硅橡胶辐射老化理论模拟研究进展

硅橡胶由于具有良好的弹性、热稳定性、耐高低温性和耐老化性能,被广泛用于电离辐射环境中服役的高端装备上。由于其辐射老化行为和机理异常复杂,目前的研究方法实验技术和理论计算并重。本文简要综述了硅橡胶辐射老化模拟研究进展,从多尺度理论计算视角梳理了相关研究对解决具体问题的计算思路,并与实验表征结果互相补充印证。依据计算模拟理论方法的时空尺度特征,可分为量子电动力学、密度泛函理论、量子分子动力学、反应分子动力学、分子动力学、本构模型与有限元方法。这些计算模拟方法与材料和辐射相互作用过程及机制、体系损伤演化规律及机理、结构性能关系的研究需求密切相关。部分研究工作涉及多个尺度的模拟计算,依据其主要特色总结写入上述几个模拟方法分类板块。本文描绘了硅橡胶辐射老化模拟的阶段全景图,概述了相关研究现状以及学界和工程界面临的挑战,有望为相关实验研究和工程问题的解决提供新的思路和认识基础。

分子印迹材料在手性拆分中的应用研究进展

拆分手性化合物、提纯有利生物活性的对映异构体在食品、制药、生命科学等领域具有重要意义。分子印迹聚合物(MIP)是一种人工合成的具有对目标物质定向亲和性的聚合物,基于MIP制造的手性选择剂具有更高的亲和力和选择性,同时更易于制备和更为稳定,因此在手性拆分领域得到了广泛应用。综述了MIP材料在手性拆分中用于样品前处理、手性固定相(CSP)、传感器的研究进展,并介绍了提高手性选择能力的新策略,包括手性树状大分子、表面印迹载体、金属离子、纳米MIP、手性功能单体、协同辅助材料等,展望了MIP手性拆分未来的发展方向。

有机膦酸改性碳纳米管/硫化铋复合材料的设计合成及其对Au(Ⅲ)的吸附性能研究

本研究设计合成新型高效重金属吸附材料有机膦酸羧酸改性多壁碳纳米管/硫化铋(PBTCA-MWCNTs/Bi_(2)S_(3)),对材料进行了傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)等表征,并研究其对重金属离子的吸附性能。结果发现:PBTCA-MWCNTs/Bi_(2)S_(3)有优良的Au(Ⅲ)吸附性能;Langmuir模型拟合结果显示,材料在25℃时吸附容量达到1655.50 mg·g^(-1)。对该材料吸附热力学、吸附动力学和吸附选择性等方面的研究为Au(Ⅲ)回收提供了有效的技术支持。

水性超支化聚氨酯丙烯酸酯乳液的合成与性能

以聚四氢呋喃(PTMG-1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和端羟基超支化聚酯(HBP-OH)等为主要原料,制备了水性超支化聚氨酯丙烯酸酯(WHPUA-n)乳液.通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了WHPUA-n的化学结构.研究了HBP-OH的分子量对WHPUA-n乳液及固化膜性能的影响.结果表明:HBP-OH能显著提高乳液的稳定性和综合性能,随着HBP-OH分子量的增加,乳液的黏度先降低后增加,乳液固化膜的拉伸韧性、耐磨性、耐水性和耐热性先增加后降低,中等分子量的HBP-OH(H102)制备的乳液的综合性能最好.WHPUA-n乳液稳定性好、粒径均匀,其固化膜光泽度高、硬度高、附着力高和耐水性优异,在水性涂料领域潜力巨大.

CNT-COOH含量对PUR基复合材料性能影响的分子动力学模拟

为分析功能化碳纳米管含量对聚合物基复合体系性能的影响,通过分子动力学模拟方法,建立了不同含量的聚氨酯/羧基化碳纳米管(PUR/CNT-COOH)复合体系模型,比较了不同复合体系的拉伸强度、拉伸弹性模量(E)、剪切模量(B)以及体积模量(G)等性能。通过分析PUR/CNT-COOH复合体系的径向分布函数、氢键作用、氢键密度以及不同种类的氢键数量等性能,从微观层面探究了CNT-COOH含量对复合体系性能的影响规律。模拟结果表明,随着CNT-COOH含量逐渐增加,PUR/CNT-COOH复合体系的屈服强度逐渐增大,拉伸性能逐渐下降;PUR/CNT-COOH复合体系的E,G以及B均随CNT-COOH含量的增加而升高。CNT-COOH在复合体系中的占比越大,CNT-COOH与PUR基体间的相互作用越强;PUR基体间的相互作用力下降,复合体系的拉伸性能下降;随CNT-COOH含量的增加,二者相互作用增强,使其更易发生团聚现象。径向分布函数分析结果表明,随着CNT-COOH含量的增加,填料与基体间的相互作用逐渐增强,基体自身的相互作用明显减弱。氢键分析结果表明,随着CNT-COOH的增加,填料间的氢键数目不断升高,基体间的氢键数目不断下降。

CPVA微球表面接枝对羟基苯磺酸钠及其对茶碱的吸附研究

通过分子设计将2-氯乙基异氰酸酯(CIC)键合至聚乙烯醇微球(CPVA)表面制得CPVA-CIC,再将对羟基苯磺酸钠(HSS)固载于CPVA-CIC上制得功能微球CPVA-HSS。通过红外光谱(FI-TR)、扫描电子显微镜(SEM)及Zeta电位仪对功能微球进行表征,并考察主要因素对接枝微球固载量的影响,探索功能微球CPVA-HSS对茶碱分子的吸附性能及吸附机理。结果表明,通过CIC改性,阴离子单体HSS成功固载于基质CPVA表面,形成功能微球CPVA-HSS。CPVA-HSS对茶碱吸附5 h达到平衡,凭借其强的静电相互作用,pH5时在水溶液中吸附容量可达60 mg/g,随着温度的降低吸附量升高,而随介质盐度的增大吸附容量降低。功能微球的重复使用性较好。

聚磷酸酯阻燃剂的制备及其阻燃环氧树脂的性能研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、衣康酸(ITA)及10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)等为原料,制备了一种新型聚磷酸酯阻燃剂聚2-[(10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)亚甲基]丁二酸-1-[2-(10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)]对苯二酚酯(POBHOP)。将其应用于环氧树脂EP(E-51)中,制备EP/POBHOP阻燃复合材料。利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析(TGA)、拉伸和冲击测试等方法研究了该阻燃复合材料的燃烧性能、热稳定性和力学性能。实验结果表明,加入5%POBHOP后,EP/POBHOP复合材料的LOI达到30.3%,UL-94为V-0级,TGA显示700℃下剩余残炭量达39.49%。力学性能测试结果显示,EP/POBHOP复合材料拉伸强度和断裂伸长率均出现先增后降现象,冲击强度略微下降。

莽草酸印迹聚合物的微流控合成及性能研究

本研究通过微流控技术成功合成了莽草酸印迹聚合物。通过傅立叶红外吸收光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对聚合物进行表征,考察了微流控印迹聚合物(Mic-MIP)与常规合成的印迹聚合物(Con-MIP)吸附效果比较的实验、平衡吸附实验、吸附动力学实验和吸附选择性实验。结果表明,Mic-MIP比Con-MIP具有更高的吸附量和印迹因子,通过Langmuir拟合得到Mic-MIP的最大吸附量为5.18μg/mg,吸附动力学实验中发现Mic-MIP更符合准二阶动力学模型,在吸附选择性实验中体现出了Mic-MIP的高特异性识别能力。

基于MCM41掺杂的萘普生印迹整体柱的制备及研究

本研究通过分子印迹技术以原位聚合法成功合成了MCM41-MPS掺杂的萘普生印迹整体柱。通过改进配方进而考察色谱条件,实现印迹因子最高达10.7,相比未掺杂MCM41-MPS的印迹整体柱,印迹因子提高两倍多。结果表明,MCM41-MPSMIP比MIP具有更高的保留因子和印迹因子,并通过傅立叶红外吸收光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对聚合物进行表征,采用Langmuir拟合得到MCM41-MPS MIP的最大吸附量为10.89 mg/g,最终,对湖水中加标的萘普生进行固相萃取,回收率达96.40%。

《高分子化学》课程思政的设计与实践

为积极响应党中央和教育部关于加快专业基础课的思想政治建设的号召,本文将以广东工业大学轻工化工学院的高分子化学课程为例,改变传统的以“讲授”为中心的教学理念,创新教学方式;探索高分子化学课程中的思政教育元素,将社会责任感和使命感、求同存异和共同发展、可持续发展观融入到专业课程的教学过程中,引导学生自主学习,达到专业知识与思想政治一体化教育的目的。

无溶剂超支化有机硅耐高温涂层的性能

用甲基三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷,采用一锅水解-缩聚法制备了无溶剂超支化有机硅树脂(HSR),利用红外光谱和硅核磁共振谱表征了化学结构.系统研究了HSR改性甲基硅树脂(SH9502)的综合性能,包括流变性、耐热性和机械性能等.结果表明:HSR的添加能显著降低HSR/SH9502共混树脂的黏度,提高其耐热性能.随着HSR添加量的增加,涂层的机械性能、阻燃、接触角等性能提高,当HSR添加量为12%(质量分数)时,制备的涂层机械性能优异且高温处理后机械性能下降不明显,同时具备优良的阻燃性能、附着力和耐水性,有望在耐高温阻燃涂料领域得到应用.

星型PLLA-PEG嵌段共聚物纤维膜的制备及其亲水性能

星型结构相比较于线型结构具有更稳定的形态和更优异的力学性能。选用季戊四醇(PET)为引发剂,辛酸亚锡(Sn(Oct)_(2))为催化剂,通过L-丙交酯(L-LA)的开环聚合(ROP)制备星型端羟基聚(L-丙交酯)(s-PLLA),并与聚乙二醇(PEG,相对分子质量为1000)缩合制备四臂星型聚(L-丙交酯)-聚乙二醇共聚物(s-PLLA-PEG)。采用^(1)H-核磁共振、^(13)C-核磁共振、傅里叶变换红外光谱、超高效聚合物色谱仪对产物进行表征,并用静电纺丝技术制备s-PLLA-PEG纤维膜进行亲水性能测试。结果表明:s-PLLA-PEG共聚物被成功合成;相对于s-PLLA,s-PLLA-PEG的熔体温度和玻璃化转变温度降低,柔韧性得到改善,韧性增强;s-PLLA-PEG纤维膜对水的接触角是84.10°,随着时间的推移,接触角逐渐减小,最终水被纤维膜完全吸收,相比较s-PLLA纤维膜具有更强的亲水性。该研究表明,PEG嵌段的引入可以有效改善s-PLLA纤维膜的亲水性,展现出静电纺s-PLLA-PEG纤维膜在医用敷料领域的应用前景。

硅改性聚氨酯耐高温涂料的研究进展

阐述聚氨酯的组成和热降解行为;列举聚氨酯耐高温改性的方法,分析纳米二氧化硅的作用机理、有机硅的改性原理以及有机硅、硅烷偶联剂改性蓖麻油聚氨酯形成聚合物互穿网络的方法;综述硅改性聚氨酯的耐高温性能的方法和研究进展。

离子印迹聚合物的制备及其应用

离子印迹聚合物材料具有较高的吸附与识别能力,广泛应用于重金属离子的处理、固相萃取、电化学传感器、生物医药等方面。阐述了离子印迹聚合物的化学印迹系统,综述了离子印迹聚合物的各种生产方式与应用。

磁性分子印迹在食品污染物分析应用研究进展

磁性分子印迹聚合物是将磁性材料和分子印迹技术相结合制备的一种新型高分子物质,具有快速分离的优点。该聚合物是以磁性材料为载体,在外加磁场的作用下,直接选择性分离目标物质,在对食品污染物分析时,减少了复杂的前处理时长。所以将其结合分析检测仪器,可以实现食品中农,兽药残留,食品违禁添加物,致病微生物,重金属及其他污染物的快速,准确检测。文章对不同的磁性分子印迹聚合物和其在食品污染物分析中的应用进行了阐述和总结。

涂层老化数值模拟与数据处理的研究进展

[目的]涂层老化的数值模拟研究取得了丰硕的成果。[方法]综述了研究涂层老化失效机理、寿命预测、在线监测的模拟分析与数据处理方法。[结果]对于涂层老化失效机理,可以就光氧老化、热氧老化、机械应力老化等微观或宏观特征进行模拟。对于涂层寿命预测,可以建立基于老化特征的模型或基于不确定性数学的模型。对于涂层老化的在线监测,电化学监测和老化特征监测是两个主要途径,所得数据可用于腐蚀数据库的建立及基于大数据的模型开发。[结论]引入人工智能是涂层老化数值模拟与数据处理的发展趋势。

石墨烯/聚偏二氟乙烯界面导热性能的模拟研究

采用分子动力学模拟方法,定性分析石墨烯取向对石墨烯/聚偏二氟乙烯(PVDF)复合材料界面热导的影响,研究石墨烯边缘功能化及其比例与石墨烯/PVDF界面热导之间的关系.研究结果表明调节石墨烯在复合材料中的取向程度及对石墨烯边缘功能化有利于提高石墨烯/PVDF复合材料界面热导.模拟结果为设计和制备高导热复合材料提供新的思路和见解.

基于AFM-IR的高分子聚合物添加剂定量检测新方法

基于原子力-红外检测平台开发了一种定量检测聚合物中少量添加剂的方法。通过表征不同抗氧剂168含量的聚丙烯试样,统计不同试样特征红外吸收峰处的红外图像高亮点占比和平均信号强度变化,成功绘制了抗氧剂含量标准曲线,拟合度高达0.9967,这一方法可用于未知试样中不同添加剂含量的检测。

含三苯胺基团的力致荧光变色化合物的研究进展

通过查阅文献并整理归纳,简要概述了含有三苯胺基团的化合物的固体粉末和晶体的力致荧光变色行为,为后续设计性能更加优异的分子结构提供参考。

聚酯生产过程端羧基含量控制的浅析

介绍了聚酯生产工艺流程和工艺调整方向,重点分析了熔体中端羧基含量的影响因素和控制方法。端羧基含量是衡量聚酯生产的一个重要指标,它直接影响聚酯熔体的加工稳定性和下游产品的品质。根据酯化反应和缩聚反应的原理,从原料、反应条件、真空系统等方面,探讨了造成熔体中端羧基含量偏高的原因和解决对策,以及针对性工艺调整后的效果和特点。结合生产实践,提出了分类检查和应对方法,以保障聚酯装置长期稳定运行。