聚乙二醇基形状记忆高分子材料研究进展

聚乙二醇(PEG)是一种结晶完善且具有良好水溶性的热塑型聚醚高分子,其分子链结构在无定形态及结晶态间相互转变的特性符合形状记忆材料对可逆形变结构的要求,因此广泛应用于形状记忆高分子材料的研究。文中综述了近年来聚乙二醇在形状记忆聚合物、形状记忆水凝胶、形状记忆复合材料等高分子材料中的应用研究进展,阐述了聚乙二醇链结构与材料形状记忆特性及不同刺激响应性之间的关系,并特别强调了聚乙二醇与水的氢键作用对水诱导响应型形状记忆特性的重要性,对低毒且生物相容性好的聚乙二醇基形状记忆高分子材料在生物医学领域的应用进行了展望。

呼吸图案法制备蜂窝状有序多孔薄膜及其功能化应用

呼吸图案(BF)法是一种制备微纳米级规整多孔结构的简单、廉价和高效的方法,它以水滴为模板,通过水滴有序排列得到蜂窝状有序多孔结构,其孔的形貌可以通过选择不同的成膜材料和成膜环境等条件得到控制,所以在分离膜、模板、响应性表面、催化剂、光电材料等研究领域有广阔的发展前景.但是,到目前为止,人们发现由于成膜条件的不同,多孔膜的孔形貌受多种因素影响,规整多孔膜形貌的控制机理还不是很明确,没有一个统一的结论.本文结合本课题组所做工作及近五年来国内外呼吸图案法制备蜂窝状有序多孔薄膜的研究成果,对多孔薄膜的形成过程及其影响因素、多孔膜的功能化及应用等方面进行了归纳总结,试图揭示孔的形成及孔形貌的调控等相关规律,希望对后续的进一步研究与应用奠定基础.

新型功能性聚酰亚胺的研究与应用进展

对聚酰亚胺(PI)功能性的开发是近年来PI领域的研究热点,如具有高溶解性、高透明性、低介电常数或高折射率的PI的研究,使PI越来越多地应用于航空航天、微电子等高新技术领域。总结了近年来功能性PI的研究进展,重点归纳了新型含氟、硫、大侧基等二酐和二胺单体的分子设计及其构效关系,并介绍了相应功能PI的应用前景。

HPLC法分离工业品辛基二茂铁

采用气相色谱–质谱联用技术分析和表征工业品辛基二茂铁原料主要组成,以HPLC法对其进行分离。分别研究了流动相类型、组成、流量及色谱柱填料粒径大小对(2-辛基)-二茂铁、(3-辛基)-二茂铁和(4-辛基)-二茂铁3种辛基二茂铁分离效果的影响,获得最佳分离条件:5μm 12 nm C18烷基硅胶为填料,流动相为甲醇–水(88∶12),流量为0.8 m L/min。工业辛基二茂铁中3种异构体的含量分别为22.18%,24.15%,22.67%。

新型氟硅高分子材料的研究进展

在聚合物体系中以共价键的形式同时引入硅氧烷结构和含氟基团所得到的氟硅高分子材料是近年来研究较多的一类含杂原子的新型材料。该材料不但具有硅氧烷突出的热稳定性与有机氟聚合物优良的表面自洁性能,还兼备有机硅聚合物良好的加工性能,成为新型材料研究领域的一个研究热点,无论是在自组装方面还是防污、超疏水、耐高温等材料的制备方面都有很大的应用潜力。本文归纳总结了这一类材料最新的研究进展,针对其性能方面进行了简要的概述,并对这类新型的功能性氟硅材料的研究领域和方向进行了展望。

利用呼吸图案法制备聚(苯乙烯-b-丙烯腈)有序多孔薄膜

以自制的聚(苯乙烯-b-丙烯腈)(PS-b-PAN)嵌段共聚物为成膜材料,采用呼吸图案法制备了有序多孔薄膜,采用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜形貌进行了分析,研究了聚合物浓度、溶剂种类及共聚物结构对薄膜结构的影响.结果表明,薄膜表层为多孔结构,且孔为圆形、以六方阵列形式排列;薄膜表层下面是蜂窝状结构.以三氯甲烷(CHCl3)为溶剂时,在较高浓度下制备的薄膜表层孔间距较大,蜂窝结构尺寸较小,且形成了多层结构.与CHCl3为溶剂时相比,挥发速度较快的二硫化碳(CS2)作溶剂时制备的多孔薄膜有序性较好,薄膜表层孔径和孔间距均较大,蜂窝结构尺寸较小.以没有PAN链段的聚苯乙烯大分子引发剂(PS-Cl)为成膜材料时,制备的薄膜表层没有形成多孔结构,而是形成了窝状结构.同时,通过对薄膜表层晕的研究证明了多孔薄膜表层缺陷是由水滴处于液膜下较深的位置造成的.

PMMA-b-PS结构及有机累托石对其凝胶聚合物电解质性能的影响

通过原子转移自由基聚合反应(ATRP)合成3种嵌段比不同的聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚苯乙烯(PMMA-b-PS),研究其嵌段比例对凝胶聚合物电解质(GPE)电性能的影响。结果发现,以3种嵌段共聚物为基体的GPE导电性均优于纯PMMA基GPE,这可能是因为刚性链段的存在改变了凝胶体系的自由体积;当聚合物含量为40%(质量分数)时,PMMA-b-1PS基GPE的电导率最高。选择电性能较优的PM-MA-b-1PS为基体,研究有机累托石(OREC)对该凝胶电解质(NGPE)性能的影响。在保持凝胶体系固含量为40%(质量分数),OREC添加量为聚合物的3%(质量分数)时,室温下NGPE的电导率达到了3.11×10-4S/cm,约为PMMA基GPE的18倍;热失重分析表明,质量损失5%时,PMMA-b-1PS基GPE热分解温度比PMMA基GPE热分解温度高66.1℃,NGPE的热分解温度相比PMMA基GPE提高了78.0℃。

含聚乙二醇的嵌段共聚物的合成及自组装研究进展

综述了通过活性自由基聚合如原子转移自由基聚合(ATRP)、氮氧稳定自由基聚合(NMP)、可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)等方法合成含聚乙二醇(PEG)的嵌段共聚物的研究进展,并对含PEG类嵌段共聚物在溶液中的自组装技术和在药物载体、介孔材料以及碳纳米管中的应用进行了归纳,指出含PEG的嵌段共聚物可以自组装成多种形貌,直接影响材料的性能和应用,所以这些结构有潜在的应用价值和应用前景,并且合成新的含PEG的嵌段共聚物和开发具有新型结构、形貌可控的自组装体以及新的应用领域是今后的一个热点问题,具有重要的科学研究意义和实际应用价值。

生物燃料电池酶电极的研究进展

综述了生物燃料电池酶电极的研究进展,尤其是近年来在氧化还原酶的种类、电子介体电极、直接电子传递电极以及固定化酶等方面的研究成果。从提高生物燃料电池的转换效率出发,分析各因素对酶电极性能的影响,包括针对不同底物燃料使用相应的氧化还原酶实现电极之间的电子传递、小分子或聚合物中介体存在下提高电流密度、导电聚合物等修饰电极对直接电子传递效率的贡献,以及物理或化学的酶固定化方法增加酶的稳定性等。因此采用新材料及新工艺构筑酶电极,最大程度上保持酶的活性,提高载酶量及电子传递效率,将成为该领域未来的发展方向。

聚乙烯醇基相变复合材料研究进展

亲水性聚乙烯醇(PVA)具有相对较好的可加工性、安全性及生物可降解性,被广泛用作支撑材料,可将相变材料封装在其三维网状结构中以解决相变组分泄露的问题并使复合材料获得良好的导热性。基于此,综述了分别利用分子间作用力、共价键将PVA基体与相变材料复合的物理共混法及化学接枝法,对比了两种方法用于封装相变材料的优缺点;总结了目前PVA基相变复合材料的类型、成型方法及性能,包括经湿法纺丝、干法纺丝及静电纺丝等方法制备的相变复合纤维,经物理共混法制备的相变复合膜以及经一步法原位复合制备的相变复合多孔材料;分析了复合材料中相变组分及成型工艺等对材料结构及相变蓄热、力学及热稳定性等性能的影响;同时展望了功能化PVA基相变复合材料的研究方向及发展前景。

聚乙烯醇基形状记忆复合材料研究进展

形状记忆复合材料快速发展,其中具有良好生物相容性的聚乙烯醇(PVA)基形状记忆复合材料受到广泛关注。介绍了PVA基形状记忆复合材料的各类制备方法,包括物理共混法中的溶液浇铸法、循环冷冻解冻法、原位聚合共混法、物理嵌入法、层压复合法、共沉淀法及共混超临界干燥法等和化学交联方法,并详细讨论了上述制备方法的特点和研究进展。在此基础上,详细评述了PVA基形状记忆复合材料应用在生物医学领域如药物缓释、组织工程支架及光致传感器等方面的研究工作和最新发展动态,指出发展多刺激响应型、多功能化的PVA基复合材料是形状记忆复合材料的发展趋势,综合性能优异的PVA基形状记忆复合材料将在生物医用复合材料领域发挥重要作用。

蝌蚪型POSS接枝含氟丙烯酸酯类杂化聚合物多孔膜的制备研究

以本实验室合成的3种结构的蝌蚪型POSS杂化聚甲基丙烯酸三氟乙酯（POSS-PTFEMA）、POSS杂化聚甲基丙烯酸三氟乙酯嵌段共聚聚甲基丙烯酸甲酯（POSS-PMMA-PTFEMA）及POSS杂化聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚聚甲基丙烯酸三氟乙酯为成膜材质，利用呼吸图案法制备规整结构的蜂窝状聚合物多孔薄膜.利用扫描电镜（SEM）对薄膜表观形貌进行观察，分析了孔形貌的影响因素，并研究了多孔膜的疏水疏油性和耐温性.研究表明，以氯仿为成膜溶剂，3种不同结构的杂化聚合物均可以在较大的浓度范围下（5-30 mg/mL）制备规整的杂化聚合物多孔膜，膜的孔径随聚合物浓度的增大而增大；聚合物POSS-PTFEMA由于化学结构中含有最多的TFEMA结构单元，其规整性最好；相对疏水的硅片也有利于这类疏水的聚合物多孔膜的制备.所形成的多孔膜具有良好的耐温性能和疏水拒油性，其对水接触角介于98°-116°之间，对正十二烷的接触角则介于43°-66°之间.

蝌蚪型POSS丙烯酸酯嵌段共聚物及其蜂窝状多孔膜的制备和性能

采用一锅逐步加料的原子转移自由基聚合方法(ATRP)制备了一种蝌蚪型多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)丙烯酸酯嵌段共聚物,并用静态呼吸图法制备该共聚物蜂窝状结构的多孔膜,研究成膜条件如溶剂种类、聚合物浓度、相对湿度等对聚合物多孔膜形貌的影响,以及空气/硅片、空气/水和空气/冰3种成膜界面对膜形貌的影响。结果表明,在空气/硅片界面上,以三氯甲烷为溶剂,环境相对湿度为80%,浓度为20 mg·mL-1时,可形成圆形孔的多孔膜,孔排列成六方形;在相同的条件下在空气/水和空气/冰界面上均可制备出类似规整形貌的多孔结构,但多孔膜的孔径、孔间距有很大的不同,在空气/冰界面上的孔径更小、孔间距更窄。这种多孔膜具有良好的疏水性,且其接触角随着孔径的减小而增大;该多孔膜还具有良好的耐强酸强碱性和耐热性能。