含氮杂环结构的阻燃环氧树脂基电子材料

“无卤无磷无铅”的绿色阻燃环氧树脂基电子材料是既能满足阻燃功能、又需符合环保要求的热固性（复合）材料,是目前阻燃热固性树脂领域的重点和难点课题。有机氮杂环作为一类高效、低毒的阻燃结构,可以共价引入至环氧树脂中,但至今还未建立系统的氮杂环的结构与其阻燃性能的关系。本文结合本课题组近十年的研究工作,综述了近年来国内外含氮杂环阻燃环氧树脂的研究进展,讨论了不同含氮杂环结构（三嗪环、异氰脲酸酯环、二氮杂萘酮、酰亚胺、苯并 NFDA1 嗪和海因环等）环氧树脂固化物的制备方法,给出了定量的结构与性能关系。利用共价键法将含氮杂环结构引入环氧树脂体系中,在实现阻燃功能的同时也能保持材料的综合性能,甚至可提高环氧树脂固化物的热稳定性能,因而制备含氮杂环结构的环氧树脂是“无卤无磷无铅”绿色阻燃的重要解决方案。但是,目前仅依靠含氮杂环结构很难达到理想阻燃效果,大部分已报道的体系只能达到 “无卤无铅少磷”的水平,仍需要进一步深入研究和认识含氮杂环结构的阻燃环氧体系的结构-性能关系,并提出提高含氮杂环体系阻燃效果可能的解决方法。     

基于聚酰亚胺薄膜的综合实验项目设计

以高性能聚合物材料聚酰亚胺(Polyimide,PI)为例，将目前新材料行业亟待解决的“卡脖子”问题引入本科教学中，设计了一个高分子化学综合性实验项目——聚酰亚胺薄膜制备及性能测试。项目包括高分子材料的设计、化合物合成、薄膜加工、薄膜性能表征等实验内容，涵盖分子模拟计算、图谱分析、聚合物结构与性能关系等诸多知识点。通过实验教学，让学生了解我国新材料领域的发展动态，训练其对化学及材料学科知识的综合运用能力，培养科研素养、创新意识及使命担当精神。     

磷系阻燃环氧电子封装材料研究进展

磷系阻燃环氧树脂具有阻燃效率高、制备成本低、环境危害小等显著优点,成为5G通讯、智能电子和半导体等领域的重要封装材料。基于高效磷系阻燃环氧封装材料的性能要求,介绍了磷系阻燃环氧树脂的种类和阻燃机理,总结了当前磷系阻燃环氧树脂在电子封装领域的应用研究进展并对其未来发展趋势进行了展望,指出本征型(反应型)磷系阻燃环氧树脂存在制备困难、有效磷含量低等问题,需要进一步优化工艺并提升封装体系中的磷含量。相比之下,填充型磷系阻燃环氧树脂的制备工艺简单、阻燃剂种类多、磷含量较高,在电子封装领域应用最为广泛。     

精细化工实验课程教学改革与实践:可陶瓷化阻燃EVA复合材料的制备与性能研究*

结合科研课题及实验教学经验,设计了题为“可陶瓷化阻燃EVA复合材料的制备与性能研究”的精细化工实验课教学项目。该实验以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为基材,以叶腊石粉(PL)和磷酸盐玻璃粉(GD)为陶瓷化填料(CF),以有机蒙脱土(OMMT)为抗熔滴剂,以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为阻燃剂,制备可陶瓷化阻燃EVA复合材料。实验优化了影响阻燃效果、陶瓷强度和复合材料力学性能的因素,确定了合适的配方组成等内容。本精细化工实验课结合了科研内容,能激发学生主动参与实验设计并自主探索科学的兴趣,有利于培养学生的创新能力和解决实际问题的能力。     

反应性挤出加工制备无卤阻燃高分子材料

聚合物反应性加工集聚合物加工与化学反应为一体,以聚合物加工装置为反应器,通过聚合物加工过程中的化学反应形成新物质和新结构,实现高分子材料的高性能化和功能化,是高分子材料科学的研究前沿之一.本文简要介绍了我们研究小组近年来采用反应性挤出加工制备高性能无卤阻燃高分子材料方面的研究进展.利用反应性挤出加工剪切力强、温度可控以及易于传质传热的特点实现了常规方法难以合成的高黏阻燃剂三聚氰胺磷酸盐季戊四醇酯（MPP）和三聚氰胺氰尿酸（MCA）的高效合成,制备了综合性能优良的聚丙烯/MPP、尼龙6/MCA等无卤阻燃高分子材料.研究所涉及的化学和物理方法,为聚合物无卤阻燃提供了高效、经济、环保和易于工业化的新技术,并拓宽了聚合物反应性加工的应用领域.     

一个简单易行的物理化学综合型实验

介绍一个物理化学综合型实验,通过该实验可以了解用电沉积方法制备新材料的基本技术以及高耐蚀性材料的发展现状,掌握镍电极的制备方法及耐蚀性能;了解各种电化学测试技术在探索金属离子电沉积机理和考察金属镀层耐蚀性能上的应用。实验内容设置新颖且具有较强的探索性,有利于提高学生的综合素质和科研能力。     

草酸亚铁制备及组分测定综合实验之更新探索

在实验教学中,增加综合性实验内容,开设研究性、探索性和创新性综合实验是化学专业人才培养的重要组成部分。改革更新"草酸亚铁制备及组成测定"的实验方法,并以此创新综合实验为例,引导学生综合运用所学理论知识设计并优选实验方案。通过综合实验的训练,加深学生对实验及科研方法的理解,提高其实验技能及合作交流的能力。     

磷系阻燃环氧树脂研究

本文对近年来国内外9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）衍生物的合成及其应用于阻燃环氧树脂的方法进行介绍，并对所显示的阻燃性、热性能等作了概述和比较。将反应型磷系阻燃剂DOPO衍生物引入环氧树脂基体结构中形成阻燃持久、无卤、低烟、无毒、热稳定性好的新型含磷环氧树脂。     

无卤阻燃聚丙烯研究进展

综述了目前应用于聚丙烯的铝-镁系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂改善其燃烧性能的研究成果,分析了无卤阻燃剂的加入对聚丙烯阻燃性能、力学性能的影响,总结了无卤阻燃聚丙烯尚待研究的科学技术问题,提出了研究新型无卤阻燃剂和不同阻燃剂复合的协效作用,研制新型表面改性剂和新的表面改性技术,使阻燃剂与聚丙烯有适宜的相容性,构筑适度柔性、结合力强的界面结构,是制备具有优良阻燃性能、力学性能的无卤阻燃聚丙烯努力方向的研究思路.     

PP/EVA/OMMT纳米复合材料及其阻燃材料的动态燃烧行为

利用锥形量热仪(CONE)在35kW/m2热辐照条件下,并结合极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧测试方法对聚丙烯(PP)/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料和加入无卤复配阻燃剂制备的PP/EVA/OMMT/氢氧化铝(ATH)/三氧化二锑(AO)纳米复合阻燃材料的热释放速率、烟释放及材料在燃烧时的质量损失行为进行了研究。结果表明,添加5%(质量分数)OMMT可以提高PP/EVA复合材料的阻燃性能,燃烧时的热释放速率、质量损失率以及烟释放量减少,且OMMT与无卤复配阻燃剂之间可产生阻燃协同作用,使纳米复合阻燃材料的阻燃性能、热稳定性和抑烟性进一步增强。     

大学化学本科教学中综合化学实验的设计——锂离子电池制作

将CR2032型锂离子电池的制作及电化学性能测试实验设计为大学化学本科生的综合实验并将其应用于本科教学中，建立起基于锂离子电池用正极材料的合成、表征、电极制备及电池组装和性能测试的综合性开放实验。实验以无机材料制备为实验基础，以电化学原理为理论基础，通过文献查阅、确立合成路线、材料制备及表征、锂离子电池制作与测试等多项综合实验内容，使学生了解目前常见的正极材料种类、合成方法、电池的基本结构以及电池性能的测试方法。在教学过程中以学生主动探索为主体，培养学生的科学探究素养，锻炼学生查阅文献、自主设计实验和合作开发的能力。     

高分子材料与工程专业有机化学实验改革——以丙烯酸丁酯的制备为例

结合高分子材料与工程专业的特点,在有机化学实验教学中设计并实施了丙烯酸丁酯制备实验。首先让学生查阅资料,对乙酸异戊酯制备和丙烯酸丁酯制备实验中的催化剂、反应条件、原料和产物性质等内容进行比较分析,并设计初步的实验方案;然后在具体教学实施时通过考察催化剂、反应温度和反应时间的变化,让学生分析这些因素对丙烯酸丁酯产率的影响趋势;最后让学生撰写出基于课外拓展的实验报告内容。整个实验的设计与安排有助于学生初步了解科学研究的方法,提高学生分析问题解决问题的能力,并提高学生的创新能力和实践能力。     

硫掺杂碳纳米球的制备、表征及其储氢性能——化学材料相关专业综合设计性实验教学的探索与实践

综合设计性实验是培养大学生综合素质和创新能力最重要的途径之一。根据化学与材料相关专业的特点,开设"硫掺杂碳纳米球的制备、表征及其储氢性能"综合设计性实验项目,通过文献调研、原理阐述、方案制定、材料制备、结构表征、性能测试、数据处理与分析等实验环节,使学生充分掌握与化学和材料相关的多门课程内涉及的纳米材料制备、结构表征、性能分析等关键知识点,培养学生的综合能力和创新能力。实践表明,通过综合设计性实验的实践,学生的实践能力、创新能力、基本科学素养和综合素质得到明显提高。     

无卤磷系阻燃聚合物研究进展

无卤磷系阻燃聚合物燃烧时低烟无毒,对环境污染少,阻燃剂含量较少就能达到好的阻燃效果,且对聚合物材料的各种性能影响甚微,因而无卤磷系阻燃聚合物得到广泛的应用。文中在参考了大量文献的基础上,对无卤磷系阻燃聚合物的合成、结构、性能及应用做了详细的介绍和论述,并展望了无卤磷系阻燃聚合物的发展方向和前景。     

DOPA-PSPMA仿生共聚物综合探究性实验研究

为提高本科学生的创新创业能力,通过高分子化学实验教学使学生深入了解仿生共聚物的制备及性能的相关知识,设计了综合探究性实验。通过原子转移自由基聚合法制备仿生共聚物,并将其修饰在多种材料表面。采用X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、生物显微镜分别对修饰材料进行表征。该实验通过共聚物的制备使学生掌握高分子化学中活性可控自由基聚合制备共聚物的方法;掌握仿生共聚物设计及构筑方法;使学生学习科研仪器的操作方法,切实提高学生的实践能力。该实验重复性好、创新性及拓展性强,将共聚物设计制备及应用有机结合,适用于高分子专业本科生综合探究性实验。     

聚合法制备无卤阻燃尼龙的研究进展

在全球阻燃材料无卤化的推进过程中,氮系、磷系、硅系等阻燃剂以及其复配物受到各国研究人员的广泛关注。利用聚合法(原位聚合法和共聚法)制备阻燃尼龙,可有效解决共混法中常存在的阻燃剂在基体中分散不均匀而导致的材料性能下降的问题。原位聚合法和共聚法是根据阻燃成分在基体中的存在方式而区分的,通常前者以物理均匀分散为主,后者多以化学键结合。本文在不同制备方法的背景下,根据阻燃剂类别进一步细分,综述了用原位聚合法和共聚法制备无卤阻燃尼龙的相关研究,并探讨了该领域中亟待解决的问题及未来发展方向。     

探索性化学实验的设计原则、内容及其教学模式

探索性化学实验是一种新的实验类型。在高师化学实验教学中,开展探索性化学实验教学,对于培养学生创新意识和实践能力具有极重要的作用。本文结合《化学实验设计与研究》课程的教学,对探索性化学实验的设计原则、内容和教学模式进行了初步探索。     

含氢氧化镁的阻燃硅烷交联聚乙烯

在硅烷交联聚乙烯体系中 ,添加氢氧化镁阻燃剂制备无卤阻燃的硅烷交联聚乙烯。详细讨论了硅烷和氢氧化镁用量对材料力学性能及阻燃性能的影响。采用了拉伸性能试验、氧指数试验和锥形量热计试验对交联物的性能进行了表征。     

火安全环氧树脂材料的制备及其阻燃性能研究

针对“十四五”规划对高等教育人才培养的需求,为促进学生全面发展,加强交叉类学科的推广,改善传统教学实验中直观性、交叉性、创新性和实践性不足的问题,设计了制备安全环保材料的新创类综合实验。首先,利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)结构中P―H键的反应活性,与二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)分子发生加成反应,合成阻燃剂(BMP)。最后,通过熔融共混法将阻燃剂BMP均匀分散到环氧树脂固化物中,制得阻燃环氧树脂。该综合实验不仅将基础知识与科学前沿相结合,而且将合成实验与应用实践相结合,培养学生发现并解决问题的能力、学习新事物的能力、理论联系实际的能力。     

通过分子复合超分子方法制备高性能高分子材料

分子复合可调控聚合物超分子结构和聚集态结构,提高其性能,是高分子材料制备和高性能化的超分子方法.本文介绍了我们研究组近几年来通过分子复合超分子方法制备新型高分子材料的一些研究工作,如实现PVA的热塑加工,制备高性能熔纺纤维、吹塑薄膜、中空瓶、注塑制品等;制备新型聚合物无卤阻燃剂MCA,大大简化其合成工艺,并具有更高阻燃...