分子复合材料的研究进展

分子复合材料是指刚性高分子链(段)聚合物与柔性链聚合物(树脂)共混，刚性链高分子聚合物作为增强相在接近分子水平上均匀分散在柔性链(段)树脂基体中，达到最佳分子增强效应，形成高强度、高模量的复合材料。制备分子复合材料的关键在于溶混性。文中重点讨论了分子复合材料的制备方法与改进方法，简要介绍了分子复合材料的分类、特点及组成。     

丙烯腈聚合行为的谱学研究

应用FT-IR、1H-NMR、13C-NMR法对丙烯腈聚合物——聚丙烯腈(PAN)的结构进行了表征。图谱分析结果表明:在该实验条件下,PAN分子中既有头-尾相接形成的聚合物链段,又有头-头相接或尾-尾相接形成的聚合物链段,且二者的比例接近1∶1。同时PAN分子中还存在着少量腈基水解产物酰胺基和羧基。     

聚酰胺酸在不同热处理过程中的热环化

利用GPC、原住FT-IR技术研究了聚酰胺酸(BPADA-BAPS)在不同热处理过程中的热环化,结果表明,升温过程中,聚合物分子链断裂成酐、胺端基这一动态平衡的平衡常数在175℃～200℃段趋于最大;初始热环化温度(Tonset)随升温速率的递增而升高,推测其受溶剂与酰胺酸基团间的氢键和酰胺酸基团自身的构象调整难易程度、速率的影响;恒温热环化过程中,聚合物的Tg不断升高。当Tg达到反应温度时,聚合物即转入玻璃态,各链段的迁移受到限制,结果聚合物的环化及分子链的断裂同时缓和下来。     

液晶分子在受限条件下的液晶相行为（Ⅱ）某些化学受限环境对液晶相行为的影响

综述了液晶分子在与聚合物嵌段、碳纳米管（CNT）和多面低聚倍半硅氧烷（POSS）等通过共价键形成的化学受限环境下的液晶相行为。聚合物嵌段微区的受限作用使侧链液晶嵌段共聚物的液晶有序度减小,相变温度降低。由于碳纳米管的受限作用,液晶聚合物接枝CNTs的有序结构被破坏,液晶性丧失。POSS以共价键的方式引入到液晶分子中,明显提高了液晶相的稳定性。但是当POSS含量高于某临界值后使液晶分子表现出单向性液晶相行为,甚至使其丧失液晶性。     

2，5-二烷氧基取代聚对苯撑热性能研究

采用DSC、TGA、WAXD研究了系列 2 ,5 二烷基取代聚对苯撑 (DAO PPP)的热稳定性、热氧化稳定性、相转变行为。DAO PPP的热分解由两步组成。在热分解温度超过 30 0℃时 ,首先开始发生侧链的断裂 ;温度超过 50 0℃时 ,聚合物主链才发生分解。实验结果表明 ,烷氧基的引入降低了聚合物的热稳定性 ,聚合物中的杂质和结构缺陷对其热稳定性也有一定的影响。在其DSC曲线上 ,没有观察到整个聚合物分子的熔点 ,但可观察到具有较长侧链的聚合物侧链的相转变行为。     

氧亚甲基连接的聚氧化乙烯统计共聚物的热性能研究EI

研究了统计共聚物(Statistic Copolymer)氧亚甲基连接的聚氧化乙烯(OM-POE)的热力学行为,探索了聚合物链中氧化乙烯链段的平均长度和长度分布对聚合物及其共混物的玻璃化温度、熔点、熔化热及结晶度的影响。结果表明,不同长度的氧化乙烯链段无规地进入分子链中,熔点与组成的关系可用Flory的无规共聚物熔点方程来描述。     

PS-b-PMTFPS/PS共混聚合物的接触角和表面张力

通过测定水和甘油在PS-b-PM TFPS/PS共混聚合物膜表面接触角的变化,发现在聚合物中引入少量含氟聚硅氧烷链段可以明显提高聚合物膜的憎水、憎油性,当含氟链段含量仅0.39%时,表面张力达到15.69×10-3N/m,显示出明显的低表面能特征。而热处理能有效地增强这一效果,在含氟链段含量较低时尤其明显。     

液晶分子在受限条件下的液晶相行为（Ⅰ）物理受限空间对液晶相行为的影响

液晶作为功能材料在显示、信息存储、防伪等领域应用广泛。综述了液晶分子在平行板、圆柱形和球形等微孔道介质、聚合物及凝胶介质等物理空间受限条件下的液晶相行为。液晶在微孔道介质中的液晶相行为主要受微孔道尺寸、液晶分子在介质表面的界面效应的影响。当微孔道尺寸大于某个临界值时,液晶相到各向同性的转变为典型的一级相变;当微孔道尺寸小于某个临界值时,液晶相转变表现为二级相变,表面诱导取向有利于液晶相的稳定。在聚合物/液晶复合体系中,当聚合物含量较大时,往往会出现相分离现象。随着体系中液晶含量的增加,液晶相变温度和结晶温度呈增高的趋势,与之伴随的是液晶对聚合物链段运动的增塑效应导致聚合物玻璃化温度的降低;而聚合物含量较小时,聚合物网络有利于稳定液晶相,尤其是蓝相液晶。此外,超分子液晶凝胶可有效调控液晶的相态结构及其性能。     

光致固液转变型偶氮苯聚合物的合成与光响应性能

偶氮苯聚合物由于其独特的光响应性能在光分子开关、信息存储等领域具有潜在的应用,但偶氮苯顺反异构化转变及光致固液转变的影响因素仍需要更深入的研究。文中设计并合成了4种偶氮苯聚合物,对比了偶氮苯相连的柔性链对其光响应性能的影响。研究发现,引入柔性链段使偶氮苯异构化时间从20 min降到100 s,同时含柔性链段的偶氮苯聚合物具有光致固液转变的能力,而不含柔性链段的偶氮苯聚合物不能发生光致固液转变。     

分子自组装型水性丙烯酸改性环氧聚酯纳米乳液的合成

利用分子自组装技术采用两嵌段聚合物或共聚物制备出了水性丙烯酸改性环氧聚酯纳米乳液.合成出的聚合物纳米乳液的粒径随反应温度的升高而逐渐减小,当温度升高到100℃时,聚合物纳米乳液的粒径随温度升高逐渐增大.乳液粒径随引发剂浓度的升高和水含量的升高而逐渐减小.研究了相对于某一分散介质(例如水),这些聚合物形成球状胶束(纳米尺度内,50～90nm),在这种胶束中极性链段构成胶束的壳,而非极性链段构成胶束的核,所以乳液体系得以分散稳定.该乳液在正相反相的转变过程中经过一种特殊的双连续结构,在连续的转相过程中体系始终保持各向同性.该纳米级聚合物乳液平均粒径尺寸可达72nm.可用做水性工业漆的成膜材料.     

ATRC法合成蝌蚪型及杠铃型环状聚合物

具有特定臂数的星型聚合物通过分子内链末端偶联反应可以制备出不同形状的环状聚合物。文中以三臂含溴代异丁酸酯为引发剂(Tri-Br),通过先核后臂的方法制备出三臂星型聚苯乙烯(PSt_3)。然后将合成的三臂星型聚苯乙烯(PSt_3)在极稀浓度条件下,利用原子转移自由基偶合(ATRC)技术合成一端为大分子环状,一端为线型聚合物链的蝌蚪型环状聚合物(Tadpole-PSt_3)。最后在高浓度条件下,通过ATRC技术,使三臂聚苯乙烯未参与分子内偶联的线型链段进行分子间偶合制备出杠铃型环状聚合物(Barbell-PSt_3)。使用核磁共振、凝胶渗透色谱对聚合物结构进行了表征。结果表明,成功合成了纯度较高的蝌蚪型环状聚合物,同时进一步合成了中间为聚合物链段两端为大环的杠铃型环状聚合物。     

共聚法引入甲基对聚苯胺结构及电导率的影响

通过间甲基苯胺与苯胺在右旋樟脑磺酸水性介质中进行化学氧化共聚得到它们各自的均聚物及共聚物,在聚苯胺链段上引入甲基来改变产物的结构与电导率。用FT-IR、UV-Vis、XRD、SEM方法表征聚合物的分子链结构与微观形貌,用四探针法测定聚合物电导率。结果表明,所得聚合物为直径100nm左右的短纤维,聚苯胺分子链上甲基的引入削弱了苯环之间的π-π共轭,使FT-IR、UV-Vis光谱特征峰发生蓝移。在单体总浓度一定的条件下,可通过调节单体比例将聚合物的电导率控制在0.02～6.50S/m的范围内。XRD谱图分析表明,甲基还具有诱导聚苯胺分子链取向的作用,使聚苯胺链聚集态规整性提高。     

2，5—二烷氧基取代聚对苯撑热笥能研究

采用DSC,TGA,WACD研究了系列2,5－二烷基取代聚对苯撑（DAO－PPP）的热稳定性,热氧化稳定性,相转变行为,DAO－PPP的热分解由两步组成,在热分解温度超过300℃时,首先开始发开侧链的断裂,温度超过500℃时,聚合物主要链才发生分解,实验结果表明,烷氧基的引入降低了聚合物的热稳定性,聚合物中的杂质和结构缺陷对其热稳定性也有一定的影响,在其SAC曲线上,没有观察到整个聚合物分子的熔点,但观察到具有较长侧链的聚合物侧链的相转变行为。     

聚乙烯醇和聚丙烯酸均聚物的自组装形貌

利用聚乙烯醇分子链上羟基与聚丙烯酸分子链上羧基之间的氢键相互作用,在水溶液中,根据羟基和羧基摩尔比的不同,形成了不同的组装结构。当羧基与羟基的摩尔比在10%~25%之间时,可以获得较为丰富的自组装结构。通过向溶液中添加5%~30%的甲醇,可以获得稳定的球形、棒状和网状纳米结构。动态光散射和透射电镜测试验证了聚集体的形成。通过分析聚合物链的不同氢键复合形式以及Zeta电位结果,提出了聚集体是以聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸(PAA)复合链段为核,PVA链段为壳的结构。     

力化学技术在聚合物加工中的应用进展

对应力作用下聚合物分子链的断裂机理进行了评述,指出了大分子链在应力作用下的断裂与分子结构密切相关,其键能薄弱处倾向于优先断裂。介绍了力化学合成嵌段和(或)接枝共聚物的原理和主要途径,分析了力化学合成与聚合物分子链的结构和强度间的关系。综述了通过力化学技术改善聚合物共混体系的互容性,获得具有特殊结构与形态和性能的高分子合金材料方面的研究进展,最后展望了力化学技术在聚合物加工中的应用前景。     

刚柔嵌段共聚物力学和生热性能的分子动力学模拟研究

由刚性链和柔性链组成的刚柔嵌段共聚物具有优异的性能，在各行各业得到广泛应用。利用分子动力学方法探究了这类聚合物中刚性强度、含量、刚性段分布对材料力学强度和生热性能的影响。研究发现，刚性强度和刚性嵌段含量增加均会导致材料力学强度提高和生热性能变差，但当刚性嵌段含量一定时，通过调控刚性段嵌段分布可以获得力学性能优异、滞后生热损失低的材料。在此基础上，探究了支化和交联的影响，研究结果表明，分子链支化和柔性嵌段交联能够改善材料力学性能。     

简单流场中聚合物稀溶液的分子构象

介绍了研究聚合物分子模拟流变性质的Brown动力学模拟方法,提出利用FENE珠-簧链分子模型来确定聚合物稀溶液分子链在简单剪切流场下不同时刻位形的变化,并对分子链与流动方向的取向角和分子链在速度梯度方向上的构象厚度进行了计算。     

新型环氧树脂为基体的不饱和聚酯酰胺树脂

众所周知，环氧树脂、聚酰胺和不饱和聚酯树脂（UPEs）作为单独的聚合物，在工业中广泛应用，如复合材料、墨水、薄膜等。环氧、酰胺和UPE链段三者合并进入聚合物链中，在理论上和工艺上还没有被承认。三个链段并入聚合物链中生成的聚合     

过氧化二异丙苯硫化制备增强耐热聚乳酸

聚乳酸的链段结构对其热力学性能有重要影响。过氧化二异丙苯(DCP)作为自由基引发剂,通过反应性共混可以诱导聚合物分子链支化、交联,进行功能化改性。文中制备了一系列不同DCP添加量的PLA/DCP共混物,重点研究了DCP含量对聚乳酸(PLA)熔融结晶行为、流变行为、耐热性能和力学性能的影响。结果表明,DCP可以诱导PLA的分子链支化和交联。当DCP质量分数大于0.5%时,交联反应占据主导作用,共混扭矩显著升高、复数黏度增大。DCP引发PLA分子链自交联,不熔的PLA链段可以作为成核中心,大幅提高了PLA成核密度,进而提高其结晶速率和结晶度。DCP的添加可以有效地提高聚乳酸的拉伸强度,但对断裂伸长率和冲击强度的影响较小。经过退火,共混物的力学性能保持不变,共混物的耐热性能大幅提高。当DCP质量分数大于0.5%时,共混物的维卡软化温度可以提高到155℃。     

一种超支化碱溶性感光聚合物的合成及性能

以己二酸和三羟甲基丙烷为原料,通过羧基和羟基的酯化反应反复扩链聚合,生成外围含有羧基和羟基的超支化聚合物,利用超支化聚合物分子外围的羧基与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的环氧基进行开环加成反应,生成超支化碱溶性感光聚合物。反应过程通过体系的酸值变化进行跟踪,并研究了树脂组成对感光性和碱溶性的影响。结果表明,合成聚合物的碱溶性不仅与树脂的酸值有关,还受分子中己二酸链段含量的影响,而感光性能与反应物分子中-COOH/-OH物质的量比和分子外围感光基团含量有关,通过调整合成树脂的配方可得到具有较好感光性能的超支化碱溶性感光聚合物。