高分子材料湖北省重点实验室

高分子材料湖北省重点实验室依托于湖北大学,2000年经省科技厅、教育厅批准立项建设,2005年正式挂牌,2018年3月被省科技厅评为优秀重点实验室。实验室现有4000平方米的科研用房,基础设施齐全,仪器设备先进,拥有大型仪器设备50多台(套),设备总价值达5000万元。

稀土发光配合物和高分子PVK之间的能量传递及其在高分子中的分散状态研究

我们使用乙酰水杨酸 (aspirin)作为第一配体、邻菲罗琳 (phen)为第二配体 ,在乙醇溶液中合成了稀土发光配合物。元素分析和红外光谱证明它的分子组成为TbC2 7N2 O12 H2 8、分子式应为Tb(aspirin) 3 phen。光致发光研究表明导电高分子 (PVK)和稀土配合物之间存在F rster能量传递现象。这种能量传递的一个必要条件应该是稀土配合物的激发谱和高分子PVK的发射谱有重叠。稀土配合物掺杂高分子PVK的透射电镜照片表明稀土配合物在高分子PVK中分散比较均匀 ,分散尺度在 2 0～ 30nm之间。同时 ,我们发现高分子PVK和稀土配合物混合后不能均匀分散 ,这可能是影响电致发光器件寿命的一个因素。

含烯丙基席夫碱ⅣB族的金属烯烃聚合催化剂的合成、结构、高分子化及其催化乙烯聚合反应

制备出两类含烯丙基席夫碱的ⅣB族配合物[R(N=CH鄄C6H3(3鄄R)O)2MCl2(R=Allyl;R'=Pheny;M=Ti(6),M=Zr(7);R=tert鄄Butyl;R'=Allyl;M=Ti(8);M=Zr(9)),配合物(7)的单晶结构显示围绕中心金属的配合构型为畸变八面体,其中2个氯原子处于顺式位置。配合物(7,9)中的烯丙基与苯乙烯共聚可得到高分子化烯烃聚合催化剂(PSC1;PSC2)。在助催化剂(MMAO)存在下,配合物9和相应的高分子化催化剂(PSC2)显示出很高的催化乙烯聚合的活性。

“光学-剪切仪”在线研究高分子共混物的形态及其演化

介绍了“光学-剪切仪”的工作原理及应用领域,并以聚乙烯/聚苯乙烯共混物为对象在线研究了该共混物的形态及其演化。

多分散高分子的稀溶液粘度-浓度依赖性

依据最近提出的关于单分散高分子的稀溶液粘度的团簇理论,对多分散高分子的稀溶液粘度的浓度依赖性进行了更新的理论分析。最后得到一个新的多分散高分子的稀溶液粘度与浓度的关系式。实验研究表明,该关系式是与实验数据相一致的。

马来酸酐化低分子量聚丁二烯接枝改性LLDPE的制备及增韧尼龙6的性能

在传统橡胶增韧塑料体系中,由于橡胶含量通常大于10%(质量分数,下同),不仅提高了材料的成本而且大幅降低了材料的强度和模量。文中报道了以马来酸酐化低分子量聚丁二烯(MLPB)接枝改性的线性低密度聚乙烯(LLD-PEg)为增韧剂,通过反应挤出的方法制备了LLDPEg与尼龙6(PA6)的合金。利用在反应挤出过程中LLDPEg增韧剂中马来酸酐(MAH)与PA6中端胺基的反应,在合金体系中形成以LLDPE为核,MLPB为壳的核-壳结构。结果发现体系中MLPB净含量只有3%时,核壳增韧体系的缺口冲击强度最高可达到118kJ/m2。与POE-g-MAH增韧PA6的体系相比,在相同增韧剂含量的情况下,核壳增韧体系的冲击强度和拉伸强度都更高。

中心为氨基、末端为硝基的苯乙炔树枝状分子的合成

将固定相合成与“收敛 /发散”方法相结合 ,合成了第一、二代苯乙炔树枝状分子 .通过 Heck-Cassar-Sonogashira-Hagihara偶联反应 ,将其中心和末端分别修饰上供电子的氨基和拉电子的硝基 ,得到第一、二代中心为氨基、末端为硝基的苯乙炔树枝状分子 NH2 -G1 -( NO2 ) 2 和 NH2 -G2 -( NO2 ) 4.用傅里叶变换红外光谱跟踪了整个固定相合成过程 .苯乙炔树枝状分子的紫外

高分子材料大数据研究:共性基础、进展及挑战

介绍了作为一种新的认知范式,大数据研究常见和前沿算法及其应用在高分子材料研究中的共性基础,围绕材料的基础与应用研究聚焦的定量组成-工艺-结构-性质-性能关系,剖析了该关系中的要素和可数值化、定量化的资源和途径.进而系统介绍近4年在高分子材料的合成与自组装、机械热性质、光电声磁性质、分离性质和加工性质等方面大数据研究的一些典型进展,梳理了当前高分子材料大数据研究的难题和挑战,对这一新兴快速发展方向和一段时间内可能的突破进行了展望.

聚酰胺与稀土离子相互作用的研究

用热分析和傅里叶变换红外光谱法研究了尼龙6与稀土离子之间的相互作用.实验结果表明,当将稀土离子引入尼龙6体系后,可观察到以下几种效应:1)尼龙6的熔点显著降低.2)红外光谱结果表明,尼龙6-稀土体系熔化过程中,代表N—H伸缩振动的酰胺A带发生红移.3)尼龙6的酰胺Ⅰ和Ⅱ带区段,可观察到代表与稀土配位的酰胺基团的新峰,随着温度升高,尼龙6的酰胺Ⅰ,Ⅱ带吸光度降低而在1600cm^(-1)附近的新峰的吸光度增加.

稀土配合物发光中的能量传递研究

就稀土发光的能量传递开展了 3个方面的初步研究。首先 ,研究了稀土镧和铕掺杂后共发光的现象和机制 ;其次是研究了稀土铽配合物作为能量传递桥可以将能量从导电高分子聚乙烯咔唑 (PVK)有效地传递给铕配合物 ;第三 ,发现通过物理掺杂的方法可以改变稀土铕配合物的激发光谱的形状 ,使其向着长波长方向移动 ,这样可以使铕配合物的激发光谱和PVK的发射光谱发生更大的重叠 ,从而增强它们之间的能量传递效率。

环氧基团功能化弹性体增韧聚乳酸的性能

以2种不同结构的弹性体乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)和乙烯-丙烯酯甲酯-甲基丙烯酯缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)增韧聚乳酸(PLA),研究了接枝型与嵌段型弹性体的结构对聚乳酸增韧效果的影响.结果表明,接枝型聚合物POE-g-GMA与基体PLA之间具有良好的界面相互作用,当POE-g-GMA的质量分数为15%时,共混体系的缺口冲击强度为72.4 kJ/m2,而E-MA-GMA的质量分数为15%时,共混体系的缺口冲击强度为32.4 kJ/m2,结果表明,接枝型聚合物POE-g-GMA增韧效果明显优于嵌段型E-MA-GMA.

改性羟基磷灰石骨修复纳米复合材料的制备及生物学评价

目的:制备羟基磷灰石/聚乳酸聚乙醇酸骨修复材料,并对其进行生物学评价。方法:实验于2006-06/2007-02在中科院长春应用化学研究所完成材料制备,在吉林大学基础医学院实验动物中心完成动物实验。将低聚乳酸的羧基与羟基磷灰石表面的钙原子用化学键连接,得到表面接枝聚左旋乳酸的羟基磷灰石,将其与聚乳酸聚乙醇酸共混,得到复合材料PLLA-g-HA/PLGA。溶于氯仿后铺膜(厚0.2mm),用DMEM培养液浸泡材料膜制备浸提液。首先,进行材料生物安全性实验:①细胞毒性实验:将浸提液与培养液混合,接种兔成骨细胞,培养24h,MTT法检测细胞增殖,计算细胞增殖率和细胞毒性级(细胞毒性级0或1级为合格)。②全身毒性实验:小鼠以50mL/kg的剂量静脉注射浸提液,观察72h内小鼠中毒症状。③皮肤刺激实验:兔脊柱两侧皮内注射材料浸提液,观察72h内皮肤有无异常反应。④热原实验:自兔耳缘静脉注入浸提液(10mL/kg)。注射后每0.5h测肛温1次,共6次,以6次中最高的1次减去正常体温,计为升高度数。其次,对复合材料进行细胞黏附性检测:将复合材料制成1%氯仿溶液,涂于硅化的盖玻片上,置于6孔板,每孔接种1×105个成骨细胞,培养3d,在2,24,72h行FITC荧光染色,数码摄像系统拍摄细胞荧光照片。结果:制备了新型PLLA-g-HA/PLGA复合材料。①生物安全性实验结果:MTT实验检测复合材料细胞增殖率为94.8%,细胞毒性级为1级;全身毒性实验中动物无死亡、惊厥、瘫痪、呼吸抑制、腹泻和体质量下降等不良反应;热原实验中兔体温最大的变化值是0.25℃(国家标准为<0.6℃);皮肤刺激实验中未见任何刺激反应,无红斑、焦痂、水肿表现。②细胞黏附性实验结果:细胞接种后2h可见少量细胞开始贴壁;24h时可见贴壁细胞明显增多,并呈聚集生长;培养3d后可见细胞逐渐融合,细胞状态良好。结论:新型PLLA-g-HA/PLGA复合材料符合生物材料细胞毒性要求,按毒性剂量分级属无毒级,无致热原性、对皮肤无刺激作用,具有良好的生物相容性和细胞黏附性。

聚乙二醇基质中纳米乙酰丙酮铽的荧光特性研究

在高分子聚乙二醇基质中制得了纳米乙酰丙酮铽的络合物并对其荧光特性进行了研究。结果表明 ,纳米乙酰丙酮铽的荧光光谱在峰位、峰形、峰强和主峰的半高宽等方面都与普通乙酰丙酮铽有明显差别。

溶胶-凝胶法制备双钙钛矿型氧化物SrLaMnBO_6(B:Mo,W)及其磁学性能

通过溶胶-凝胶方法,制得了单相SrLaMnMoO6和SrLaMnWO6有序双钙钛矿多晶样品。X射线衍射结果表明,SrLaMnMoO6为单斜晶系,SrLaMnWO6属四方晶系结构,并且由于电子因素和结构因素的竞争导致掺杂后样品晶胞体积增大。磁性测量显示,二者都呈现很弱的铁磁性,外推得到的磁矩分别为0.72μB和0.16μB,远小于理论预测结果。SrLaMnMoO6的热磁曲线可观察到铁磁-顺磁转变,而SrLaMnWO6的热磁曲线则未观察到这种转变。

聚α-羟基辛酸对W/O乳液电纺聚乳酸纤维毡中阿霉素释放的影响

采用内酯开环聚合法合成了聚乙二醇-b-聚(L-乳酸)(1)和聚乙二醇-b-聚(α-羟基辛酸)(2),将1和2一起溶解在二氯甲烷中为油相,以盐酸阿霉素(3)水溶液为内水相,用超声分散法形成油包水(W/O)乳液后静电纺丝,形成外壳为[1+2],内芯包裹有3的纤维毡。扫描电子显微镜和广角X-射线扫描分析未发现纤维表面析出3结晶。纤维毡的酶降解药物释放研究结果表明,2的添加不仅未明显改变3的释放行为,而且可改善纤维对酶降解的耐受性。3的释放行为经Weibull模型和Highchi模型拟合,回归系数较高。

模板法室温合成CdS纳米棒

以三甲基十六烷基溴化铵(CTAB)的棒状胶束为模板、氯化镉和硫代乙酰胺(TAA)为反应前驱体, 在室温水相体系中制得单臂CdS纳米棒,同时还得到少量多臂的CdS纳米棒。棒的长度可通过加入体系的环己烷的量来调节。在一定范围内,环己烷的量越多,所获得的纳米棒越长。使用这种模板法,可获得直径为 26-48 nm、长度为240-1 200 nm的CdS纳米棒。对所得纳米棒进行了广角X射线衍射谱(WAXD)、透射电子显微学(TEM)、电子衍射谱(SAED)和X射线光电子能谱(XPS)的表征。

纤维素基储能调温超细纤维的制备

使用静电纺丝法制备了以醋酸纤维素(CA)为载体基质,聚乙二醇(PEG)为相变材料的新型PEG/CA储能调温超细复合纤维,研究了纺丝溶液中不同PEG含量和分子量对复合纤维的形态和热学性能的影响。结果发现复合纤维的形态一般呈表面光滑的圆柱状,其平均直径随着PEG含量和分子量的增加而增大,PEG随机分布在复合纤维中的内部和表面。热学分析发现当改变纤维中PEG的含量时,复合纤维的相变温度变化不大,而相变焓则与之成正比变化;当改变纤维中PEG分子量时,复合纤维的相变温度和相变焓均随之而改变。通过多次热循环测试发现复合纤维的热学性能均无太大变化,表明所得复合纤维具有良好的耐热性能和稳定性能。通过模拟测试发现,所制得的PEG/CA复合纤维具有良好的蓄热调温特性。因此,PEG/CA储能调温超细复合纤维具有很好的应用前景。

剪切对玻璃珠填充聚丙烯结晶行为的影响

应用Linkam CSS450剪切仪、广角X射线衍射仪(WAXD)和小角X射线散射仪(SAXS)等研究了剪切对玻璃珠填充聚丙烯结晶行为的影响,结果表明,与纯聚丙烯相比,填加玻璃珠的聚丙烯体系中,玻璃珠起到成核剂的作用,不利于β晶的生成.玻璃珠直径较小(4μm)时,剪切对聚丙烯β晶的生成影响较小;当玻璃珠直径增加到35μm时,剪切速率为20s-1左右最有利于β晶生成;剪切速率和玻璃珠直径的增加,有利于聚丙烯片晶的取向,而且玻璃珠含量越高,片晶的取向程度越大.

原子转移自由基悬浮聚合制备PVC-g-PMMA共聚物

研究了聚氯乙烯大分子引发剂在四水合氯化亚铁/三苯基膦催化下,通过原子转移自由基悬浮聚合制备PVC-g-PMMA共聚物的反应,考察了悬浮介质的组成对聚合活性的影响。通过改变悬浮介质的组成,实现了聚氯乙烯大分子引发甲基丙烯酸甲酯原子转移自由基“活性”/可控悬浮聚合。采用IR、NMR、GPC技术对共聚物结构进行了表征。

基于邻苯二酚的可降解黏合剂的制备及表征

以氨基化聚乙二醇(mPEG-NH2)为大分子引发剂,制备了基于邻苯二酚[如3,4-二羟基苯丙酸(DHPPA)和3,4-二羟基苯丙胺即多巴胺(Dopamine)]的仿生黏合剂聚乙二醇单甲醚-聚赖氨酸-g-3,4-二羟基苯丙酸[mPEG-b-P(LL-g-DHPPA)]和聚乙二醇单甲醚-聚谷氨酸-g-3,4-二羟基苯丙胺[mPEG-b-P(LG-gDopamine)].用核磁共振波谱(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)等方法表征了mPEG-b-P(LL-g-DHPPA)和mPEG-b-P(LG-g-Dopamine)的结构.mPEG-b-P(LL-g-DHPPA)和mPEG-b-P(LG-gDopamine)的接枝度分别为30%和28.6%,即每个聚合物分子链上分别接上了13.5个DHPPA单体和13个Dopamine单体.剪切强度测试结果表明,mPEG-b-P(LL-g-DHPPA)更有利于黏合剂的固化并能提高黏合剂的内聚强度.