄的相转变温度范围和更灵敏的相变过程。
四氟苯基宽带隙聚合物给体光伏材料的研究
邓平, 梁玉明, 陈善慈
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180722001
[摘要](347) [HTML全文](55) [PDF 706KB](14)
摘要:
设计并通过Stille缩聚方法合成了一种基于四氟苯和4,8-双(5-(2-乙基己基)噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩单元的推拉电子型宽带隙聚合物(PBDT4F)作为聚合物太阳能电池的给体材料。用核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析、紫外−可见吸收光谱和循环伏安法等对其进行了表征。结果表明:PBDT4F对400~600 nm短波长光具有强吸收能力,并且具有低的最高占有轨道(HOMO)能级和适合的最低未占有轨道(LUMO)能级。基于PBDT4F为给体、有机小分子(5Z,5’Z)-5,5’-((7,7’-(4,4,9,9-四辛基-4,9-二氢-s-茚并[1,2-b:5,6-b’]二噻吩-2,7-二基)双(苯并[c][1,2,5]噻二唑-7,4-二基)双(亚甲叉))双(3-乙基-2-硫代-4-噻唑烷二酮)(O-IDTBR)为受体的共混活性层的光伏器件取得了0.986 V的开路电压和2.58%的光电转化效率。
硼酯交联增强聚合物的制备和表征
张新慧, 白静, 史子兴, 钟蔚华
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181203001
[摘要](24) [HTML全文](34) [PDF 981KB](2)
摘要:
首先以甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇酯(AAEM)和丙烯酸正丁酯(BA)为单体,以偶氮二异丁腈为引发剂,通过共聚反应得到共聚物PABn;然后利用该共聚物分子链上的β-二酮基团与伯胺间的缩合反应接枝邻二羟基,制备了含有邻二羟基的丙烯酸酯共聚物PABn-2OH;最后通过PABn-2OH的邻二羟基与硼酸反应形成硼酯键交联共聚物PABn-2OH-B。通过拉伸和动态力学测试分析了PABn-2OH和PABn-2OH-B的力学性能及其影响因素。结果表明:邻二羟基的引入不仅可以通过共聚物之间的氢键增强膜的力学性能,还为硼酸水溶液进入聚合物网络提供了通道;PABn-2OH浸泡于硼酸水溶液中发生硼酯交联反应后其力学性能显著增强,硼发挥着类似于植物中矿物质的“矿化作用”;硼酯在酸/碱条件下的可逆反应可用来调控和设计交联聚合物的形状记忆特性。
自愈合光子晶体弹性体的构筑及其在可视化传感中的应用
陈道勇
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190509002
[摘要](51) [HTML全文](64) [PDF 509KB](7)
摘要:
光子晶体弹性体是具有类似变色龙皮肤、具有变色性能的光学材料,因其特殊的结构色和变色性能而被应用于可视化传感、智能穿戴设备等领域。然而,如何提高光子晶体弹性体材料的使用性能,同时又避免不同观测角度带来的色彩不一致的问题仍然是该领域的一大挑战。华中科技大学朱锦涛教授、张连斌教授课题组在响应性光子晶体材料方面开展了一系列工作,特别是在自愈合光子晶体弹性体的研究方面取得了重要进展。本文对他们的研究进行了简要的评述。
蓖麻油交联改性对室温自愈合聚氨酯性能的影响
莫汉豪, 唐亚丽, 卢立新, 丘晓琳, 王军
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180912001
[摘要](243) [HTML全文](162) [PDF 714KB](10)
摘要:
以蓖麻油(CTO)或三羟甲基丙烷(TMP)作为交联剂,合成了一系列自愈合聚氨酯弹性体(PU)。借助核磁共振仪和红外光谱仪分析了产物结构,通过电子拉力试验机研究了交联剂添加量对PU的力学性能以及自愈合性能的影响。结果表明:CTO和TMP均能提高PU的拉伸强度,但是断裂伸长率会降低。随着交联剂用量的增加,PU内部交联度提升,自愈合性能下降。当PPG与TMP的物质的量之比为6∶4时,自愈合能力消失。在交联剂用量相同的情况下,CTO交联PU的自愈合性能保留效果比TMP交联PU更好。随着CTO用量的增加,断裂后愈合PU的拉伸强度先增加后减小。当聚丙二醇(PPG)与CTO的物质的量之比为7∶3时,总体性能最佳,在提高样品拉伸强度的同时,其自愈合后的拉伸强度恢复率为80.95%。
β-(NN-二甲胺基乙氧基)酞菁锌在硅胶表面的固载及其光催化活性
党利芳, 刘叶峰, 张荣荣, 焦纬洲, 王蕊欣
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180824001
[摘要](764) [HTML全文](111) [PDF 1221KB](206)
摘要:
通过4-硝基邻苯二腈分别与对羟基苯甲酸和NN-二甲基乙醇胺反应制备了4-(4-羧基苯氧基)邻苯二腈(CPPN)和4-(NN-二甲胺基乙氧基)邻苯二腈(ePN),然后利用开环反应将CPPN键合到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的硅胶(PGMA/SiO2)表面,得到键合有邻苯二腈的硅胶CPPN-PGMA/SiO2。在“分子碎片”ePN和催化剂1, 8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)作用下,通过“同步合成与固载”的方法在PGMA/SiO2表面固载金属酞菁(β-(NN-二甲胺基乙氧基)酞菁锌,ePcZn)或无金属酞菁(ePc),从而制备了固载化的酞菁ePcZn-PGMA/SiO2或ePc-PGMA/SiO2。通过FT-IR、紫外-可见光谱、TGA等对其结构和酞菁键合量进行表征和测定。考察了DBU的用量对“同步合成与固载”酞菁过程的影响。以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,研究所制得的固载化酞菁催化剂ePc-PGMA/SiO2或ePcZn-PGMA/SiO2的可见光催化活性。结果表明,借助“同步合成与固载”的方法能够成功在PGMA/SiO2表面固载ePc或ePcZn,得到固载化酞菁光催化剂ePc-PGMA/SiO2或ePcZn-PGMA/SiO2,它们均具有较好的可见光催化活性。在可见光照射下,ePcZn-PGMA/SiO2和ePc-PGMA/SiO2在较低的质量浓度 (0.2 g/L)下凭借吸附-光催化耦合协同作用均能有效降解MB,且随催化剂质量浓度的增大,MB的降解率增大,0.6 g/L的ePcZn-PGMA/SiO2能使MB的降解率高达92 % 以上。催化剂重复4次后仍具有较好的光催化稳定性。
马来酰胺酸对硅橡胶/白炭黑复合材料性能的影响
吴蕾, 张勇
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181027001
[摘要](573) [HTML全文](260) [PDF 892KB](10)
摘要:
以马来酰胺酸(MAA)、六甲基二硅氮烷(HDMS)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)对硅橡胶/白炭黑(SR/Silica)复合材料进行改性。采用扫描电子显微镜(SEM)、平衡溶胀法、力学性能测试等手段对3种改性剂对SR/Silica复合材料的改性效果进行比较。结果表明:MAA可以更好地促进白炭黑在硅橡胶中的分散;与HDMS和VTEO改性的SR/Silica复合材料相比,MAA改性的SR/Silica(m(MAA):m(SR)=3%)的拉伸强度分别提高了24%和52%,并且具有更低的压缩应力松弛速率以及更小的压缩永久变形,MAA在制备高强度硅橡胶方面具有良好的应用前景。
基于螺烯的新型手性有机分子笼
朱新远
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190509001
[摘要](55) [HTML全文](54) [PDF 495KB](6)
摘要:
有机分子笼是一类具有独特内在空腔的三维有机分子,在分子识别与分离、催化反应、气体吸附与存储等领域有着广阔的应用前景。有机分子笼的性能主要取决于骨架分子的化学结构与键合方式,而目前成功用于合成有机分子笼的前驱分子种类还比较有限,尤其是手性分子笼。近来,上海交通大学邱惠斌课题组以具有本征螺旋共轭结构的螺烯作为骨架分子,通过动态共价键等可逆键合过程,构建了一系列具有手性超级结构的有机分子笼,在手性识别与分离、圆偏振发光、手性分子开关等应用领域进行了积极探索。
溶液喷纺法制备聚乳酸/锂藻土复合纳米纤维膜及其性能
秋晓锋, 罗炜, 屈雪, 李玉林, 刘昌胜
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181015001
[摘要](364) [HTML全文](162) [PDF 1110KB](20)
摘要:
为改善聚左旋乳酸(PLLA)的亲水性和生物活性,采用溶液喷纺法将具有良好亲水性和生物活性的锂藻土(LAP)复合到PLLA纳米纺丝膜中。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、万能试验机、接触角测量仪对纤维膜的形貌、化学结构、力学性能和亲水性进行了表征,并研究了纤维膜的降解性能和细胞相容性。结果表明,适量LAP可在PLLA纳米纤维中均匀分布,所得PLLA/LAP杂化纳米纤维直径为200~300 nm。LAP的引入有助于改进PLLA亲水性,并提高其力学性能,同时可在一定程度上调节PLLA的降解速率。体外生物学评估表明,LAP的引入能提高纳米纺丝膜的细胞增殖效应,有望作为一种新型生物材料促进组织修复再生。
有机和杂化阻变材料与器件
陈威林, 高双, 伊晓辉, 尚杰, 刘钢, 李润伟
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181030002
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 11503KB](2)
摘要:
阻变存储器具有功耗低、微缩性好、可大规模三维堆积、与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容等诸多优势,可以满足高性能信息存储的关键要求。采用有机及杂化阻变材料作为存储介质构建器件,通过分子设计及合成策略不仅可实现器件的轻量化和柔性集成,还可以灵活地调控分子的电学特征以及器件的存储性能。本文全面综述了有机及杂化阻变材料与器件的最新进展,特别关注它们在电学性能调控和柔性存储性能方面的设计原则,并对有机及杂化阻变材料与柔性存储器件的当前挑战及未来发展前景进行了讨论。
燃料电池用新型磺化聚苯并咪唑交联膜的制备与性能
童晶晶, 房建华, 郭晓霞, 应黎彬
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181113001
[摘要](612) [HTML全文](275) [PDF 1044KB](6)
摘要:
将四胺单体4,4′-二(3,4-二氨基苯氧基)联苯(BDAPB)与二酸单体4,4′-二苯醚二甲酸(DCDPE)及四胺单体3,3′-二氨基联苯胺(DAB)在伊顿试剂(Eaton’s reagent,甲磺酸与五氧化二磷的质量比为10∶1)中进行无规共聚,合成了一系列聚苯并咪唑共聚物PBI-xx为BDAPB在四胺单体中的摩尔分数)。然后通过后磺化和共价交联剂双酚A型环氧处理制得了一系列磺化聚苯并咪唑交联膜S-PBI-x-Cyy为环氧基与咪唑基的物质的量之比)。采用热重分析、拉伸测试、芬顿试验等,研究了质子交换膜的热稳定性、力学性能、吸水率、溶胀率、质子电导率、抗自由基氧化稳定性能及电池性能。结果表明:所制得的交联膜都显示出良好的力学性能,膜的质子电导率随着BDAPB摩尔分数的增加而显著增大;当BDAPB的摩尔分数达到30%时,其质子电导率高于全氟磺化聚合物膜Nafion 212的质子电导率。交联处理降低了膜的溶胀率,且交联密度越高,溶胀率降低越显著。由S-PBI-30-C15组装成的单电池(H2-O2体系)显示出优异的发电性能,其在90 ℃和70%相对湿度下的最大输出功率密度达到1.11 W/cm2,高于相同条件下由Nafion 212组装成的单电池的最大输出功率密度(0.95 W/cm2)。
低带隙氮杂稠环共轭微孔聚合物用于光催化染料的降解
张杭, 王磊, 程浩, 徐航勋
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424004
[摘要](8) [HTML全文](7) [PDF 1245KB](1)
摘要:
利用1,2,4,5-苯四胺和环己六酮单体之间缩合反应得到一种具有低带隙(1.22 eV)的氮杂稠环共轭微孔聚合物(aza-fused Conjugated Microporous Polymer,aza-CMP)。光催化降解实验证明aza-CMP可以在可见光和近红外光下进行高效光氧化反应,有效地驱动催化各种有机染料例如刚果红、罗丹明B和甲基橙的降解。对比试验表明,相比其他常见光催化剂如P25二氧化钛(P25-TiO2)、石墨相碳化氮(g-C3N4)和银负载二氧化钛(Ag-TiO2),aza-CMP具有更加高效的有机污染物光催化降解性能。此外,多次循环光催化实验表明aza-CMP在催化过程中的结构非常稳定,在多次降解循环实验后仍能保持其分子结构和高催化活性,进一步说明光催化降解有机分子染料的活性来源于光生空穴和单线态氧。最后,液相色谱-质谱联用分析清楚地验证了aza-CMP催化降解有机染料的途径。
二维共价三嗪框架膜的制备及其分子分离性能
李贵亮, 方齐乐, 刘富
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190429002
[摘要](18) [HTML全文](19) [PDF 1068KB](4)
摘要:
二维共价三嗪框架材料(2D-CTF)可作为一类理想的二维分离膜基元体。本文利用微界面法制备了具有寡层结构的2D-CTF-1纳米材料,并以其为基元体构筑超薄层状2D-CTF-1分离膜。采用傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、原子力显微镜、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对2D-CTF-1纳米材料及其组装成的分离膜进行结构与形貌表征,并测试2D-CTF-1分离膜在不同压力下的纯水通量以及对染料小分子的分离性能。结果表明:2D-CTF-1分离膜的纯水通量可达153.7 L/(m2.h)(25 ℃,0.1 MPa),二维面内结构孔为主要的水分子传输通道,对染料小分子刚果红的渗透通量为132.4 L/(m2.h)(25 ℃,0.1 MPa),截留率为98.3%。长时间连续运行仍能维持较高通量和96%以上的截留率,是一类极具潜力的新型二维分离膜材料。
基于氨基酸取代的噻咯分子的超分子组装结构的构筑
夏庆, 袁勤, JasonC Y Ng, 唐本忠, 李冰石
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190425001
[摘要](24) [HTML全文](35) [PDF 1952KB](5)
摘要:
以原子力显微镜和LB膜技术为主要研究手段,研究带有氨基酸取代基的聚集诱导发光分子噻咯(silole,SI)在液/固界面和气/液界面的超分子组装行为。SI分子在甲苯/云母液固界面表面进行超分子组装成超螺旋纤维结构,在低表面压下分子在气/液界面则形成取向条带结构,高表面压下,条带结构表面吸附的纳米纤维具有类似的取向,纤维彼此交错形成60°角,与云母基底的晶格结构一致。分子的氨基酸取代基诱导噻咯分子骨架产生螺旋构象,并进一步在超分子组装结构中被放大,分子间通过非共价键聚合成超分子螺旋纤维,而在气/液界面上分子间氢键被破坏,分子难以组装成超螺旋结构,表明分子的多级超分子组装结构不仅与分子的化学结构相关,还受到表/界面因素的影响。
CO2/生物基环氧化合物共聚制备绿色聚碳酸酯材料
秦玉升
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190426002
[摘要](104) [HTML全文](44) [PDF 2184KB](3)
摘要:
以二氧化碳(CO2)为原料合成脂肪族聚碳酸酯材料不仅利用了廉价、可再生的CO2资源,而且可以实现全生物降解高分子材料的制备,是一条绿色可持续的高分子材料合成路线。但长期以来,该领域研究多集中在利用CO2与一些石油来源的环氧烷烃(如环氧丙烷、环氧环己烷等)共聚方面,未能完全摆脱对石油资源的依赖。因此,发展基于生物基的环氧单体实现全生物基高分子材料的制备逐渐成为CO2基高分子材料研究的热点。生物基来源化合物的引入有助于丰富二氧化碳基高分子材料的结构和性能,拓展其应用领域。本文综述了近年来利用生物基环氧化合物与CO2共聚合成全生物基高分子材料的研究进展,并对未来该领域发展的趋势进行了展望。
非病毒基因编辑CRISPR/Cas9递送载体的研究进展
席龙昌, 葛治伸
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190426001
[摘要](100) [HTML全文](48) [PDF 10129KB](3)
摘要:
基因编辑技术是指能对目标基因片段进行编辑,包括敲除、敲入等。近年来,基因编辑技术得到了很大的发展,包括规律成簇的间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白9(Cas9)在内的一系列基因编辑技术受到了广泛的关注。CRISPR/Cas9主要利用限制性内切酶,在蛋白或RNA的引导下,使目标位置的DNA双链断裂,在用于治疗基因表达异常引起的疾病方面表现出了巨大的潜力。应用这项技术进行基因编辑的关键点之一是,必须要将相关的蛋白或核酸高效地递送到细胞核中。相对于病毒载体,非病毒载体在安全性及规模化生产方面表现出了更高的优越性,是目前基因编辑递送载体发展的重点。本文对近期基因编辑CRISPR/Cas9非病毒递送载体的重要进展进行综述,介绍了非病毒载体的优势,在非病毒载体体系中,着重介绍脂质体和高分子载体在CRISPR/Cas9技术应用中的近期进展,并展望了非病毒CRISPR/Cas9递送载体在未来的发展方向。
基于含氟异靛蓝的硼氮配位键高分子电子受体
赵汝艳, 窦传冬, 刘俊, 王利祥
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190409001
[摘要](57) [HTML全文](58) [PDF 3634KB](3)
摘要:
高分子电子受体的结构与性质的关系是高性能高分子受体材料和全高分子太阳能电池的关键研究内容之一。采用含氟异靛蓝单元(fIID)和硼氮配位键桥联噻吩联噻唑单元(BNTT)交替共聚制备了高分子电子受体,聚(N,N'-双(2-庚基十二烷基)-含氟异靛蓝-co-双苯基硼氮配位键桥联噻吩联噻唑)(P-BN-fIID)。采用理论计算、紫外-可见吸收光谱、循环伏安测试以及掠入射X射线衍射等手段研究了材料的结构与性质的关系,并制备了全高分子太阳能电池器件,研究了其光伏性能。结果表明:与基于异靛蓝单元(IID)的高分子聚(N,N'-双(2-己基辛基)-异靛蓝-co-双苯基硼氮配位键桥联噻吩联噻唑)(P-BN-IID)相比较,含有氟原子的P-BN-fIID的最低未占据分子轨道能级(ELUMO)降低了0.1 eV,吸收光谱红移了25 nm;同时,P-BN-fIID的结晶性明显提高,具有相对紧密的堆积结构和较高的电子迁移率。采用经典的高分子给体聚(2-烷硫基噻吩取代的二维共轭苯并二噻吩-co-噻吩桥联苯并三氮唑)(J61)与P-BN-fIID共混组装的全高分子太阳能电池器件,其能量转化效率(PCE)为2.83%。说明氟原子可以有效调节高分子受体的光电性质和结晶性,高分子受体的结晶行为明显影响全高分子太阳能电池的器件性能。
共聚物P(NIPAM-co-AAEA)的合成及其抗菌凝胶涂层的性能
朱凯, 朱保宁, 李莉莉
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190309001
[摘要](59) [HTML全文](53) [PDF 2164KB](2)
摘要:
首先,通过调控N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)单体的投料比,采用可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)反应得到共聚物P(NIPAM-co-HEAA);然后,该共聚物与丙烯酰氯反应得到HEAA侧链双键功能化的共聚物P(NIPAM-co-AAEA);最后,P(NIPAM-co-AAEA)与双键功能化抗菌肽通过一步光交联反应在聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上形成温敏凝胶涂层。采用飞行时间质谱、核磁共振氢谱、红外光谱、扫描电镜、水接触角、荧光成像等手段对共聚物和凝胶涂层的结构和性能进行了表征。结果表明:当n (NIPAM)∶n (HEAA) = 87∶13时,P(NIPAM-co-AAEA)的低临界溶解温度(LCST)为36.6 ℃,接近人体体温37 ℃,有望实现体温条件下的温敏响应; 同时制备的温敏凝胶涂层具有较好的抗细菌黏附能力和良好的抗菌性能。
胶原蛋白/纤维素纳米晶须敷料的制备及性能
周姝妤, 许淑琴, 梁李园, 陈敬华
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181225001
[摘要](63) [HTML全文](71) [PDF 1311KB](0)
摘要:
借助酸水解法和高碘酸钠氧化法制备氧化度为8.6%~51.3%的双醛化纤维素纳米晶须(DACs)。通过交替抽滤DACs-布洛芬(IBP)混合溶液和胶原蛋白(Col)溶液,制备Col/DACs-IBP多层复合膜。复合膜的结构与性质通过扫描电子显微镜、电子万能试验机和紫外-可见分光光度计进行表征。结果表明:DACs表面的醛基与Col的氨基在膜的多层界面处发生希夫碱反应,形成化学交联网络,导致层间结构更加均一、紧密;提高DACs和Col的分布均匀性以及DACs氧化度能显著改善膜的强度和透光性;最优拉伸强度达54.2 MPa,最优透光率为95.7%;复合膜内89.0%的IBP可在24 h内缓慢释放,且该膜在24 h内能有效促进细胞的黏附和增殖。
基于聚醚胺改性的WPU/MMT纳米复合乳液
孔子文, 单宁, 伏阳, 苏毅, 周忠武, 东为富, 张胜文
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181213001
[摘要](378) [HTML全文](135) [PDF 961KB](0)
摘要:
采用聚醚胺(PEA)对蒙脱土(MMT)进行插层改性,通过离子交换制备了聚醚胺改性蒙脱土(PEA-MMT)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)表征PEA-MMT的化学结构和层间距。通过在水性聚氨酯(WPU)预聚体乳化过程中引入PEA-MMT的方法,制备WPU/PEA-MMT纳米复合乳液,探究了PEA-MMT的引入对WPU的微观形貌、力学性能、吸水性和透氧性的影响。结果表明:PEA-MMT在WPU膜中均匀分散,且呈插层结构;同时PEA-MMT的引入有效提高了WPU的力学性能,降低了WPU的吸水率及透氧率。
两性离子聚合物的研究进展
闫树鹏, 张冲, 吕华
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181210001
[摘要](1138) [HTML全文](308) [PDF 1141KB](27)
摘要:
两性离子聚合物是一类整体呈电中性,在同一单体侧链上同时含有阴、阳离子基团的高分子材料,因其水化能力强、生物相容性好等特点,在生物医药等领域得到了广泛研究和应用。本综述首先对两性离子聚合物的性质、分类、合成等方面进行了简单的概述;然后针对两性离子聚合物在防污涂层、蛋白质改性、药物递送、膜分离材料等四个方面的应用介绍其研究进展;最后对两性离子聚合物未来的发展进行了简单的评述和展望。
γ-聚谷氨酸/壳聚糖纳米颗粒的制备及pH响应释放性能
任东雪, 陈鹏程, 郑璞, 徐志南, 卢松
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181128001
[摘要](56) [HTML全文](47) [PDF 1121KB](1)
摘要:
利用生物相容性良好的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和壳聚糖(CS)制备表面分别带正、负电荷的pH响应性纳米颗粒,并用其包载抗生素阿莫西林。利用动态光散射仪、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射和透射电镜对载药纳米颗粒的结构和形貌进行表征,考察两种纳米载体的pH响应释放药物能力及其对细胞的毒性。研究结果表明,带负电荷的纳米颗粒显示出更好的pH响应控释药物的能力。在模拟胃部环境下,载药纳米颗粒的粒径大小稳定在200~300 nm,药物释放量仅为25%。在中性至弱碱性的肠道细胞间隙下,其粒径增大到1 μm左右,药物释放量增加到85%。此外,细胞毒性实验表明该药物载体对细胞没有毒性,载药纳米颗粒相比游离药物提高了对肠道细菌的抑制效果。
刀豆球蛋白A诱导的葡聚糖纳米凝胶高层级自组装
徐源, 刘灵珊, 王灏, 窦红静
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181124001
[摘要](319) [HTML全文](128) [PDF 1139KB](3)
摘要:
基于葡聚糖这类结构明确的水溶性多糖,以接枝聚合诱导自组装法(GISA)制备得到具有交联结构的葡聚糖纳米凝胶。在此基础上,利用刀豆球蛋白A(Con A)与葡聚糖中葡萄糖单元之间的特异性识别作用,诱导葡聚糖纳米凝胶的高层级自组装,从而制备尺度可控的Con A-葡聚糖纳米凝胶高层级自组装体。通过透射电镜、红外光谱、核磁共振光谱、等温滴定量热法等手段对高层级自组装体的粒径、结构和形貌进行表征,探讨了其高层级自组装的机理。此外,还探究了Con A以及Con A-葡聚糖纳米凝胶高层级自组装体对人肺癌细胞A549的细胞毒性。结果表明:该自组装体的尺寸同葡聚糖与Con A的质量比直接相关;游离的Con A对A549细胞具有抑制作用,且Con A在参与高层级自组装的过程中生物活性保持不变。
聚苯乙烯类发光材料研究进展
马志华, 董文月, 邵世洋, 王利祥
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424005
[摘要](58) [HTML全文](61) [PDF 2098KB](5)
摘要:
高分子发光材料具有良好的溶液加工特性,是发展低成本、大面积平板显示和固体照明器件的重要材料基础。聚苯乙烯类发光材料在合成方法上具有聚合方法简单、无需使用催化剂、无卤素原子残留等优势,在化学结构上具有非共轭主链结构和易于引入功能化侧链等特点,在发光特性上具有宽带隙特征,近年来发展成为一类重要的高分子发光材料体系。本文从材料和器件角度,围绕聚苯乙烯类荧光材料、聚苯乙烯类磷光材料和聚苯乙烯类热活化延迟荧光材料的分子设计和电致发光性能,综述了聚苯乙烯类发光材料的研究进展,分析总结了其未来发展所面临的机遇和挑战。
PEG化羟甲基小白菊内酯抗肿瘤前药纳米颗粒的制备及性能
屈文豪, 杨全军, 黄平, 黄卫, 颜德岳
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424003
[摘要](50) [HTML全文](54) [PDF 1108KB](1)
摘要:
通过酯化反应将羧基聚乙二醇单甲醚(mPEG10-COOH)与MMB进行偶联得到两亲性前药mPEG10-MMB,其化学结构通过核磁共振(NMR)和液相色谱-质谱(LC-MS)联用表征得到确认。基于mPEG10-MMB的两亲性分子结构,在水中可自组装形成纳米颗粒,其临界胶束浓度为7.7 μg/mL。动态光散射(DLS)测试结果表明:mPEG10-MMB前药纳米颗粒的粒径约为120.3 nm,且粒径分布较窄。透射电子显微镜(TEM)测试结果表明:mPEG10-MMB前药纳米颗粒呈球形,粒径约为108.5 nm。以尼罗红为荧光探针负载到mPEG10-MMB前药纳米颗粒中,采用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜(CLSM)检测了mPEG10-MMB前药纳米颗粒进入肿瘤细胞的情况,结果表明,mPEG10-MMB前药纳米颗粒主要通过内吞方式进入HeLa肿瘤细胞。MTT结果表明,mPEG10-MMB前药纳米颗粒比游离MMB具有更好的抗肿瘤活性,但对正常细胞的毒性相对较低。
氮掺杂石墨烯的制备及其表面增强拉曼散射效应
郑楠楠, 岳玉琛, 沈永涛, 冯奕钰, 封伟
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424002
[摘要](114) [HTML全文](68) [PDF 960KB](1)
摘要:
为了提高氮掺杂石墨烯(NG)薄膜的氮掺杂浓度、控制掺氮类型,采取气态源与固态源相结合的方式制备了高质量的单层NG薄膜。通过调控生长时间、三聚氰胺用量(碳/氮源)、制备温度等工艺参数,研究了NG的形貌、氮掺杂浓度、掺氮类型。结果表明:NG在生长过程中存在成核、生长、成膜等过程;适宜的制备温度(990 ℃)有利于氮原子掺入到碳碳平面内;较高的温度(>1000 ℃)不利于石墨氮的生成,而有助于吡咯氮的生长;氮掺杂浓度随三聚氰胺用量的增加先升后降,最大氮掺杂浓度可达6.98 at%;在一定范围内,增加三聚氰胺的用量有利于吡啶氮的生成。此外,与石墨烯相比,NG薄膜可以将罗丹明B分子的检出限降低至10-5 mol/L。
手性低聚物/聚合物诱导非手性物质手性组装的研究进展
程笑笑, 缪腾飞, 殷露, 陈海玲, 刘萌, 张伟, 朱秀林
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190329001
[摘要](121) [HTML全文](80) [PDF 1335KB](8)
摘要:
手性低聚物/聚合物充当支架(模板)诱导非手性物质的手性组装是近年来的研究热点之一。该方法不仅克服了传统手性聚合物合成方法中使用价格昂贵的手性试剂和复杂的合成路线等缺点,还丰富了手性物质的种类,在生命科学,特别在研究手性的起源上具有较为重要的科学意义。本综述主要从天然和人工合成的手性低聚物/聚合物两类支架(模板)诱导非手性物质手性组装的历史发展,手性支架(模板)诱导非手性聚合物和无机物手性组装的研究进展以及该方法未来的研究重点和发展趋势这几个方面展开综述。
聚丙烯酸钠/十水合硫酸钠复合相变材料
卢铁梅, 朱紫璇, 胡湖, 杨睿
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190301002
[摘要](201) [HTML全文](60) [PDF 1414KB](3)
摘要:
以聚丙烯酸钠(PAA)为基体,通过吸收熔融的十水合硫酸钠(Na2SO4·10H2O),制备了PAA/Na2SO4·10H2O复合相变材料。通过差示扫描量热分析、热重分析、偏光显微镜及扫描电子显微镜观察,对复合相变材料的形貌结构、相变行为、热稳定性及循环稳定性进行了研究。结果表明:PAA水凝胶的三维网络结构能够有效地抑制Na2SO4·10H2O的相分离,形成均匀稳定的复合相变材料;复合相变材料具有较高的潜热及热稳定性,45次冷热循环证明了其良好的稳定性;加入Na2SO4·10H2O 质量5%的硼砂可显著改善复合相变材料的过冷现象,其过冷度降低至1.0 ℃;复合相变材料在Na2SO4·10H2O加热熔融时不发生泄漏。
基于配位键交联的自修复弹性体的合成及表征
柏至伟, 张治斌, 张雅娟, 汪济奎
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190227002
[摘要](69) [HTML全文](63) [PDF 12093KB](3)
摘要:
通过八甲基环四硅氧烷(D4)的开环平衡反应合成了端氨基聚二甲基硅氧烷(APT-PDMS),随后将APT-PDMS与二异氰酸酯反应生成预聚体,以2,6-二氨基吡啶(2,6-DAP)扩链,合成得到有机硅弹性体(PDMS-PU),最后以Fe3+进行配位交联,制备了一系列自修复有机硅弹性体(PDMS-PU/M)。通过核磁共振、红外和紫外-可见光谱分析产物结构,利用万能试验机表征了材料的力学性能。利用激光共聚焦显微镜和万能试验机研究了PDMS-DAP/M的自修复性能。结果表明:PDMS-PU/M具有优异的力学和自修复性能,拉伸强度可达1.96 MPa,自修复效率可达82.7%;通过控制Fe3+的含量,调节交联密度,可以实现材料强度和柔性之间的调节。
对苯撑乙烯撑寡聚物-b-聚乙二醇的合成及结晶驱动自组装行为
陶大燎, 陆国林, 黄晓宇, 冯纯
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190301001
[摘要](316) [HTML全文](152) [PDF 1027KB](173)
摘要:
通过多步合成分别得到具有3、4和5个重复单元末端炔基的对苯撑乙烯撑寡聚物(OPV)。利用铜催化的叠氮-炔环加成反应制备得到含有不同OPV链长的对苯撑乙烯撑寡聚物-b-聚乙二醇(OPV-b-PEG)。紫外-可见吸收和荧光发射光谱的研究结果表明:OPV的链长会显著影响OPV-b-PEG的溶液行为。由于OPV3-b-PEG115和OPV4-b-PEG115中OPV的重复单元较少,导致其自组装的结晶驱动力不够,因此以单分子的状态溶解在正丁醇中;而对于OPV5-b-PEG115,OPV5链段在正丁醇中形成了H-聚集体。利用透射电子显微镜和原子力显微镜系统地考察了OPV5-b-PEG115在乙醇、异丙醇和正丁醇中的自组装行为,结果表明OPV5-b-PEG115自组装形成长达微米、宽度均一的纤维状胶束。虽然利用“自晶种”策略所制得的纤维状胶束的平均长度随退火温度的提高而增长,但所得胶束的长度分布较宽。
聚乙二醇型超支化聚酯胺的制备及表征
高翔, 罗静, 钱佳怡, 梁雪, 张一帆, 李小杰, 陈明清
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190225002
[摘要](412) [HTML全文](129) [PDF 9395KB](2)
摘要:
Mn=250的聚乙二醇二丙烯酸酯为A2单体(含有两个A基因的单体,其余类推),N-乙基乙二胺为B'B2单体,利用丙烯酸酯基和胺基的迈克尔加成聚合反应,一锅法合成了表面含丙烯酸酯键、骨架含聚乙二醇(PEG)、内部含叔胺的具有三维椭球状结构的超支化聚酯胺,并研究了其聚合动力学。利用咪唑对超支化聚酯胺进行改性,并初步研究了咪唑改性的超支化聚酯胺的pH响应性和水溶性。利用核磁共振氢谱、红外吸收光谱、凝胶渗透色谱、GPC-MALLS多角度激光散射系统表征了超支化聚酯胺的分子结构和化学组成。结果表明:聚乙二醇链段的引入能够赋予超支化聚酯胺水溶性;咪唑的引入有利于提高超支化聚酯胺的pH响应性。
基于超支化聚醚的纳米级超声造影剂
李婕, 黄平, 王琮, 杨少玲, 周永丰
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190127001
[摘要](63) [HTML全文](55) [PDF 1207KB](6)
摘要:
通过阳离子开环聚合合成了以超支化聚3-乙基-3-羟甲基环氧丁烷(HBPO)为疏水核,聚乙二醇(PEO)为亲水性链段的两亲性超支化聚醚(HSP),将HSP作为壳材料制得一系列超声造影剂(UCA),即HSP-UCA。采用动态光散射仪(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、超声成像仪等对HSP-UCA的粒径及体内外超声成像效果等进行了表征和分析。结果显示:随着PEO臂长的增加,HSP-UCA造影剂稳定性增加,导致其浓度增加,当PEO臂长增加到10时,HSP10-UCA的浓度最高,其平均粒径为517.3 nm,悬液的六氟化硫(SF6)体积分数为9.12 × 10–3,体外超声半衰期为3~5 min,同时在兔心脏内的显影效果很好。结果表明:HSP10-UCA是一种纳米级超声造影剂,具有很好的体内外超声显影效果。
液相外延生长法层层组装金属-有机框架薄膜
谷志刚
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190106001
[摘要](59) [HTML全文](52) [PDF 836KB](5)
摘要:
作为新一代的多孔材料,金属-有机框架(MOFs)由于其具有晶体结构多样性、比表面积高、热稳定性较好以及功能可调等优点而受到人们的广泛关注。如何制备高质量的MOFs薄膜并将其功能化应用是当前的研究热点。本综述将介绍一类通过液相外延生长法在功能化基底表面上层层组装MOFs薄膜(SURMOFs),并重点总结了SURMOFs的制备途径,包括层层浸渍法、层层泵式法、层层喷雾法、层层旋涂法以及层层流动法,从而为制备高质量SURMOFs提供了保障,将更有利于MOFs材料在传感器和器件的应用。
形状记忆取向纤维膜的形状回复力调控
霍影, 王先流, 易兵成, 沈炎冰, 张彦中
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190105002
[摘要](67) [HTML全文](49) [PDF 1242KB](3)
摘要:
将生物可降解左旋聚乳酸(PLLA)与聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)通过稳定射流电纺(SJES)技术制备取向的PLLA/PHBV复合纤维,并评价了其形状记忆性能。基于形状记忆聚合物的形状编程原理,对制备的PLLA/PHBV取向纤维进行不同应变的高温拉伸和低温固定处理,得到不同拉伸应变的取向纤维,并对其形貌、拉伸力学、分子取向度及形状回复力等进行表征测试。结果表明:利用SJES制备的PLLA/PHBV取向纤维具有良好的形状记忆性能(形状固定率和形状回复率分别为(96.79 ± 0.64)%和(71.64 ± 8.87)%。经不同拉伸应变编程处理的PLLA/PHBV取向纤维的形状回复应力从0(ε = 0)分别增加到(5.32 ± 0.32)MPa (ε = 40%)、(7.63 ± 0.26)MPa (ε = 70%)和(9.24 ± 0.13)MPa(ε = 100%),证明通过改变拉伸应变可以实现对取向纤维形状回复力的调控。
显示方式:
研究亮点
多孔聚合物的纳米形貌设计与多功能集成研究进展
徐飞
2019, 32(3): 255-258.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190314001
[摘要](273) [HTML全文](91) [PDF 3360KB](45)
摘要:
多孔聚合物因具有独特的结构优势,如比表面积高、孔结构可控、密度低、表面与骨架化学环境易剪裁等,在气体存储、催化、传感、药物传递和分离等应用方面表现出优异的性能,受到了广泛关注。近年来,各种新型多孔聚合物已成为材料和化学研究领域的"新宠"。然而,孔结构精确调控、纳米形貌可控构筑以及功能组分的定制与集成,依然是多孔聚合物设计制备与应用所面临的难点与挑战。中山大学吴丁财教授团队在新型多孔聚合物的设计制备与应用方面开展了一系列研究工作,取得了重要进展。本文对他们研究工作的最新进展作了简要的评述。
特约综述
有机小分子催化环醚与环状酸酐共聚研究进展
胡岚方, 张兴宏
2019, 32(3): 259-270.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181002001
[摘要](169) [HTML全文](52) [PDF 1773KB](20)
摘要:
有机小分子催化聚合反应是合成化学领域新的研究方向。有机催化环醚(主要为环氧化物)与环状酸酐共聚制备聚酯的合成路线,由于单体具有来源广泛、有机催化剂低毒、对水和空气不敏感等特点,因而应用前景广阔。本文按有机小分子催化剂、环醚与环状酸酐的种类综述了近年来出现的有机催化共聚合成聚酯的反应,并详细讨论了该共聚反应及其机理,尤其是高催化活性和聚合可控性的Lewis酸碱对催化共聚的机理;提出了利用Lewis酸为增长链阴离子提供结构因素(如基团和电子结构效应)来调控聚合的方法。今后,催化环氧化物与环状酸酐共聚研究的中心任务仍然是发展新的高活性有机催化剂,并实现"活性"的全交替共聚反应,进一步提高共聚物的分子量,并实现共聚反应的化学选择性、区域和立体选择性的精确控制。
Photoredox Controlled Living Polymerization
GONG Honghong, MA Mingxuan, ZHOU Yang, ZHAO Yucheng, GU Yu, CHEN Mao
2019, 32(3): 271-291.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190107001
[摘要](157) [HTML全文](39) [PDF 4137KB](12)
摘要:
In recent years, the controlled radical polymerization through photoredox catalysis has been developed rapidly. The extension of the suitable monomer range and the optimization of reaction conditions make this method a useful way to synthesize functional polymer materials. In this review, the recent progress in photoredox controlled living polymerization was summarized, and some representative examples involving the use of monomer types were discussed. We hope this review can provide researchers with new ways and ideas for designing novel photopolymerization and functional polymer materials.
研究论文
刚-柔嵌段共聚物在有序排列的微米圆盘表面自组装构筑多级结构
李飞燕, 唐政敏, 蔡春华, 林嘉平
2019, 32(3): 292-299.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180815001
[摘要](521) [HTML全文](64) [PDF 10451KB](48)
摘要:
在材料表面构筑聚合物多级结构可以显著提升其性能并赋予新的性能,但是目前已有的制备方法较为繁琐,需要开发简单易行的新方法。结合聚苯乙烯(PS)的可控蒸发组装和聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-聚乙二醇(PBLG-b-PEG)刚-柔嵌段共聚物溶液自组装方法,在硅片表面构建了梯度排列且表面具有纳米条纹的微米圆盘多级结构。采用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)和接触角测量仪等对微结构形貌及硅片的表面润湿性进行了表征。PS溶液经可控蒸发自组装在硅片表面形成梯度变化的微米圆点图案,经热处理及溶剂清洗后,得到微米圆盘。通过溶液自组装方法,PBLG-b-PEG在PS微米圆盘表面形成有序排列的周期性纳米条纹。材料的接触角随着图案表面微结构从半球状圆点到表面平整的圆盘再到表面带有纳米条纹的圆盘的变化持续降低。
嵌段质量分数对手性超分子螺旋结构自组装的影响
徐敏, 李庆祥, 陆学民, 路庆华
2019, 32(3): 300-306.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181008001
[摘要](560) [HTML全文](60) [PDF 3783KB](59)
摘要:
首先,以溴代聚乙二醇单甲醚(PEO-Br)为引发剂、甲基丙烯酸丁酯(BMA)为单体,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了一系列具有不同聚乙二醇(PEO)质量分数的聚甲基丙烯酸丁酯-b-聚乙二醇嵌段共聚物(PBMA-b-PEO)。在此基础上,将手性酒石酸(TA)以氢键的方式选择性掺入到嵌段共聚物的PEO相中,诱导嵌段共聚物自组装制备具有手性螺旋结构的复合薄膜PBMA-b-PEO/TA。利用小角X射线散射(SAXS)、透射电子显微镜(TEM)和圆二色光谱(CD)对嵌段共聚物复合薄膜进行表征,研究了嵌段质量分数对手性诱导嵌段共聚物螺旋结构自组装的影响。结果表明:掺入TA与嵌段共聚物质量比为0.12、0.15的TA,当PEO质量分数为0.17~0.24时,有利于嵌段共聚物相分离形成柱状螺旋结构;当PEO质量分数增加至0.26时,嵌段共聚物自组装则形成层状结构,在分子间氢键作用下虽然发生手性转移,但无法得到螺旋结构。
“项链状”聚合物/碳纳米管杂化组装体构建多巴胺传感器
许升, 徐振宇, 王乾坤, 王满, 张雨珩, 陈彦儒, 刘晓亚
2019, 32(3): 307-315.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180712001
[摘要](5240) [HTML全文](533) [PDF 4840KB](582)
摘要:
首先以7-(4-乙烯基苄氧基)-4-甲基香豆素、丙烯酸异辛酯及丙烯酸为功能单体合成了一种双亲性无规共聚物聚丙烯酸-7-(4-乙烯基苄氧基)-4-甲基香豆素-丙烯酸异辛酯(PAVE);随后将PAVE与碳纳米管(CNTs)在选择性溶剂NN-二甲基甲酰胺(DMF)/H2O中共组装,得到聚合物/碳纳米管杂化组装体PAVE/CNTs,利用透射电子显微镜对PAVE/CNTs的形貌进行表征;最后将PAVE/CNTs修饰在玻碳电极表面,紫外光交联固化后制备得到复合传感涂层,并用于检测多巴胺,利用扫描电子显微镜与电化学工作站分别对传感器涂层形貌与传感性能进行表征与测试。结果表明:PAVE与CNTs共组装形成了以PAVE纳米粒子为"珠",以CNTs为"线"的"项链状"杂化组装体;传感涂层为交错互穿的"网络状"复合结构;所构建的传感器对多巴胺具有较宽的检测范围(4~90 μmol/L)与较低的检测下限(0.24 μmol/L),并具有优异的选择性与稳定性。
聚乙交酯非等温结晶行为研究
喻祖圣, 郑翔睿, 奚桢浩, 赵玲
2019, 32(3): 316-321.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180713001
[摘要](50) [HTML全文](25) [PDF 776KB](6)
摘要:
利用差示量热扫描热分析仪(DSC)测得了不同降温速率下聚乙交酯(PGA)的非等温结晶的温度-热焓曲线。分别通过Ozawa法、Jeziorny法和莫志深法对PGA的非等温结晶机理进行了分析。Ozawa法结果表明:在给定的温度范围内,Ozawa法并不适用于描述PGA的非等温结晶行为;Jeziorny法结果表明:不同降温速率下,PGA结晶过程的Avrami指数(n)接近4,PGA非等温结晶为均相成核、晶粒三维增长的过程;莫志深法结果表明:Avrami指数与Ozawa指数的比值(a)基本无变化,动力学参数fT)随降温速率增加逐渐增大,即在更快的降温速率下,PGA结晶更充分,可获得更高的结晶度。通过Kissinger方程计算得到的PGA结晶扩散活化能为-66.9 kJ/mol。
有机化高岭土/聚异丁烯热熔压敏胶的制备及性能
彭星, 王瑜, 陈慧, 应杰, 汪济奎
2019, 32(3): 322-328.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180328003
[摘要](585) [HTML全文](37) [PDF 5133KB](165)
摘要:
将聚二甲基硅氧烷(PDMS)接枝到高岭土(Kaolin)表面,然后利用二甲基亚砜(DMSO)插入接枝高岭土片层间,制备了聚二甲基硅氧烷接枝插层型高岭土(PDMS-Kaolin)。通过红外光谱、X射线衍射分析、表面水接触角测试及热重分析表征了高岭土的有机化改性效果。以PDMS-Kaolin为填料与聚异丁烯(PIB)经转矩流变仪制得PDMS-Kaolin/PIB热熔压敏胶,并探究了PDMS-Kaolin的质量分数对热熔压敏胶结构稳定性、黏接性能和热性能的影响。结果表明:与纯PIB热熔压敏胶相比,PDMS-Kaolin/PIB热熔压敏胶中当PDMS-Kaolin的质量分数大于0.5%时,其结构稳定性、180°剥离强度和热性能都得到提升,其中剥离强度在PDMS-Kaolin的质量分数为1%时达到最大值0.659 N/mm,较纯PIB热熔压敏胶提高了11%,继续增大PDMS-Kaolin的质量分数,剥离强度会出现急剧下降,当增至2%时,剥离强度降至最低而体系的热性能达到最佳。
玻璃纤维的偶联/接枝改性及其对HDPE/竹粉复合材料性能的影响
张炜鹏, KHANALSantosh, 徐世爱
2019, 32(3): 329-335.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180402002
[摘要](509) [HTML全文](32) [PDF 4025KB](217)
摘要:
通过熔体共混制备了玻璃纤维(GF)增强的高密度聚乙烯(HDPE)/竹粉(BF)复合材料(HDPE/BF)。为了增强GF与基体之间的相互作用,先用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对GF进行处理,在GF表面引入双建,然后在熔体共混过程中加入少量过氧化二异丙苯,引发双建与基体之间的接枝反应,使GF与HDPE产生化学键合。通过弯曲和冲击实验测试了复合材料的力学性能,通过热失重和维卡软化点表征了复合材料的热性能,并用扫描电子显微镜观察了复合材料的形貌结构。结果表明,通过偶联/接枝的协同改性,GF与基体之间的界面相互作用增强,使HDPE/BF复合材料的力学性能和热性能得到大幅提高。
pH响应型苯硼酸酯连接嵌段聚合物的合成及药物控释
何文涛, 刘燕, 施萍, 彭立聪, 祁芊芊, 袁建超
2019, 32(3): 336-344.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181002002
[摘要](381) [HTML全文](42) [PDF 5645KB](64)
摘要:
以含苯硼酸酯(PBE)的聚乙二醇单甲醚(mPEG)大分子(mPEG-PBE-OH)为引发剂,引发ε-己内酯(ε-CL)开环聚合,制备了以硼酸酯结构连接的pH敏感两亲性聚合物(mPEG-PBE-PCL)。然后,使该聚合物在水相环境中自组装形成"核-壳"结构纳米胶束,并将阿霉素(DOX)负载在胶束内核中,形成载药胶束(DOX@mPEG-PBE-PCL)。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物结构进行了表征,通过透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)等对胶束的形貌和粒径进行了表征,通过紫外吸收光谱分析了胶束载药量和载药效率,并对胶束的pH敏感释药性能与体外细胞毒性进行了验证。结果表明:聚合物自组装形成粒径约127 nm的球形胶束,对DOX具有较高的负载能力;聚合物具有良好的pH响应性和生物相容性,DOX@mPEG-PBE-PCL能在肿瘤细胞弱酸性环境中释放DOX,有效递送至细胞核;与游离的DOX·HCl相比,DOX@mPEG-PBE-PCL对鼠源黑色素瘤B16F10细胞具有相近的抗肿瘤活性。
含苯并噁唑环氧树脂的合成、固化动力学及热性能
黄慧琳, 周云超, 刘小云
2019, 32(3): 345-352.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180616001
[摘要](736) [HTML全文](27) [PDF 1218KB](50)
摘要:
通过两步法制备了两种含苯并噁唑结构的环氧树脂双苯并二噁唑型环氧(DAROH-O)树脂与双酚A型苯并噁唑环氧(HOH-O)树脂,采用红外光谱和氢核磁共振波谱分析对树脂的结构进行了表征。结果表明:当以二氨基二苯基甲烷(DDM)为固化剂时,对于DAROH-O/DDM体系,采用Kissinger法和Ozawa法计算得到的表观反应活化能分别为176.92 kJ/mol和175.36 kJ/mol;对于HOH-O/DDM体系,采用Kissinger法和Ozawa法计算得到的表观反应活化能分别为198.45 kJ/mol和196.15 kJ/mol。热重分析结果表明这两种环氧树脂固化物的耐热性能均远高于普通双酚A环氧树脂/DDM固化物的耐热性能。固化物的失重过程包括两个阶段,第一阶段的分解出现在350~370℃,第二阶段的分解发生在600℃左右,属于苯并噁唑环的分解。
银离子对结冷胶/聚丙烯酰胺双网络水凝胶的增强作用
刘瑞雪, 李义梦, 李迎博, 田奉献, 朱益民, 张晓静
2019, 32(3): 353-359.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180919001
[摘要](280) [HTML全文](31) [PDF 3919KB](29)
摘要:
首先,以结冷胶(GG)为基体,丙烯酰胺(AAm)为单体,NN'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过"一锅法"制备GG/PAAm双网络水凝胶(GG/PAAm DN);然后将GG/PAAm DN浸泡在硝酸银溶液中制得Ag+增强的GG/PAAm DN(GG-Ag+/PAAm DN)。通过扫描电子显微镜、流变仪、原子吸收光谱仪、力学性能测试等手段研究了AAm、MBA用量及Ag+对水凝胶流变性能、微观形貌、力学性能的影响。结果表明:与GG/PAAm DN相比,GG-Ag+/PAAm DN的储能模量升高,力学性能明显增强,压缩强度由4.88 MPa增大到11.8 MPa,,断裂伸长率由236%增大到320%,断裂强度由0.1 MPa提高到0.26 MPa。抗菌实验表明GG-Ag+/PAAm DN具有良好的抗菌性能。
全内炔型含硅聚三唑树脂的制备与性能
李圆梦, 万里强, 舒达, 罗文梅, 黄发荣
2019, 32(3): 360-366, 388.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180403003
[摘要](431) [HTML全文](25) [PDF 1348KB](63)
摘要:
采用格氏试剂法制备了苯乙炔封端型含硅芳炔(PTPSA),并采用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和差示扫描量热法(DSC)表征了其结构。以PTPSA和1,3,5-三叠氮甲基-2,4,6-三甲基苯(TAMIMB)为原料,制备了新型全内炔型含硅聚三唑树脂(P-PTA3)。利用FT-IR、DSC、动态力学分析(DMA)和热重分析(TGA)研究了树脂的固化行为及热性能,通过测试凝胶时间随贮存时间的变化研究了树脂溶液的贮存稳定性。结果表明:树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)可达304℃,失重率5%时的温度(Td5)达330℃以上。P-PTA3树脂溶液在35℃和25℃下贮存时间分别超过20 d和40 d。单向碳纤维T700/P-PTA3复合材料常温下的弯曲强度为1 875 MPa,弯曲模量为135.5 GPa,180℃下弯曲强度保留率为75%。
低温退火结合自成核方法制备Form Ⅱ晶型聚(3-十二烷基噻吩)纳米纤维
刘珂, 杨清雷, 唐亚明, 王泽华
2019, 32(3): 367-373, 397.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180726001
[摘要](393) [HTML全文](32) [PDF 7309KB](37)
摘要:
聚(3-十二烷基噻吩)(P3DDT)在常用有机溶剂中具有良好的溶解性,这一特点决定了制备P3DDT纳米纤维/线相对困难且其晶体结构不易调控。利用低温退火结合自成核方法成功制备了P3DDT纳米纤维,并探究了自成核温度对P3DDT纳米纤维结晶性与晶型的影响。P3DDT溶液经过低温退火再室温结晶后,可以得到均匀分布的、产率较高的纳米纤维,在此基础上增加自成核步骤能够进一步提高纳米纤维的结晶度。红外光谱的结果证实经过低温退火及自成核后制备的样品晶型为Form Ⅱ晶型,而不是通常的Form Ⅰ晶型。变温红外测试进一步揭示了P3DDT纳米纤维在升温过程中首先由Form Ⅱ晶型转变为Form Ⅰ晶型,随后熔融的相态变化。此研究结果有望对包括P3DDT在内的聚(3-烷基噻吩)(P3ATs)纳米纤维/线的制备及多晶型调控提供思路。
外场对聚(3-己基噻吩)溶液结晶行为的影响
刘珂, 杨清雷, 唐亚明, 王泽华
2019, 32(3): 374-380.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180807001
[摘要](321) [HTML全文](88) [PDF 8522KB](6)
摘要:
以聚(3-己基噻吩)(P3HT)为研究对象,借助紫外-可见光谱与原子力显微镜,详细考察了旋转剪切场、紫外光照射、超声处理3种外场对P3HT/混合溶剂(CHCl3-CH2Cl2)体系结晶行为的影响,此外,还研究了P3HT溶液结晶的"记忆效应"。研究表明:旋转场能够显著提高P3HT的结晶度,而紫外光照射和超声处理易使溶液中分子链的活动性增加,对结晶性的影响不显著;施加外场并没有改变溶液中纳米线的聚集形式,仍为H聚集;P3HT溶液的初始态不同,其结晶过程中的晶体微结构及形貌也会发生变化。
炭黑填充聚丙烯/尼龙6/玻璃纤维复合材料的制备及表征
张雪薇, 吴唯, 刘江, 宗孟静子
2019, 32(3): 381-388.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180622002
[摘要](296) [HTML全文](93) [PDF 4498KB](18)
摘要:
以聚丙烯(PP)和尼龙6(PA6)的共混物为基体材料,以导电炭黑(CB)和玻璃纤维(GF)作为填料,通过熔融共混的方法制备了导电复合材料。研究了GF和CB质量分数对复合材料热稳定性、导电性能、力学性能和微观形貌的影响。结果表明:CB粒子选择性分散在PA6中,同时PA6包覆在GF表面,通过具有较大长径比的纤维相互搭接形成连续的网络结构,从而显著降低复合材料的逾渗阈值。在相同CB质量分数下(2%),PP/PA6/GF/CB的表面电阻率相对于PP/PA6/CB体系降低了5个数量级。此外,引入GF后,材料的热稳定性和拉伸强度都有所提高。
氮化铝改性含硅芳炔树脂的导热性能
王玉巧, 袁荞龙, 黄发荣
2019, 32(3): 389-397.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180504002
[摘要](50) [HTML全文](23) [PDF 4212KB](10)
摘要:
将不同粒径氮化铝(AlN)颗粒与高耐热含硅芳炔树脂(PSA)混合制得了AlN/PSA;同时用铝酸酯偶联剂对AlN颗粒进行表面改性制得mAlN,并将其与PSA混合制备了mAlN/PSA。随后将树脂进行固化,并探究树脂固化物导热性能的影响因素,以及树脂固化物的电性能。通过差示扫描量热法(DSC)探究改性树脂的固化工艺,利用红外光谱(FT-IR)表征偶联剂的改性效果,通过热重(TG)、动态热机械分析(DMA)研究树脂固化物的热性能,通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)观察树脂固化物的断面形貌。结果表明,当AlN粒径为45 μm、偶联剂的质量分数为3%、AlN添加的体积分数为24%时,mAlN/PSA固化物的导热系数高达2.36 W/(m·K),同时其耐热性能得到提升,介电和绝缘性能良好。在10 Hz~1 MHz,mAlN/PSA固化物的介电常数低于3.8,电阻率高于108 Ω·cm。
新型有机/无机复合紫外吸收剂的制备及其在PVC中的应用
张晓丹, 姚旭, 徐世爱
2019, 32(3): 398-404.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20180715002
[摘要](832) [HTML全文](32) [PDF 2722KB](321)
摘要:
将全波段紫外吸收剂聚苯并咪唑(PBI)与纳米SiO2复配制备了有机/无机复合紫外吸收剂,用于改善聚氯乙烯(PVC)的紫外老化性能。为了增强纳米SiO2与PBI之间的相互作用,先用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷对纳米SiO2改性,产物命名为MSiO2,然后将PBI涂覆到MSiO2表面得到复合填料PBI@MSiO2,最后将填料与PVC通过溶体共混制备复合材料。使用紫外-可见分光光度计和万能拉伸试验机等对复合材料的紫外吸收性能和力学性能等进行了表征和对比分析。结果表明,PBI@MSiO2粒子显著改善了复合材料的紫外吸收性能,375 nm处的紫外吸收率可达99%;并改善了复合材料的力学性能和屈服强度,当PBI@MSiO2质量分数为6%时,复合材料屈服强度可达63.3 MPa。