超支化聚(酯-酰胺)的合成与流变改性研究

近十几年来 ,超支化聚合物因具有独特的结构和特殊的性能而受到普遍关注[1] .超支化聚合物具有低的熔体粘度 ,与线性聚合物共混可显著改善其加工流变性 ,具有商业应用潜力 .关于超支化聚合物在流变改性方面的应用已有文献报道[2～ 6] ,但目前文献中的大多数单体合成较繁琐且收率不高 ,这已成为制约超支化聚合物应用的瓶颈 ,如何以简便的途径合成超支化聚合物已成为当前研究的重点 .本文设计一条新的合成路线 ,即以 1 ,2 ,4 苯三酸酐、乙醇胺及乙酸酐为原料 ,以高的收率得到了单体N ( 2 乙酰氧基乙基 ) N ( 2′ ,4′ 二羧基苯甲酰基 )胺 (…     

无机-有机复合聚合物——材料研究的一个新领域

由结构化学国家重点实验室洪茂椿研究员领导的研究小组承担的国家自然科学基金资助项目(重大项目子课题 ,国家杰出青年基金 )“具有光、电或磁性能的新型无机聚合物的合理合成、结构化学规律和性能研究”经过三年多的努力已取得了可喜的进展。由于具有广泛的应用性能 ,无机 有机杂化复合聚合物特别是类分子筛聚合物、类多层钙钛矿和仿生物材料的合成及其应用研究成为近几年来一个热门的研究领域。这些无机 有机复合聚合物材料的结构和性能都具有可调性。例如 ,沸石态孔状聚合物的内腔和通道的尺寸与形状是可以通过有机配体的选择来控制的 ;…     

(S)-6-丙烯酰基-2-甲氧基-2’-特戊酰氧基-1,1’-联萘负离子聚合合成螺旋聚α,β-不饱和酮

在三氯化铝作用下(S)-2-甲氧基-2’-特戊酰氧基-1,1’-联萘经酰基化反应生成(S)-6-(3-氯丙酰基)-2-甲氧基-2’-特戊酰氧基-1,1’-联萘2a.在三乙胺存在条件下2a脱去氯化氢生成了(S)-6-丙烯酰基-2-甲氧基-2’-特戊酰氧基-1,1’-联萘3.将单体3用正丁基锂作引发剂在甲苯溶液中进行了负离子聚合.聚合物3的比旋光度的绝对值[α]25589为+96,是其单体3的8倍.通过对照聚合物和单体以及模型化合物如(S)-6-丙酰基-2-甲氧基-2’-特戊酰氧基-1,1’-联萘2b和(S)-6-庚酰基-2-甲氧基-2’-特戊酰氧基-1,1’-联萘2c之间的比旋光度和圆二色谱,确认聚合物3以单手性螺旋结构的形式存在于溶液中.聚合物3的各向异性因子g值是其单体的18倍,这也证实了聚合物3的单手性螺旋结构.     

聚苯胺/贵金属复合纳米材料的可控合成及催化应用

导电高分子/贵金属复合纳米材料因其在催化、传感、表面增强拉曼、光热治疗等诸多领域的应用前景而受到广泛关注.本文主要介绍我们课题组近年来利用可控合成策略制备的负载型和包埋型两种结构聚苯胺/贵金属复合纳米材料,以及利用复合纳米材料的结构和功能特性,对其在多相催化领域的应用、结构与催化性能之间构效关系的探索.     

聚合物-金属纳米复合材料的制备与应用

综述了聚合物-金属纳米复合材料的制备方法，包括原位形成法、沉积法、离子注入法、辐射化学法、光照化学法、直接分散法、球磨法；介绍了聚合物．金属纳米复合材料的应用领域，最后展望了这种材料的发展前景。     

聚2-丙烯酰氧乙基二茂铁甲酸酯的合成及性能

以二茂铁甲酸(FCA)和2-羟乙基丙烯酸酯(HEA)为反应物、以二环己基碳二亚胺(DCC)为脱水剂、以对二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂通过酯化反应合成并表征了2-丙烯酰氧乙基二茂铁甲酸酯(AEFC).然后以AEFC为单体、3种不同溴代烷为引发剂、溴化亚铜(Cu Br)和2,2-联吡啶(bpy)为催化体系、甲苯为溶剂在100℃下通过ATRP方法合成并表征了聚2-丙烯酰氧乙基二茂铁甲酸酯(PAEFC).这3种引发剂分别为:溴代乙酸乙酯(EBr A)、2-溴丙酸甲酯(2-MBP)和2-溴异丁酸乙酯(EBi B),同时还比较了3种引发剂对聚合物动力学的影响,结果表明EBr A为引发剂时AEFC的聚合过程不是以一个"活性"/可控的方式进行的,而2-MBP和EBi B为引发剂时聚合过程是以一个"活性"/可控的方式进行的,但是2-MBP的可控性较EBi B差.另外还研究了EBi B为引发剂时,EBi B的用量对聚合过程的影响,结果表明[AEFC]∶[EBi B]=100∶1时聚合过程的可控性较高.催化剂的用量对聚合过程的影响研究表明当[AEFC]∶[Cu Br]=100∶2时聚合过程的可控性较高.聚合物的热力学性能表明其有较低熔点160.6℃,热分解焓变为9541 J/g,较高的分解温度200~460℃.     

局域表面等离子体共振辅助的金纳米棒/聚合物纳米复合材料的双光子聚合

本文研究了金纳米棒的局域表面等离子体共振效应在双光子聚合过程中的作用,即当激发光与金纳米棒表面等离子体共振波长相匹配时,会在金纳米棒表面产生很强的局域电磁场,从而引发双光子聚合。通过采用与金纳米棒表面等离子体共振波长相同的飞秒激光,在低于光刻胶聚合阈值的功率下照射含有金纳米棒的光刻胶,制备聚合物包覆金纳米棒的纳米复合材料。透射电子显微镜结果表明,当飞秒激光功率为0.6 W、光斑直径为1.6 cm、照射时间为0.3 s时,金纳米棒表面成功聚合上厚度为5 nm左右的聚合物。本研究在制备聚合物/金属纳米粒子方面提供了一种简单可行的方法,有望在纳米光子学、纳米传感器等新兴领域得到应用。     

主链型液晶聚芳酯酰胺的合成、结构与性能研究进展

主链型液晶聚合物(main-chain liquid crystalline polymers,MCLCPs)分子链易取向的特性赋予其优异的性能,在航空、电子等领域具有不可替代的地位。其中芳香族聚酯酰胺(aromatic polyesteramides,APEAs)作为重要的一类,解决了单一化学结构的聚芳酯须在较高温度下加工、聚芳酰胺分子间氢键带来的刚性过大、易吸水等问题,具有可观的应用前景。目前相关研究中的分子链结构与聚合方法繁多,但缺少系统性的梳理。本文按照酯键与酰胺键的生成次序,将APEAs的合成分为同时生成、易生成无规链结构的一步缩聚法与先后分别制备、可得到有规序列的两步缩聚法。另外,不同结构单体的反应特性决定了适用的聚合方法与条件不同,因此本文一并整理了其聚合反应的影响因素。在此基础上,梳理了主链结构与性能的关系,展望未来的发展方向,以期为新型APEAs的合成提供借鉴与参考。     

超支化聚苯乙烯-线型聚苯乙烯-超支化聚甲基丙烯酸甲酯三嵌段聚合物的合成与表征

合成了超支化聚苯乙烯-线型聚苯乙烯-超支化聚甲基丙烯酸甲酯三嵌段聚合物(HPS-b-LPS-b-HPMMA). 首先分别合成了带有炔基和溴的三硫代碳酸酯(ATC和BTC), 然后通过苯乙烯(St)的可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合, 制得端炔基和端基溴的线型聚苯乙烯大分子RAFT试剂, 然后将大分子RAFT试剂的溴末端转化为叠氮末端. 接着在大分子RAFT试剂存在情况下, 通过自缩合原子转移自由基共聚合(SCATRCP)分别制得端炔基超支化聚苯乙烯-线型聚苯乙烯(HPS-b-LPS)和端叠氮基超支化聚甲基丙烯酸甲酯-线型聚苯乙烯(HPMMA-b-LPS)两嵌段聚合物. 最后将两种两嵌段聚合物通过点击(click)反应偶合, 得到不对称的超支化-线型-超支化三嵌段聚合物HPS-b-LPS-b-HPMMA. 核磁共振氢谱(¹H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)结果表明, 所得产物分子量可控, 得到了预期结构的聚合物.     

多层核-壳结构复合微球材料制备研究进展

基于不同组分的核芯材料制备多层核-壳结构复合材料的独特优势在于可实现对复合材料的尺寸、形态及组成的有效调控,从而获得多类具有新颖结构和性能的多功能复合材料.根据常见核芯材料的组成类型,将核芯材料分为无机纳米颗粒(如磁性微粒、二氧化硅、纳米金属、半导体等)和聚合物微球(如聚苯乙烯和聚合物微凝胶)两类,并分别从多层核-壳复合微球材料的制备方法特点及其性能等方面进行分析和阐述.     

Preparation and Supercapacitive Properties of Fe2O3/Active Carbon Nanocomposites

Fe₂O₃/active carbon(Fe₂O₃/AC) nanocomposites were readily fabricated by pyrolyzing Fe³⁺ impregnated active carbon in a nitrogen atmosphere. The as-prepared composites were studied by X-ray powder diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and transmission electron microscopy(TEM). The capacitive property of the composites was investigated by cyclic voltammetry(CV) and galvanostatic charge-discharge test. Physical characterizations show that the γ-Fe₂O₃ fine grains dispersed in the AC well, with a mean size of 21.24 nm. Electrochemical tests in 6 mol/L KOH solutions indicate that the as-prepared nanocomposites exhibited improved capacitive properties. The specific capacitance(SC) of Fe₂O₃/AC nanocomposites was up to 188.4 F/g that was derived from both electrochemical double-layer capacitance and pseudo-capacitance, which was 78% larger than that of pristine AC. A symmetric capacitor with Fe₂O₃/AC nanocomposites as electrode showed an excellent cycling stability. The SC was only reduced by a factor of 9.2% after 2000 cycles at a current density of 1 A/g.     

还原氧化石墨烯/TiO2纳米复合物制备及其光催化性能

采用一步水热法制备了还原氧化石墨烯-二氧化钛(RGO-P25)纳米复合物.通过透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)及紫外-可见漫反射谱(UVVisDRS)对复合材料的结构和光电性能进行了表征.在紫外光照和可见光照条件下,研究了不同复合比例的复合物的光催化降解甲基蓝(MB)的性能.结果表明:在水热过程中氧化石墨烯被还原,通过静电引力相互作用得到了具有较高缺陷的还原氧化石墨烯复合物.随着RGO含量的增加,复合物的禁带宽度由3.00 eV变到2.27eV,复合物的导电性增强.在可见光和紫外光光照条件下, 30 min内1%(w,质量分数)RGO-P25光催化降解甲基蓝的效率都超过了80%.紫外光照条件下, 1%RGO-P25纳米复合物催化降解N3染料, cis-Ru(H₂dcbpy)₂(NCS)₂ (H₂dcbpy = 4, 4'-二羧酸-2, 2'-联吡啶), 30 min内63%(摩尔分数)的染料被降解.与P25(75%锐钛矿, 25%金红石)相比,石墨烯的加入大大提高了光催化效率,有效抑制了电子-空穴对的复合.     

锂离子电池正极材料LiCoO2的制备新方法

利用电解金属钴制得Co(OH)_2-2xR_x(其中R为有机酸和无机酸根离子)中间产物,然后根据钴含量与LiOH·H₂O)固相反应制得了LiCoO₂.通过X光衍射,扫描电镜以及激光粒度测试表明,所得的锂离子正极材料LiCoO₂结构纯正,粒度分布集中,比表面积较大:对其进行充放电实验表明,放电容量比较高,首次放电容量达到146mAh/g,循环10次后容量仍保持在142mAh/g.该法可大大降低制备LiCoO₂的生产成本,具有十分广阔的应用前景.     

茂钛催化剂苯乙烯原位间规聚合制备sPS/蒙脱土纳米复合材料

聚合物基纳米复合材料具有常规有机 /无机复合材料所没有的结构和形态 ,其性能较普通的聚合物复合材料更优异 ,因而引起人们的广泛关注 [1～ 4 ] .近年来的研究表明 ,运用插层聚合和熔融插层等方法可使某些具有层状结构的硅酸盐与聚合物产生特殊的界面作用 ,并以纳米尺寸均匀分     

Preparation and Flame Retardancy of Polyurethane/POSS Nanocomposites

Polyurethane/polyhedral oligomeric sisesquioxane (PU/POSS) nanocomposites were syn-thesized via polymerization utilizing the compatibility between POSS nanoparticles and 4,4'-diphenyl methylene diisocyanate. Scanning electron microscope images and Fouriertransform infrared spectra revealed that POSS nanoparticles were dispersed in PU matrix.Thermal gravimetric analysis was employed to investigate the thermal decomposition be-havior of PU/POSS nanocomposites at elevated temperatures. Then fire performance wasevaluated by limiting oxygen index, underwriters laboratories 94 testing and char residue morphology. These results showed that the addition of POSS promoted the formation of char residues which were covered on the surface of polymer composites, leading to the im-provement of thermal stability and flame retardancy.     

胺基改性磁性纳米石墨片复合材料的制备与表征

以纳米石墨片(GNS)为载体,FeCl_3·6H_2O为前驱体,乙二胺为改性剂和还原剂,乙二醇为表面活性剂和还原剂,无水乙酸钠为稳定剂,通过溶剂热法一步制备了胺基改性磁性GNS(NH_2-GNS/Fe_3O_4)纳米复合材料.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)对样品进行了表征,并研究了其对水溶液中Ag(Ⅰ)的吸附性能.结果表明,NH_2-GNS/Fe_3O_4纳米复合材料的磁性能可以满足固液相分离的要求.NH_2-GNS/Fe_3O_4纳米复合材料对Ag(Ⅰ)具有吸附性能,且在对Ag(Ⅰ)的吸附过程中将Ag(Ⅰ)还原为单质银,该吸附过程为发生在均质表面的单层吸附.     

Preparation of Exfoliated Low-density Polyethylene/Montmorillonite Nanocomposites Through Melt Extrusion

Introduction Polymer layeredsilicatenanocompositesexhibit somesuperiorcharacteristics,suchasthermal,me chanicalandbarrierproperties,incomparisonwiththe polymermatrixes[1—3].Intercalationpolymerization[4],polymersolutionintercalation[5]andpolymermeltinter…     

Preparation of Phenolic Resin/Silver Nanocomposites via in-situ Reduction

Polymer/metal nanocomposites have attracted considerable interest because of their potential application in catalysts, electronics, electromagnetics and nonlinear optics1-3. They have been prepared by blending polymer with nanometer metal particles4, reducing polymer-metal ion complexes with reducing agents5, and reducing metal ions in the polymer matrix by high-energy radial irradiation3. In this paper, we report a new approach to phenolic resin/silver nanocomposites, which have potential a…     

原位法制备纳米银修饰碳纳米管环氧导电复合材料

将碳纳米管(CNTs)和乙酸银同时引入到环氧树脂-咪唑固化体系中,在固化过程中原位热降解银-咪唑复合物生成纳米银修饰碳纳米管,差示扫描量热仪(DSC)表明改性碳纳米管对环氧固化有一定的促进作用.采用X-射线衍射(XRD)表征了乙酸银和咪唑配合物[Ag(2E4MZ)2]Ac的结构,并提出了原位降解生成纳米银的机理.XRD结果表明,单独的乙酸银-咪唑配合物热降解生成的纳米银粒径为21-24nm,而配合物在环氧基体中生成的纳米银粒径为11-13nm.添加80%(质量分数)片状微米银粉制备的纳米银/碳纳米管环氧导电复合材料其体积电阻率低达9×10-5Ω·cm.当纳米银和碳纳米管质量比为80:20时,复合材料导电性和剪切强度达到最佳;采用扫描电镜(SEM)表征了复合材料的形貌结构.