聚苯乙烯和聚乙二醇对TiO_2薄膜微观结构及DSSC性能的影响

用水热法制备了多孔TiO2光电薄膜;分析了聚苯乙烯和聚乙二醇对纳米TiO2晶体薄膜微观结构的影响;用紫外-可见-近红外分光光度计和场发射扫描电镜对纳米TiO2薄膜进行了表征;并对组装的染料敏化太阳能电池进行了光电性能测试,发现用聚苯乙烯处理后的TiO2薄膜提高了染料敏化太阳能电池(DSSC)的开路电压、短路电流密度、填充因子和光电转换效率。

聚苯乙烯固载聚乙二醇催化合成2-萘乙醚的研究

以 2 -萘酚和溴乙烷等为原料 ,聚苯乙烯固载聚乙二醇 - 4 0 0为相转移催化剂合成了 2 -萘乙醚。考察了影响产品收率的因素 ,最佳反应条件为 :溴乙烷 :2 -萘酚 :催化剂为 1.4mol∶1mol∶2 4 g ,反应在回流温度下进行 ,反应时间3.0h ,收率可达 90 .4 % 。

单分散聚苯乙烯和聚(苯乙烯-co-苯乙烯磺酸钠)乳胶粒的制备及其喷墨流畅性

为探究颜料墨水中固体颗粒粒径与喷墨流畅性之间的关系,制备了不同粒径的单分散球形聚苯乙烯(PSt)和聚(苯乙烯-co-苯乙烯磺酸钠)(P(St-co-SS))乳胶粒,探究了乳胶粒大小与分散液储存稳定性和喷墨流畅性的关系,并结合有限元与密度泛函计算,从理论角度解释乳胶粒大小与电荷对其喷墨流畅性的影响。结果表明:通过控制引发剂、乳化剂或水溶性单体的加入量,成功制备不同粒径的单分散球形PSt和P(St-co-SS)乳胶粒;固含量为10%的PSt和P(St-co-SS)乳胶粒分散液在4~50℃温度范围内储存4个月后分散稳定性均大于96%;随着分散液中乳胶粒粒径的增大,分散液的抽滤流速逐渐降低,且相同粒径下P(St-co-SS)较PSt分散体系的抽滤流速更高;粒孔比的增大会导致分散液在孔道内的流动体积降低,最终造成滤孔的堵塞,而微粒上表面活性剂的脱吸附是造成相同粒径下PSt体系抽滤流畅性低于P(St-co-SS)体系的原因。

CO_2潜在增稠剂苯乙烯醋酸乙烯酯二元共聚物的设计与合成

以偶氮二异丁氰(AIBN)为催化剂,根据自由基反应机理合成低分子量的聚醋酸乙烯酯调聚物,并以此为大分子引发剂,与苯乙烯发生聚合生成二元共聚物。分别使用红外及核磁共振氢谱表征其分子结构。苯乙烯醋酸乙烯酯二元共聚物将有望成为一种高效、低成本、无污染的二氧化碳增稠剂,提高二氧化碳驱油效率。

刚柔嵌段共聚物聚苯基喹啉-b-聚苯乙烯的合成及荧光性质

利用原子转移自由基聚合合成了端羧基聚苯乙烯,然后与4氨基苯乙酮反应,生成末端为乙酰基的聚合物,以P2O5为催化剂,将功能化的聚合物与5乙酰基2氨基二苯甲酮共聚,合成出刚柔嵌段共聚物聚苯基喹啉b聚苯乙烯(PPQ-b-PS)。用IR、1HNMR对其结构进行了表征,并对PPQ-b-PS在三氟乙酸/二氯甲烷稀溶液中的荧光性质进行了初步研究。结果表明:1mg·ml-1的PPQ-b-PS(1∶1氟乙酸/二氯甲烷,v/v)在459nm作监控波长下测量的激发光谱,430nm处有最大发射波长,相对强度为509,PPQbPS可实现可见光的激发。最大发射波长随着溶液浓度的升高而变大,即发生了红移,与混合溶剂的配比无关。

SiO2/聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯）薄膜研究

目的研究纳米SiO2对可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P34HB)包装膜结晶行为和力学性能的影响。方法采用溶液浇铸法制备SiO2/P34HB纳米复合薄膜,利用红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、正置热台显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)和万能力学试验机等研究纳米SiO2对P34HB结构、结晶性和力学性能等的影响。结果纳米SiO2在P34HB中起到异相成核的作用,SiO2/P34HB复合膜的结晶速率和结晶度得到明显改善。相比P34HB包装膜,当纳米SiO2质量分数为2%时,SiO2/P34HB复合膜的弹性模量和拉伸强度分别提高了72.7%和60.9%。结论获得了纳米SiO2改善可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)包装膜结晶度和力学性能的最佳掺杂比例参数。

聚(乙烯基四唑-co-丙烯酸)的合成与表征

以聚丙烯腈为原料,首先通过部分腈基的[3＋2]合环反应转化为聚（乙烯基四唑-co-丙烯腈）[Poly（VT-co-AN）],再通过碱性水解反应将剩余的腈基转化为羧基,合成出聚（乙烯基四唑-co-丙烯酸）[Poly（VT-co-AA）]。采用傅里叶红外变换光谱仪（FT-IR）、核磁共振碳谱仪（13C NMR）、酸碱滴定等方法对Poly（VT-co-AN）和[Poly（VT-co-AA）的结构进行了表征,结果表明,Poly（VT-co-AN）的分子链中含有腈基、四唑基团和部分羧基,四唑基团的含量为68.6%,与酸碱滴定法测定的四唑基团的含量相近,[Poly（VT-co-AA）中含有四唑基团和羧基,不含有腈基,酸值高于Poly（VT-co-AN）,四唑基团的含量为67.6%,与叠氮化钠与聚丙烯腈的摩尔比相近。热失重分析结果显示[Poly（VT-co-AA）的热分解速率加快,在270~285℃的温度区间内分解完全。

聚苯乙烯-co-聚(2,3,4,5,6-五氟苯乙烯)共聚物:合成及其多孔薄膜的制备

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法,分别在三氟甲苯、含氟离子液体以及三氟甲苯/含氟离子液体混合溶剂体系中合成了聚苯乙烯-co-聚(2,3,4,5,6-五氟苯乙烯)(PS-co-PPFS)共聚物,通过1H NMR、19F NMR、元素分析以及凝胶渗透色谱法(GPC)对所得聚合物的分子链结构和组成进行了分析和表征.随后,利用静态呼吸图法分别在CS2,CHCl3和CH2Cl2中制备了有序多孔薄膜,用扫描电子显微镜(SEM)观察其表面形貌,并与利用分子量大小相当的聚苯乙烯均聚物(PS)制备的多孔薄膜进行了对比.研究结果表明:在三氟甲苯和含氟离子液体溶剂体系中,均可利用ATRP聚合方法获得窄分子量分布的PS-co-PPFS共聚物(Mn=5200～7900 g mol-1,Mw/Mn=1.12～1.22).对聚合物薄膜的扫描电子显微镜(SEM)观察和分析显示:分别以CS2,CHCl3和CH2Cl2作为溶剂,利用静态呼吸图法均可制备出PS-co-PPFS共聚物多孔薄膜.然而,与在CHCl3和CH2Cl2中制备的PS均聚物多孔薄膜的表面形貌不同的是,PS-co-PPFS共聚物多孔薄膜呈现出无序排列、平均孔径大小不同的两种孔结构;在CHCl3中制备所得薄膜的孔结构有序性相对较好,两种孔的平均孔径分别为0.75和0.37μm.

室温可见光引发聚合诱导自组装制备P2VP-b-PSt纳米材料

针对苯乙烯(St)的常温聚合速率缓慢影响了其在常温聚合诱导自组装(PISA)中的应用问题,提出了一种无需添加光引发剂或光催化剂,以蓝光LED为光源,聚2-乙烯基吡啶(P2VP)为大分子链转移剂,常温下在甲醇中实现St的PISA的方法。通过可见光引发的PISA制备了聚2-乙烯基吡啶-b-聚苯乙烯(P2VP-b-PSt)纳米材料,考察了St/P2VP的比例、聚合时间及P2VP的链长对聚集体形貌的影响,结果表明,当P2VP的分子量为4000、St/P2VP的摩尔比从400/1变化到4000/1、聚合时间从3h变化到24h,均可以实现聚集体从球形胶束到囊泡的转变;当P2VP的分子量为8300时,仅能得到球形胶束。

嵌段共聚物PS-b-P2VP的合成及表征

采用氰氧稳定自由基聚合技术合成了苹乙烯和2-乙烯吡啶嵌段共聚物（PS—b—P2VP），用凝肢渗透色谱（GPC）表征了聚合物的分子量及其分布，用红外光谱表征了其结构，结果表明，在氮氧稳定自由墓（HTEMPO-）存在下，用过氧化苯甲酰（BPO）引发苯乙烯聚合，当[HTEMPO·]／[BPO]配比为1．8／1时为最佳比例，在此比例下所制备聚合物PS的分子量分布在1．17～1.36范围内；再将该聚苹乙烯溶于2-乙烯吡啶，在（130±2）℃时可以继续引发2-乙烯吡啶的聚合反应，且2乙烯吡啶的聚合反应具有“活性”聚合的特征，共聚物的分子量分布范围在1.16～1．35内，分子量在12930～19670g／mol范围。红外谱图说明共聚物为嵌段共聚物。

聚丁二酸丁二醇酯和1,2-己二醇的共聚改性

以1，4-丁二酸、1，4-丁二醇和1，2己二醇为原料，采用直接熔融缩聚的方法，合成得到聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和一系列聚（丁二酸丁二醇酯-CO-丁二酸1，2-己二醇酯）（PBSH）共聚物。采用乌氏黏度计、^1HNMR、DSC和流变仪等手段对其分子量、化学结构、热学性能、流变行为和力学性能进行研究。结果显示：随着1，2-己二醇摩尔分数的增加，相应PBS共聚酯的熔点（Tc）、结晶温度（Tc）、结晶度（Xc）、弯曲强度、拉伸强度逐渐降低，断裂伸长率明显增加；另外，1，2-己二醇的加入对PBS的零切黏度（ηc）、储能模量（G’）和损耗模量（G″）也有一定的影响。

P2VP-b-PS-b-PI三嵌段共聚物的RAFT合成及表征

以S-十二烷基-S’-(α,α’-二甲基-α’’-乙酸)-三硫代碳酸酯(DDMAT)为链转移剂,通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)方法制备了窄分布的聚2-乙烯基吡啶。再以该聚合物为大分子链转移剂,引发苯乙烯的RAFT聚合,得到聚2-乙烯基吡啶-b-聚苯乙烯(P2VP-b-PS)的两嵌段共聚物。以P2VP-b-PS为RAFT试剂,合成聚2-乙烯基吡啶-b-聚苯乙烯-b-聚异戊二烯(P2VP-b-PS-b-PI)的三嵌段共聚物。运用1H NMR、IR和凝胶渗透色谱(GPC)等技术对产物的结构和分子量及分子量分布进行表征,采用原子力显微镜(AFM)观察三嵌段共聚物薄膜的微相分离结构。结果表明,所得三嵌段共聚物P2VP72-b-PS136-b-PI300分子量分布较窄(PDI=1.69),合成过程具有活性/可控聚合特征,聚合物薄膜经溶剂退火处理后出现了明显的微观相分离结构。

SiO_2接枝聚酰胺胺树枝状大分子在PS超临界CO_2发泡中的作用研究

在纳米SiO2表面引入聚酰胺胺树枝状大分子(PAMAM),再通过原子转移自由基聚合(A-TRP)合成了一种核-壳结构的SiO2-PAMAM-PS,将改性的纳米SiO2添加到PS基体中作为超临界CO2发泡的成核剂。红外光谱(IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重(TG)等结果表明,SiO2表面成功引入了PAMAM,并且接枝上了PS链段。透射电镜(TEM)显示该成核剂具有核-壳结构及其在PS基体中可以较均匀分散。将添加了改性SiO2的PS进行了超临界CO2发泡,利用扫描电镜(SEM)对泡孔结构进行了表征,结果表明:相比于纯发泡PS,成核剂的加入,改善了PS的泡孔结构,使泡孔尺寸显著减小,泡孔密度明显增加。

以PS-b-P2VP为模板剂诱导调控聚苯胺形貌、尺寸及电化学性能

采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)法合成了具有pH响应性的两亲嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚(2-乙烯基吡啶)(PS 101-b-P2VP 70),并以其胶束为“模板”,通过氧化聚合制备聚苯胺(PANI).通过调节PS 101-b-P2VP 70胶束溶液的pH值,探究PANI颗粒形貌的可控调节及颗粒尺寸与PANI电化学性能之间的关系.利用凝胶渗透色谱(SEC)和核磁共振氢谱(^1 H NMR)确定了PS 101-b-P2VP 70的分子量分布及结构;利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、粒度测试、循环伏安(CV)、计时电位(Chronopotentio-metry)及交流阻抗谱(EIS)对PANI结构、形貌和电化学性能进行了表征.结果表明“模板”法合成的PANI形貌尺寸得到了很好的控制,在pH≤4时其尺寸随pH值的增加而减小;当pH=5时,模板剂中P2VP段疏水性的明显增大导致其胶束颗粒聚集为尺寸较大的聚集体,并使其诱导的PANI颗粒平均粒径显著增大;当pH=4时PANI颗粒在溶液中的平均粒径为141 nm,呈“串状”形貌且分散性最好.PANI具有快速充放电能力和良好的赝电容特性,随颗粒尺寸减小样品电化学性能增强.pH=4时样品电化学活性最好,循环伏安曲线面积最大,放电比容量最高,在电流密度为1 A/g时,其放电比容量可达1411.88 F/g,且该样品阻抗值最小.

P(AMPS-co-BMA)水凝胶的电场敏感性及电刺激响应机理

以离子型单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）及非离子型单体甲基丙烯酸丁酯为原料,偶氮二异丁腈为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,通过自由基聚合合成了一系列聚离子浓度不同的聚（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-甲基丙烯酸丁酯）电场敏感性水凝胶.研究了其在去离子水及NaCl溶液中的溶胀行为.结果表明,该水凝胶在去离子水中的平衡溶胀度在236.4~298.5之间,其溶胀速率随着AMPS用量的增加而增加;并且随着凝胶内部聚离子浓度的增加,凝胶在NaCl溶液中的消溶胀速率及消溶胀度逐渐减小.凝胶的电刺激响应性能研究结果表明,在电场存在下,凝胶在NaCl溶液中的溶胀行为与凝胶内部聚离子浓度和溶液中NaCl浓度的相对大小有关,当凝胶内部聚离子浓度大于溶液中NaCl浓度时,凝胶溶胀,反之则凝胶消溶胀;而且,凝胶在电场作用下的偏转行为同样与凝胶内部聚离子浓度和溶液中NaCl浓度的相对大小有关,当凝胶内部聚离子浓度大于溶液中NaCl浓度时,偏向阴极,反之则凝胶偏向阳极.另外,在电场存在下,凝胶在NaCl溶液中的电偏转速度与环境温度密切相关.

振荡剪切流场下PS/PVME/SiO_2复合物的相行为

利用光学显微镜-剪切台联用系统研究了振荡剪切流场下聚苯乙烯(PS)/聚甲基乙烯基醚(PVME)/二氧化硅(SiO2)纳米粒子复合物的热力学稳定性.结果表明,小振幅振荡剪切可导致PS/PVME共混物出现类似在稳态流场下的剪切诱导相容及剪切诱导相分离现象.共混体系存在临界振荡频率ωc,当振荡频率低于ωc时,发生剪切诱导相分离(SID)行为,反之发生剪切诱导相容(SIM)行为.SiO2纳米粒子的加入使复合体系的相容性提高.存在一个临界SiO2纳米粒子含量φc,当SiO2纳米粒子含量高于φc时,复合体系中不存在临界振荡频率ωc,低振荡频率下的剪切诱导相分离得到抑制.此外,复合体系的上述行为与升温速率和共混物组成密切相关.

PS-b-P2VP/Fe_3O_4纳米复合材料的制备与表征

采用油酸表面改性的粒径均一的Fe3O4磁性纳米粒子(OA-Fe3O4)与具有微相分离结构的聚苯乙烯-b-聚2-乙烯基吡啶(PS-b-P2VP)嵌段共聚物通过溶液共混,得到具有超顺磁性的PS-b-P2VP/Fe3O4纳米复合材料.结果表明,在OA-Fe3O4质量分数为1%,3%,5%和10%时,纳米粒子分散在PS相区;但OA-Fe3O4含量为8%时,纳米粒子在嵌段聚合物基体中的分散状态发生突变,形成大尺寸聚集体并分散在整个基体中,此时复合材料的流变行为发生相应变化.

P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂的制备及结构性能研究

以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和高岭土(Kaolin)为原料,采用溶液聚合法分别制备出聚丙烯酸(PAA)高吸水树脂、聚(丙烯酸-co-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)(P(AA-co-AMPS))高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂,并通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线衍射等测试方法对其结构与性能进行表征。结果表明:Kaolin与P(AA-co-AMPS)高吸水树脂之间为物理共混;PAA高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)高吸水树脂和P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂的吸水倍率分别为231,323,357 g/g,吸盐水倍率分别为35.6,64.1,66.4 g/g,保水率分别为51.3%,55.6%,57.9%,凝胶形变量分别为3.75,4.10,2.23 mm;树脂的吸水速率由小到大依次为PAA高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)高吸水树脂、P(AA-co-AMPS)/Kaolin复合高吸水树脂。

纳米氧化铝修饰聚丙烯酰胺复合材料的制备

利用一步法,将单体、交联单体、致孔剂和引发剂超声混合,制备了γ-Al_(2)O_(3)修饰的聚(丙烯酰胺-co-亚甲基双丙烯酰胺)复合材料,同时对影响富集性能的制备条件进行优化,包括聚合温度、聚合时间、致孔剂的用量和γ-Al_(2)O_(3)纳米粒子的用量,并将其作为分离富集材料,与可见光分光光度计联用,通过检测合成色素-柠檬黄吸光度来表征所制备的复合材料的吸附性能,确定最佳制备工艺。

耐盐性高吸水树酯的制备及性能

以丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用溶液聚合法合成了聚(丙烯酸盐-co-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐)高吸水性树脂。考察了交联剂、引发剂用量,AMPS与丙烯酸摩尔比,AMPS水溶液浓度,丙烯酸和AMPS中和度,反应温度等因素对吸水树脂吸水性能的影响。制得的吸水性树脂30min吸蒸馏水和0.9%NaCl水溶液分别为1350g/g和150g/g,且凝胶强度较好。