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- 摘要：为响应国家鼓励发展绿色可持续高分子材料，加强高分子创新人才培养的号召，将纳米纤维素基透明高强度材料前沿研究引入本科教学，设计了包含纳米纤维素的化学合成、薄膜加工和表征测试等领域交叉的综合性实验。通过预氧化实验制备纤维素纳米纤维(CNFs)分散液，进而通过溶液浇筑及热加工制备CNFs薄膜，研究NaClO添加量和添加速率对CNFs薄膜光学与力学性能的影响规律。通过红外光谱、电导滴定对CNFs进行定性和定量分析；通过原子力显微镜、万能试验机和紫外–可见光分光光度计对样品进行结构表征和性能测试。该实验涵盖CNFs化学合成、光学薄膜加工成型、纳米纤维结构表征及性能测试，兼具科研性和实践价值，运用到本科高年级开设的“前沿高分子课程”，有助于激发学生科研兴趣、培养学术思维和创新能力。关键词：本科实验;绿色高分子材料;纳米纤维素;透光率;力学性能12|20|0更新时间：2026-10-29
- 摘要：烃类分离是石油工业的核心环节，目前主要依赖于高能耗的分馏技术. 压力驱动的纳滤/反渗透膜技术在烃类分离中展现出巨大的应用潜力，其分离过程无气液相变，可大幅降低能耗，对石化工业的低碳流程改造具有重大意义. 传统相转化法制备的非对称聚酰亚胺(PI)膜在液态烃类分离中展现出很好的应用前景，但其对烃类分子的分离选择性与耐受性尚显不足. 为解决上述问题，对非对称PI膜进行热诱导结构重塑，发现PI分子链之间发生热化学反应，使得膜材料形成链间交联网络，且在高温下的链段松弛效应促使膜孔收缩和皮层致密化，从而有效提升了PI膜的烃类选择性和耐受性. 进一步研究发现，PI膜的热重塑过程存在自限效应. 随着升温速率降低，酰亚胺开环热反应充分进行，由此形成的交联网络有效抑制了分子链的松弛，进而限制了膜孔的闭合过程. 这种自限效应可得到具有高交联度且超薄的选择层，显著提升了PI膜的烃类混合物渗透率和分离因子. 对于在330与340 ℃下热重塑的非对称PI膜，其纯甲苯渗透率分别为0.51 L m-2 h-1 bar-1与0.10 L m-2 h-1 bar-1，甲苯与1,3,5-三异丙基苯(204 Da)的分离因子达到11.6与26.4，达到现有报道的先进水平，且展现出优异的长期稳定性，成功实现了模拟原油的高效分离.关键词：聚酰亚胺，非对称膜，热重塑，烃类分离93|0|0更新时间：2026-09-04
- 摘要：介电弹性体（DEs）因具有大变形、响应速度快和柔顺性好等特点，在软体机器人、柔性驱动器 和人工肌肉等领域具有广泛应用前景。DE的力电耦合性能对环境因素较为敏感，其中湿度会改变材料的 介电性能、剪切模量和粘性阻尼特性，进而影响其变形响应与稳定过程。为此，本文建立了一个考虑湿 度影响的粘弹性介电弹性体力电耦合分析模型。该模型基于 Kelvin-Voigt-Maxwell流变模型描述材料的蠕 变与松弛行为，并结合Gent模型表征介电弹性体的大变形应变硬化特性。通过数值模拟，系统分析了湿 度、预拉伸比、直流电压以及循环加载时间尺度对粘弹性介电弹性体动态响应的影响。结果表明，湿度 升高会增大介电弹性体的总拉伸和非弹性拉伸，并延长系统达到稳定状态的时间；预拉伸比和直流电压 的增加会进一步增强电致变形响应。弹簧分支表现出明显的粘弹性松弛特征，阻尼器响应则受循环时间 尺度显著影响。本研究可为湿度环境下介电弹性体驱动器的结构设计与性能优化提供理论参考。关键词：介电弹性体,粘弹性,湿度,KVM模型,力电耦合33|0|0更新时间：2026-09-04
- 摘要：开发兼具可再生来源与闭环化学回收能力的高分子材料，是推动塑料循环经济可持续发展的重要途径. 双环内酯兼具较高的开环聚合活性和解聚潜力，是构筑可化学回收聚酯的一类重要单体；然而，生物基双环内酯的单体种类及其聚合研究仍较为有限. 本文以生物质衍生的5-羟甲基-2-呋喃甲酸为原料合成双环内酯2-氧代-3,8-二氧杂双环[3.2.1]辛烷(ODO)，并建立了(硫)脲/醇盐双功能催化的开环聚合方法. 其中，由硫脲TU1和甲醇钾(I1)组成的催化体系可在室温下快速催化ODO聚合，所得聚酯PODO具有较高的端基保真度，数均分子量最高为57.8 kg/mol. 结构与热性能表征表明，PODO为无定形聚酯，其玻璃化转变温度(Tg)为29.6 ℃，5%质量损失温度(Td, 5%)为269 ℃. 经醇解预处理后，PODO可经MgCl2催化并在减压加热条件下进一步解聚，回收得到ODO；回收单体无需进一步纯化即可用于再聚合，从而实现单体-聚合物-单体的闭环转化. 本工作为构筑具备闭环化学回收能力的生物基聚酯提供了新的途径.关键词：生物基聚酯;双环内酯;开环聚合;有机催化;化学回收64|0|0更新时间：2026-09-01
- 摘要：基于高分子的纤维过滤材料应用广泛，然而利用工程热塑性树脂开发耐高温过滤应用受到湿法纺丝难、纤维不易细化的限制。本文采用高性能工程塑料聚醚酮酮作为原材料，利用其可溶解特性，采用其三氟乙酸溶液，通过静电纺丝制备了纳米纤维膜，研究了纤维直径和形貌的调控规律，及其高温过滤应用特性。研究表明：纤维平均直径可细化至 87 nm，纤维膜孔径可降低至 293 nm，断裂强度可达 7.77 MPa；纤维膜展现出优异的过滤性能，在 6 μm 厚度下过滤效率即可高于 99.9%；纤维膜在 300 °C 仍保持良好的形貌结构及力、热性能，表现出优异的高温空气过滤特性。关键词：聚醚酮酮;静电纺丝;纳米纤维;高温过滤321|12|0更新时间：2025-03-12
- 摘要：二氧化碳 (CO2) 与环氧化物的环加成反应被认为是CO2资源化利用最具前景的方法之一. 然而，环加成反应的苛刻条件仍然是亟待解决的挑战. 通过乙烯基咪唑溴盐 ([VPIM]Br) 改性烯丙基纤维素醚 (AHP-cellulose)，成功制备了离子液体担载于纤维素的多孔催化剂 (PPCIL)，并应用于CO2的环加成催化反应. 研究发现，在0.1 MPa的CO2压力下，PPCIL即可对多种环氧底物展示出较好的环加成催化活性. 其中，在80 °C，0.1 MPa的温和条件下，由CO2和环氧氯丙烷反应得到的氯丙烯碳酸酯的产率和选择性均可达到99%. 通过多种表征技术揭示了PPCIL能够吸附CO2并活化环氧底物，有效地催化了环加成反应，并提出了可能的催化机理. 此外，PPCIL循环使用5次后，仍能保持高的催化活性，其产率为88.5%，选择性为98%.关键词：CO2;离子液体;纤维素改性;多孔催化剂449|17|0更新时间：2025-03-12
- 摘要：作为一种高吸水高保水高分子材料，水凝胶可被用于医学和农业等领域。然而，传统的聚丙烯酰胺（PAAm）水凝胶抗压能力弱、稳定性差，这极大限制了PAAm水凝胶的广泛应用。本文通过在PAAm水凝胶中引入二氧化硅（SiO2）纳米粒子来改善其力学性能。研究表明，PAAm/SiO2复合水凝胶的孔径变小、孔密度增大，从而提高了水凝胶的抗压性能。此外，本文对PAAm/SiO2复合水凝胶的表面形貌、溶胀行为、机械性能、进行表征分析，以此来探究SiO2纳米粒子对复合水凝胶性能的影响。关键词：聚丙烯酰胺;二氧化硅纳米粒子;复合水凝胶;黏弹性1849|1|0更新时间：2025-03-07
- 摘要：针对高耐热聚酰胺直接固相聚合(DSSP)中易出现二胺挥发、产率低以及分子量难于提升等问题，本文首先用对苯二甲酸二甲酯(DMT)分别和过量1,5-戊二胺(PDA)、1,6-己二胺(HMDA)酰胺化制备二酰胺二胺5T5和6T6，再以5T5、6T6与PTA成盐得到不同组成的5T5T/6T6T混合盐，最后采用直接固相聚合由混合盐成功制备了系列高粘高耐热共聚酰胺PA56T. 采用FTIR、NMR、DSC和TGA等手段对PA56T的结构性能进行了系统研究，结果表明：采用二酰胺二胺的酰胺盐可以有效避免以往直接固相聚合过程中的二胺挥发，从而大幅提高耐热共聚酰胺的产率、分子量以及品质；改变组成可以有效调控共聚酰胺PA56T的综合性能，其熔点Tm随着6T含量的增加先降低后增加；共聚提升了耐热聚酰胺的热稳定性；6T含量40 mol%的共聚酰胺PA56T-40具有良好的综合性能，其熔点Tm、5 wt%失重温度Td5和拉伸强度分别高达310 °C、440 °C和95.2 MPa.关键词：高耐热聚酰胺;共聚酰胺;二酰胺二胺;直接固相聚合;力学性能1573|0|1更新时间：2025-03-07
- 摘要：热塑性聚氨酯（TPU）作为广泛应用的材料，其结构-性能关系与高性能设计备受关注。本研究针对具有氢键阵列的酰肼基TPU弹性体，通过预聚-扩链法控制嵌段序列长度制备了软硬段比例相同但是软硬段的序列长度不同的材料。结果表明，长序列可以通过强化微相分离和氢键分级响应来实现性能的显著提高，包括强度、韧性、流动温度、抗松弛等。序列长度调控这一方法为高性能TPU设计提供了新颖的思路，也加深了对TPU结构-性能关系的认识。关键词：热塑性聚氨酯;弹性体;序列长度;氢键;力学性能1718|0|0更新时间：2025-03-07
- 摘要：路易斯碱经常被用作结构调节剂以提高丁二烯阴离子聚合的1,2-选择性. 本文报道了四种新型不同烷基取代基的N,O-双齿路易斯碱，其化学名称分别为1-(2-甲氧基乙基)-哌啶（MOD 1）、1-(2-乙氧基乙基)-哌啶（MOD 2）、1-(2-丙氧基乙基)-哌啶（MOD 3）、1-(2-丁氧基乙基)-哌啶（MOD 4）. 对比研究所合成的新型结构调节剂与5种已报道的常见结构调节剂对丁二烯阴离子聚合的影响，并探究了不同调节剂的用量、聚合温度等因素对聚合反应的影响规律. 结果表明，新设计的N,O-双齿结构调节剂能够在较低的用量下达到较高的聚丁二烯1,2-结构的调节效果，且调节能力稳定随聚合温度变化波动小，具备高效和稳定的特征.关键词：阴离子聚合;结构调节剂;丁二烯;微观结构1340|0|0更新时间：2025-03-07
- 摘要：二氧化碳 (CO2) 与环氧化物的环加成反应被认为是CO2资源化利用最具前景的方法之一. 然而，环加成反应的苛刻条件仍然是亟待解决的挑战. 通过乙烯基咪唑溴盐 ([VPIM]Br) 改性烯丙基纤维素醚 (AHP-cellulose)，成功制备了离子液体担载于纤维素的多孔催化剂 (PPCIL)，并应用于CO2的环加成催化反应. 研究发现，在0.1 MPa的CO2压力下，PPCIL即可对多种环氧底物展示出较好的环加成催化活性. 其中，在80 °C，0.1 MPa的温和条件下，由CO2和环氧氯丙烷反应得到的氯丙烯碳酸酯的产率和选择性均可达到99%. 通过多种表征技术揭示了PPCIL能够吸附CO2并活化环氧底物，有效地催化了环加成反应，并提出了可能的催化机理. 此外，PPCIL循环使用5次后，仍能保持高的催化活性，其产率为88.5%，选择性为98%.关键词：CO2;离子液体;纤维素改性;多孔催化剂1573|0|0更新时间：2025-03-03
- 摘要：基于高分子的纤维过滤材料应用广泛，然而利用工程热塑性树脂开发耐高温过滤应用受到湿法纺丝难、纤维不易细化的限制。本文采用高性能工程塑料聚醚酮酮作为原材料，利用其可溶解特性，采用其三氟乙酸溶液，通过静电纺丝制备了纳米纤维膜，研究了纤维直径和形貌的调控规律，及其高温过滤应用特性。研究表明：纤维平均直径可细化至 87 nm，纤维膜孔径可降低至 293 nm，断裂强度可达 7.77 MPa；纤维膜展现出优异的过滤性能，在 6 μm 厚度下过滤效率即可高于 99.9%；纤维膜在 300 °C 仍保持良好的形貌结构及力、热性能，表现出优异的高温空气过滤特性。关键词：聚醚酮酮;静电纺丝;纳米纤维;高温过滤1572|0|1更新时间：2025-03-03
- 摘要：针对聚双环戊二烯（PDCPD）易燃，聚合工艺复杂且周期长的问题，本文将阻燃基元9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）引入降冰片烯结构中，设计合成了一种能够与双环戊二烯（DCPD）发生前端开环易位聚合（FROMP）的阻燃单体NB-DOPO，制备了本征阻燃PDCPD/NB-DOPO共聚物.研究了NB-DOPO的引入对于共聚体系的前端聚合过程、动态力学性能、热稳定性能、机械性能及阻燃性能的影响，并探究PDCPD/NB-DOPO共聚物的阻燃机理.研究结果表明NB-DOPO能够降低共聚体系的前端聚合速率，并与DCPD发生无规共聚，在保证材料固化度的同时实现可控FROMP.当NB-DOPO的含量低于10%时，高环张力单环烯烃共聚单体的引入促进了交联点的形成，降低了共聚物交联点间分子量（Mc），材料储能模量和机械性能增加.当NB-DOPO添加量达到30%时，PDCPD/NB-DOPO的交联密度降低，但分子链中的刚性结构作为物理交联点，使得材料的机械性能保持的同时，阻燃性能明显提升，材料的极限氧指数（LOI）较PDCPD提高了38%，具有优异的综合性能.关键词：聚双环戊二烯;前端开环易位聚合;本征阻燃;无规共聚;交联状态1595|0|0更新时间：2025-03-03
- 摘要：共价有机框架纳米片(CONs)是一种具有优异性质的二维片层材料，共价有机框架(COFs)材料所具有的可预设计的周期性结构、原子级精度、定制功能性、良好的热稳定性、永久性孔隙以及极低的密度等特性更是赋予了CONs更大的开发潜力. 针对COF纳米片剥离效率低、尺寸可控性差导致膜制备工艺复杂的问题，采用液相剥离法制备吡啶基COF纳米片(TpBpy-CON)并组装成COF膜(TpBpy-COM). 在温和条件下对COFs粉末进行剥离，获得均匀分散的TpBpy-CON. 由此方法制得的COF纳米片具有较高的纵横比、比表面积及孔隙率. 进而，通过真空辅助技术将纳米片组装成COF膜. 所制备的TpBpy-COM展现出致密的膜表面结构和优异的H2/CO2气体分离性能.关键词：液相剥离;共价有机框架;纳米片组装;气体分子筛分1803|0|0更新时间：2025-02-24
- 摘要：将前沿性的科学技术引入本科实验教学已成为高校教学改革的趋势之一。3D打印作为一种新兴的制造技术在高分子材料成型加工领域具有良好的应用价值。在生物医用材料方面，通过3D打印可以设计并制备出与患者受损组织区域相同或相似的三维修复材料，以实现精准化和个性化医疗。结合生物医药特色，学院开展了以3D打印高分子医用材料为研究主题的设计性实验教学项目，为学生提供自主学习和实践的平台。本文采用数字光处理（DLP）3D打印技术对光敏材料甲基丙烯酰化明胶（GelMA）和聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）进行光固化处理，制备三维网络水凝胶支架，打印的样品结构完整、孔道连通、孔径与模型相符。分析空间结构和材料配方对水凝胶支架性能的影响，结果显示500 μm孔径的GelMA-PEGDA立体网络水凝胶具有较好的力学性、溶胀性以及稳定性。该设计性实验涉及多学科知识交叉融合，为师生带来了一种全新的教学体验，也为创新型人才的培养提供了一种新的思路。关键词：3D打印;高分子材料;光敏材料;水凝胶;设计性实验707|52|0更新时间：2024-03-11
- 摘要：“ 高分子表(界)面吸附 ”是《高分子物理》中聚合物表面与界 面章节的重要组成部分，其研究关乎高分子复合材料制备、胶体稳定、 废水处理、生命体系等诸多涉及大分子在表(界)面上吸附的领域，具 有重要理论与实际意义。为提高本科生对高分子表(界)面吸附现象的 认知，本文提出从单分子层面入手，通过展示科研中观察到的高分子 单链在表(界)面上的二维扩散运动图景，引入生动实例，阐述其“吸 附-扩散-脱附 ”动态学模型，帮助学生厘清“ 高分子表(界)面吸附” 过程的微观分子机制，突出传统教学中缺乏的动态学思维，培养学生正确的世界观和方法论，这对学生运用正确的高分子物理学科思维解决高分子相关实际问题十分必要。关键词：高分子表(界)面吸附;动态学;单分子示踪498|36|0更新时间：2024-03-11
- 摘要：相变理论和相图是高分子物理课程教学中的一个重点但同时也是一个难点。本文对高分子物理教材中对高分子共混物的相平衡推导过程进行了补充和推广，同时提出了一种更为普适的相平衡推导方法，从教材中经典的二元简单体系出发，推广至多组分复杂体系。能够帮助学生深入理解相变理论中更为底层的逻辑关系，并为学生搭建起课程理论学习与实际研究应用之间的桥梁。关键词：高分子共混物;相平衡;自由能;化学势744|50|0更新时间：2024-03-11
- 摘要：针对废旧涤棉织物的大量存在，且回收困难、混合再利用产物附加值低下等问题，利用柠檬酸和氯化锌酸解棉纤维，并探讨了分离的机理。当柠檬酸浓度为30%，氯化锌浓度为35%，温度为90 ℃，时间为3 h达到涤棉分离目的。纤维素回收率为84.1%，且依然保持纤维素I型的晶体结构，聚合度和结晶度分别下降了83.8%和27.3%。涤纶回收率为97.8%，在分离处理后几乎没有损伤。柠檬酸和氯化锌酸解体系可循环利用多次，实现了废旧涤棉混纺织物的分离回收。关键词：废旧涤棉织物;分离;纤维素;柠檬酸;氯化锌809|59|0更新时间：2024-03-11
- 摘要：本文以柠康酸酐、衣康酸酐、聚乙二醇、环氧树脂为原料，不加催化剂合成了一种环保型环氧乳化剂，并通过相反转法制备了水性环氧树脂乳液，利用红外光谱仪、核磁氢谱仪、凝胶渗透色谱、激光粒度仪对乳化剂和乳液的结构和粒径分布进行表征，发现乳液粒径分布较窄且稳定性优异。利用该乳液制备水性环氧涂料，采用热重分析仪、扫描电镜、接触角测量仪对涂层进行了性能和形貌表征，并对涂层的常规性能和腐蚀性测试，水性环氧涂层其干燥时间为20 min（表干）和12 h（实干），涂层力学性能表现较优，挥发性有机化合物（VOC）含量是22 g/L，同时表现出优异的耐水性（1000 h）和耐腐蚀性（中性盐雾试验为800 h）。关键词：乳化剂;环氧乳液;涂层;挥发性有机化合物728|53|2更新时间：2024-03-11
- 摘要：利用布朗动力学模拟研究了星形梳状聚合物链在稀溶液中的构象变化。研究结果表明，当星形梳状链的接枝密度小于0.2时，构象表现为星形，而随着接枝密度的增加，其构象逐渐变为球形。此外，拉伸因子也能较好地反映出链从星形向球形的构象转变。星形梳状链主干链的刚性受侧链长度的影响较小，但其受其接枝密度的影响较大。随着侧链长度的增加，侧链的持续长度也相应增加，但相对刚性强度随着侧链长度的增加而减弱。本文揭示了星形梳状聚合物在稀溶液中构象与分子参数的关系，有助于促进相关的表征研究。关键词：星形梳状聚合物;链构象;布朗动力学566|13|0更新时间：2024-03-11
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