以产品项目开发为路径的高分子实验教学模式探索与实践

随着成果导向教育理念的提出,加强学生能力培养已成为高等工程教育改革的方向。为了提高高分子实验教学效果,我们对实验项目进行重新整合和设计,结合多个经典实验项目,以产品项目开发为路径开展实验教学,形成了一种研究型实验教学模式。实验教学过程与实际科学研究过程类似,既有利于锻炼学生的基本实验技能,又增强了实验的挑战性和综合性,激发了学生的实验兴趣和学习自主性,训练了学生的科学研究思维和综合能力。

无稀释剂紫外光引发自交联丙烯酸酯压敏胶的研制

为了克服紫外光固化丙烯酸酯压敏胶气味大和氧阻聚的不足,本文以单体丙烯酸正丁酯(n-BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和功能单体丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HE-MA)为原料,采用十二烷基硫醇(DDM)为链转移剂,以过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂进行自由基聚合,合成含环氧基团的丙烯酸酯预聚物。然后添加阳离子型紫外光引发剂6976,经涂布及紫外光光照引发得到自交联型环氧丙烯酸酯压敏胶。实验过程中分别测试了DDM、GMA和光引发剂用量等因素对压敏胶性能的影响。结果表明,DDM用量为0.26%,GMA用量为12.5%,光引发剂6976用量为2%时,所制的压敏胶综合性能最为理想。压敏胶的初粘力达到11.1N/25mm,剥离力达到14.6N/25mm,剪切强度达到9.2N/12×12mm^(2),在80℃下处理4h具有良好的耐热性,剥离时不掉胶。制备的压敏胶在低于50℃时易涂布,不含活性稀释剂,无刺激性气味,无氧阻聚,在工业上具有较好的应用前景。

端羟基PTHF-PEO-PTHF嵌段共聚醚的合成与表征

以大分子聚乙二醇为引发剂(起始剂),三氟化硼乙醚络合物为催化剂,在少量环氧丙烷助开环的条件下,四氢呋喃发生阳离子开环聚合,直接在聚乙二醇的两端接上了聚四氢呋喃醚链段,从而制备出了一种全新结构的PTHF-PEO-PTHF端羟基三嵌段共聚醚。通过红外光谱和核磁共振1H-NMR对产物进行了表征,并通过DSC和凝胶渗透色谱对产物进行了分析,考察了不同相对分子质量的共聚醚对弹性体力学性能的影响。研究了反应条件对聚合产率及产物相对分子质量的影响,结果表明,反应温度为0℃,反应时间为6 h,环氧丙烷用量为四氢呋喃(THF)摩尔数的10%,催化剂用量为THF的4%时最为理想,并且可通过大分子引发剂的用量来调节共聚醚产物的相对分子质量。

HTPE的合成及弹性体的性能

以大分子聚乙二醇为引发剂(起始剂),三氟化硼乙醚络合物为催化剂,在少量环氧丙烷助开环的条件下,四氢呋喃发生阳离子开环聚合,直接在聚乙二醇的两端接上了聚四氢呋喃醚链段,从而制备出了一种全新结构的PTHF-PEO-PTHF端羟基三嵌段共聚醚(HTPE),采用红外光谱和核磁共振1H NMR对产物进行了表征,并以合成的HTPE为原料制备出了聚氨酯弹性体,研究了HTPE聚氨酯弹性体的力学性能和热性能。结果发现,HTPE聚氨酯弹性体不但综合力学性能较理想,而且具有玻璃化转变温度较低(Tg=-69.03℃),热稳定好的特点,满足固体推进剂对粘合剂的使用要求。

紫外光固化环氧-丙烯酸酯/聚氨酯-丙烯酸酯复合型水性涂料的研制

制备了可反应性的阴离子型聚氨酯-丙烯酸酯,并用其作为乳化剂制成了可紫外光固化的水性环氧-丙烯酸酯/聚氨酯-丙烯酸酯复合型水性涂料。讨论了聚氨酯-丙烯酸酯的乳化机理,及其对环氧-丙烯酸酯水分散体系稳定性及涂膜性能的影响。

新型无卤阻燃剂的研究进展

综述了无机金属化合物阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂及氮系阻燃剂等几类新型的无卤阻燃剂的目前研究发展情况,简要介绍了其有关阻燃机理及将来的发展方向。

聚丙烯酸酯侧链液晶聚合物的合成与表征

以对羟基苯甲酸、氯乙醇和丙烯酸为主要原料,经醚化、酯化和酰氯化反应合成了中间体和含液晶基元的丙烯酸酯单体,后者经自由基聚合合成了聚丙烯酸酯侧链液晶聚合物。用偏光显微镜观察了单体和聚合物的织态结构,用DSC和IR对聚合物进行了表征。结果表明,单体和聚合物均呈现向列型液晶织态结构,聚合物在较宽的温度范围内有很好的液晶性。

大分子引发端羟基PPO-PTHF-PPO嵌段共聚醚的合成和表征

以大分子聚四氢呋喃醚二醇为引发剂,三氟化硼乙醚络合物为催化剂,环氧丙烷经阳离子开环聚合,直接在聚四氢呋喃醚二醇的两端接上了聚环氧丙烷的链段,从而制备出了一种全新结构的PPO-PTHF-PPO端羟基三嵌段共聚醚;通过红外光谱、核磁共振(1H-NMR和13C-NMR)对产物进行了表征,通过凝胶渗透色谱测出了产物的相对分子质量。研究了反应条件对聚合产率以及产物相对分子质量的影响,结果表明,反应温度为0℃,反应时间为5h,催化剂用量为环氧丙烷摩尔数的3%时最为理想,并且可以通过大分子引发剂的用量来调节共聚醚产物的相对分子质量。

分子蒸馏技术在PPO-PTHF-PPO共聚醚提纯中的应用

以大分子聚四氢呋喃二醇低聚物为起始剂制备聚环氧丙烷聚四氢呋喃共聚醚(PPO-PTHF-PPO)的产物中会残留一些未参加反应的聚四氢呋喃低聚物,这些低聚物很难用一般的提纯方法除去。文中根据分子蒸馏技术的特点,应用刮膜式分子蒸馏装置对PPO-PTHF-PPO共聚醚进行了提纯研究。考察了加热温度、提纯次数等条件对共聚醚的提纯效果的影响。结果发现在真空度为0.1 Pa,转速为200r/min,加热温度为180℃,经过两次分子蒸馏后可以有效除去共聚醚中的低聚物和小分子,提纯后的共聚醚纯度可以达到99.95%,分子量分布降低到1.57,并且提纯后的共聚醚不用干燥可直接用于聚氨酯的生产。

PTHF-PPO共聚醚的合成及其聚氨酯弹性体性能研究

以大分子聚四氢呋喃醚二醇为起始剂,三氟化硼乙醚络合物为催化剂,环氧丙烷经阳离子开环聚合,直接在聚四氢呋喃醚二醇的两端接上了聚环氧丙烷的链段,从而制备出了一种全新结构的聚四氢呋喃-聚环氧丙烷(PTHF-PPO)端羟基嵌段共聚醚。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物进行了表征,凝胶渗透色谱测出了产物的相对分子质量。并以合成的PTHF-PPO共聚醚为原料制备出了聚氨酯弹性体,研究了PTHF-PPO聚氨酯弹性体的力学性能和热性能,结果发现,PTHF-PPO聚氨酯弹性体综合力学性能较好,玻璃化转变温度(T g=-62.59℃)较低,热稳定性好。

化工专业多层次实践教学体系的构建与实施

针对高校培养的理工科学生实践能力差,创新能力弱的特点,以化工专业为例构建了一套新的多层次实践教学体系,详细介绍了新实践教学体系的实施过程,并比较了新旧实践教学体系的不同点。新的实践教学体系增加了实践理论的学习,加强了创新能力和研究意识的培养过程,具有更好的系统性,更注重学生的实践和科研能力的培养,实施后取得了很好的效果。

高分子物理中WLF方程的剖析

分析了高分子物理中WLF方程的适用温度范围.从微观的链段运动对方程进行了详细的剖析.高分子链非常大,链段运动比较复杂,使其具有了特有的温度依赖关系WLF方程,所以WLF方程在使用的时候有一定的条件限制,说明了由于参考温度的不同,C1,C2取值不同的原因.

原子转移“活性”可控自由基聚合引发体系的研究进展

原子转移自由基聚合反应(ATRP)是实现活性聚合的一种颇为有效的途径,可以合成分子量可控、分子量分布窄的各种形状的聚合物。本文介绍了"活性"可控ATRP的研究进展,包括RATRP、SR&NI ATRP、AGET ATRP、假卤素转移自由基聚合以及一些新催化剂体系下的新型ATRP,并说明了各种引发体系ATRP的反应机理。

氧(金翁)离子法合成端羟基聚四氢呋喃-聚环氧丙烷嵌段共聚醚

以端羟基聚四氢呋喃（PTHF）和聚环氧丙烷（PPO）大分子为原料，浓硫酸为催化剂，在加热条件下，聚四氢呋喃两端生成鎓离子活性中心，遇到两端含活泼氢的聚环氧丙烷时发生反应，从而制备出了一种全新结构的端羟基PTHF-PPO嵌段共聚醚；通过凝胶渗透色谱（GPC）、红外光谱（IR）和核磁共振（NMR）对产物进行了表征。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对聚合产率以及产物相对分子质量的影响。随着反应温度升高，反应时间的延长，或催化剂用量的增加，共聚醚的产率和相对分子质量都是先增大后减小。研究结果表明，反应温度为120 ℃～130 ℃，反应时间为4h，催化剂用量为PTHF质量的4％时最为理想；共聚醚黏度低，常温下为液态，浇注方便，是生产聚氨酯的很好原料。

普通乳液聚合法制备丙-苯纳米核壳乳液

文中通过预乳化-半连续的加料工艺制备出了以聚丙烯酸丁酯为核,聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯为壳的丙-苯纳米核壳乳液,分析了这种乳液聚合的方法制备纳米乳液的机理。通过粒度分布仪测定的乳胶粒的粒径分布为93.4 nm～95.6 nm,分布很窄,乳胶粒的平均粒径为94.5 nm;通过透射电境(TEM)对乳液进行观察,所制的丙-苯纳米乳胶粒具有明显的正向核壳结构,实验证明这种核壳结构是稳定的。

丙-苯纳米核壳乳液的合成及应用

文章通过预乳化-半连续的加料工艺制备了以聚丙烯酸丁酯为核,聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯为壳的丙-苯纳米核壳乳液。通过粒度分布仪测定乳胶粒的粒径分布为93.4~95.6 nm,乳胶粒的平均粒径为94.5 nm;通过透射电境（TEM）对乳液进行观察,所制备的丙-苯纳米乳胶粒具有明显的正向核壳结构。最后用合成的乳液配成外墙涂料,性能测试结果显示涂料性能良好,并具有一定的耐污性。

新型聚丙烯酸酯侧链液晶的合成

以对 -羟基苯甲酸、氯乙醇和丙烯酸为主要原料 ,经醚化、酯化和酰氯化反应合成了中间体A、B、C ,进而合成了含液晶基元的丙烯酸酯单体D ;用单体D经自由基聚合反应合成了聚丙烯酸酯侧链液晶 ;分别对中间体A、B、C和单体D以及聚合物进行了表征。结果表明 :单体和聚合物均呈现向列型液晶织态结构 ,聚合物在较宽的温度范围内有很好的液晶性。

葡萄糖还原FeBr_3催化下的甲基丙烯酸甲酯原子转移自由基聚合

以葡萄糖为还原剂,FeBr3为氧化剂,通过氧化还原反应,在反应体系中原位生成FeBr2催化剂,以2,2’-联吡啶(bpy)为配位剂,1-溴乙基苯为引发剂,在110℃进行甲基丙烯酸甲酯原子转移自由基聚合。结果表明,聚合反应符合对单体浓度为一级的动力学关系,聚合物分子量随单体转化率呈线性增加,分子量分布较窄,M-w/-Mn在1.17～1.25之间,具有明显的活性聚合特征,并且在有氧的环境下同样能够进行活性聚合,该聚合方法明显优于常规的原子转移自由基聚合和反向原子转移自由基聚合。

超分子科学中的仿生自组装

仿生自组装是分子自组装与生命科学相交叉的一个新的研究领域。本文强调了开展仿生自组装研究的意义,介绍了目前仿生自组装的研究进展,并举例进行了说明,最后探讨了仿生自组装领域的未来发展方向。

二氧化钛/聚氨酯超疏水涂层的制备及性能

以纳米二氧化钛(Ti O2)和有机硅改性聚氨酯为原料,乙酸乙酯为分散剂,通过简单的喷涂法,制备了Ti O2/PU微-纳米复合结构的超疏水涂层。涂层表面水的静态接触角为156°,滚动角为3°。经紫外光照射后,涂层表面变为超亲水表面,接触角为3°。用扫描电镜对涂层表面形貌进行了表征,研究了Ti O2与PU的质量比、光照时间对涂层表面润湿性转变的影响。结果表明,涂层表面与荷叶表面有相似的微-纳米结构,当Ti O2与PU的质量比在3∶5至4∶5之间,光照时间为3~4 h时,涂层表面润湿性转变明显。