聚酰亚胺气体分离膜的物理老化现象浅析

气体分离膜技术是一项广受关注的新兴技术,芳香族聚酰亚胺是最具应用前景的气体分离膜材料之一。目前,学术界已对多种结构的聚酰亚胺进行了实验室规模的开发和研究,但在实际工业应用情境下,膜材料长期服役过程中的物理老化现象极大影响着气体分离性能的准确评估和工艺参数的合理设计。本文综述了当前针对聚酰亚胺类薄膜和非对称膜物理老化行为的研究现状,总结了前人提出的老化机理模型,分析了影响老化进程的主要因素,提出了物理老化的预防和改善方法。提出不易老化的气体分离膜用聚酰亚胺应具备的特质包括较强的分子链刚性、受限的链空间构型和合适的链间相互作用。未来相关研究的重点方向可能为聚酰亚胺新结构探索、交联剂开发、制备工艺优化等方面。

基于应用型人才培养的高分子化学案例教学实践活动

高分子化学作为一门重要的学科,对于培养学生的实践能力和创新思维具有重要意义。然而,传统的教学方法往往过于注重理论知识的灌输,缺乏对实际问题的应用和解决能力的培养。为了改变这种状况,选择基于应用型人才培养的案例教学方法,并将其应用于高分子化学课程中。选择一些具有代表性的高分子化学案例,通过分析案例中的问题和挑战,引导学生进行讨论和思考,并提供相关的实验和项目任务,培养学生的实践能力和创新思维,促使学生成长为应用型人才。

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。

磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜复合质子交换膜的制备与性能

如何平衡质子交换膜(PEM)的吸水性与尺寸稳定性及质子传导与甲醇渗透之间的关系一直是PEM材料的研究热点.本文通过直接缩聚法合成了含有丙烯基的聚芳醚酮砜共聚物(PAEKS),利用自由基接枝反应将磺化聚苯乙烯(SPS)和苯乙烯磺酸钠通过丙烯基引入到PAEKS中,制备了一系列磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜交联复合膜cr-SPAEKS-x(其中x代表复合膜中磺酸基团的含量),利用核磁共振波谱及红外光谱对其进行了表征.由扫描电子显微镜照片可见,SPS和苯乙烯磺酸钠在交联复合膜中分布非常均匀,没有发生任何分相现象.交联网络结构的形成提高了膜的热稳定性、氧化稳定性及力学性能.同时其独特的亲/疏水相分离结构和交联网络结构也有效提高了交联复合膜的尺寸稳定性和阻醇性能,80℃时磺酸基团含量最高的cr-SPAEKS-120%膜在高达63.5%的吸水率下溶胀率仅为20.1%,甲醇渗透系数最高为3.47×10^(-7) cm^(2)/s,远低于Nafion117的23.80×10^(-7) cm^(2)/s.独特的链结构形成的亲/疏水相分离结构使得该系列膜具有较好的质子传导性能,cr-SPAEKS-120%膜在20和80℃下的质子传导率分别达到0.043和0.113 S/cm,可见该系列交联复合膜在直接甲醇燃料电池中具有良好的应用前景.

小麦秸秆纤维素改性PLA/PBAT薄膜制备及性能研究

本文对以PLA和PBAT混料为主体、小麦秸秆纤维素为填料的薄膜制备进行了研究。首先,提取小麦秸秆纤维素并用KH570进行结构改性。改性后的纤维素与PLA和PBAT聚合物基体混合,添加4%环氧大豆油作为增容剂,采用溶剂挥发法和流延法制备了复合薄膜。通过FTIR、SEM、DSC及拉伸实验对薄膜进行表征和力学性能测试。研究发现,在溶剂挥发法下,添加10%秸秆纤维素的薄膜断裂伸长率提高至41.55%;而在流延法下,添加5%秸秆纤维素的薄膜断裂伸长率达到148.7%,拉伸强度为6.89 MPa。同时,在确保薄膜性能的前提下,掺杂秸秆纤维素的薄膜表现出良好的降解性能,并在水和弱酸环境下具有较高的稳定性。这些结果进一步证明了薄膜制备方法的有效性和可行性。

物理化学与高分子物理熵弹性教学刍议

现行教材中对于熵弹性的阐述离不开Boltzmann熵公式。本文重点就微观状态数这一概念,从知识的连贯性、一致性出发展开论述,进一步强调了高分子物理和物理化学间的联系以及针对高分子应用物理化学结论时的差异性。以自由连接链为例对引入构象数与几率密度代替Boltzmann熵公式中的微观状态数的合理性和必要性进行了详尽讨论。能够帮助学生更系统地理解本专业知识,实现知识体系的“自洽”。

PLGA-姜黄素纳米颗粒的制备及体外抗炎性能评价

以聚乙烯醇(PVA)水溶液为水相,聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)和姜黄素(Cur)的二氯甲烷溶液为油相,采用水包油包水的双乳液法制备了包载姜黄素的PLGA纳米颗粒(PLGA@Cur NPs),改善了姜黄素的分散性,提高了其抗氧化和抗炎性能.动态光散射粒度仪(DLS)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示, PLGA@Cur3呈均匀的球形,平均尺寸为(340±15) nm,多分散指数(PDI)为(0.22±0.01),电位为(-20.2±4.2) mV,具有良好的稳定性.高效液相色谱(HPLC)分析结果表明,PLGA@Cur3 NPs中Cur的包封率为15.09%,载药率为34.85%.细胞水平结果显示, PLGA@Cur NPs具有良好的生物相容性,能够清除多种活性氧(ROS),有效降低RAW 264.7巨噬细胞分泌的促炎细胞因子含量,缓解细胞水平的炎症.

交联型高分子分离膜的制备研究进展

膜分离技术具有效率高、投资相对较低、运行维护费用低等优点,在脱盐、环境保护、石油化工、清洁生产、医药和食品等领域得到广泛的应用。常规高分子分离膜在有机溶剂中难以保持形态稳定,限制了其在有机体系的应用,而通过交联改性可以显著提高膜的耐有机溶剂性,继而可应用于物料分离、药物浓缩与精制、溶剂与催化剂回收等过程,具有巨大的应用潜力。本文对高分子分离膜的交联研究进行了总结,根据交联剂引入膜中的工艺阶段,将交联方法分为交联剂预引入法、交联剂同步引入法和交联剂后引入法三种,并进一步根据交联机理或高分子材料对每种方法进行了详述,并对研究的未来趋势进行了展望。

液流电池多孔离子传导膜研究进展

液流电池具有安全性高、性价比高、寿命长、环境友好等特点,是大规模储能的首选技术之一。离子传导膜是液流电池的关键材料之一,其性质和成本与液流电池储能系统的性能和成本直接相关。多孔离子传导膜基于“尺寸筛分”效应实现对活性物质的隔离和对载流子的传导,具有选择性高、离子传导性高和稳定性好等特点,在液流电池中具有良好的应用前景。通过多孔离子传导膜的结构调控,可以进一步优化多孔离子传导膜的选择性、传导性等性能,从而推动液流电池的产业化。本文基于多孔离子传导膜的研究进展,总结不同多孔离子传导膜的修饰策略,包括成膜参数的调节、混合基质多孔离子传导膜的制备、复合多孔离子传导膜的制备和后处理,为离子传导膜进一步的结构调控和性能优化提供理论指导。

聚合后修饰法制备含脲基聚乙炔及其阴离子识别性能

官能团的引入使聚乙炔衍生物具有多种独特的物理化学性质,在不对称催化、光学材料和化学传感器等方面具有潜在的应用价值。本工作设计并合成含氨基甲酸酯支链的聚乙炔衍生物(P1),将其作为底物进行后续改性。基于氨基甲酸酯可与多种胺分子发生亲核取代反应,选取1-苯乙胺和3,5-双(三氟甲基)苯胺分别对P1进行后修饰,成功得到含脲基的P2和P3两种目标聚合物。由于脲基与阴离子间固有的氢键结合能力和聚乙炔共轭主链的协同作用,P3表现出阴离子传感特性。向P3/四氢呋喃溶液添加阴离子可导致其紫外可见吸收光谱的变化,特别是使用的阴离子为F-,Cl-,Br-和CH_(3)COO-时,新的吸收峰出现在约为450nm和480nm的可见光区域,可应用于比色传感器。

具有精确结构的苯并三氮唑类聚合物受体在全聚合物太阳电池中的应用

以苯并三氮唑(BTz)为稠合中心核单元,通过调控聚合位点设计合成了两个结构精确的聚合物受体PT1-γ和PT1-δ,并研究了聚合位点对聚合物受体的光学性能、电化学性能、载流子迁移率以及全聚合物太阳电池(all-PSCs)性能的影响.研究发现,与PT1-δ相比,PT1-γ具有更窄的光学带隙和更高的电子迁移率.选用PBDB-T作为给体,基于PBDB-T∶PT1-γ的全聚合物太阳电池获得了11.92%的能量转换效率(PCE),高于PBDB-T∶PT1-δ体系的9.68%;另外,其开路电压(VOC)为0.89 V,短路电流密度(JSC)为21.25 mA/cm2,填充因子(FF)为0.63.研究结果表明,聚合位点对基于苯并三氮唑的聚合物受体的光电性能具有显著影响,因而调控单体的聚合位点是开发高性能聚合物受体的有效设计策略.

基于凝胶电解质的柔性可穿戴电子器件

利用简便方式制备了高性能凝胶电解质,基于此凝胶电解质成功实现了柔性可穿戴电子器件。实验结果表明,该凝胶电解质具有优异的黏附性、机械性能和电化学性能。因此,基于此凝胶电解质制备所得的柔性可拉伸超级电容器具有优异的储能性能,同时表现出高循环稳定性和弯折稳定性。此外,柔性可拉伸超级电容器还表现出随应变增强的电化学储能行为。得益于此凝胶电解质优良的性能,制备所得的可穿戴传感器件具有良好的可穿戴性并且可以方便且灵敏地监测多种人体运动,在人机交互领域具有潜在的应用价值。

一种快速自修复磁性聚合物高分子

通过简单的方法合成了一种兼具柔韧性和拉伸性的室温快速自修复磁性聚合物高分子。基于单分子磁体Mn12-Ac和含有脲键的聚二甲基硅氧烷高分子基底之间的氢键作用,该复合物材料展现了出色的磁性和室温快速自修复性质(修复时间为60 s,修复效率为99.5%)。这项工作将为磁性自修复材料在未来智能器件、响应型机器人等领域的应用提供更多的机会。

轨交大巴用羟丙分散体在2KPU涂料中的应用研究

将自售羟丙分散体与市售羟丙分散体做对比性实验研究,对比了在相同制备条件下2KPU涂层的基本物理性能以及耐水、耐酸碱、适用期、无泡膜厚等其他化学性能的差异。研究了在150℃高温烘烤2 h后,两种分散体制备的2KPU涂层耐黄变性能等,为羟丙分散体在轨交大巴应用领域当中提供了重要的数据支撑。

载皂苷聚合物微球制备及其性能

以皂苷提取物为模型药物,PCL-PEG-PCL(聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯共聚物)为网络框架,采用溶剂挥发法制备载皂苷PCL-PEG-PCL微球,通过FT-IR(红外光谱)和SEM(扫描电镜)表征微球的组成和结构,并评价其体外释药性和抗氧化活性。FT-IR结果表明微球成功包载皂苷提取物;SEM结果表明微球为类球形,表面有微孔;体外释药实验结果表明微球对皂苷具有缓释性能,释药机理符合Higuchi模型;微球对ABTS^(+)·、DPPH·、·OH清除能力随质量浓度增大而增强。微球体外释药结果为微囊释药机理提供理论基础,微球体外抗氧化活性结果有助于岗梅总皂苷抗氧化剂的开发利用。

无溶剂体系催化合成1,8-桉叶素的研究

通过研究α-松油醇的异构化反应,寻求1,8-桉叶素的廉价合成方法。研究发现含十六烷基三甲基季铵盐阳离子的磷钨酸(CTA-HPW)能在无溶剂的条件下催化α-松油醇的异构化反应,其主要产物由1,8-桉叶素、D-柠檬烯、α-异松油烯等组成。通过系统的正交实验确定了反应的最优条件,即:催化剂用量5%、反应温度60℃、反应时间15h,此时松油醇的转化率为94.1%,1,8-桉叶素的选择性为32.0%。在此基础上,研究了催化剂的可循环性。

二氧化钛@聚二乙烯基苯Janus颗粒的Pickering效应及其非均相光催化降解性能

催化剂与反应介质的碰撞是其发挥催化作用、降低反应活化能的基础.在非均相催化反应中,由于界面十分有限,催化剂催化效率较低.利用溶胀突出聚合技术制备了二氧化钛@聚二乙烯基苯(silica@polydivinylbenzene, TiO2@PDVB)Janus颗粒并应用于硝基苯的光催化降解.采用扫描电镜、接触角测试和比表面积测试分析TiO2@PDVB Janus颗粒的微观形貌和化学组成,观察在Janus颗粒作用下,硝基苯紫外吸收强度的变化.结果表明,各向异性的TiO2@PDVB Janus颗粒具有Pickering效应,在油水界面上定向排列以稳定乳液,并为两相液体在界面上的迁移提供通道,因此反应物和催化剂之间的接触概率大大增加.尽管TiO2@PDVB Janus颗粒的粒径比各向同性的P25 TiO2颗粒大10倍以上,但其对硝基苯的降解效率比TiO2高5.6%,且兼具稳定乳液和异相催化的Janus颗粒回收和活化均十分方便,有望应用于工业催化.

6,7-二羟基香豆素温敏表面分子印迹材料制备及吸附性能

以6,7-二羟基香豆素为模板分子,纳米SiO_(2)为表面载体,丙烯酰胺(AM)为功能单体,引入温敏单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM),二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)做交联剂,采用沉淀聚合法制备6,7-二羟基香豆素温敏表面分子印迹聚合物(T-SMIPs)。红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对聚合物结构与形貌进行了表征验证;吸附性能研究显示,所得MIP2能有效地对6,7-二羟基香豆素进行选择性吸附,当吸附液浓度为0.8 mg/mL时,吸附量可达21.85 mg/g,吸附过程与Langmuir和Freundlich模型相符;此外,印迹材料具有一定的温度响应性,降低温度有利于吸附。该研究可为天然药物中香豆素类成分的分离纯化、富集提供新的方法与思路。

高分子凝聚态结构的教学探讨——以高分子液晶为例

高分子链的结构决定了聚合物的基本性能特点,而凝聚态结构与材料的性能有着直接的关系。本文以高分子液晶为例,通过梳理和归纳知识点的内在逻辑关系,将复杂离散的知识点划分为清晰明确的层次,形成思维导图,帮助学生理解和记忆。在教学过程中引导学生培养辩证思维和逻辑分析能力。帮助学生将课程内容内化为自己的知识体系,提高学习效率。

端羟基嵌段共聚醚的制备及其力学性能研究

作为一种固体推进剂粘合剂,端羟基聚醚(HTPE)因其优异的力学性能以及与含能材料的良好相容性得到广泛报道与应用,然而如何针对HTPE推进剂进行配方设计仍是一个难点.因此,本研究使用开环聚合的方式制备了一种三嵌段共聚醚PEG-PTHF-PEG,并将其与两种不同的常用含能增塑剂N-丁基-N-(2-硝基-羟甲基乙基)硝胺(BuNENA)、双(2,2-二硝基丙基)缩乙醛/双(2,2-二硝基丙基)缩甲醛(BDNPA/F)共同制备含能粘合体系.为验证所制备共聚醚能否与含能增塑剂配合使用,使用分子动力学模拟对两种体系的相容性和相互作用进行进一步分析.结果表明PEG-PTHF-PEG可与上述两种含能增塑剂配合使用,且PEG-PTHF-PEG/BuNENA体系的相容性和结合能优于PEG-PTHF-PEG/BDNPA/F体系,其中主要相互作用力为较强的氢键和范德华力.进一步,通过共聚醚和异氰酸酯在增塑剂存在下反应制备了两种粘合剂弹性体,并通过拉伸试验评估了其力学性能,结果表明所制备共聚醚有望在固体推进剂中得到进一步应用.