固相力化学研磨法制备Salphen共价有机网络及其催化二氧化碳固定性能测试

采用一种完全绿色的固相力化学研磨方法制备了Salphen型希夫碱聚合物。红外光谱分析结果显示,1610 cm-1处有明显的亚胺键吸收峰;X射线衍射结果显示,2θ约5.5°处有明显的吸收峰,表明得到了具有结晶性的邻苯二胺型Salphen共价有机网络,这是首次获得Salphen型结晶性共价有机网络材料。扫描电镜和透射电镜结果表明所制备的Salphen共价有机网络具有可剥离的片层结构。同时,还具有良好的耐水解稳定性和耐酸碱稳定性。进一步通过固相力化学研磨方法将Salphen共价有机网络与金属络合后,获得分别络合了Zn、Ni、Co、Mn的M-Salphen共价有机网络,将其应用到催化二氧化碳固定的反应中,M-Salphen均具有一定的催化效率,其中Zn(Salphen)的催化效率最高,为其在绿色化学及催化领域的应用提供了参考。     

热塑性弹性体中的可逆共价交联反应

总结了热塑性弹性体中的5类热可逆共价交联反应,介绍了其具体内容及研究进展.这类热塑性弹性体是将热可逆反应的活性基团引入高分子链通过交联和解交联反应,实现材料在常温时的强度及高温时的塑性.可逆共价交联是一种新的交联类型.它克服了物理交联的缺点,具有广阔的应用前景.     

具有自发可逆形变特性的液晶弹性体

单畴结构的液晶弹性体具有自发可逆形变特性,是一种新型的智能材料,在传感器、微执行器等领域具有重要的应用价值．分别综述了热致型、光致型自发可逆形变液晶弹性体的研究发展现状,分析和阐述了单畴液晶弹性体自发可逆形变特性的原理,并展望了单畴液晶弹性体在人工肌肉和形状记忆材料方面的应用前景．     

受活字印刷启发的可用于信息存储的自愈合荧光液晶弹性体（英文）

信息存储材料的发展在信息社会的进步中起着关键作用.然而,在光寻址记录信息时,通常每次记录信息都需要更换不同的掩模,这在实际应用中极为不便.本文受活字印刷术的启发,开发了一种可作为信息存储和记录介质的自愈合荧光液晶弹性体.该薄膜在温和的加热条件下经由简单的两阶段胺-丙烯酸酯aza-Michael反应制备而成.由于α-氰基取代二芳基乙烯荧光分子的光异构化,液晶弹性体薄膜表现出光可调的荧光特性.同时,动态硼酸酯键的引入使其具备了优异的自愈合和可重构形状性能.以上述荧光液晶弹性体薄膜作为存储介质,概念验证性地展示了活字印刷驱动的信息记录,该方法避免了重复更换光掩膜,并延长了存储材料的使用寿命.这项工作为开发易于使用的、可大面积制备的信息存储材料提供了有益的启示.     

形状记忆聚合物及其在航空航天领域中的应用

介绍了形状记忆聚合物的最新研究进展,从结构角度分析和探讨了不同聚合物产生形状记忆效应的原理,其中,聚烯烃类形状记忆聚合物都具有化学交联和半结晶的结构;相反,形状记忆聚氨酯则具有物理交联和相分离的结构。而液晶弹性体的形状记忆效应则是由于液晶态的相转变而实现的。文中还对聚氨酯、交联聚乙烯、液晶弹性体等形状记忆高分子材料的特性及其在变形机翼、自展开结构等航空航天领域的应用进行了介绍和评价。     

直接甲醇燃料电池用双重交联结构聚苯醚基质子交换膜的制备及性能

从商业聚苯醚(PPO)出发制备同时具有共价交联结构和离子交联结构的聚合物共混膜.研究了溴化聚苯醚(BrPPO)含量和胺化条件对膜性能的影响.较高的BrPPO含量形成了更多的交联位点,制备的膜虽然损失了部分质子电导率,却具有较高的稳定性和较低的甲醇渗透率.与乙二胺胺化反应的同时产生了共价交联和离子交联,而与三甲胺的胺化反应则只产生离子交联.对膜性能的研究表明,共价交联比离子交联更有效、更稳定.另外,将所制备的具有共价/离子双重交联结构的质子交换膜装配到直接甲醇燃料电池(DMFC)单电池中进行了评价.     

工业用环氧树脂及其复合材料的闭环回收再制造

环氧树脂基碳纤维增强复合材料因其优异的力学、热学性能已广泛应用于航天航空等领域。环氧树脂由三维共价交联网络组成，难以被降解。工业中通常需高温(300～800℃)、高压(3～27 MPa)等严苛环境或有毒催化剂来破坏树脂基体，以回收复合材料废弃物中昂贵的碳纤维，这一过程往往会造成纤维性能的严重损失。本文利用环氧树脂与醇溶剂之间的动态键交换反应，将工业中常用的高性能环氧树脂降解为低聚物，降解条件温和(200℃、0 MPa)，且无需额外催化剂。通过树脂降解，回收得到结构完整的碳纤维织物，其强度保持在94%以上，可继续用于制备复合材料。将低聚物作为反应物制备新的环氧树脂，称为再制造环氧树脂。当再制造环氧树脂中低聚物的含量为20wt%时，其强度与原环氧树脂相当，而断裂伸长率提高了20%。用再制造环氧树脂制备碳纤维复合材料，其强度与原环氧基复合材料相当，同时断裂伸长率提高了50%。本文实现了工业用环氧树脂及其复合材料从制造到回收到再制造过程，即闭环回收再制造。同时，本文新提出了一种绿色、简单、有效的环氧树脂增韧方法。     

热塑性弹性体的研究与产业化进展

化学合成型和共混型热塑性弹性体类型、市场概况、产业化进展及最新研究发展方向进行了论述。介绍了几种具有市场应用前景的新型热塑性弹性体品种,如聚酰胺类TPE、热可逆共价交联类TPE、茂金属催化聚烯烃类TPE、甲壳型液晶类TPE、生物基TPE、新型热塑性硫化橡胶等,对它们的制备方法、性能特点及市场发展概况进行了详细论述,并对它们的应用领域和产业化方向进行了评述和展望。     

清华剑桥合作制备易加工的液晶弹性体智能材料

正液晶弹性体材料在热、光、电、磁等外界刺激下可发生形状的自发改变,作为致动器及感应器在人工肌肉、柔性机器人、盲人显示器等诸多领域的应用前景十分广阔。这种形状的改变是基于高分子内部的液晶有序性,通过光、热、磁等方式改变这种有序性将产生可逆的宏观形状变化。为了使液晶弹性体发生实际意义的形状改变,必须将液晶高分子链作单畴取向(单畴是指液晶分子链中很窄的或单一取向的区域)。传统的两步交联法、外场和界面条件交联法等制备单畴液晶弹性体的工艺,或工艺复杂并成功率低,或仅适用于微米级样品。正因如此,长久以来,这种液晶弹性体材料在现实生活中     

二胺改性聚乳酸的合成与表征

以顺丁烯二酸酐改性聚乳酸(MPLA)和强碱性乙二胺为原料,通过MPLA中酸酐键与乙二胺中伯胺基间的N-酰化反应将乙二胺共价引入到MPLA中,制得乙二胺改性聚乳酸(EMPLA),企图以强碱性乙二胺克服聚乳酸及其降解产物的酸性.本文详细介绍了EMPLA的制备和纯化方法,并利用茚三酮反应、FT-IR、1H-NMR、13C-NMR和DSC对MPLA和EMPLA进行了全面的比较、表征,结果表明,按文中所述之制备技术能成功地将乙二胺共价引入到MPLA中,为进一步测定EMPLA的生物降解性和细胞相容性等性能并最终应用于医学领域奠定了技术基础和物质基础.     

液晶聚合物Zenite(R)LCP

1概述 液晶聚合物(Liquid Crystaline Polymer, LCP)是具有液晶性的高分子,它们往往是由小分液晶基元键合而成.     

胆固醇改性聚硅氧烷的合成和血液相容性

合成了胆固醇基团直接键合和通过长链烷基柔性链键合的胆固醇-聚硅氧烷接枝共聚物,研究了胆固醇改性聚硅氧烷的血液相容性.结果表明,未经长链烷基键合的共聚物不能形成液晶相,而经长链烷基键合的共聚物可以形成热致液晶.侧链液晶聚硅氧烷的液晶结构和材料的血液相容性具有独特的依赖性,热处理后形成的液晶相有助于提高材料的血液相容性.     

清华剑桥合作制备易加工的液晶弹性体智能材料

正液晶弹性体材料在热、光、电、磁等外界刺激下可发生形状的自发改变,作为致动器及感应器在人工肌肉、柔性机器人、盲人显示器等诸多领域的应用前景十分广阔。这种形状的改变是基于高分子内部的液晶有序性,通过光、热、磁等方式改变这种有序性将产生可逆的宏观形状变化。为了使液晶弹性体发生实际意义的形状改变,必须将液晶高分子链作单畴取向(单畴是指液晶分子链中很窄的或单一取向的区域)。     

碳纳米管共价改性环氧乙烷-四氢呋喃嵌段共聚醚的研究

以羟基化碳纳米管为交联剂,通过共价修饰的方法制得环氧乙烷-四氢呋喃嵌段共聚物基聚氨酯弹性体,并进行了相关结构表征和性能测试。透射电子显微镜图显示碳纳米管在反应后均匀的分散在聚氨酯基体中。当碳纳米管含量为0.5%(wt,质量分数)时,弹性体拉伸强度可达11.4MPa,延伸率为1110%,起始分解温度为250℃,具有良好的热稳定性。     

自修复聚氨酯弹性体的制备及性能研究

目的对自修复聚氨酯弹性体的制备工艺及性能进行综述,为制备高修复效率的聚合物提供指导,并指出其未来的发展趋势。方法从聚氨酯弹性体的修复机理出发,收集并分析自修复聚氨酯弹性体的最新研究进展,总结典型自修复聚氨酯弹性体的制备工艺和性能指标;根据修复机理进行分类,对近年来本征型(Diels-Alder反应、Disulfide键、氢键等)和外援型(微胶囊化)自修复聚氨酯弹性体的制备和性能进行综述,并讨论自修复聚氨酯弹性体的修复效率。结论虽然基于不同动态键的自修复聚氨酯弹性体取得了一定的发展,但开发高修复效率的材料仍然是一个巨大的挑战。总结了提高自修复聚氨酯弹性体力学性能的途径,为实现修复性能与力学性能的平衡提供了指导。     

化学交联网络对聚氨酯脲弹性体的形态及性能的影响

研究了化学交联网络对聚氨酯弹性体的形态、力学性能及热性能的影响。ＦＴ－ＩＲ的数据表明,不同交联网络的ＰＵＵ弹性体具有不同的形态,随着交联密度的增加,弹性体的微相混合程度增加。ＤＳＣ的结果揭示了软段区内由于化学交联键的存在,使得软段的玻璃化转变温度显著增加。     

二维sp2碳共价有机框架及高效光催化制氢(英文)

本文设计合成了两种具有不同连接方式(亚胺键和sp²-C-CN键)的三嗪基共价有机框架(COFs)材料.连接单元的微小变化导致可见光驱动制氢性能的巨大差异.具有sp²碳连接方式的全π共轭二维COFs在450 nm波长处表现出13.48%的外量子效率,优于已报道的COFs光催化剂.而亚胺键的二维COFs几乎没有光活性.借助光电化学研究和量子化学计算进一步研究了二维COFs的催化机理,为太阳能转化高性能有机光催化剂的制备提供了新的见解.     

基于动态共价交联网络自修复涂层的研究进展

涂层是材料抵御外界应力损伤的重要屏障,且随着科技的发展,智能涂层可在原先的基础上赋予涂层荧光、抗菌、检测、传感等先进功能。然而,此类涂层在使用过程中不可避免会受到机械破坏(如擦痕、刮伤等)及与内部各组分应力不匹配引发的宏观或者微观损伤,导致裂纹甚至开裂,结构损伤会引起功能的减弱甚至消失。因此,对涂层结构稳定性和功能持续性提出了更高要求。基于动态共价交联网络的自修复涂层是以动态共价键可逆反应为基础,在一定的外界刺激下建立原料分子与产物分子之间的热力学平衡,通过动态网络“重组”实现对涂层自修复。动态网络活化能的大小不仅能直接反映修复难易程度(反应速率),也能间接反映材料的力学表现。因此,本文将从化学热/动力学角度出发,分析自修复网络构筑与反应活化能之间的关系,并进一步概述基于动态共价交联网络的自修复涂层在传统涂料(层)、智能传感、光学变色、生物医药领域的应用。最后对动态共价自修复涂层目前存在的局限和未来的发展进行展望。     

柔性显示的研究进展

综述了液晶、有机电致发光及电泳显示技术的柔性显示机理及研究前沿.其中,反射式双稳态胆甾液晶和PDLC柔性显示适用于辊对辊(Roll-to-roll)连续工艺流程,但还存在响应速度较慢、驱动电压较高、对比度偏低等尚待研究解决的问题.通过聚合物墙和聚合物网络克服铁电液晶分子成近晶型排列织构易受外界压力或振动破坏的缺点,可实现铁电液晶柔性显示的高质量动画效果.具有自发光、宽视角、抗弯曲能力强等优异性能的OLED是实现柔性显示的较理想的选择.但柔性树脂基板对水、氧阻隔能力差是其实现柔性显示的瓶颈之一.EPD技术具有双稳态特点,且没有画面闪烁问题,在对响应时间要求不高的电子书、电子报等柔性显示方面具有较大的优势.     

含磷酸结构全氟磺酸质子交换膜研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)具有独特的能源转化和储存方式，因此引起了科学家广泛的研究兴趣.全氟磺酸质子交换膜(PFSA)是目前低温型PEMFCs(<100℃)中应用最为广泛的关键核心材料之一，在很大程度上决定着PEMFCs的性能优劣.提高工作温度可以赋予PEMFCs更高的转化效率、更快电极反应、更高的杂质耐受能力、更便捷的水热管理方式等，然而，质子交换膜(PEM)在高温下的传质性能衰减阻碍PEMFCs的高温应用.引入磷酸结构是目前改善PEM高温传质性能常用的策略.本文总结了近年来含磷酸结构全氟磺酸质子交换膜的研究进展，并讨论了引入磷酸结构后存在的问题，为后续的高温质子交换膜的研究工作提供指导作用.