聚合物刷保护的贵金属纳米粒子的制备进展

近年来,贵金属纳米粒子由于在诸多领域的广泛应用而受到关注。聚合物刷稳定的金属纳米粒子稳定性好、溶解性好、与聚合物相容性和可加工性好已成为研究热点。本文综述了聚合物刷保护的金属纳米粒子的制备方法,包括引发法、偶联法和配体交换法,并对高热稳定性交联壳和聚合物刷稳定的纳米复合粒子的制备进行了阐述,提出了聚合物刷保护的贵金属纳米粒子的研究面临的问题。

超支化聚合物在多孔介质上的吸附滞留特征

采用浸泡法研究了以树枝状大分子为中心的驱油用超支化聚合物在石英砂上的静态吸附特征,并结合岩心流动实验装置测量其动态滞留量、阻力系数和残余阻力系数。实验中采用淀粉-碘化镉法测定聚合物的浓度。研究结果表明,驱油用超支化聚合物溶液的等温吸附曲线呈现三段式的吸附特点,即随聚合物平衡浓度的增大,初始阶段吸附量先增加后平稳,当平衡浓度达到940～960mg·L^-1时,吸附量出现第二次增长,最后趋于稳定;在多孔介质渗透率相近的条件下,聚合物支化程度越大,动态滞留量越大,建立残余阻力系数的能力越强。

支化结构对树枝状聚合物溶液剪切前后流变性能的影响

采用吴茵混调器模拟聚合物在其配制、输送、注入中的机械剪切作用,研究了不同支化程度对剪切前后的驱油用树枝状聚合物溶液的流变性能的影响。首先制备了3种不同支化程度的树枝状聚合物,研究了剪切前后的树枝状聚合物的分子链粒径分布和分子量大小,然后研究了不同因素对树枝状聚合物流变性能的影响并考察了树枝状聚合物溶液的黏弹性能,最后结合环境扫描电镜分析支化结构对剪切前后树枝状聚合物溶液的流变性能的影响。结果表明:支化程度高的树枝状聚合物具有更大的流体力学半径和分子量,受环境影响较小;树枝状聚合物溶液呈现假塑性流体特征,支化程度越高,剪切前后的聚合物溶液幂律指数n越小、稠度系数K越大;支化程度高的树枝状聚合物溶液支链间越容易发生缠结,形成致密、多层的空间网状结构,致使剪切前后的聚合物溶液的流变性能越好。

支化结构对树枝状聚合物静态吸附特征的影响

采用浸泡法研究了不同支化程度的驱油用树枝状聚合物在石英砂上的静态吸附特征,并利用动静态激光光散射仪和环境扫描电子显微镜测定了聚合物溶液的分子尺寸和微观结构。结果表明,不同支化程度的树枝状聚合物溶液的等温吸附曲线均呈现三段式的吸附特点;在初始阶段,支化结构小的聚合物支链条数较少以及流体力学半径较小,其在固定表面积的石英砂上吸附位阻比支化结构大的聚合物小,导致吸附量较大;在吸附形式为多层吸附的Ⅱ、Ⅲ阶段,支化程度大的聚合物支化链间相互作用越强,易缠结形成网络结构,致使其在石英砂表面吸附层数多,吸附量比支化程度小的聚合物多。

外围含偶氮苯基团的温敏性聚合物包覆的金纳米粒子的合成及性能研究

通过4-二甲氨基吡啶稳定的金纳米粒子(DMAP-AuNPs)与含偶氮苯端基的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM-AZO)进行配体置换,制备了外围舍偶氮苯基团的聚N-异丙基丙烯酰胺包覆的金纳米粒子(PNIPAM-AuNPs),并通过紫外-可见吸收光谱、透射微镜、红外光谱和核磁共振氢谱对其结构和形貌进行了表征。温敏性研究结果表明,PNIPAM-AuNPs具有低临界溶解温度(LCST),通过透过率和粒径随温度变化测得其LCST分别为36℃和35.5℃。在PNIPAM-AuNPs发生相转变前后,金纳米粒子的表面等离子共振(SPR)吸收特征峰由517.6nm红移至590nm。

超支化聚合物在天然植物纤维复合材料中的应用研究

介绍了超支化聚合物在天然植物纤维表面改性中的研究情况,包括端羧基超支化聚酯和端氨基超支化聚酰胺胺。总结了超支化聚合物改性在树脂/植物纤维复合材料中的应用研究进展,并重点对改性后复合材料的力学性能进行了详细阐述。

双糖聚合物接枝金纳米星的制备及光热性能研究

通过酶促反应和可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)聚合得到温度敏感性的双糖无规聚合物聚(二聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯-6-O-乙烯基己二酸-D-吡喃型葡萄糖/半乳糖酯)[Poly(DEGMA-co-OVNGmix)];利用还原剂将聚合物末端的硫酯键还原,得到末端为-SH的聚合物分子以S-Au键修饰到金纳米星表面。采用傅里叶红外光谱仪、透射电镜和核磁氢谱等手段对聚合物和复合金纳米星的理化性质和光热转化能力进行研究。结果表明:AuNSs@Poly(DEGMA-co-OVNGmix)成功制备,该复合粒子的平均粒径为50~100nm,并且具有良好的稳定性。光热性能测试结果表明,复合粒子的光热转换效率达到50.54%,说明经修饰的金纳米星具有优异的光热转换能力。

稀土铕高分子荧光配合物的制备及性能研究

稀土配合物作为发光材料已广泛应用于众多领域,为了使材料获得更稳定更持久的发光性能,本文以N-乙烯基甲酰胺(NVF)和丙烯酰胺(AM)为共聚单体,水为溶剂,在高温、引发剂条件下经自由基溶液聚合制备出含有氨基、羧基等多种配位官能团的水溶性高分子聚合物两性聚乙烯胺(PVAm),并以此作为高分子配体,再辅以1,10-邻菲咯啉(phen)作为第二配体,用三价稀土离子铕(Eu)的盐溶液与之配位,制备出具有优良荧光效应的稀土配合物Eu(PVAm)3phen荧光粉。对高分子配体PVAm进行IR、NMR等分析,找出配位官能团,并对稀土配合物的外观形貌进行荧光显微镜等观察分析,对配合物的结构进行XRD等表征,并分析其紫外光谱、荧光光谱、荧光余辉亮度。配合物在220~275 nm范围内对紫外光有较强的吸收,最大吸收峰在260 nm处。配合物在580、593、614、650 nm的4处有明显的荧光发射峰。

单一分子发色团的多重发光调控研究进展

单一分子发色团的多模式/多波长发光,能够规避因多种发色团混制带来的不同批次样品的发光性质误差,具有更好的应用前景和更广的应用范围。为了实现单一分子发色团的多重发光模式,一方面可以从经典的、具有反卡莎规则发光性质的分子出发,在此基础上进行结构修饰和改性设计;另一方面,利用氢键作用、超分子作用力等非共价键对分子发色团的单线态-三线态能级进行调控,也是主要的分子设计和构建思路。本文总结了近几年来报道的性能较优的、具有多重发光模式和多重刺激响应的单一分子发色团体系,例举了包括通过分子设计来调控高激发态-低激发态与单线态-三线态的能级差带来的多重发光性质的研究;同时赋以通过不同外部刺激来改变分子间作用的实例,展示了调控发射光信号的强度和比率等研究成果;并对单一分子发色团的多重发光调控行为在功能材料等方面的应用做出了展望。

pH响应性蓝光聚合物分子刷的合成与表征

通过将咔唑和芴衍生物之间进行Suzuki偶联反应得到大分子引发剂,再通过原子转移自由基聚合引入8-羟基喹啉和叔丁基功能化的丙烯酸酯类单体,得到了具有刚性主链柔性侧链结构的蓝光聚合物分子刷P2和P3.聚合物P2在四氢呋喃中的紫外吸收最大峰在330 nm左右,薄膜的紫外吸收峰基本没有变化,聚合物P2在四氢呋喃中的荧光发射峰在460 nm的蓝光区域,薄膜的荧光发射峰有10 nm左右的蓝移.聚合物P3在四氢呋喃中的紫外吸收最大峰在355 nm左右,薄膜的紫外吸收峰没有变化,荧光发射在430 nm的蓝光区域,薄膜的荧光发射峰红移了50 nm左右.对聚合物P2在不同温度、不同体积比水和四氢呋喃混合溶剂以及溶液p H值条件下自组装形成胶束的行为发现,聚合物P2在溶液p H值为11时,形成"核-壳"结构的胶束;在不同实验条件下聚合物P2自组装形成胶束的形貌也有较大区别.对聚合物P3不同实验条件下自组装形成胶束的行为发现,聚合物P3在体积比为3∶2的四氢呋喃和水混合溶剂中更易形成稳定的胶束;聚合物P3的水溶性比聚合物P2差,这使该聚合物更易在水含量更高的混合溶剂中形成规整的球形胶束.

AA-AM-SBMA三元共聚物增稠剂合成及性能

采用水溶液聚合法,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和两性单体甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)为主要原料,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂体系,合成出压裂用低伤害三元共聚物增稠剂AA-AM-SBMA。采用红外光谱、核磁共振氢谱、扫描电镜等对AA-AM-SBMA的结构进行了表征。结果表明,在35℃下采用注入水配制时,AA-AM-SBMA的增黏、悬砂性能与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相当;当配液水的氯化钠浓度大于3 000 mg/L时,AA-AM-SBMA能表现出较强的耐盐性能;配液水的氯化钠浓度为6 000 mg/L时,3 000 mg/L的AA-AM-SBMA溶液的表观黏度比相同条件下的HPAM溶液高58.4%。AA-AM-SBMA在120℃下放置2 h的降解率高达95.13%,比相同条件下HPAM的降解率高3.19%。岩心渗透率恢复率测定实验结果表明,AA-AM-SBMA对应的渗透率恢复率为95.27%,比相同条件下HPAM的高4.52%,表明SBMA的引入有利于降低增稠剂对岩心渗透率的伤害。

纳米光热材料在抗菌领域的研究进展

耐药菌的出现极大地提高了临床发病率及死亡率,并对人们的生活及医疗系统造成了很大的冲击。耐药菌的快速变异和新抗菌药研发的滞后,迫切需要新的抗菌手段以应对上述问题。光热疗法(PTT)是一种将太阳能转换成热能(光热转换),提高局部温度,进而杀死细菌的新型抗菌技术。PTT具有独特的抗菌机制,产生耐药菌的可能性较低,在抗菌领域具有独特的优势。各种具有光热转换效果的纳米粒子以及基于此设计的纳米复合材料是PTT的关键。该文综述了近年来光热剂(PTAs)在抗菌领域的研究进展,总结了PTAs的种类及应用领域,对PTT抗菌发展存在的问题进行了分析,对未来研究的重点和方向进行了展望,以期对PTAs抗菌材料的研究提供新的思路。

丙酸酯化-叔胺化淀粉浆料的制备及其黏附性能

为改善淀粉浆料的黏附性能,以提升淀粉浆料对经纱的上浆质量,以丙酸酐(PA)为酯化剂,二甲氨基氯乙烷盐酸盐(DMC-HCl)为叔胺醚化剂,采用固定PA用量及改变DMC-HCl用量的方式,以水为介质,在弱碱性和低温条件下,对酸解淀粉(AHS)进行丙酸酯化-叔胺化处理,制备出一系列具有不同总取代度的丙酸酯化-叔胺化淀粉(PTAS)。对其进行化学结构表征、元素分析、颗粒形貌观察分析以及取代度测定,并对其与涤纶、涤/棉与棉粗纱间黏附性,以及浆液表面张力进行考察。结果表明:固定PA对AHS质量分数为4.63%、改变DMC-HCl用量为10~40 g,可制备出丙酸酯化程度为0.030、叔胺化程度为0.010~0.035的PTAS样品;化学结构表征与元素分析结合证实了PTAS的成功制备,PTAS颗粒仍保持颗粒态形貌,但部分颗粒表面产生损伤;这种复合变性能够明显改善淀粉对涤纶、棉纤维的黏附性能,提升淀粉浆液的表面活性,表现为PTAS对涤纶、涤/棉及棉3种粗纱的黏合力均明显高于AHS,表面张力明显低于后者;随着PTAS总取代度的增加,其表面张力逐渐降低、黏合力逐渐增大、对棉纤维黏附性的提升优于对涤纶纤维。

基于硼酸酯标签制备具有精确侧基结构的可控聚合物

结构精确的聚合物在生物医药、信息储存、分级组装等领域具有重要作用,而其制备一直是高分子合成领域的挑战之一.本工作基于N-甲基亚氨二乙酸(MIDA)硼酸酯作为液相迭代合成中的标签,制备了4种不同结构的噻吩-苯基侧基的单体,对其经可控自由基聚合制备得精确侧基结构的聚合物.聚合物的紫外可见光谱和荧光发射光谱显示了不同侧基结构聚合物具有不同的光学性质,而这些聚合物在热性质和结晶性质方面呈现相似性,这来源于其相同的主链结构和同种成分的侧基.建立了MIDA硼酸酯标签合成精确侧基单体的方法,为实现聚合物侧基的精准调控提供了思路和可行方法.

回流沉淀聚合:单分散聚合物纳米水凝胶微球制备新技术

针对高效制备单分散聚合物纳米水凝胶微球手段欠缺问题,我们发展了一种新型的纳米水凝胶微球制备新技术——回流沉淀聚合技术,与以往的沉淀聚合及蒸馏沉淀聚合相比,该方法效率更高、普适性更强、操作更简单,适合高效制备单分散的纳米水凝胶微球及其复合微球.通过考察制备聚甲基丙烯酸微球过程中的反应时间、固含量、交联剂含量、混合溶剂比例等影响因素,成功制备了形态可控、尺寸均一、水中分散性良好的聚甲基丙烯酸纳米水凝胶微球,并给出了微球形态控制的基本规律.通过该技术制备的纳米水凝胶微球及其复合微球将被广泛用于生物医用材料中.

伴根性症状的退变性腰椎管狭窄症的选择性治疗策略

目的分析伴根性症状的退变性腰椎管狭窄症的特点,探讨＂责任节段＂的确定方法及选择性手术疗效。方法对上海长征医院2014年1月～2015年1月收治的58例伴有根性症状的多节段腰椎管狭窄患者资料进行分析,其中42例术前行腰椎管造影术,20例行选择性神经根阻滞术,以明确＂责任节段＂,均选择腰后路减压植骨融合内固定术（PLIF）治疗。参照日本骨科学会（JOA）下腰痛评分标准（29分法）,对术后疗效进行评定。下地后进行步行距离记录。结果随访12～24个月,平均（16.16±3.70）个月。术前JOA评分为（10.86±3.23）分,末次随访评分为（22.79±3.44）分,差异有统计学意义（P〈0.05）。治疗效果优良率为94.8%,步行距离由术前（636±324）m提高至末次随访时（2179±465）m,差异有统计学意义（P〈0.05）。结论术前应综合多种诊断手段以定位根性症状来源及腰椎管狭窄的＂责任节段＂,选择性短节段固定可以获得良好的手术疗效。

麦秸石膏复合材料力学性能和抗火性能研究

为提高麦秸利用率,增强石膏板力学性能,改善现有木基石膏板的抗火性能,试验以粒径分别为0.30~0.60和0.18~0.30mm的粗、细2种麦秸纤维为增强相,以建筑石膏为连续相,采用复合常温固化型结构胶粘剂代替添加石膏缓凝剂的传统方式,提出了麦秸石膏复合材料初步成型和加湿增强的两步法制备工艺,并与杉木纤维和杉木刨花石膏复合材料的力学性能和抗火性能进行对比。结果表明,细麦秸纤维石膏复合材料的物理力学性能优于粗麦秸纤维石膏复合材料,其内结合强度、静曲强度、弹性模量和吸水厚度膨胀率分别为0.33MPa、7.1MPa、2370MPa和2.82%,满足《LY/T1598-2011石膏刨花板》标准的要求。由于麦秸本身具有较低的导热系数和较高的灰分含量,麦秸石膏复合材料具有较杉木石膏复合材料更优的抗火性能,其点燃时间较杉木纤维石膏复合材料高,无明显热释放速率峰值。与杉木纤维石膏材料和杉木刨花石膏材料相比,细麦秸纤维石膏复合材料的总热释放量分别低48.18%和35.87%,CO2生成速率主峰分别低42.25%和38.81%,CO生成速率主峰相近,残重率略高。试件残照表明麦秸石膏复合材料试件燃烧后外观形貌更完整,炭化程度减轻。通过扫描电镜发现,麦秸纤维的外表面较光滑,石膏主要吸附在麦秸的内表面,较小纤维单元有利于增加石膏与麦秸内表面的接触面积。因此,从微观上说明了细麦秸纤维石膏复合材料的力学性能较高的原因。麦秸秆光滑的外表面几乎充满SiO2,这也说明了麦秸石膏复合材料有较好抗火性能的原因。研究可为石膏基复合材料的功能提升和麦秸石膏复合材料产品的工程应用提供参考。

基于静电纺丝技术的多级结构聚合物纳米纤维复合材料的研究进展

静电纺丝技术是目前制备纳米纤维最重要的方法之一,以其制备的纤维具有直径可控、比表面积大、孔隙率高等优点,因而被广泛应用于过滤、催化、传感器及生物医学等众多领域.以静电纺丝纤维为模板可进一步构建多级结构的功能性聚合物纳米纤维复合材料,拓宽其应用范围.本文着重概述了近年来基于静电纺丝技术的简单共混型、核壳结构及多级结构的聚合物纳米纤维复合材料的制备、结构及性能,并展望了其应用研究前景.

侧链含查尔酮基团的聚(甲基)丙烯酸酯的光交联特性

采用红外光谱、热重分析、紫外光谱和荧光光谱对侧链含查尔酮基团的聚(4-甲基丙烯酰氧基-4'-二甲氨基查尔酮)(PMADMAC)和聚(4-丙烯酰氧基查尔酮)(PAC)的光交联特性进行了研究。随着光照时间的增加,PMADMAC和PAC聚合物光致环加成反应迅速进行,波长短的紫外线更易使得聚合物发生[2+2]环加成反应。与溶液状态相比,固体薄膜状态下的光交联反应速率较慢。PMADMAC聚合物更容易发生光致环加成反应,其光交联速率要比PAC聚合物快,环加成反应也更彻底。采用荧光光谱研究了聚合物的发光特性,发现PAC聚合物无荧光,而PMADMAC聚合物具有溶剂极性敏感的荧光特性。在PMADMAC聚合物的稀溶液中,随着365 nm紫外光照时间的增加,荧光强度迅速降低,其荧光特征波长在紫外光照射后发生蓝移。PMADMAC和PAC聚合物的热稳定性较好,光交联后形成热不稳定的环丁烷结构,其热稳定性有所降低。

HBC/PMMA复合膜的制备及发光性能

分别采用溶液成膜法和原位本体聚合法制备了六苯并蔻/聚甲基丙烯酸甲酯(HBC/PMMA)复合膜,并采用紫外光谱、荧光光谱和荧光绝对量子产率研究了HBC/PMMA复合膜的发光性能。结果表明,溶液成膜法制备的复合膜的荧光强度和绝对量子产率分别是原位本体聚合法的10倍和6倍,但由于PMMA对激发光的吸收,两者的荧光绝对量子产率都较低。随着HBC质量分数逐渐减小,复合膜的荧光强度和绝对量子产率都先增大再降低,绝对量子产率极大值时的HBC质量分数要比荧光强度极大值时的低一个数量级。随着复合膜厚度的降低,荧光强度和绝对量子产率都出现先增大后减小的现象,荧光强度极大值时的厚度为0.44mm,而绝对量子产率极大值时的厚度为0.56 mm。