屏蔽酚分子结构与高温抗氧化性能关系研究

分别采用热失重法和加压差示扫描量热法考察了不同结构屏蔽酚的热稳定性及其高温抗氧化性能,采用基于密度泛函理论的分子模拟方法计算了屏蔽酚分子的抗氧化特征参数,运用遗传算法建立了屏蔽酚分子结构参数与高温氧化诱导期之间的定量关系方程。结果表明,相对分子质量是影响屏蔽酚热稳定性的关键因素;所建立的定量结构与性能关系方程具有明确的物理化学意义,交叉检验相关系数R CV^(2)为0.914,具有较好的预测能力;揭示出S原子Mulliken负电荷数、O—H键解离能和分子最高占据轨道能量是影响屏蔽酚高温氧化性能的关键分子结构特征参数,且三个参数影响高温抗氧化性能的权重大小依次降低。从改善抗氧化性能的角度出发,应该设计开发具备如下结构特征的含硫屏蔽酚:S原子Mulliken负电荷较多、O—H键解离能较低、分子最高占据轨道能量较高。这为新结构高性能屏蔽酚类抗氧剂产品的设计开发指明了方向。

呋喃基聚酯的结构与性能关系研究进展

呋喃基聚酯是指以2,5-呋喃二甲酸(FDCA)为主要单体合成的生物基或部分生物基高分子,其主链含有刚性的呋喃环,因而在结构、性能上与大规模使用的传统石油基芳香族聚酯(如PET、PBT)相似,有望在瓶、片、薄膜、化纤等领域部分替代后者。本文综述了呋喃基聚酯的分子结构、聚集态结构以及力学、气体阻隔、降解等性能方面的最新研究进展,讨论了结构与性能之间的关系。重点关注呋喃基聚酯突出的阻隔性能及其对应的影响因素,主要从分子结构(呋喃环的非对称性和极性)和聚集态结构(结晶等)两方面加以阐明。简介了呋喃基聚酯的发展现状及其在包装、纺织等领域的潜在应用,并展望其主要研究趋势。

链转移剂加入方式对丙烯酸酯乳液聚合过程及压敏粘接性能的影响

报道了三种不同链转移剂加料方式制备的丙烯酸丁酯共聚物乳液,其固含量为50%,并研究了它们的压敏特性。动态光散射跟踪了聚合过程乳胶粒粒径的变化,结果显示,该乳液聚合没有明显的二次成核过程,按预定的粒径生长。用凝胶渗透色谱(GPC)和动态力学分析(DMA)表征了聚合物的分子参数,按照FINAT标准测试了该乳液压敏胶的初粘力、剥离力和耐剪切强度,并将压敏性能与分子参数,如凝胶含量和聚合物分子量进行了关联。

端环氧基聚醚型聚氨酯预聚体的合成及其弹性体的制备与性能

以不同分子量聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,分别采用不同链长的单羟基单环氧基化合物作为封端剂,制得不同结构的端环氧基聚醚型聚氨酯预聚体。通过交联密度、微相分离程度及热性能、机械性能的分析,对所制备弹性体的结构与性能之间的关系进行了研究。研究结果表明,封端剂链长和软段分子量的增加,均能提高环氧聚氨酯弹性体的拉伸性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别可达17.93MPa与485%。本研究可为环氧聚氨酯弹性体材料的设计合成提供一定的理论参考。

三维石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料的制备及其性能

通过三步法及真空辅助浸渍的方法制备了石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料,该复合材料质轻并且内部的多孔石墨烯-吡咯气凝胶具有较为均一的三维结构,在与环氧树脂复合之后,这种三维结构也能很好地保留。石墨烯的三维网络为电子传导提供了快速通道,使材料的导电性能显著提高,仅有0.23%(质量分数)填料含量的石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料(1G-1%P,1300℃)的电导率可以达到67.1 S/m。石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料(1G-1%P,1300℃)的电磁屏蔽性能在8~12 GHz可以达到33 dB,更重要的是石墨烯-吡咯气凝胶骨架还起到了增强环氧树脂基体力学性能的作用,弯曲强度和弯曲模量与环氧树脂基体相比分别提高了60.93%和25.98%(10G-5%P,180℃),石墨烯-吡咯气凝胶的三维结构可以有效地改善材料整体的电磁屏蔽性能以及力学性能。

镍系顺丁橡胶的长链支化对链缠结及其他性能的影响

采用动态力学和应力-应变法,研究了镍系顺丁橡胶(Ni-BR)的长链支化对动态模量、缠结链段数目及其分子量等因素的影响。认为Ni-BR的支化度大者,动态模量、屈服强度、T_(300)/σ_y值高,缠结链段分子量小,缠结链段数止多,本体粘度大,缠结网络紧密,分子运动和解缠结困难,橡胶的结晶能力降化,甚至不能结晶。

基于晶体学原理的高效光催化材料的设计与制备

光催化技术是一种将太阳能转换为化学能的新技术,基于该技术可利用半导体光催化材料实现光催化分解水制氢、二氧化碳还原制备有机物、降解有机污染物等,是解决未来能源和环境问题的潜在途径之一。然而,作为光催化技术的核心,光催化材料面临着光吸收范围窄、光生载流子分离效率低等问题,这些问题严重制约着光催化能量转化效率及其实际应用。针对制约光催化材料活性的关键科学问题,近年来本课题组从晶体学基本原理出发,基于半导体材料结构与性能的关系,通过对半导体材料的晶体结构、电子结构、微结构参数进行设计与调控,探索制备了一系列具有宽光谱响应范围、高载流子分离效率的新型高效光催化材料,为设计制备新型高效光催化材料提供了一些新的设计思路和材料制备方法。

产品工程学——化学反应工程的新拓展

分析了当今化学工业的发展趋势正由生产规模的大型化向产品结构与性能的多样化转变。指出化学反应工程的主要研究目标应从追求时空效率和物能利用的最大化向以产品结构和性能的可控化方向拓展。阐述了化学产品工程研究的核心内容结构与性能关系、结构的制造与表征,提出化学产品各层次形态结构的形成与稳定应成为化学反应工程研究的另一条主线。

论偶氮染料的偶氮-腙互变异构

偶氮染料存在着偶氮-腙互变异构。其中包括两个概念,一是偶氮体和腙体是一对异构体,由其结构不同导致其发色和化学性能不同;二是两种异构体在满足某种条件下可以互变。对偶氮体或腙体结构的识别是研究偶氮染料结构与性能的基础。当前染料学术界和产业界对偶氮-腙互变异构有两大误识:偶氮体即腙体,两者不必加以区分;以及两者既为互变异构,则时刻处于变化中而无法进行区分。本文针对上述误识,讨论了两种异构体的结构与性能关系。一个偶氮染料的偶氮体及醌腙体是两种结构与性能,如紫外-可见光谱吸收、化学反应性能及牢度不同的化合物。通常仅以某种异构体结构为稳定状态存在,折中结构结决定了它的颜色和染色性能。两者仅在某种特定的条件下可以互相变化。这些条件取决于化合物结构、所处环境条件,如温度、溶剂、介质p H等环境因素对偶氮-腙平衡的影响。介绍了用其红外光谱、拉曼光谱、核磁波谱、质谱以及晶体的X衍射谱来确认互变异构体的方法。

三元共聚物MHV柴油低温流动改进剂的研究(英文)

介绍了柴油低温流动性改进剂MHV的合成和降凝助滤性能。以马来酸酐、醋酸乙烯酯和十六烯为原料单体，以甲苯作为溶剂，以过氧化苯甲酰为引发剂，在恒温80℃下聚合（N2保护条件下）得到三元共聚物。同时，依据对胜利海科加氢0^#柴油石蜡的正构烷烃的碳数分布及含量的色谱分析结果，经过分子设计及制备，筛选混合醇比例进行醇解，制得理想柴油低温流动性改进剂MHV。通过柴油低温流动性能测试，制得的MHV用于胜利海科加氢0^#柴油，可降低其冷滤点4℃；与宜兴EVA复配使用，可降低其冷滤点8℃。MHV改进柴油低温流动性的效率由其自身结构和柴油正构烷烃的组分分布决定。

《新编高聚物的结构与性能》编写心得——(2)教学是需要研究的

教学工作和科研工作一样,都是要认真开展研究的。教学研究成果体现在对教学内容的深入理解,更要体现到新编的教材中和实际讲课中,并且我们认为教学研究成果要撰写成论文公开发表,这一方面可以与同行交流,惠及全体读者,更重要的是可以造就全国教学研究的氛围,并开展不同观点的讨论。

在线同步对称拉伸仪的研发及应用

通过自主研发在线同步对称拉伸仪,配合二维X射线衍射仪研究材料在拉伸场下结构演变的情况。通过该仪器对材料内部不同尺度有序结构在外力场下演变情况的检测,研究材料某一微观尺寸结构与材料某一宏观性能之间的对应关系。设备尺寸控制在15 cm×7 cm×10 cm(长×宽×高)之内,采用伺服电机和平行丝杠、对称螺纹的设计保证样品拉伸过程的对称性。将该仪器应用于实验中,能够让学生在学习中建立材料结构和性能之间的逻辑关系,培养学生的动手实践和综合应用知识的能力。

紫外光交联法制备全固态聚合物电解质

制约全固态聚合物电解质开发应用的瓶颈在于如何同时实现高离子电导率与高机械强度。采用可逆加成断裂链转移(RAFT)溶液聚合技术,以3-环己烯-1-亚甲基丙烯酸酯(CEA)为后交联单体,聚乙二醇甲醚丙烯酸酯(PEGMA)为导离子单体,制备了不同链结构的全固态聚合物电解质,再通过硫醇-烯烃之间的“点击化学”反应形成化学交联网络结构。所制备的三嵌段共聚物电解质具有独立的导离子中间嵌段,且交联单体位于分子链两端,从而能够同时满足离子电导率与机械强度的要求。该三嵌段共聚物电解质在60℃下的离子电导率为6.13×10^(-5) S/cm,并应用于磷酸亚铁锂/锂(LiFePO_(4)/Li)全固态电池。所得电池在0.5 C下循环130圈后,放电比容量为139.1 mAh/g,容量保持率为97.8%,库仑效率高于99.0%,显示出良好的电化学性能。

基于吡嗪空穴传输层的合成及在p-i-n型钙钛矿太阳能电池中的应用

钙钛矿太阳能电池由于具有高的光电转换效率,简单的溶液加工工艺,较低的成本等优势因而拥有广阔的应用前景。有机小分子空穴传输层材料在钙钛矿太阳能电池中扮演着极其重要的角色。在本工作中,我们设计和合成了基于吡嗪为分子中心核,三苯胺为分枝的X型空穴传输层材料PT-TPA。与Si-OMeTPA对比,吡嗪的引入不仅不会影响其结晶性,并且能够改善其电荷转移特性和分子中心共平面性,从而显著提升了PT-TPA的空穴迁移率。在非掺杂的情况之下,基于PT-TPA空穴传输层的p-i-n型钙钛矿太阳能电池展现出17.52%的光电转换效率,与相同条件下基于Si-OMeTPA空穴传输层的器件相比,效率提高了近15%。

纳米金属玻璃

纳米金属玻璃是指"界面"及"晶粒"均处于非晶状态的一类纳米结构金属材料,最早由德国著名材料学家Herbert Gleiter博士提出,目的是在块体金属玻璃中引入纳米结构,得到传统金属玻璃所不具备的理化和机械性能。通过惰性气体冷凝法、磁控溅射沉积法等制备手段,迄今已成功合成了数种纳米金属玻璃。它们被证实具有较高的宏观拉伸塑性、独特的铁磁性、高效的催化性能和优异的生物兼容性。除了对纳米金属玻璃制备及性能做简要介绍外,同时也回顾了纳米金属玻璃在原子尺度计算方面所取得的研究进展。实验和理论研究均表明纳米金属玻璃的确具有超越传统金属玻璃的优势。

基于2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚的异构聚酰亚胺

以异构的联苯二酐(BPDA)、二苯醚二酐(ODPA)以及2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚(p-ODA)为原料,通过一步法或两步法,合成了一系列异构聚酰亚胺,并表征了这类聚酰亚胺的溶解性、热性能和力学性能。结果表明:基于p-ODA的聚酰亚胺在有机溶剂中具有优异的溶解性;基于p-ODA的异构聚酰亚胺都是非晶结构,且聚酰亚胺的溶解性和玻璃化温度(Tg)呈现3,3′-位>3,4′-位>4,4′-位的趋势,聚合物Tg>250℃。聚合物4,4′-ODPA/p-ODA具有较优的热稳定性,5%热失重温度(T5%)=551℃,聚合物3,4′-ODPA/p-ODA和4,4′-ODPA/p-ODA具有相似的机械性能。异构BPDA/p-ODA系列聚酰亚胺具有相似的热稳定性,T5%>550℃,聚合物4,4′-BPDA/p-ODA的机械性能优异,薄膜拉伸强度为182.4MPa、模量为3.5GPa、断裂伸长率为44.2%。

复合材料产业展望

介绍复合材料种类、性能特点、结构与制造工艺,讨论了其应用前景。

面向二十一世纪的高分子材料科学与工程教学改革之浅见

面向二十一世纪的高分子材料科学与工程教学改革之浅见何平笙材料、能源、信息是当今社会的三大支柱，众多高新材料的问世使整个世界变得更加缤纷多彩。高分子材料（塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等）质轻价廉，原料丰富，加工容易，正日益广泛用于国民经济的各行各业和...

含醛基的三苯胺衍生物的制备及性质研究

文章以三苯胺作为供电子基团母体,对三苯胺的三个苯基逐步进行甲酰化可以制得三苯胺单醛、三苯胺双醛和三苯胺三醛等一系列三苯胺衍生物.通过对三者的结构进行系统全面的表征,研究三苯胺基团引入甲酰基对其热稳定性和光物理性质的影响,实验结果表明,甲酰基电子受体单元的引入可以提高其热稳定性和光学性质.

福建物构所在“功能基元”研究方面获进展

福建物构所郭国聪率领的研究团队系统性阐述决定材料本征性能的六种主要微观结构类型[晶体结构、非周期性结构(也称调制结构)、磁结构、缺陷结构、局域结构和电子结构]的结构特点,并针对每种微观结构类型,以具有相应结构特征的典型功能材料为例,分析总结出具有一定普适性的结构与性能关系规律,为基于“功能基元”思想的材料设计与创制方法奠定基础。