聚丁二酸丁二醇酯熔融缩聚增黏特性

为解决生物可降解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)长期正常储存过程中易发生降解而导致分子量下降的难题,通过熔融缩聚增黏方法实现了PBS分子量的提升。研究了反应温度、反应时间、初始特性黏度以及熔体膜厚等对PBS特性黏度、分子量、热性能和流变性能的影响。结果表明:PBS分子量随熔融缩聚增黏温度升高而升高;220℃反应60min,PBS特性黏度即可从1.049dL/g升至2.072dL/g;PBS初始黏度越低其增黏速率越高;而PBS的熔体膜厚与其增黏反应速率呈反比;PBS特性黏度的升高导致结晶困难,进而使其熔点下降。流变测试结果表明随着特性黏度升高,PBS熔体强度与热稳定性均提升,能满足重新加工和使用的需求,通过熔融再聚合方法可有效解决PBS因降解而无法满足其后续加工和使用需求的难题。

AMPS/DMAEMA/AM三元共聚物钻井液降滤失剂的研制

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为单体,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法制备了PAAD降滤失剂,通过单因素实验对其制备工艺进行了优化,并对降滤失剂的耐温耐盐性能进行了探究。结果表明,在丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯质量比为4∶2∶0.02、反应温度为60℃、反应时间4 h、过硫酸铵用量为混合单体质量的0.15%的最佳条件下,所制备的降滤失剂的降滤失效果最佳,抗温达210℃。

水泥基材料无机/有机复合内养护剂的研究进展

无机/有机复合吸水材料具有一定的亲水基团和三维网络结构,吸水性、保水性和释水性优异,是水泥基材料重要的内养护剂之一。通过在水泥基材料中引入无机/有机复合吸水材料,利用其吸-释水特性可自动调节水泥基材料内部相对湿度,促进水化反应,减少水泥基材料自收缩和早期开裂等现象,提高力学性能和耐久性。概述了无机/有机复合内养护剂(CICA)的制备方法、结构特征以及吸-释水行为;综述了CICA对水泥基材料水化进程、微观结构、宏观性能和耐久性的影响;展望了CICA在混凝土应用的发展前景,为CICA在水泥基内养护中的应用提供一定理论指导和技术参考。

我国医用高分子材料产业现状和发展趋势浅析

医用高分子材料是生物医用材料中应用范围最大、应用量最多的一种材料,它是输注、血液净化、眼科、口腔科、防护、包装等大宗医疗器械的主体材料,也是高端植介入器械不可或缺的基础材料。首先介绍了我国医用高分子材料的产业现状,然后提出了我国医用高分子材料产业发展的五个趋势,最后展望了我国医用高分子材料产业的未来。

多金属氧簇-嵌段高分子杂化胶束的溶液共组装

多金属氧簇(Polyoxometalates,POMs)是一类成分和结构具有多样性的单分散纳米团簇。作为新兴的有机无机功能材料,多金属氧簇-嵌段高分子杂化材料在催化、光电化学以及生物化学等领域展现出了良好的应用前景。在此,我们提出了一种简单而新颖的多组分共组装策略,即通过静电相互作用将两亲性嵌段共聚物PEO-PS与Keggin型多金属氧簇H_(4)SiW进行结合,在选择性溶液中制备多金属氧簇-嵌段高分子杂化胶束。利用核磁(^(1)H NMR)、红外(FI-TR)、凝胶渗透色谱(GPC)等测试手段对PEO-PS/H_(4)SiW杂化胶束的结构进行了表征,并通过透射电子显微镜(TEM)对其共组装行为进行了研究。

PPy/SA/SDS气凝胶制备及其吸附性能研究

利用原位化学氧化法和冷冻干燥法制备聚吡咯/海藻酸钠(PPy/SA)气凝胶和十二烷基磺酸钠掺杂型聚吡咯/海藻酸钠(PPy/SA/SDS)气凝胶。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热分析仪(DSC)、扫描电镜(SEM)对气凝胶的结构和形貌进行表征,对气凝胶在亚甲基蓝吸附性能进行分析。结果表明,十二烷基磺酸钠掺杂型聚吡咯/海藻酸钠(PPy/SA/SDS)气凝胶密度大,表面致密,内部具有相互连接通道的三维多孔结构且力学性能优异。PPy/SA/SDS气凝胶吸附性能优于PPy/SA气凝胶,最大吸附容量为17.78 mg/g;二次吸附其吸附容量为14.33 mg/g。PPy/SA/SDS气凝胶对亚甲基蓝吸附过程符合拉格朗日准二级动力学方程,表明该吸附过程以化学吸附为主。

水体重金属离子吸附材料的研究进展

重金属污染对水生态环境造成了严重影响并对人类健康产生巨大伤害。吸附法因其环保、便捷、低成本等优势备受关注。综述了近年来水体重金属离子污染物吸附材料的研究进展,主要围绕碳基吸附材料(活性炭、纳米管、石墨烯)、合成/天然聚合物(纤维素、壳聚糖、海藻酸盐)及其与无机物的复合吸附材料以及金属有机骨架(MOFs)吸附材料等的种类及特征、吸附原理、吸附效果以及改性方法等方面,以期为水体重金属污染的低成本和高效治理提供理论依据。

石墨烯/高分子复合材料研究进展的可视化分析

为了解石墨烯/高分子复合材料研究领域的研究现状,利用CiteSpace软件对2004—2023年期间该领域的文献进行可视化分析,通过主题检索构建数据集,从时间分布、国家合作、机构合作及文献共被引分析该研究领域的发展情况。石墨烯/高分子复合材料领域研究活跃,中国、美国、印度为主要研究力量,中国的发文数占所有国家发文数的45%;电磁干扰、热导率及石墨烯纳米片是该领域的三个主要聚类,近期的研究热点为石墨烯/高分子复合材料用于电磁干扰,掺入石墨烯的高分子材料具有高电磁屏蔽效率。突变性分析结果表明,近期该领域的研究趋势为石墨烯增强复合材料,在低添加量下,石墨烯对复合材料力学性能的增强效果显著。

井地过渡带对聚合物驱油剂性能影响研究

利用井地过渡带剪切模拟实验装置,以疏水缔合聚合物AP-P4为研究对象,研究不同吸水强度条件下,剪切后聚合物溶液的表观黏度、流变性、阻力和残余阻力系数、微观结构以及水动力学半径的变化情况。结果表明,经井地过渡带剪切后,随着吸水强度的增大,聚合物AP-P4溶液的黏度损失率高达61.4%,建立阻力系数和残余阻力系数的能力降低40.0%以上,但其建立残余阻力系数能力的降低幅度要比建立阻力系数能力的降低幅度小。聚合物溶液的储能模量和损耗模量降低,微观结构被破坏的越严重,水动力学半径越小。

基于旋转黏度的SBS改性沥青黏温特性及流体行为分析

采用3种基质沥青制备相应的SBS改性沥青,测试了不同温度和剪切速率下的黏度。根据Andrada方程计算了6种沥青的黏流活化能(E_(a));根据幂律方程,分别计算了6种沥青的非牛顿指数(ζ)和稠度系数(μ),分析了改性沥青的流体特性以及黏度对剪切速率的依赖性。结果表明,Andrada方程能够较好地描述沥青及改性沥青的黏温关系,E_(a)能够反映黏度对温度的敏感性,SBS改性可以显著提升沥青的黏度,但不同改性沥青的温度敏感性存在差异。SBS改性沥青的ζ值均小于1,沥青由牛顿流体向非牛顿流体转化,不同类型沥青之间非牛顿性的相对强弱随温度的变化呈现出复杂性,稠度系数(μ)随温度的升高而减小。

膜法分离一/二价阳离子的研究进展

各类工业过程如水质软化、食用盐纯化、盐湖卤水提锂、酸和重金属资源回收等对一/二价阳离子高效分离的需求日益增长,近年来,针对上述分离体系的膜材料的研究取得了诸多进展。本文详细总结了针对一/二价阳离子分离的选择性阳离子交换膜、纳滤膜、支撑液膜和离子印迹膜的研究进展,重点梳理了相关膜材料的离子选择性优化思路和机理,对比分析了上述膜过程的特点和适用场景。基于此,作者认为,离子筛分精细化是膜分离技术的重要发展方向。在分子尺度明晰分离层的形成和演化机理,对于提高界面聚合反应可控度,实现在亚纳米尺度膜结构的精细调控至关重要。通过在膜基体内可控构建目标离子的特异性识别位点和传质通道,有望实现高选择性离子筛分。此外,具有本征规则孔道结构的新型分离膜材料,如MOFs、COFs、二维层状结构膜等,在精细筛分方面具有良好的发展潜力。

低膨胀系数聚酰亚胺膜材料结构与性能关系

聚酰亚胺(PI)膜材料热膨胀系数(CTE)的可控调节在半导体制造、芯片封装以及柔性显示等领域具有十分重要的意义.本研究从CTE原理出发,总结了在分子水平和凝聚态水平对PI膜CTE的调节方法.着重考察了分子主链结构、序列结构、取代基结构、共聚、分子内/间相互作用、交联等分子链结构改变以及引入无机纳米颗粒、共混、取向、控制PI薄膜相转化过程、调控PI薄膜的制备等凝聚态结构对PI膜CTE的影响以及研究进展进行总结.并对低CTE的PI膜材料的调控的未来发展趋势进行展望.

高分子材料加工工艺与设备课程教学改革探索

东华大学高分子材料与工程专业源于新中国第一个“化学纤维”专业,入选首批国家一流本科专业建设。专业以纤维材料和“产学研用”为鲜明特色,培养高分子材料领域的高层次应用型创新人才。“高分子材料加工工艺与设备”课程是专业核心课,重点讲授纤维加工工艺与设备知识,注重工程实践能力培养。

聚合物微纳层叠挤出过程无机粒子混合效果的仿真分析

基于具有自主知识产权的扭转式微纳层叠方法,利用粒子示踪技术分析了微纳层叠单元对无机粒子的分散调控作用,并在相同流场条件下,将其与双螺杆混合进行对比。结果显示:本文中所使用的微纳层叠单元因其独特的扭转结构,流道内存在强剪切应力,在相同条件下,其平均剪切应力是双螺杆的几十倍;微纳层叠单元出口粒径在小尺寸区域占比更多,且峰值密度达0.09,较双螺杆高出0.07。所以综合各表征结果发现,本文所使用的微纳层叠单元对无机粒子有较强的分散调控能力,能够使粒子在聚合物基体中实现较好的分散混合。本文证实了微纳层叠装置对无机粒子与聚合物熔体的混合作用。

温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能研究

为研究再生SBS改性沥青混合料(RAP)掺量和温拌剂种类对温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能的影响,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验分析了在RAP掺量为0,10%,30%,50%,Sasobit温拌剂掺量为3.0%和Evotherm温拌剂掺量为2.0%的温拌SBS改性再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳性能,并通过灰色关联度分析RAP掺量对两种温拌再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明,RAP的掺入可以极大地改善温拌再生沥青混合料的高温性能,但不利于其低温抗裂性能和水稳定性能。不同RAP掺量的沥青混合料对各项路用性能影响程度大小排序均为:水稳定性能<低温抗裂性能<高温稳定性能。在RAP掺量为30%时,掺入Evotherm温拌剂的再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能优于掺入Sasobit温拌剂的再生沥青混合料。

LLDPE/碳纤维网复合膜的制备及性能

为了提高线型低密度聚乙烯(LLDPE)的拉伸强度和模量,将碳纤维(CF)梳理成均匀的碳纤维网,将其作为增强材料与LLDPE复合制备LLDPE/CF复合膜,综合利用热失重分析(TG)、扫描示差量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)及拉伸测试等手段分析碳纤维网含量对复合膜结构及性能的影响。结果表明:与LLDPE膜相比,LLDPE/CF复合膜的拉伸强度和杨氏模量显著提高并随碳纤维网含量增加而增大,当碳纤维网质量分数仅为1%时,拉伸强度从10.6MPa提高到28.7MPa,提高了171%,杨氏模量由75MPa增大到1119MPa,约提高到原来的15倍;碳纤维网的引入有利于LLDPE/CF复合膜热稳定性能的提高,当碳纤维网含量仅为1%时,LLDPE/CF的初始热分解温度和最大热分解速率温度与LLDPE相比分别提高了21℃和11℃;碳纤维网的引入促进了LLDPE分子链的结晶,使LLDPE/CF复合膜的结晶度增大,有利于拉伸强度和模量提高;SEM结果显示碳纤维网与LLDPE基体间的界面结合较强,有利于力学性能的提高。研究成果可为高性能聚合物/碳纤维复合材料的制备提供实验依据和理论指导价值。

双重动态键协同增强聚芳醚腈复合材料的制备及性能研究

通过动态硼氧键和氢键的共价/非共价协同增强的方法制备了动态硼氧键交联聚芳醚腈(PEN-COOH-B_(3)O_(3))/聚乙烯吡咯烷酮(PVPON)复合材料。并用万能拉伸试验机,差示扫描量热仪等仪器手段对复合材料的力学性能,形状记忆功能,热稳定性,自愈合性能和循环回收性能进行了一系列表征与研究。利用PEN-COOH-B_(3)O_(3)/PVPON之间的氢键作用制备的复合材料强度可达102.5 MPa,弹性模量达3455.7 MPa,玻璃化转变温度T_(g)达180.3℃。动态硼氧键的加入使得复合材料具有优异的溶剂辅助自修复和回收性能,在经过常温(25℃)自愈合24 h后愈合效率达98.7%,经历五次循环回收力学性能无损失。同时,利用动态硼氧键的刺激响应性,该复合材料表现出良好的形状记忆行为。

三元共聚苯并咪唑型聚酰亚胺薄膜的合成及性能

随着柔性显示技术的快速发展,高性能透明聚酰亚胺的需求日益增大。然而,如何兼顾高透明、耐高温与高力学强度仍是当前聚酰亚胺研究的重要课题。本文以2-(4-氨基苯基)-5氨基苯并咪唑(APBIA)为改性单体,与2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)和4,4′-联苯醚二酐(ODPA)进行共聚,通过调控APBIA和HFBAPP两种二胺单体的物质的量比,制备出一系列苯并咪唑型含氟透明聚酰亚胺薄膜(APBIA/HFBAPP/ODPA),并对其结构及性能进行表征。结果表明,当二胺单体中APBIA的物质的量占比在50%以下时,可获得完整的PI薄膜,在苯并咪唑基团和含氟基团的协同作用下,这些薄膜表现出良好的综合性能,紫外-可见光范围内的透光率最高可达90.16%,玻璃化转变温度最高可达277.2℃,5%和10%的热失重温度最高分别可达495和520℃,拉伸强度最高可达184.8 MPa。其中,当APBIA与HFBAPP的物质的量比为3∶7时,薄膜的综合性能最为均衡,其玻璃化转变温度为268.9℃,5%和10%的热失重温度分别为477和512℃,紫外-可见光最高透过率为88.92%,拉伸强度为184.8 MPa。

紫外线屏蔽PDA/BC/PVB复合透明薄膜的制备及性能

聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜制品在包装材料领域得到了广泛应用,然而PVB材料的光降解导致材料的应用价值降低,因此,设计防紫外线PVB复合材料被认为是实现其应用价值的必要条件。以盐酸多巴胺(DA)、细菌纤维素(BC)和PVB为原材料,首先基于DA的氧化自聚合,在BC表面原位沉积聚多巴胺(PDA)对BC改性,得到PDA/BC纳米复合材料,然后通过溶液共混和涂膜工艺将PDA/BC与PVB共混,制备了PDA/BC/PVB复合纳米薄膜,并使用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见红外分光光度计、万能材料试验机、傅里叶变换红外光谱以及X射线衍射仪研究了PDA/BC的添加量对PDA/BC/PVB复合薄膜结构与性能的影响。SEM表明,当DA的质量分数为0.1%时,反应得到的PDA可均匀覆盖在BC的表面,且制备的PDA/BC/PVB复合薄膜的截面致密;当PDA/BC质量分数小于1%时PDA/BC在PVB中分散均匀。紫外透过率结果表明,当加入质量分数为1%的PDA/BC时,PDA/BC/PVB复合材料在370 nm处紫外屏蔽效率达到98%,复合透明薄膜表现出优异的紫外线阻隔性能,材料的拉伸强度高达61.2 MPa,远高于原始PVB的强度(39.7 MPa)。光学照片显示PDA/BC的加入并未改变材料的透明性。

固井水泥浆用两性离子型聚羧酸分散剂的合成及性能评价

现有缩聚物类分散剂因技术和环保问题,其生产和使用受到限制。聚羧酸(PCE)高性能减水剂,绿色环保,分散性能优异,在混凝土工业中广泛使用,但常规PCE应用于固井水泥浆存在强缓凝问题。以甲基烯丙基聚乙二醇醚、丙烯酸和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为原料,分别合成了常规阴离子型聚羧酸(CPC)和两性离子型聚羧酸(DPC)分散剂,并对其结构进行了表征,同时研究了CPC和DPC对水泥浆流动度、流变性能、稠化时间和抗压强度的影响和作用机理。结果表明:CPC和DPC均有良好的分散性能,但在稠化时间和抗压强度性能上DPC远超CPC。CPC存在很强的缓凝作用,导致稠化时间大幅延长,水泥石早期强度下降。引入季铵阳离子合成的DPC,缓凝作用微弱,对稠化时间影响不大,有利于水泥石早期强度提高。