聚磷酸钙及其复合材料的研究进展

聚磷酸钙(Calcium polyphosphate,CPP)具有优异的生物相容性、生物活性、良好的骨传导性和可生物降解性,其钙磷比为0.5,是具有聚合重复单元的陶瓷基新型无机聚合生物材料,与骨组织有相似的化学成分.另外CPP降解后所释放的钙离子和磷酸根离子参与体内钙磷代谢,被重新沉积到骨组织中,可以加速骨组织矿化促进形成新骨,所以CPP作为一种新型的骨组织替代生物材料已成为研究的热点.详细介绍了CPP及其复合材料的制备、力学性能及生物学性能,对CPP的进一步研究和开发将赋予其更广阔的应用前景.     

分形结构聚吡咯膜的界面聚合与电容特性表征

以Fe Cl3为氧化剂,通过界面聚合手段,制备了具有三维分型结构的聚吡咯(PPy)薄膜材料。研究在不同聚合温度下得到PPy薄膜的差异,并通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱以及循环伏安曲线进行结构和性能的表征。结果表明,聚合温度在0~30℃内对PPy分子结构影响不大,但对分子堆积的微结构作用明显;升高聚合温度,PPy比电容下降;聚合温度为0℃时,在1 mol/L Na NO3电解液中,扫描速率为50 m V/s时,PPy电极比电容为448.2 F/g,循环1000次后保持87.3%。     

聚吡咯/聚多巴胺的电化学合成及其对铝合金耐蚀性的影响

为了提高铝合金有机涂层的耐蚀性,通过电化学方法在7075铝合金表面制备了海岛结构的聚吡咯（PPy）/聚多巴胺（PDA）复合涂层,利用FE-SEM、原子力显微镜、FTIR分析了PPy/PDA涂层的表面形貌、表面粗糙度和化学成分,并通过交流阻抗图谱分析了涂层的阻抗特性,通过极化曲线分析了具有PPy/PDA涂层的铝合金的极化电压和极化电流,研究其耐蚀特性。结果显示,通过一步法电化学聚合方法,吡咯和多巴胺在铝合金表面同时发生电化学聚合,生成PPy/PDA复合涂层,PPy/PDA涂层具有海岛结构,纯PPy和PPy/PDA涂层的粗糙度分别是（74.582±7.227）nm和（73.740±7.811）nm。交流阻抗和极化曲线说明PPy/PDA涂层相比于纯PPy涂层具有更大的阻抗力,PPy/PDA涂层的腐蚀电流和腐蚀电压分别是4.1825×10-6 Acm-2和-0.6919 V,相对于纯PPy（腐蚀电流和腐蚀电压分别是7.618×10-6 Acm-2和-0.7403 V）具有更好的防腐特性。      

不同聚合机理的“聚合度分布函数”公式的分析讨论

平均分子量和分子量分布是决定聚合产品质量的一个重要指标,而聚合度分布函数直接描述聚合产品的分子量分布情况,因此,研究聚合度分布函数具有重要的理论意义和实际意义。文中以聚合机理为主线,首先推导瞬时数基聚合度分布函数(fn(j))的一般式,依据累积数基聚合度分布函数(Fn(j))与fn(j)的关系则可求出Fn(j)的表达式;依据瞬时重基聚合度分布函数(fw(j))与fn(j)的关系可求出fw(j)的表达式;进而可依据累积重基聚合度分布函数(Fw(j))与fw(j)的关系可求出Fw(j)的表达式。最后,根据反应机理推导出不同聚合反应的聚合度分布函数的具体表达式。     

平衡缩聚反应中起始官能团浓度对平均聚合度Xn的影响

针对在讲授“高分子化学”课程有关“平衡缩聚反应”一节内容时学生出现的疑问、严格地推导了平衡缩聚方程，阐明了方程的应用范围，着重指出了起始官能团浓度对平稳聚合度的影响程度。     

温度对自由基聚合几个量的影响

在自由基聚合中,随着温度的变化几个量也随之变化。例如引发剂热分解速率、聚合总速率、动力学链长、稳态时期自由基浓度等。     

浆粕种类及聚合度对纤维素包装膜结构及性能的影响

利用LiCl/DMAc为溶剂,将5种不同种类及聚合度的纤维素浆粕溶解成了铸膜液,采用相转移的方法制备了纤维素包装膜,并研究了包装膜的机械性能和结构。结果表明:同种类浆粕,纤维素膜的拉伸强度和断裂伸长率随着聚合度的增大而增大;针叶浆制备的纤维素膜的机械强度优于用阔叶浆和棉浆制备的薄膜;通过对包装膜表面结构分析可知,棉浆、阔叶浆、针叶木浆制备的纤维素包装膜的表面粗糙度值依次减小,聚合度为1 286的针叶浆纤维素膜的断面结构最致密。     

氧化硼对聚磷酸钙纤维力学和降解性能的影响

采用熔融拉丝法制备聚磷酸钙纤维(Calcium Polyphosphate Fibers, CPPF)。探究不同质量分数的B₂O₃对CPPF的降解性能和力学性能的影响。利用傅立叶红外光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)等对材料的结构及其性能进行表征。研究表明：随着B₂O₃质量分数的增加, CPPF的拉伸强度和模量有了明显的提高, 但纤维表面变得粗糙; 同时CPPF的阻降性能随着B₂O₃含量的升高而提高, 且降解后的纤维表面的裂纹减少。B₂O₃具有较优的阻降效果, 当B₂O₃的添加量为9%时, 其拉伸强度和模量比未添加的CPPF提高了146%和153%; 在降解16 d后, 其质量损失率相对于未添加的CPPF减少了31%。     

常规自由基聚合法合成支化聚(丙烯腈-醋酸乙烯酯)

以甲基丙烯酸-2-羟乙酯和3-巯基丙酸经脱水酯化法合成了链转移剂单体甲基丙烯酸-3-巯基丙酰氧基乙酯(MM-POE)。以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在MMPOE存在下进行丙烯腈和醋酸乙烯酯的常规自由基共聚反应合成支化聚(丙烯腈-醋酸乙烯酯)。用高效液相色谱、气相色谱、三检测凝胶渗透色谱(TD-GPC)和核磁共振谱(1H-NMR)对链转移剂单体、聚合反应过程和聚合物进行了表征分析。研究表明,以MMPOE为支化单体制得的支化聚(丙烯腈-醋酸乙烯酯),其支化程度随MMPOE的增加而提高;支化聚(丙烯腈-醋酸乙烯酯)的溶液黏度是相近分子量线型聚合物溶液黏度的20%～25%。     

聚碘树脂平均聚合度对其缓释性、稳定性和杀菌性能的影响

研究平均聚合度对聚碘树脂缓释浓度、稳定性和杀菌能力的影响,这对于聚碘树脂在饮用水消毒中的应用具有重要的指导作用。本研究以平均聚合度不同的聚碘树脂为研究体系;通过UV/Vis法测定了其不同时间的缓释浓度;通过加速试验法,测定其贮存稳定性;采用热重法测定其热稳定性;提出了改进的烧瓶振荡法与悬液定量法相结合来评价微溶出性聚碘树脂消毒剂的杀菌效果,讨论了其杀菌机理。结果表明:随着平均聚合度的增大,缓释浓度和杀菌率均增大,而贮存稳定性和热稳定性降低。此外,聚碘树脂在溶液中的杀菌机理是通过缓释液中的碘单质和聚碘树脂与细菌的接触两种方式来杀菌的;其中,三碘树脂主要是通过接触的方式杀菌,而其它聚碘树脂是通过2种方式的共同作用来杀菌。     

植酸钙/聚磷酸铵膨胀阻燃剂对增韧改性聚乳酸性能的影响

针对难以同时获得具有高阻燃性和高韧性聚乳酸(PLA)的现状,文中将聚磷酸铵和植酸钙复配形成膨胀阻燃剂加入到通过动态硫化法制备的韧性聚乳酸/不饱和聚酯共混物中(TPLA),详细研究了二者配比对TPLA阻燃性能、燃烧行为、热性能以及力学性能的影响。热重分析表明,该膨胀阻燃剂的引入并没有破坏TPLA的热稳定性,反而提高了其高温残炭量。极限氧指数(LOI)、垂直燃烧和锥形量热测试结果显示,该复配阻燃剂对TPLA表现出优异的阻燃性能,添加质量分数10%聚磷酸铵和5%植酸钙后,TPLA可以通过UL-94 V-0级,LOI达到27%;与纯PLA相比,改性后TPLA的峰值热释放速率和总热释放分别下降57.5%和69.5%。力学测试结果表明,阻燃TPLA的断裂伸长率和缺口冲击强度相比聚乳酸有大幅上升,分别为聚乳酸的7.6倍和6.5倍。     

高聚合度高醇解度聚乙烯醇的制备工艺研究

本文用氧化还原引发体系和复合乳化荆进行了乙酸乙烯酯（VAC）的乳液聚合，再在碱性甲醇溶液中对聚乙酸乙烯酯进行醇解制得高聚合度高醇解度聚乙烯辞（PVA）。实验结果表明制备高聚合度高醇解度聚乙烯醇的最佳工艺条件为：乳液聚合中聚合温度70℃、引发剂用量0．1％、复合乳化剂的组成2：2时所得产品的聚合度较高；醇解过程中，水洛温度25％、碱溶液的溶度在8％左右时产品的醇解度较高。     

硫酸钙催化环氧乙烷的聚合反应

用硫酸钙催化环氧乙烷聚合得到了一种中高分子量的聚乙二醇。用红外、核磁等仪器对产物进行了表征。通过测定反应体系压降速率定性描述了聚合速率,研究发现,聚合速率与单体浓度呈二次关系,与催化剂用量呈一次关系;该反应具有准活性聚合特点。     

聚磷酸钙增强的ZK60A镁基复合材料的力学性能和耐蚀性能

制备了CPP颗粒增强的ZK60A镁基复合材料,测试了硬度、压缩和弯曲性能来评价复合物的力学性能。随着CPP的含量(质量分数)从0%增加到5%,镁基复合物的硬度、压缩强度增加,而随着CPP含量从5%增加到10%,维氏硬度与压缩强度逐渐减小。随着CPP含量从0%增加到10%,抗弯强度呈减小的趋势。极化测试结果表明,随着CPP含量的增加,材料的耐蚀能力增强。     

聚合温度对乙酸掺杂聚苯胺电化学电容行为的影响

利用乙酸为溶剂和掺杂剂,通过化学氧化聚合法制备了掺杂聚苯胺,利用红外光谱(FT-IR)、电子扫描显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对聚合物进行了表征。在1 mol/L H2SO4溶液中,用循环伏安、恒流充放电、电化学交流阻抗等测试方法,对不同温度制备的聚苯胺的电化学电容特性进行了研究。结果表明,低温(0℃)制备的乙酸掺杂聚苯胺在1 mol/L硫酸溶液中呈现较好的电容性质,5 mA放电时电容值达407 F/g,比室温制备的聚苯胺比电容(212 F/g)高48%。     

聚磷酸铵缩聚反应的动力学研究

以食品级磷酸(85%)为初始反应原料,尿素为缩合剂,经逐步缩聚反应制得聚磷酸铵.该反应可分为反应动力学控制(预聚合)以及固化熟化处理2个阶段.探讨了各阶段的反应过程,并对聚磷酸铵的反应动力学进行了研究.结果表明,其动力学符合不可逆二级反应机理,反应活化能为70.605kJ/mol.     

热处理对NiAlMn高温形状记忆合金有序度的影响

利用不同的热处理制度对ＮｉＡｌＭｎ高温形状记忆合金进行有序化处理,并通过室温Ｘ射线衍射分析,得到ＮｉＡｌＭｎ合金的马氏体结构为３Ｒ。有序度的大小可以利用特征线对的面间距Δｄ来表示。结果表明,分级淬比上淬更有利于合金的有序化。     

聚乙烯醇水溶液低温稳定性的影响因素

通过测定聚乙烯醇水溶液表观黏度随时间的变化,并结合结构分析,研究了低温(10℃)环境中聚乙烯醇聚合度、醇解度及质量分数对聚乙烯醇水溶液稳定性的影响。结果表明,当醇解度、质量分数一定时,聚合度越大,聚乙烯醇水溶液越容易发生凝胶;当聚合度、质量分数一定时,醇解度越大,聚乙烯醇水溶液的稳定性越差;当聚合度、醇解度一定时,质量分数越大,聚乙烯醇水溶液发生凝胶的时间越短。在此基础上,确定了醇解度99%的PVA水溶液发生凝胶的临界质量分数和凝胶化时间。