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。

以Cu(Ac)_(2)-Zn(Ac)_(2)溶液为水相的W/O微液滴尺度的有效调控

微乳液常被用来制备纳米材料,而对微液滴尺寸的有效调控对于纳米材料制备至关重要。本文研究了在Triton X-100微乳液体系中,以Cu(Ac)_(2)-Zn(Ac)_(2)电解质水溶液为水相时,微液滴尺度的变化情况。实验结果表明:在4~12nm的范围内,可以通过改变微乳液中水含量和电解质溶液种类来调节液滴的大小。在一定范围内,无论是水体系还是电解质溶液体系中,微液滴的平均粒径都随着水含量的增加而增大。电解质溶液中金属离子与水分子之间的作用力不同,导致微液滴的粒径分布呈现出不同的变化。需要注意的是,电解质的加入对于微乳液的外观和稳定性没有影响。在以链状烷烃作为油相形成的Cu(Ac)_(2)-Zn(Ac)_(2)电解质微乳液体系中,微液滴的粒径分布更加均匀。最后,本文采用所述的微乳液方法成功制备了CuO-ZnO纳米颗粒。本研究结果对于实现微乳液液滴尺度的可控调节和纳米材料的制备具有重要意义。

邻香兰素基稳定剂的制备及其在聚丙烯中的应用

邻香兰素(OVA)是一种天然来源的酚类化合物,具有独特的酚醛结构。以OVA、腺嘌呤(Ade)和2,6-二氨基嘌呤(26-DAPY)为原料,通过席夫碱反应合成了两种新型生物基稳定剂—OVA-嘌呤类席夫碱化合物(SB1和SB2),并通过密炼机分别将其与聚丙烯(PP)熔融共混后热压制样。采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱表征SB1和SB2的化学结构;通过热重分析仪测试SB1和SB2的热稳定性。通过测试PP热氧稳定性、起始氧化温度(IOT)、氧化诱导时间(OIT)、光氧老化后力学性能以及PP膜紫外透过率研究了SB1和SB2对PP的耐热氧性能、光氧稳定性能和紫外屏蔽性能的影响。通过理论计算键解离能、分子最高占据轨道和最低未占据轨道之间能隙评价抗氧活性。结果表明,SB1和SB2热失重5%的温度分别为202℃和219℃,高于OVA(144℃);SB1的加入能够提高PP热氧稳定性,与纯PP相比,添加SB1后材料的IOT和OIT分别提高7~19℃和2.2~4.9 min;添加0.1%的SB1或SB2对PP均表现出光氧稳定作用;PP膜紫外透过试验表明,添加1.0%的SB1或SB2的PP膜在250~400 nm间透过率分别降至6.0%和6.2%以下。

六亚甲基二异氰酸酯与丙烯酸羟乙酯反应动力学及热动力学研究

研究了六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与丙烯酸羟乙酯(HEA)在聚氨酯合成反应中的动力学和热动力学特征。在反应动力学方面,采用甲苯-二正丁胺滴定法获取了反应转化率数据,分别构建了二级动力学模型和Sato动力学模型来拟合实验数据。结果表明:该反应符合Van't Hoff近似规则;低转化率时,二级动力学模型拟合效果较好;而在高转化率时,由于存在自催化作用,Sato动力学模型具有更好的拟合优势;在热动力学方面,使用绝热加速量热仪(ARC)对反应放热进行了表征分析,结果显示该反应的热动力学反应级数为0.8,表观活化能为57.51 kJ/mol。该研究为聚氨酯的安全、高效和绿色合成提供了科学理论依据。

高分子实验中模具的制备及应用

高分子实验中很多时候要用到不同形状的聚四氟乙烯模具,比如,聚合物薄膜的制备及性能研究。不同的用途需要制备不同形状的模具,如,薄膜拉伸测试,需要长方形的模具以制备长方形的薄膜;薄膜耐水压测试,需要制备圆形的模具以制备圆形的薄膜;吸水率测试,需要方形的模具以制备方形的薄膜。模具的深度决定了薄膜的厚度,进一步决定了薄膜的不同性能。展示模具的应用,是通过制备不同形状和不同厚度的聚乙烯醇薄膜,来研究薄膜厚度对薄膜性能的影响。

高分子物理实验的系统性与实践化教学探索

针对当前高分子物理实验课程普遍存在的实验设置系统性不强、学生被动参与、内容脱离实践等问题,本教学团队在课程教学中进行了系统性与实践化的改革探索。本课程以校企联合共建的形式开展,引入了企业教学团队并以企业作为课程教学基地。以企业实际产品需求为实验目标,围绕该目标让学生参与实验设计与操作,提升课程实验设置的系统性与实践价值,激发学生的热情、巩固学生的理论知识并培养学生的综合实践能力。

荧光水凝胶基信息储存材料的构筑及其加密性能研究进展

基于传统储存介质的信息常常以静态形式显现,无法面对当下伪造、仿制技术带来的挑战。因此,荧光水凝胶——一类具有优异的刺激响应发光特性,结构和功能易于设计和调控的智能响应类“软材料”,由于其能够在特定的外界刺激下呈现颜色的变化或者形状的改变,因而在信息安全和防伪领域引起了广泛的研究兴趣。本文概述了荧光水凝胶基信息储存材料的构筑历程,详细归纳了信息加密与保护模式从单级加密到多级加密(三维加密平台和迷惑信息加密)模式,再到具有时变效应的动态加密模式的阶段性演变。最后,就荧光水凝胶的构筑方法和信息加密应用方面,深入讨论了其面临的挑战、机遇和未来发展前景。本综述旨在促进荧光水凝胶基信息储存材料及其加密性能的进一步发展,为未来更智能、安全型信息加密体系的研发提供思路。

基于聚二甲基硅氧烷-硼酸交联疏水界面自愈合性能研究

疏水界面易受到外界环境如刮擦、磨损等影响,难以保持持久疏水性能。因此,具有自愈合性能的疏水界面的制备成为研究热点。通过聚二甲基硅氧烷与硼酸按照一定的比例反应,其中以异丙醇为溶剂,利用有机硅固有的疏水特性,设计和合成具有聚二甲基硅氧烷网络链和动态硼酸酯交联的薄膜(BA/PDMS),通过浸渍的方式将BA/PDMS处理到载玻片表面,对其表面红外光谱、表面元素分析、接触角、自愈合性能、表面能和稳定性等进行测试。结果表明:BA/PDMS结构具有良好的自愈合性能和良好的化学稳定性。

“双碳”背景下《高分子化学实验》教学初探

将绿色低碳理念融入《高分子化学实验》课程建设,有助于培养综合能力优异的“双碳”人才。本文分析了课程现状,引入学生零距离接触科学研究的教学新模式,基于环保高效的可见光固化技术,将纳米级乳液的绿色合成及多重刺激响应特性研究纳入教学体系,在文献调研、方案设计、实验操作、分析总结中贯彻“双碳”理念,以科学研究促进本科教学改革,旨在激发学生的科研兴趣和创新意识,为实现“双碳”人才培养目标提供可持续的支撑和保障。

纳米纤维素的制备、结构性质及应用研究进展

纳米纤维素作为一种环境友好型可再生高分子材料,具有很大的应用潜力和生态效益。本文首先介绍了纳米纤维素的结构性质与制备方法,并对其表征手段和改性方法进行了概述,然后详细阐述了纳米纤维素在食品工业领域的最新应用进展,同时借助文献计量学方法分析总结了纳米纤维素领域的研究热点。纳米纤维素的绿色高效生产以及不同功能用途复合材料的研制将是未来该领域亟需研究的重点。

丙二酸二乙酯的生产方法及其在有机合成领域中的应用

有机合成技术涉及到许多有机化合物,能够将这些物质合称为新型物质,丙二酸二乙酯就是其中较为常见的一种有机化合物,在有机合成当中具有很高的应用价值。丙二酸二乙酯目前被广泛应用于医药、农药、食品等工业,为人们的生活提供了很大的帮助,为了了解其应用,本文围绕丙二酸二乙酯的结构、性质、作用及生产方法,分析了丙二酸二乙酯在有机合成中的应用。

聚丙烯酰胺对机制砂亚甲蓝值的影响机理研究

机制砂已成为我国建设用砂的主要来源。通过亚甲蓝试验考察了阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)的分子量及水解度对机制砂亚甲蓝(MB)值的影响规律,借助循环伏安(CV)试验、扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析,探究了HPAM与MB之间的作用机理。研究结果表明:随着HPAM质量浓度的增加,机制砂MB值呈现阶梯式增大的趋势;在相同水解度和浓度时,随着HPAM分子量增大,分子链中的酰胺基团数量和水解产生的阴离子活性基团含量增多,与MB溶液中的阳离子(C16H18N3S+)结合形成的电化学活性复合物增加,HPAM水解产生的含氧官能团与MB分子中的苯环间的氢键作用力增强,导致机制砂MB值增大;在相同分子量和浓度时,随着HPAM水解度提高,水解HPAM的分子链有效长度增大,与MB分子之间的静电引力以及氢键作用力增强,导致机制砂MB值增大。

基于集成深度学习框架的新型冠状病毒感染治疗药物活性预测

目的 建立预测新型冠状病毒感染治疗药物活性的集成深度学习框架。方法 采用卷积神经网络(CNN)和递归神经网络(RNN)从简化分子线性输入规范(SMILES)字符串序列信息中筛选出代表性的特征标识,以深度神经网络(DNN)从离散特征信息中提取更高级别的抽象特征,均以网格筛选法生成1个主框架模型和7个离散特征模型的最优结构,构成8种架构的127种可能组合。通过准确率(ACC)、F、召回率(Recall)、精确度(PRE)和马修斯相关系数(MCC)5个标准指标评估模型的预测性能。建立和维护最终框架。结果 最终建立了1个以BiLSTM为集成深度学习框架的核心架构和4个不同的离散特征模型组成的集成深度学习模型,训练集ACC为72.84%,F为69.70,Recall为72.21%,PRE为68.03,MCC为0.456 9;测试集中成功预测了23种可能对新型冠状病毒感染有治疗作用的药物。结论 集成深度学习框架相较于单个模型具有更强的预测能力,该研究为新型冠状病毒感染治疗药物的筛选提供了新的选择。

细菌纤维素/聚吡咯导电复合膜制备与探讨

超级电容器是一种新型的储能装置,由载体、高分子导电材料、氧化剂等组成,细菌纤维素膜韧性好、孔隙率优良,现已作为一种载体材料.本研究选用葡糖醋杆菌在特定培养基培养生长形成细菌(BC)纤维素膜,提取加工后与聚吡咯(PPy)和氧化剂原位聚合,以FeCl_(3)作为氧化剂使不同浓度的吡咯聚合附着在其表面形成超级电容器,通过傅里叶红外光谱分析,再根据渗流理论探讨膜的电导率与孔隙率的变化规律,最后测出含电量的变化.研究结果表明:BC/PPy复合膜孔隙率与电导率并不成正比关系,孔隙率在25%~30%内,其电导率最大,0.01 mol/L浓度聚吡咯的孔隙率最大为60.05%,电导率却最小(1×10^(-6)S/m),0.06 mol/L浓度聚吡咯孔隙率为23.04%,却获得了最大的电导率(2.6×10^(-1)S/m).

高黏聚合物扩散脱挥与动态设备研究进展

综述了高黏聚合物扩散脱挥的传质理论及模型,介绍了近年来的高黏聚合物动态脱挥设备,并提出了高黏聚合物脱挥理论研究及设备工程化的发展方向;基于实验数据和影响脱挥结果的各类因素,建立普适化的聚合物脱挥模型;在提升设备的流体力学性能、增大气液两相的接触面积、加快表面更新速率的同时,需考虑工艺流程、设备结构和操作条件对过程能耗、产品性能的影响。

H_(2)O在PBT聚醚聚氨酯弹性体渗透行为的分子模拟

采用蒙特卡洛模拟和分子动力学模拟的方法,对H_(2)O在3,3-双(叠氮甲基)环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)聚醚聚氨酯(PUPBT)中的吸附和扩散行为进行模拟。吸附模拟结果表明,在0~1 000 kPa逸度范围内,298、318、338、358 K条件下的PUPBT对H_(2)O的吸附热分别为41.15、40.23、36.84、34.16 kJ/mol,298 K下达到吸附平衡,随着温度的升高,PUPBT对H_(2)O的吸附能力减弱;H_(2)O在PUPBT中的吸附不是均匀吸附,而是聚集性地吸附于聚合物中靠近空穴中心的低势能区。扩散模拟结果表明,在压强为101 kPa,温度为298、318、338、358 K条件下,H_(2)O/PUPBT混合体系的自由体积分数分别为14.37%、 15.55%、 17.00%、 17.85%,H_(2)O在PUPBT中的扩散系数分别为1.488×10^(-6)、1.999×10^(-6)、4.086×10^(-6)、4.462×10^(-6)cm^(2)/s,且H_(2)O在PUPBT中进行的扩散不是均匀扩散,而是在聚合物空穴之间的跃迁扩散。H_(2)O在PUPBT中的溶解系数是影响渗透系数的主要因素,随着温度的升高,渗透系数逐渐下降。

PBT聚醚聚氨酯不同活泼氢组分固化体系研究

以3,3-双叠氮甲基氧杂环丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)为聚醚聚氨酯的软段、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)为固化剂、一缩二乙二醇(DEG)为扩链剂、三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,利用二步法制备了不同活泼氢组分的PBT聚醚聚氨酯。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪、差示扫描量热(DSC)仪、电子万能试验机及溶胀率测试仪,对PBT/TDI、PBT/TDI/DEG、PBT/TDI/TMP/和PBT/TDI/DEG/TMP体系进行了固化反应动力学及力学性能的研究。结果表明:PBT/TDI、PBT/TDI/DEG、PBT/TDI/TMP/和PBT/TDI/DEG/TMP体系的固化反应均为二级反应,活化能分别为135.984、165.573、164.933、164.292 kJ/mol。加入DEG可显著提高黏合剂基体的断裂伸长率,但拉伸强度下降;加入TMP能提高黏合剂基体的拉伸强度,但断裂伸长率下降;同时加入DEG和TMP的黏合剂基体拉伸强度提高,断裂伸长率有所下降。DEG和TMP能不同程度地提高固化体系的交联密度。

聚合物产品工程研究内容与方法的思考

聚合物产品结构具有明显的多层次性和多分散性,产品的性能也非常丰富。本文提出,应当把产品结构与性能间量化关系的构建,以及在此基础上进行的产品结构的理性设计与精准制造,作为聚合物产品工程的核心研究内容与创新开发途径;为更精确地描述聚合物结构与性能间的关系,未来应重视聚合物数据库建设及由此衍生的聚合物信息学,注重人工智能技术的应用;为更精准地进行聚合物结构的制造,未来应重视聚合物产品生产过程中分子的数控制造;同时,要不断创新发展软测量技术,提升聚合物制造过程中产品结构在线检测的广度、精度和速度。文章还指出,要注重聚合物的反应器内原位合金化、复合化方法,以及反应挤出在聚合物分子修饰、基团转换、扩链、交联以及合金化、复合化等方面的应用研究,充分发挥它们在多相多组分聚合物产品精准制造中的优势。

嵌段共聚物自组装形成螺旋结构的手性调控

本文利用自洽平均场理论研究了圆柱受限下,引入手性补丁图案诱导场对嵌段共聚物自组装形成的单螺旋结构的手性调控。研究发现,在圆柱孔径较小时,仅施加较为稀疏的补丁图案就可以获得完美的单一手性单螺旋结构。当受限圆柱的孔径较大时,需要通过增加补丁个数来改进诱导效果,但过于密集的图案会影响嵌段高分子自组装的热力学路径。通过引入合适的手性诱导场,可以在整个单螺旋相区实现手性调控。

氢化腰果酚-含氮杂环抗氧剂在聚丙烯中的应用

为了部分替代聚丙烯(PP)中以石油基原料合成的抗氧剂,满足绿色、可再生、高效、低毒的发展要求,通过测试PP热氧稳定性、起始氧化温度以及热氧和光氧老化后力学性能、结构的变化,研究了生物基氢化腰果酚-2-氨基苯并恶唑(BAO1)、氢化腰果酚-5-氨基-2-苯并咪唑啉酮(BAO2)、氢化腰果酚-2-氨基苯并咪唑(BAO3)、氢化腰果酚-2-氨基苯并噻唑(BAO4)抗氧剂(BAO1~4)对PP耐热氧性能和光氧稳定性能的影响。结果表明,添加BAO2和BAO3均能提高PP的热氧稳定性,在PP成型加工时BAO2和BAO3能更大程度延缓PP熔体黏度下降,添加BAO2~4后,PP的起始氧化温度比纯PP提高了14~23℃。BAO3延缓PP热氧和光氧老化的效果最好,经热氧老化144 h和光氧老化48 h后PP-BAO3的断裂伸长保留率仍有26.1%和69.1%,而纯PP已完全老化失效。与氢化腰果酚和2-氨基苯并咪唑的物理共混相比,BAO3在提高PP热氧稳定性和光氧稳定性方面效率更高,表明BAO3同一个分子中Ar—OH与—NH—之间的协同抗氧效率高于物理共混形成的抗氧协同作用,具有分子内协同作用,在PP中具有更好的热氧稳定和光氧稳定作用。