红外和差示扫描量热法快速检测降解塑料主材成分

对聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸/己二酸/丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚碳酸丁二醇酯(PBC)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚己内酯(PCL)、聚乙交酯(PGA)等8种常见的生物降解塑料进行了红外光谱(FTIR)和差示扫描量热(DSC)测试。结果表明,8种塑料表现出不同的红外特征吸收峰,且具有不同的热力学性质,表现为玻璃化转变温度和熔点的差异。将红外光谱法与差示扫描量热法相结合,成功地对市场上的2种以PBAT为主的生物降解塑料制品的主材成分进行了鉴别。该方法具有简便、高效、准确度高的优点,将为完善生物降解塑料的快速检测标准体系提供技术支撑。

锂系聚合物的液晶性/光响应性智能化研究进展

锂系聚合物具有生产工艺绿色、节能环保和产品纯净、无凝胶、结构易于调整、牌号丰富等特点,在可穿戴材料、柔性传感器、减震材料、轮胎、汽车配件、医疗器具、粘合剂、鞋类制品、沥青和塑料改性等领域广泛应用。多功能智能化的需求推动智能聚合物不断拓展,智能聚合物为人类的生活和工业的发展带来更多的创新和便利。锂系聚合物的智能化是实现通用高分子材料产业链向高端化升级的必由之路。本文从分子设计的角度,总结了锂系聚合物的液晶性/光响应性智能化研究进展,并对锂系聚合物未来发展方向提出了建议。

阻滞阴离子聚合法合成星型聚苯乙烯的动力学研究

采用阻滞阴离子聚合法,以自制多锂(m-Li)为引发剂、三异丁基铝(TIBA)为阻滞剂、环己烷为溶剂,合成了一系列星型聚苯乙烯。考察了不同聚合条件下苯乙烯的聚合动力学行为,并求出相应的假一级表观增长速率常数和表观增长反应活化能(E″);考察了阻滞剂用量对聚苯乙烯相对分子质量及其分布的影响。实验结果表明,不同聚合条件下苯乙烯的聚合反应为一级反应;在一定聚合温度下,随n(TIBA):n(m-Li)的增大,苯乙烯聚合速率显著降低,当n(TIBA):n(m-Li)≥1时,聚合被完全阻滞;降低聚合温度亦能降低聚合反应速率,但n(TIBA):n(m-Li)的变化对聚合速率的影响更明显;随n(TIBA)∶n(m-Li)的增大,E″增大,聚苯乙烯相对分子质量分布加宽。

环氧化的橡胶/弹性体/热塑性树脂增韧聚乳酸的研究

分别以环氧化聚丁二烯橡胶(EPB)、环氧化聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体(ESBS)、环氧化丁苯抗冲树脂(ESBC)为聚乳酸(PLA)的增韧剂,制备了具有超高冲击强度和优异拉伸韧性的PLA共混物,对比研究了三种增韧剂对PLA增韧的影响,并阐述了增韧剂的增韧机理。实验结果表明,分子链柔顺性最好的EPB对提高PLA冲击韧性的效果最为显著,环氧化度为20.9%的EPB用量为10%(w)时,共混物的冲击强度由纯PLA的29.9 J/m提高至384.4J/m;兼具高弹性和可塑性的ESBS可有效改善PLA的冲击韧性和拉伸断裂韧性,环氧化度为35.8%的ESBS的用量为10%(w)时,共混物的冲击强度为198.9 J/m,断裂伸长率由纯PLA的3.5%提升至218.8%;热塑性最好的ESBC显著提高了PLA的拉伸断裂韧性和加工流动性能,环氧化度为28.8%的ESBC用量为30%(w)时,共混物的断裂伸长率高达305.0%。

阻滞阴离子聚合应用I.星形高抗冲聚苯乙烯的制备及其抗冲击性能

采用阻滞阴离子聚合方法,以自制多锂为引发剂,三异丁基铝为阻滞剂,制备了一系列含有星形高抗冲苯乙烯-丁二烯(S-B)二元共聚物的星形高抗冲聚苯乙烯(S-HIPS),考察了聚合物的分子参数、单体配比、组成分布、微观形态结构等对其抗冲击性能的影响。结果表明:S-HIPS由橡胶相星形丁苯-b-苯乙烯嵌段共聚物和树脂相星形聚苯乙烯组成;随着橡胶相含量的增加和树脂相相对分子质量的增大,S-HIPS冲击强度显著提高;当橡胶相质量分数在15.3%时,树脂相相对分子质量为82.6×10~4时,冲击强度高达33.0 kJ/m^2。

“聚合物流变性能的测试”实验教学改革与实践

本文以"聚合物流变性能的测试实验"为例,介绍了开放式实验教学在高分子物理实验课程中的应用。利用面向本科教学开放的大型仪器、改造关注孤立知识点的验证性实验、扩展实验内容、强化知识点的联系,可以引导学生积极思考,激发学生主动参与实验教学的兴趣,培养学生的思维判断能力和竞争力,提高实验教学的实效。同时,大型仪器实验教学中普遍存在的"空闲时间"问题也得到了解决。

阻滞阴离子聚合应用 Ⅱ.含星形S/I/B三元共聚物的S-HIPS的制备及其抗冲击性能研究

采用阻滞阴离子聚合方法,以自制多锂为引发剂,三异丁基铝为阻滞剂,成功制备了一系列含星形S/I/B三元共聚物的星形高抗冲聚苯乙烯(S-HIPS)。研究了四氢呋喃(THF)对含星形S/I/B三元共聚物的S-HIPS微观结构的影响,并考察了其抗冲击性能。结果表明:随THF加入量的增大,橡胶相的玻璃化转变温度显著升高;树脂相对分子质量和橡胶相中聚苯乙烯嵌段含量对含星形S/I/B三元共聚物的S-HIPS的冲击强度有较大贡献;当其他条件相似时,含星形S/I/B三元共聚物的S-HIPS的冲击强度是线形结构HIPS的近2倍;与含星形S/B二元共聚物的S-HIPS相比,含星形S/I/B三元共聚物的S-HIPS中异戊二烯的加入使其冲击强度提高了近1倍。

DSC测定PET的热转变实验拓展研究

对四种不同来源的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料进行了热转变行为表征和分析,采用两种不同的积分方法计算了淬冷后PET的结晶度,结果表明方法 2得到的结晶度与真实值更加接近。采用MDSC模式详细考察并分析了PET在升温过程中的热转变行为,发现PET的结晶和熔融过程是同时进行的,同时说明了采用方法 1计算结晶度不准确的原因。通过对本教学实验的进一步拓展,使学生对高分子材料的热转变行为有了更加深刻的认识,从而提高了实验教学效果。

阻滞苯乙烯阴离子聚合研究进展

综述了近十年来阻滞阴离子聚合的研究进展,讨论了阻滞剂的种类、结构、用量对苯乙烯阴离子聚合活性的影响,闸述了阻滞剂的阻滞机理及阻滞阴离子聚合在高抗冲聚苯乙烯生产中的应用,寻找有效的引发剂体系生产高抗冲聚苯乙烯和研究工业化聚合工艺是今后的研究重点。

基于教学相长的“问题导向式”实验教学研究

为提高教师专业水平及能力,激发学生对专业实验的兴趣与热情,培养学生思考及创新思维能力,达到教师和学生的共同进步与发展,对专业实验采取了“问题导向式”实验教学模式研究和实验教学方法改革。通过“问题导向式”实验教学模式的实施,激发了学生的求知欲和对实验课程的极大兴趣,加强了本科生实验技能培养,提高了学生学习效率;此外,对授课教师本身的素质、能力和知识体系的提高也起到了促进作用,促进教学相长的目标达成。

配位聚合制备高顺式聚异戊二烯实验设计与实践

“稀土配位聚合制备高顺式聚异戊二烯”是高校高分子材料与工程专业“高分子化学实验”课程中的重点实验项目之一。从实验装置设计和实验方案规划两个方面进行了介绍。实验使学生了解了异戊二烯的配位聚合原理,掌握了采用稀土系催化剂制备高顺式聚异戊二烯的方法。同时,实验将科研实验室常用的双排管装置、密封注射器和Shlenk瓶的基本原理和操作方法作为重点教授内容之一。实验有效提升了学生的实践能力和科研意识,增强了学生对高分子科学研究的兴趣,填补了高分子材料与工程专业配位聚合教学实验的空白,具有良好的教学效果,也为其他理科院系开设本实验提供了思路与尝试。

科研与实验教学融合的高分子物理实验教学改革

我们对高分子物理实验进行了教学改革,通过科研和实验教学的融合丰富、活化实验教学,以此激发学生的学习兴趣,培养学生的自主学习能力,提高学生的实验技能,加深学生对理论的理解。

高分子材料专业连续性实验教学的实践与探索

为培养学生结合多门课程知识的能力和提高学生解决复杂工程问题的能力,进行了高分子材料专业实验课程的教学方法改革。在现有实验项目的基础上,在"高分子化学"、"高分子化学实验"、"高分子物理"、"高分子物理实验"四门课程之间找到关联知识点,综合考虑多门课程的教学目标,将连续性实验教学方法应用于部分实验项目中,力求关联多个学期不同课程的教学知识点,并对其实际效果进行分析评价。

以大型仪器为依托的高分子材料专业实验改革

大型仪器设备是体现高校办学实力和实验教学水平的重要标志,充分挖掘大型仪器教学功能,对培养创新型高素质人才具有重要作用。以大型仪器设备为依托,围绕实践教学系列课程的内容优化和有效衔接,从实验项目的内容及实验方法改革入手,拓展新的教学内容,丰富实验教学手段,以求改变原先一成不变的教学模式。通过该实验教学的改革,进一步拓展了本专业大型仪器设备的教学功能,强化了本科生在仪器操作及仪器应用方面的能力,提高了专业实验课程的水准和层次。

可变速门尼黏度仪在高分子物理实验中的应用

为更好的发挥大型仪器设备对高分子教学实践和人才培养的作用,提高设备的使用率,将可变速门尼黏度仪应用于本科实验教学中。介绍了可变速门尼黏度仪的功能及应用,设置了不同橡胶样品的门尼黏度测试及变速测试实验。通过该实验的设置加深学生对"高分子物理"课程中聚合物流变性质、分子链及链段运动的分子机制等相关知识的理解与巩固,将理论学习与实验研究相结合,有利于提升学生的实验兴趣和热情,改善教学效果。

生物降解塑料快速检测方法研究进展

综述了生物降解塑料的五种快速鉴别检测方法:红外光谱/拉曼光谱法、核磁共振波谱法、差示扫描量热法、热重分析法和热裂解色谱法,阐述了每种检测方法的测试原理、测试方法及特点。红外光谱/拉曼光谱法简便、快捷,是当前快速检测的主要方法,但该方法不适用于黑色的塑料制品。核磁共振波谱法提供了定性、定量检测可降解塑料成分的方法,但测试成本较高。差示扫描量热法、热重分析法和热裂解色谱法测试简单、快速,但需要多种方法结合才能对制品成分进行鉴别。

淀粉基制品中淀粉含量的测定方法

淀粉基制品中淀粉的含量对制品的降解性能起到了关键作用,因此建立一种高效准确的淀粉基制品中淀粉含量的检测方法至关重要。热重分析法为淀粉含量的测定提供了一种简便快速的方法,但是该方法仅适用于在热失重特征温度上有明显差异的以淀粉和树脂为主要原料的淀粉基塑料。多种测试手段并用以及建立更加细化的淀粉含量检测标准是未来的发展方向。

聚合物熔体动态黏弹特性微尺度效应实验研究

针对聚合物熔体在微流道内,因拉伸/压缩作用导致的黏弹特性受物理尺度影响的问题,通过动态剪切流动实验系统研究了四种聚合物材料的黏弹特性,以及黏弹特性随物理尺度的变化规律。结果表明,在角频率1~100 rad/s的范围内,聚酰胺、聚氨酯、聚乳酸均表现出耗能模量大于储能模量的黏性占优特征,聚丙烯在高频区时表现出弹性占优特征。储能模量与耗能模量均随着物理特征尺度的减小而降低。物理特征尺度从1000μm减小到250μm的变化过程中,聚氨酯、聚酰胺和聚丙烯三种熔体的弹性效应对微尺度变化的敏感性比黏性效应强烈,储能模量变化率与耗能模量变化率的差值分别为5.8%、4.2%和2.6%。聚乳酸熔体的黏性效应对微尺度变化的敏感性与弹性效应基本一致,其储能模量变化率与耗能模量变化率的差值为-0.3%。材料分子链特征的差异导致储能模量与耗能模量随物理特征尺度减小的变化率不同。熔体黏弹特性对微尺度变化敏感性的强弱依次为聚氨酯、聚酰胺、聚丙烯和聚乳酸,其黏弹性特征参量的变化率分别为28.6%、22.6%、20.6%和19.45%。

窄分布液体聚丁二烯的聚合动力学及加氢效果

以环己烷为溶剂、高浓度正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,采用阴离子聚合法合成了不同低相对分子质量液体聚丁二烯。考察了聚合温度和引发剂浓度对丁二烯聚合动力学的影响。采用GPC技术测定试样的相对分子质量及其分布;采用1HNMR技术测定试样的加氢度。实验结果表明,单体浓度对液体聚丁二烯聚合的反应速率呈一级关系,求得不同条件下假一级表观增长速率常数,得到表观增长活化能为112 kJ/mol,指数前因子为3.67×1019L/(mol.min);在聚合温度为313 K条件下,得到窄分布液体聚丁烯的聚合动力学方程;相对分子质量为1 000～3 000的窄分布液体聚丁二烯加氢后,加氢度均达到100%。

调制差示扫描量热法在高分子材料中的应用

调制差示扫描量热法(MDSC)是在传统线性变温基础上叠加一个正弦震荡温度程序,将总热流量分解为可逆热流(热容成分)和不可逆热流(动力学成分),同时具有较高的灵敏度和分辨率,在研究高分子材料复杂相变时具有独特的优势。近年来,MDSC在研究高分子材料的玻璃化转变、结晶-熔融、热容变化等领域得到了较为广泛的应用。本文对MDSC近年来在高分子材料中的最新研究应用做了详细介绍。