含液晶结构单元改性剂改性环氧树脂性能的研究——柔性链分子量的影响

合成了一种既含环氧丙烷聚醚（ＰＰＧ）柔性间隔基、又含刚性液晶结构单元的活性增韧剂（ＬＣＥＵＰＰＧ），用其改性环氧树脂Ｅ－５１／双氰双胺（Ｅ－５１／ｄｉｃｙ）固化体系．对改性固化体系的动态粘弹行为、冲击性能与改性剂分子量大小之间的关系进行了探讨．结果表明：冲击强度虽然在一定程度上依赖于改性剂的分子量大小，但含不同柔性链分子量的ＬＣＥＵＰＰＧ均可使固化体系的冲击强度提高３～７倍．改性体系的模量较未增韧体系的模量基本不降低或略有升高，玻璃化转变温度（Ｔｇ）随柔性链分子量的增大而略有提高．

长链分子超极化率的单元平均值和差分值的不同渐近性质

由于电子离域,长链体系的轴向超极化率随链长增长而增加,直到达到饱和.由于不能计算无限长体系的超极化率,需要对有限的数据用函数拟合,再根据拟合函数外推求得饱和值.每单元超极化率有两种表示方法,于是有两个拟合函数γ(n)/n=a+b/n+c/n2和γ(n)-γ(n-1)=a+b/n+c/n2.用聚乙烯、氢分子链、聚乙炔和长链硅烷为例,表明后者在链增长时没有正确的渐近行为.其原因是后者与γ(n)的一个含有对数项的拟合函数等价,而这个对数项是不需要的.

不同侧链分子量对聚羧酸减水剂作用效果影响研究

为研究具有不同侧链分子量的聚羧酸减水剂在掺有蒙脱土矿物水泥浆中的分散效果,以甲基丙烯基聚乙二醇醚和丙烯酸为原材料,合成具有不同侧链分子量的聚羧酸减水剂;利用流动度测试、TOC测试技术以及Zeta电位测试方法,研究了侧链分子量不同的聚羧酸减水剂对水泥浆体的分散作用以及蒙脱土对其分散效果的影响。结果表明:侧链分子量大的聚羧酸减水剂以其明显的空间位阻效应以及高密度电荷的优点,较好地分散水泥浆体中的水泥颗粒;但大分子量侧链易在蒙脱土分子结构中形成物理插层,易被蒙脱土吸附,其分散效果受蒙脱土影响较大。

一种链分子构象完全计算方案

提出了利用实际分子的键长、键角及二面角计算高分子链构象完全算的方案 ,以自由内旋转的聚乙烯链和聚环氧乙烷链为例进行计算 ,得到了与Flory矩阵方法相同的结果 .本方案得到了每一个质点坐标 ,比Flory矩阵方法得到更多的信息 .与格点计算模型相比 ,本方案可应用到真实分子体系 .

SLA-Ⅰ重链分子的表达及结构分析

为研究SLA-Ⅰ重链分子在pMAL-p2X载体表达条件,从培养基pH值、温度、菌体密度、IPTG浓度、时间5个条件设计了优化条件的实验.SDS-PAGE筛选出在pMAL-p2X系统上表达SLA-Ⅰ重链分子的最佳条件,并运用EXPASY服务器上的SOPMA法对SLA-Ⅰ重链分子和HLA-A2进行2级结构的预测,同时同源模建其3级结构.结果表明:pH8.0,37℃,0.2 mmol/LIPTG,培养5 h,D600 nm=0.8是SLA-Ⅰ重链分子蛋白表达的最佳条件.2级结构预测和分析发现,猪和人MHCⅠ类分子重链2级结构成分上非常相似,其同源率远远大于氨基酸的同源率;同源模建发现,猪和人、小鼠的MHCⅠ类分子3级结构非常相似.

疏水作用对光化学和光物理过程的影响——Ⅸ.长链分子的簇集对β-萘甲酸烷基酯和脂肪酸9-蒽甲醇酯间能量传递的增强作用

在二甲基亚砜-水(DMS0-H_2O)混合溶剂中,长链β-萘甲酸烷基酯(A_n)、长链脂肪酸9-蒽甲醇醣(E_n)和长链饱和烷烃(C_n)相互簇集形成共簇集体,A_n通过共振机制向E_n进行单重态能量传递。在每个簇集体含近一个给体分子和一个受体分子的情况下,能量传递效率高达50％。簇集体内能量传递的速度比簇集体间的大一个数量级。A_n激基缔合物也可向E_n进行能量传递,但效率很低。由于形成激基缔合物的过程与能量传递过程相互竞争,激基缔合物的形成降低了能量传递的效率。

长链分子对热可逆透明成像材料性能的影响

以乙基纤维素为基体,长链分子作为添加物,制备了可逆热透明成像材料的热敏层,研究了不同的长链分子对热敏层光学性能及透明温度范围的影响.结果表明,在以4种单组分（硬脂酸、硬脂酸酯、十八烷二羧酸、二十烷二羧酸）和4种复合组分长链分子（十八烷二羧酸和硬脂酸、二十烷二羧酸和硬脂酸、二十烷二羧酸和硬脂酸酯、硬脂酸和硬脂酸酯）分别制得的热敏层中,硬脂酸和硬脂酸酯（质量比1∶1）复合体系的综合性能最优,其在白浊状态和透明状态有着很高的透光率对比度,这使得热可逆透明成像材料有着很好的影像质量,同时,它具备较宽的显透温度范围（60～75℃）,保证了影像的写入和读出.

改进CNDO双电子排斥积分近似的新方法及链分子构象能的计算

本文以CNDO为例,分析了半经验量子化学方法用于聚合链构象计算中所遇到的困难,指出双电子排斥积分的近似是产生这类困难的原因。提出了在双电子排斥积分中附加与旋转键对称性有关的项,并计算了聚乙烯的构象能图,得到了与实验相吻合的结果。

对用Fischer投影式表示开链分子立体结构的研究和改进

Fischer投影式是被广泛用来表示开链有机分子空间立体结构的平面书写形式,它具有许多众所周知的优点.但由于它所表达的分子结构均为全重叠式构象,与分子的真实立体构象不相符合,故本文试提出能弥补这一缺陷而又尽量保持Fischer投影式优点的一种新的投影式,以期与Fischer投影式相互补充使用.

基于分子链演化的NEPE推进剂基体超弹本构模型

为了揭示硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂基体内高分子链结构演化与超弹性力学行为间的构效关系,采用多尺度方法,对复杂变形状态下NEPE推进剂基体内的高分子链演化过程及其表征模型进行了研究。首先,在基体黏合剂、固化剂和增塑剂等组分微观模型的基础上,通过对基体体系的分子动力学模拟,发展了描述复杂变形状态下交联链和自由链构形演化的动力学模型。随后,基于统计力学理论对系统自由能中交联链和自由链演化的贡献进行了定量表征,并建立了考虑高分子链交联、缠结效应的超弹本构模型。最后,结合NEPE推进剂基体胶片准静态拉伸实验数据对本构模型进行了验证。结果表明,相较于经典Arruda-Boyce超弹本构模型,基于物理机制的本构模型中本构参数具有真实的物理意义,可以通过物化实验进行参数标定,能较好地预测复杂变形状态下的基体超弹性行为,从而为推进剂基体力学性能的调控和组分优化提供模型支持。

聚乙烯管道热熔焊缝分子链结构的微波检测

聚乙烯材料的高分子结构及热熔焊缝的焊接工艺决定了焊接缺陷的产生原因是分子结构的异常。文中对热熔焊缝进行了微波无损检测与结果分析,获取了热熔焊缝缺陷位置的介电特征值,并对缺陷进行了破坏性试验和断口扫描电镜分析。通过微波无损检测、断口宏观及微观结构分析,确定热熔焊缝的冷焊缺陷产生机理为分子长链结构的缺失。明确热熔焊缝缺陷类型及产生机理能够对其进行有效的无损检测,确保热熔焊缝的焊接质量,为聚乙烯管道的安全使用提供了依据。

分子水平上的虚拟仿真实验之思政元素的挖掘与提炼——以“高分子的构象、形态及尺寸的模拟与计算”项目为例

高分子的构象、形态及尺寸的模拟与计算,是分子水平上的虚拟仿真实验项目,结合诺贝尔奖获得者de Gennes和P.J.Flory的理论工作、由项目组自身教研成果转化、师生合作研发而成。与小分子化合物相比,高分子的研究方法有很大的不同,特别是需要采用统计方法来描述高分子链的构象、形态,计算高分子链的平均尺寸,这是经典的物理化学方法所不能完成的。本项目从研发到教学实践、再经改进,教学内容的更新优化中,自然融入了诺贝尔奖成果、哲学思想、科学思维、学科发展史、教研成果等多个维度的思政元素。

低密度聚乙烯基料链结构对黏弹特性的影响

高压电缆向高电压等级和大长度的发展,对交联聚乙烯绝缘料的加工性能提出了更高的要求。绝缘料的加工性能和电缆绝缘成型质量主要受低密度聚乙烯(LDPE)基料黏弹特性影响,基料的黏弹特性取决于其链结构。然而,由于LDPE基料分子链支化结构复杂,难以建立单一的链结构参数与黏弹特性的关联,因此精准地获得LDPE链结构特征对黏弹特性的影响对电缆绝缘优化升级至关重要。该文采用制备型升温淋洗分级工艺,对管式法LDPE和釜式法LDPE进行分级得到具有不同平均分子量的级份,采用凝胶渗透色谱法和旋转流变仪表征原料和级份的链结构参数及黏弹特性。结果表明,长链支化结构相似时,重均分子量越大,分子链间越容易产生缠结,黏度和模量越高,剪切变稀现象发生频率越低;重均分子量接近时,零切黏度与长链支化度具有非单调关系,过高的长链支化度会削弱分子链间的物理缠结,导致零切黏度降低。基于LDPE黏弹特性构效关系,结合电缆挤出成型工艺,设计更为适宜的基料黏弹特性参数,以此优化调控LDPE的链结构,是未来高端电缆绝缘材料研发的方向。

链分子的构象弹性理论

研究基于旋转异构态模型、用末端距与构象能描述的链构象分布函数、以及链构象态在体系形变中的消失规则, 发展了一个链分子的构象弹性理论. 用该理论描述的理想形变行为, 支持天然橡胶在大形变时应力陡然上翘归因于链构象变化的观点在物理上的合理性. 该理论能够区别不同化学结构高分子所具有的不同形变行为, 能够预报高分子形变中熵项与内能项各自的贡献. 预报了天然橡胶形变中内能的贡献约为13%, 与实验相符.

二元链状分子吸附的MonteCarlo模拟

本工作在格子模型中，采用计算机模拟方法研究了二元链状分子系统在固体表面的吸附行为，研究了系统在达到平衡之前的动态吸附过程；得到了链长不等的两种链状分子在固体表面附近的总链节浓度与吸附构型浓度的平衡分布。结果表明：在开始时短链分子优先被吸附，可后来被长链分子的吸附所替换。

不同G-四链体之间的再组装

主要通过液体核磁共振等技术发现,凝血酶适配体的突变序列TBA-M、人源端粒序列htel3在Na^(+)溶液中可各自折叠成G-四链体结构,而这两个预先已折叠完好的G-四链体之间还能够自发地通过DNA链置换作用再进一步重新组装成异分子间G-四链体复合物TBA-M/htel3。该复合物中,TBA-M与htel3之间相互结合的DNA链当量比为1∶1,并且TBA-M仅以其3′末端3个连续鸟嘌呤残基(G_(14)G_(15)G_(16))参与TBA-M/htel3复合物中G-四链体核心区的Hoogsteen氢键配对。首次通过实验证明已经预先形成结构的两个G-四链体之间还能够进一步发生基于Hoogsteen氢键配对的DNA链置换现象,并且对其相互作用的过程与分子机制进行探讨。拓展对不同核酸结构之间相互作用方式与识别机制的更深层认知。

分子桥连构筑氧化石墨烯膜及其吸附性能研究

基于一种分子桥策略制备了稳定的氧化石墨烯(GO)膜,通过分子中的胺基与GO片交联形成短链分子桥,以抵抗膜的膨胀倾向;再添加壳聚糖形成界面长链分子桥,将GO片粘附到多孔基材上,以增强膜的机械强度。运用一级动力学、二级动力学和颗粒内扩散模型考察了所制备GO膜对水中Cu^(2+)的吸附能力。结果表明,GO膜对Cu^(2+)的吸附过程符合二级动力学模型,在15min左右达到吸附速率平衡;颗粒内扩散是吸附过程的一部分,但不是控制吸附速率的唯一步骤。该研究为稳定GO膜的制备和在水环境领域的应用提供了一种通用、可扩展的新方法。

一种新型双共轭链分子非线性光学性质的理论研究

对实验室合成的双共轭链分子1,4-二(4-二乙胺基苯乙烯基)-2-[4-(N-甲基-N-羟乙基)氨基-4′-硝基偶氮苯]-5-己烷氧基苯(BSBAB)及合成它的单共轭链分子的单光子和双光子吸收特性在从头计算的基础上利用密度泛函理论进行了研究.分子BSBAB的优化结构显示,组成该分子的横链和纵链除了保持各自的共轭面外,几近相互垂直.因此,分子BSBAB较好地继承了两个单共轭链分子的光学特性.计算结果表明,在低能量范围内,分子BSBAB具有三个双光子吸收峰,分别来自于两个单共轭链分子以及两者的耦合作用.从理论上证明了双共轭链分子BSBAB是一种具有宽带强双光子吸收的分子材料.理论结果和实验结果符合得较好.在HF水平上的响应函数方法进一步证实了有限态求和方法计算结果的可靠性.还给出了电荷转移态的电荷迁移过程.

微细化玉米淀粉的晶体结构及分子链行为研究

采用偏光显微镜,X-射线衍射仪,示差扫描量热仪、凝胶过滤色谱以及激光光散射分析技术等测试手段,表征和探讨了超音速气流粉碎微细化处理的玉米淀粉的晶体结构和分子链行为。结果表明,机械力非晶化作用使玉米淀粉分子结构松弛,晶体结构受到破坏,结晶度降低,微晶熔融温度下降。机械应力主要作用于玉米淀粉的支链淀粉,从而导致其支链淀粉级分减少,直链淀粉和中间级分增加,重均分子质量下降,分子链柔顺性增加。

水溶性高分子链中磺酸盐基团含量的电导滴定测定法

研究了N ,N ,N 三甲基十六烷基溴化铵 (CTAB)与丙烯酰胺 (AM) 2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸钠盐(NaAMPS)二元共聚物P(AM co NaAMPS)的复合作用 .在复合作用过程中 ,由于不断释放出高导电性的无机盐小离子 ,故随着表面活性剂的加入 ,聚电解质水溶液的电导率不断增大 .当采用较低浓度 (0 0 0 1mol·L- 1 )且使二者的离子等摩尔量发生复合作用时 ,体系的电导率会发生明显的转折 .利用电导率的这一转折性变化 ,建立起了复合作用电导滴定法测定共聚物P(AM co NaAMPS)分子链中磺酸盐单体NaAMPS含量的新方法 .与元素分析进行比较的结果表明 ,上述复合作用电导滴定法可作为测定水溶性大分子链中磺酸盐单体含量的方便而又准确的方法 。