P123对聚醚砜纳米纤维膜结构和性能的影响

通过静电纺丝法制备了聚醚砜（ PES ）/聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物（ P123， PEO20PPO70PEO20，Ma=5800）纳米纤维膜，考察了P123含量对纺丝液的黏度和表面张力的影响，以及对所制备的纳米纤维膜的结构和性能的影响。实验结果表明：P123含量从3%（质量）增至9%时，其纺丝液的黏度由300 mPa·s增至1000 mPa·s，表面张力在36.5～37.8 mN·m-1范围内；P123改性的PES纳米纤维直径约为360 nm，分布均匀，其表面也比较光滑，取向趋于一致；此外，该纳米纤维膜具有良好的机械性能和耐溶胀性能，较大的比表面积（＞39 m2·g-1），孔隙率，可用作催化剂载体。

耐热ABS树脂的结构与性能分析

测试了三种商业级耐热丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)的耐热性能、力学性能和流变学行为,表征了ABS树脂的化学组成和微观结构,在此基础上分析了耐热ABS树脂微观结构与宏观性能的关系。结果表明,添加的耐热改性剂为N-苯基马来酰亚胺类耐热改性剂,其主要分散在苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)中,限制了SAN树脂分子链段的活动性,提高了其玻璃化转变温度,进而提高了ABS树脂的耐热性能,且添加量越高,耐热性能提升越显著。耐热改性剂的添加,在提高ABS树脂刚性的同时,降低了其韧性。韧性的降低可以通过提高体系中橡胶相的含量来改善。ABS树脂中耐热改性剂的含量越高,其类固行为越明显,分子链的活动性越差,熔体流动速率越低。

MoS_2/纳米炭纤维的合成及其用作锂离子电池负极材料的储锂性能（英文）

以聚丙烯腈和剥离的MoS_2为原料,采用电化学静电纺丝法合成了一维(1D)结构的MoS_2/CNFs。剥离的MoS_2尺寸约为150 nm,并能镶嵌在纳米炭纤维基体内。所制1D MoS_2/CNFs可以切成柔性圆片,在无需添加粘结剂的情况下直接用作电极片。该1D MoS_2/CNFs负极材料展现出较好的电化学性能,在100 mAg^(-1)的电流密度下,反复充放电50次,可逆容量高达700 mAhg^(-1);在1 000 mAg^(-1)的大电流密度下,反复充放电200次,可逆容量仍保持450 mAhg^(-1)。

取代芳基磷酸酯钠盐成核剂的晶体结构与聚丙烯附生结晶的过程

分别以甲醇和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,用溶剂挥发法制备两种不同晶体结构的2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠(NA40)成核剂单晶。用单晶XRD法确定晶体的晶胞参数,并与等规聚丙烯(iPP)的晶胞参数比较,研究NA40与iPP的附生结晶关系。表征结果显示,NA40-MeOH和NA40-DMF均能与iPP发生附生结晶,有较好的成核性能,c轴长分别为1.1950nm和1.2619nm,约为iPP晶体c轴(0.650nm)的2倍,失配率分别为8.79%和3.78%,小于附生结晶能发生的10%~15%失配率上限。两种成核剂对iPP性能的改善作用相近,成核剂用量为0.1%(w)时,较空白iPP的弯曲模量提高约20%,拉伸强度提高10%,球晶尺寸均减小。

富氮中空炭微球的制备及其用作锂硫电池的电化学性能

分别以多巴胺和正硅酸乙酯为碳源和硅源,先采用一步法合成出球形C@SiO_2复合材料,然后通过化学刻蚀制得一种表面积达875 m2·g-1、表面富含N原子的中空炭微球(N-HCS)。N-HCS独特的纳米结构可以有效地抑制硫在充放电过程中的体积膨胀和聚硫化物的穿梭效应,同时表面掺杂的氮能够提高活性物质的导电性,进而提高正极材料的循环稳定性和大倍率性能。结果表明,该碳/硫复合材料的在0.2 C电流密度下的首次放电容量达1 179 mAh·g^(-1);经100次反复充放电后,其放电容量仍可保持在540 mAh·g^(-1);具有较好的大电流倍率性能,在电流密度为1 C和2 C时,其可逆放电容量可分别稳定在343 mAh·g^(-1)和247 mAh·g^(-1)。

以水为共发泡剂的超临界CO_2发泡制备PEI微孔材料

采用快速泄压法,分别以CO_2和CO_2/水为发泡剂,制备聚醚酰亚胺(PEI)微孔发泡材料。通过扫描电镜、热重分析等考察了发泡温度和饱和压力等参数对发泡材料结构、形貌与热稳定性的影响。结果表明,单独使用超临界CO_2为发泡剂时,发泡温度为220℃,压力为20MPa时,仅能得到最高倍率为2.7的发泡制品;以CO_2/水为发泡剂时,可发泡窗口整体向低温移动,下限可降至170℃,上限为220℃。发泡倍率明显增大,在发泡温度200℃,压力25 MPa时可得最高倍率为8.7的发泡样品;共发泡剂对发泡样品的热稳定性影响甚微。

抗静电聚醚醚酮复合材料的研究

将碳系导电填料掺杂到聚醚醚酮(PEEK)树脂中,通过熔融共混方法制备了PEEK/膨胀石墨蠕虫(EG),PEEK/炭黑(CB),PEEK/碳纤维(CF),PEEK/EG/CB,PEEK/EG/CB/CF复合材料,并研究了不同成型加工方法对复合材料制备试样导电性能的影响。结果表明,相比单一尺度导电填料掺杂PEEK复合材料,多元碳系导电填料复配掺杂PEEK复合材料内部的导电网络更易搭建且稳定。在PEEK/EG/CB复合材料模压成型条件下,添加总质量分数为6.0%-6.5%的导电填料,可以获得表面电阻为10^(6)-10^(9)Ω的抗静电板片材;在复合材料注射成型条件下,为了达到抗静电要求,二元导电填料EG/CB复配填充总质量分数需达到17.0%,三元导电填料EG/CB/CF复配填充总质量分数需达到22.0%。添加玻璃纤维(GF)提高复合材料的力学性能,添加GF对PEEK/EG/CB和PEEK/EG/CB/CF复合材料的表面电阻均未产生明显影响,适量添加GF可得到抗静电与力学性能兼优的复合材料。

成核剂调控的具有不同泡孔结构聚乙烯泡沫的尺寸稳定性

研究了几种纳米颗粒调控的聚乙烯(PE)泡沫的尺寸稳定性,通过差示扫描量热仪、扫描电镜考察了几种纳米颗粒对PE结晶行为和发泡形貌的影响。结果表明,纳米颗粒作为结晶成核剂可以提高PE的结晶温度,同时作为发泡成核剂还可以使PE泡沫的泡孔密度增大,且其形状和表面化学性质会影响成核效果,进而影响最终的发泡形貌。进一步研究还发现,不同泡孔结构的PE泡沫的尺寸稳定性存在差异,未添加成核剂的PE泡沫收缩最严重,而添加成核剂后PE泡沫的泡孔尺寸减小,尺寸稳定性得到提高。通过建立立方体泡孔结构模型模拟计算了泡孔孔径对尺寸稳定性的影响,计算结果与实验数据较为吻合,结果表明,泡孔尺寸越小,PE泡沫的尺寸稳定性越好。

甘油塑化热塑性淀粉/硅烷化聚乙烯醇共混材料的转矩流变性能

应用转矩流变仪分析甘油塑化热塑性淀粉(GTPS)/硅烷化聚乙烯醇(mPVAL)共混材料的转矩流变性能,为高熔体强度淀粉基材料的开发及可生物降解发射药加工代料的研发提供依据。首先使用硅烷偶联剂KH570对聚乙烯醇(PVAL)进行硅烷化改性制得mPVAL,采用转矩流变仪对玉米淀粉、甘油与mPVAL进行熔融共混,制备GTPS/mPVAL共混材料,使用单因素法探究了KH570添加量、mPVAL添加量、混炼转速、混炼温度以及PVAL醇解度对GTPS/mPVAL共混材料转矩流变性能的影响。研究结果表明,使用KH570对PVAL进行硅烷化改性,可以提高GTPS/mPVAL共混材料的熔体黏度,从而改善共混材料的熔体强度,在KH570添加量为PVAL质量的0.6%、PVAL醇解度为98%、mPVAL溶液添加量为玉米淀粉质量的7%、混炼转速为100 r/min及混炼温度为130℃工艺条件下,GTPS/mPVAL共混材料的增黏效果较好,与未加mPVAL时的材料相比,其平衡扭矩提高了57.0%。

冷等离子体改性聚乳酸纤维/热塑性淀粉复合材料的研究

为提高聚乳酸纤维(PLAF)与热塑性淀粉(TPS)的界面相容性并以此改善复合材料的力学性能,通过冷等离子体对PLAF进行改性处理。采用转矩流变仪制备TPS,利用模压成型制备了PLAF/TPS复合材料。探究了不同功率冷等离子体、不同纤维长度、不同纤维含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:冷等离子体改性处理功率越高,PLAF制备的复合材料拉伸强度、弯曲强度越高,但对复合材料的冲击强度几乎无影响;纤维含量及长度的变化对拉伸性能、弯曲强度、冲击强度变化趋势的影响不同,当纤维长度为10 mm,纤维含量为20%时,纤维的综合力学性能较为良好,此时拉伸强度为16.15 MPa,弯曲强度为56.12 MPa,冲击强度为5.54 kJ/m^(2)。

超声处理配合烧结成型工艺制备PEEK/石墨复合材料

引进超声波对聚醚醚酮(PEEK)/膨胀石墨/无水乙醇体系进行震荡,层间剥离膨胀石墨的同时实现了膨胀石墨在复合材料体系中的良好分散,烘干得到成型前驱体。进一步地,采用烧结成型工艺制备了PEEK/膨胀石墨复合材料片材。考察了超声液体介质对膨胀石墨剥离效果的影响,同时研究了膨胀石墨含量以及烧结成型过程工艺参数对复合材料片材导电性能和力学性能的影响。原子力显微镜测试结果显示,超声过程最佳液体介质为无水乙醇,处理之后的膨胀石墨片层从21 nm降至1.13 nm;最终制备的PEEK/膨胀石墨复合材料片材在膨胀石墨质量分数为60%时,电导率达到82.64 S/cm,而弯曲强度为66.78 MPa。

连续玻璃纤维增强PP复合材料工字梁拉挤成型及补强

现有的工字梁主要材料为金属或木材,容易受到使用环境的限制。为此研究了不同拉挤成型工艺条件对连续玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)工字梁力学性能的影响,以及GF网格布补强对工字梁破坏形式与性能的影响。研究表明,在拉挤成型模具温度235℃,冷却定型模具温度梯度65℃/85℃/105℃,拉挤速度80 mm/min时得到的复合材料工字梁力学性能最优,弯曲破坏载荷达4842 N。GF网格布的加入有效的改善了工字梁的破坏形式,使工字梁弯曲破坏载荷提高了6.0%。

加工工艺对纳米SiC/超高分子量聚乙烯复合材料力学性能的影响

通过两种不同工艺,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行无机纳米SiC的包覆共混改性,对改性后的热压制品进行力学性能、扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)分析。分析结果表明,将包覆后的纳米SiC经过机械共混后直接模压成型的UHMWPE制品力学性能优于纯UHMWPE,而经过单螺杆熔融共混挤出毛坯后再进行模压成型的UHMWPE的纳米SiC粒子分散更均匀,并且获得更优异的力学性能。

钙钛矿型复合氧化物LaCrO_(3-δ)的结构稳定性

为了研究氧空穴对LaCrO_(3-δ)结构稳定性的影响,首先对La Cr O3结构中氧空穴的形成过程进行了分析,然后建立了不同氧空穴浓度下的LaCrO_(3-δ)(δ为0.125~0.875)结构,并采用基于密度泛函理论的第一性原理对氧空穴形成能和LaCrO_(3-δ)结构稳定性进行了研究。结果表明,LaCrO_(3-δ)的氧空穴形成能随着δ的升高不断增大,而结构稳定性也随之不断降低。此外,根据氧空穴形成能的相对大小,发现在最稳定的LaCrO_(3-δ)(δ为0.125~0.500)结构中,氧空穴都排布在CrO_2层。因此,LaCrO_(3-δ)结构的稳定性不仅与氧空穴浓度有关,而且与氧空穴的排布方式有关。

玻璃纤维增强聚苯硫醚夹芯复合结构力学性能

以膨化的长玻璃纤维增强聚苯硫醚复合材料为芯材,双向碳纤维织物增强聚碳酸酯为面板材料,通过热压成型制备夹芯复合结构。研究了不同夹芯复合结构厚度与芯层面密度对夹芯复合结构力学性能的影响,以及夹芯复合结构的弯曲破坏形式和侧压破坏形式。结果表明,随芯层厚度的增加,夹芯复合结构的弯曲强度、弯曲弹性模量、比弯曲强度、冲击强度、侧压强度和比侧压强度减小,而弯曲刚度和冲击总吸能先增大后减小,转折点发生在夹芯复合结构厚度为5 mm时。在夹芯复合结构厚度相同条件下,随着芯层面密度的增加,夹芯复合结构的弯曲强度、弯曲弹性模量、弯曲刚度、冲击强度、冲击总吸能和侧压强度增大;在夹芯复合结构厚度为4 mm或5 mm条件下,随着芯层面密度的增加,夹芯复合结构的比弯曲强度和比侧压强度减小;在夹芯复合结构厚度为6 mm条件下,随着芯层面密度的增加,夹芯复合结构的比弯曲强度先增大后减小,比侧压强度先减小后增大。夹芯复合结构的弯曲破坏形式是面板破坏和芯层分层;侧压破坏形式是压缩/弯曲破坏。

高熔体强度聚丙烯的制备及性能表征

采用等规聚丙烯(iPP)为粉料、过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为接枝单体、苯乙烯(St)为共聚单体,使用双螺杆挤出机熔融接枝制备无凝胶的高熔体强度聚丙烯(HMSPP)。傅里叶红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)的结果表明单体已成功接枝在聚丙烯分子链上。差示扫描量热仪(DSC)的分析结果表明HMSPP结晶温度提高了11.8℃。流变测试结果显示,HMSPP可呈现明显的剪切稀化现象,并具有更长的松弛时间和更低的损耗因子,充分证明了长支链结构的存在。与iPP相比,HMSPP的熔体强度从0.03 N提高到0.37 N,同时其冲击强度、拉伸强度和弯曲模量分别提高了89.1%、17.5%、42.6%。

超高矿化度AM/AMPS共聚物压裂液与交联过程流变学

对不同矿化度、不同盐溶液中AM/AMPS压裂液流变性能及其在超高矿化度时的交联凝胶状态与流变学性质以及交联过程进行了研究。结果表明,AM/AMPS压裂液KCl与CaCl_(2)溶液中黏度与弹性模量下降,且CaCl_(2)的影响更显著;而超高矿化度镁盐溶液对压裂液黏度与黏弹性有增强作用。在超高矿化度的不同盐溶液中,AM/AMPS均可以与有机锆交联剂形成能完全挑挂凝胶,应变扫描结果证明,交联后压裂液表现出典型的凝胶特征。AM/AMPS压裂液在高矿化度盐溶液以及水溶液中的30℃恒温小振幅振荡交联过程可用四参数交联流变动力学方程描述,金属盐离子可以提高凝胶强度,且二价盐的提高更为显著。AM/AMPS压裂液升温小振幅振荡交联过程存在缓速交联与快速交联两个阶段,适当升温有利于交联反应。AM/AMPS压裂液在自来水与一价盐溶液中升温大振幅振荡交联过程与升温小振幅振荡交联过程相似;在二价盐溶液中交联过程受剪切影响较大,适当提高剪切,有利于AM/AMPS压裂液在盐溶液中交联。研究获得了超高矿化度AM/AMPS压裂液新体系,有望为AM/AMPS压裂液工程应用提供指导。

功能化透明质酸在生物医药领域的研究进展

透明质酸(HA)是一种非硫酸化糖胺聚糖大分子,是细胞外基质的主要成分之一。由于独特的分子结构及生物活性,HA的应用领域广泛,并已有超过30年的应用历史。HA及其衍生物的分子特性,包括不同分子量范围对细胞、保湿和抗衰老的作用不同以及CD44靶向性,使其成为组织工程、伤口愈合、癌症治疗、眼科和化妆品等领域的热门原料之一。近年来,HA及其衍生物在生物医学领域中发挥着越来越重要的作用。重点介绍了近年来功能化HA应用在伤口愈合材料、软骨修复材料、药物载体、眼科材料、癌症治疗和化妆品方面的研究进展,HA多功能涂层、靶向纳米粒子和可注射水凝胶创新材料在前沿生物医用方向展现出巨大的应用前景。

基于三氧化硫磺化的丹参酮ⅡA磺酸钠的连续化合成

利用飞秒激光微加工技术,制作了一种厘米级类卡特彼勒3D微流控芯片,并在微流控芯片内以三氧化硫为磺化剂连续制备丹参酮ⅡA磺酸钠。停留时间分布测试结果表明:微流控芯片内的整体流动状态接近于平推流。最佳磺化条件为:磺化温度25℃,n(SO_(3))/n(丹参酮ⅡA)=2.0,停留时间2 min。与传统硫酸间歇工艺相比,丹参酮ⅡA磺酸钠产率由68.0%提升至92.3%,反应时间由120 min降低至2 min,E因子由27.7降低至2.1。实现了丹参酮IIA磺酸钠的绿色、安全、高效连续制备。

亚磷酸酯P-EPQ与受阻酚在聚丙烯中的协同抗氧作用研究

采用氢过氧化物清除实验和热重分析对比研究了四(2,4-二叔丁基苯基)4,4′-联苯基二亚磷酸酯(Hostanox PEPQ)和三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(Irgafos 168)的抗氧化活性以及热稳定性能。结果显示:由于P-EPQ结构中含有更高的P含量以及特殊的P—C键,其表现出卓越的抗氧化性能和热稳定性。进而,选用受阻酚抗氧剂Irganox1010和Irganox 1076与P-EPQ进行复配,对其在等规聚丙烯(iPP)中的抗氧化协同作用进行探究。复配抗氧剂所稳定的iPP在多次挤出过程中熔体体积流动速率(MVR)和黄度指数(YI)变化以及氧气气氛中的氧化诱导期(OIT)比较结果表明:抗氧剂1010与P-EPQ复配展现出显著的协同效应。当1010与P-EPQ的质量比为6/4时,稳定的iPP具有最佳综合稳定性能。此时,抗氧改性样品第五次挤出后的MVR和YI仅为纯iPP的19.8%和79.9%,而180℃下的OIT则从0.8 min显著延长至74.8 min。