Molecular chain properties of poly (N-isopropyl acrylamide)

A series of poly( N-isopropyl acrylamide) (PNIPAM) samples with molecular weight ranging from 2.23×10~4 to 130×10~4 and molecular weight distribution M_w/M_n≤1.28 were obtained by free radical polymerization and repeat precipitation fractionation. The molecular weight M_w, second virial coefficient A_2 as well as the mean-square-root radius of gyration 〈S~2〉 for PNIPAM samples in tetrahydrofuran (THF) were determined by light scattering, and the relations were estimated at A_2 ∞ M_w~0.25) and 〈S~2〉~(1/2)=1.56×10~(-9) M_w~(0.56). The intrinsic viscosity for THF solution and methanol solution of PNIPAM samples was measured and the Mark-Houwink equations were obtained as [η]=6.90×10~(-5) M~(0/73) (THF solution) and [η]=1.07×10~(-4) M~(0.71) (methanol solution). The above results indicate that both THF and methanol are good solvents for PNIPAM. The limit characteristic ratio C_∞ for PNIPAM in the two solutions was determined to be 10.6 by using Kurata-Stockmayer equation, indicating that the f     

纳米复合水凝胶的力学行为与刺激响应性

纳米复合水凝胶（nanocomposite hydrogels,NC凝胶）由于其简便的制备方法、独特的组成、优异的力学性能、高光学透明度以及良好的溶胀/去溶胀性等,引起了广泛的关注.近年来,本课题组在NC凝胶的力学行为及刺激响应性NC凝胶的制备方面取得了可喜的研究成果.观察到新合成的和溶胀平衡的聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAm）-锂藻土LaponiteNC凝胶的超拉伸性,发现了在大应变下的应变硬化现象;发现利用Mooney-Rivlin方程可以描述NC凝胶的压缩应力-应变,但不能描述较大的应变硬化;Creton模型能很好地描述NC凝胶在大形变下的应力-应变曲线,特别是凝胶的应变硬化;从NC凝胶小应变下的平衡剪切模量得到了有效交联密度,观察到NC凝胶形变-回复过程的迟滞现象,测定了NC凝胶的松弛指数.我们认为NC凝胶具有超拉伸性的原因是其较低的交联密度和适度的松弛速率;在响应性NC凝胶的制备方面,发现了溶胶型Laponite的水分散液的稳定窗口,避免了加入离子性单体引起的聚集沉淀;通过共聚制备了具有超拉伸性、pH响应或温度和pH双响应的透明NC凝胶.本文主要综述了我们课题组在NC凝胶力学行为及响应性NC凝胶领域的一些研究进展,并分析了NC凝胶研究领域仍然未解决的科学问题,以及今后可能的发展方向.     

用荧光光谱跟踪钙-海藻酸水溶液的Sol-gel转变

为了克服传统方法在测定凝胶化点的同时, 作用力对物理交联点的破坏和对大分子链运动的干扰, 探索和建立不施加应力的凝胶化点测定方法, 采用荧光光谱跟踪了异硫氰酸荧光黄(FITC)标记海藻酸与钙离子在水溶液中螯合的物理凝胶化. 随着凝胶化的进行, 荧光相对强度和各向异性比在凝胶化时间曲线的80 min时出现了明显的转折点, 与Winter方法得到的凝胶化点(80 min)完全一致. 因此可以利用FITC标记的荧光发射相对强度及各向异性比来决定钙-海藻酸体系凝胶化点.     

两相聚合物熔体中相区粗化过程的格子Boltzmann研究

在自由能格子Boltzmann方法的基础上, 采用附加的作用力项描述非理想流体作用, 得到了改进自由能形式的格子Boltzmann模型. 对于高分子共混体系, 采用了Flory-Huggins自由能函数形式, 对两相聚合物熔体中的相区粗化过程进行了模拟. 首先通过格子Boltzmann方法计算得到了聚合物共混物的相分离曲线, 该曲线与两相共存曲线的解析值吻合得较好. 应用此模型, 研究了聚合物共混体系不稳分相机理的相区粗化过程. 在此基础上, 探讨了分相后期相区尺寸随时间的增长指数与高分子链长和Flory-Huggins相互作用参数的关系. 模拟结果表明, 相区的后期增长机理与高分子链长和Flory-Huggins相互作用参数关系不大, 而流体的粘度决定了相区的后期增长机理, 是影响相区后期增长指数的重要因素.     

阳离子诱导海藻酸水溶液凝胶化的临界行为与自相似性

以作者对阳离子诱导海藻酸水溶液凝胶化的研究结果为中心,介绍了海藻酸钠水溶液随浓度增大和二价金属阳离子(Ca2 、Cu2 )的加入而发生的溶液-凝胶转变的临界点和相关临界指数,探讨了临界凝胶的自相似性和分形结构,以及动态标度理论对物理交联体系的适用性.基于对阳离子诱导海藻酸水溶液凝胶化及其临界行为的研究结果,提出了从凝胶化的出发点--溶液来对凝胶化进行分类的设想,根据起始组分分子链的长短将凝胶化过程分为生长型和交联型两类.     

疏水缔合型水溶性高分子的合成与表征

本文综述了疏水缔合型水溶性高分子的合成与表征方法，６文中介绿了在合成过程中提高油溶性单体和水溶性单体的混溶性以及疏水基团均匀分布的方法，并了用核磁共振，上光谱等方法测定疏水物含量的方法。     

可生物降解材料聚天冬氨酸的研究进展

综述了可生物降解材料聚天冬氨酸及其衍生物的特点及合成和结构表征，并介绍了聚天冬氨酸及其衍生物在水处理和药物控制释放等领域的研究进展。     

阻隔氧塑料包装薄膜处理工艺及进展

食品包装需要氧气阻隔性能优异的包装材料以延长产品的货架寿命。综述了目前常用的阻隔氧薄膜研制与生产技术的进展。     

Large amplitude oscillatory shear studies on the strain-stiffening behavior of gelatin gels

Linear and nonlinear viscoelasticity of gelatin solutions was investigated by rheology. The dynamic mechanical properties during the sol-gel transition of gelatin followed the time-cure superposition. The fractal dimension df of the critical gel was estimated as 1.76, which indicated a loose network. A high sol fraction ws = 0.61 was evaluated from the plateau modulus by semi-empirical models. Strain-stiffening behavior was observed under large amplitude oscillatory shear(LAOS) for the gelatin gel. The strain and frequency dependence of the minimum strain modulus GM, energy dissipation Ed, and nonlinear viscoelastic parameter NE was illustrated in Pipkin diagrams and explained by the strain induced helix formation reported previously by others. The BST model described the strain-stiffening behavior of gelatin gel quite well, whereas the Gent and worm-like chain network models overestimated the strain-stiffening at large strains.     

多代超支化水性聚氨酯的合成及表征

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二乙醇胺(DEOA)为原料通过偶合单体反应法合成了一系列不同代数的超支化水性聚氨酯(HPU),通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振波谱（NMR）对其结构进行了表征,利用三检测器的凝胶渗透色谱(GPC3)测定各代产品分子量,采用热重分析仪(TG)和示差扫描量热仪(DSC)对各代HPU及类似化学组成的线性水性聚氨酯(LPU)的热性能进行测试分析对比,结果表明,合成各代HPU产率最高可达91%;TG分析表明各代数HPU与LPU具有相近的初始分解温度,大约在200℃左右,但各代HPU与LPU的分解历程明显不同;DSC结果表明各代HPU产品的玻璃化温度(Tg)明显高于LPU,同时随着代数增高,Tg逐步由115.2℃升高到150.3℃;对比各代HPU掺杂涂膜发现,随代数的增加,光泽度和硬度明显提高。