聚合物微/纳米纤维膜的研究与应用

近年来聚合物微/纳米纤维膜因具有比表面积大、密度低、孔隙率高、孔间结合性良好、易与纳米尺寸的活性物质结合等系列优异性能而受到越来越多的关注。本文归纳了聚合物微/纳米纤维的制备及其发展;分类介绍了聚合物微/纳米纤维膜的研究进展和表征方法;同时概述了聚合物微/纳米纤维膜应用在过滤材料、医药、组织工程等方面的研究情况。     

5-(3-吡啶基)-1H-四氮唑配体构筑的[Ni_2(ptzH)_3(H_2O)_6]~(4+)二聚体修饰的八钼酸盐化合物

在水热条件下采用5-(3-吡啶基)-1H-四氮唑配体合成了基于八钼酸盐的有机-无机杂化化合物[Ni_2(ptz H)_3(H_2O)_6](β-Mo_8O_(26))·2H_2O(ptz H=5-(3-吡啶基)-1H-四氮唑),并通过单晶X-射线、元素分析和红外光谱对其进行了表征.化合物中存在β型八钼酸盐[Mo_8O_(26)]~)4-_和阳离子二聚体[Ni_2(ptz H)_3(H_2O)_6]~(4+)2个孤立的亚单元.在这个二聚体中,2个Ni原子被3个ptz H分子固定.相邻的Ni二聚体之间存在丰富的π…π堆积作用,形成1个带有菱形格子的二维超分子金属-有机层.[β-Mo_8O_(26)]~(4-)多阴离子通过提供大量的氢键作用而占据在该超分子二维层的菱形格子中.     

Structure evolution mechanism of poly(acrylonitrile/itaconic acid/acrylamide) during thermal oxidative stabilization process

Polyacrylonitrile (PAN) polymers with different compositions were prepared by an efficient aqueous free-radical polymerization technique.Thermal properties of polyacrylonitrile homopolymer (PAN),poly(acrylonitrile/itaconic acid) [P(AN/IA)] and poly(acrylonitrile/itaconic acid/acrylamide) [P(AN/IA/AM)] were studied by Fourier transform infrared spectroscopy,X-ray diffraction,differential scanning calorimetry and thermogravimetry in detail.It was found that AM had the ability to initiate and accelerate thermal oxidative stabilization process,which was confirmed by the lower initiation temperature and broader exothermic peak in P(AN/IA/AM) as compared with that in P(AN/IA) and PAN.The intensity of heat releasing during the thermal treatment was relaxed due to the presence of two separated exothermic peaks.Accompanied by DSC analysis and calculation of the apparent activation energy of cyclization reaction,two peaks were assigned to the ionic and free radical induction mechanisms,respectively.The higher rate constant in P(AN/IA/AM) indicated that the ionic mechanism actually had a kinetic advantage at promoting thermal stability over the free radical mechanism.This study clearly show that the synthesized P(AN/IA/AM) terpolymers possess larger room to adjust manufacture parameters to fabricate high performance of PAN-based carbon fibers.     

EVOH纳米纤维及其功能膜的制备与性能研究北大核心CSCD

利用熔融纺丝相分离行为制备乙烯-乙烯醇共聚树脂(EVOH)纳米纤维,并利用湿法成网的方法制备EVOH纳米纤维膜,分析表征了EVOH纳米纤维的形态、结构、结晶性能及纤维膜的形态、孔隙率、孔径大小和分布、比表面积等。结果表明:乙烯-乙烯醇共聚树脂/乙酸丁酸纤维素酯(EVOH/CAB)经双螺杆熔融挤出去除CAB后所制备的EVOH纳米纤维平均直径为162～260nm,加工条件和方法对EVOH的结构和结晶性能没有明显影响。随着纤维膜厚度增加,EVOH纳米纤维膜的孔径减小、孔径分布变窄;随着纳米纤维制备过程中EVOH/CAB体系中EVOH含量增大,EVOH纳米纤维直径增大,其功能膜的孔隙率增大、比表面积减小。     

改性聚酯异形中空微孔纤维性能研究

利用不同的异形喷丝板,将聚对苯二甲酸乙二酯(PET)与不同间苯二甲酸- 5- 磺酸基团摩尔含量的共聚酯(HCDP)共混纺丝,制得一系列改性聚酯纤维.改性纤维的断裂强度随共混HCDP中磺酸基团摩尔含量的增加呈现下降趋势,但该趋势在磺酸基团含量达到一定数量后出现回升.纤维对阳离子染料的吸收率随磺酸基团摩尔含量的增加而增加,但对分散染料而言此差异较小,并且不论何种染料,纤维横截面的变化对上染率的影响均不明显.碱处理对纤维上染率影响巨大.纤维保水率与纤维碱处理后形成的具有毛细效应的微孔结构以及异型纤维本身形成的毛细结构有密切关系,而且纤维对水分的传输性能在很大程度上取决于纤维的横截面形状,纤维碱处理后形成的微孔特别是透孔结构有助于输水性能的改善.     

云点法研究丙烯腈共聚体系反应活性及其与热稳定性能的关联

采用滴定实验法分别测试了衣康酸(IA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸甲酯(MA)与丙烯腈(AN)一系列单体组成比时的云点;采用红外光谱、示差扫描量热分析和热失重分析研究了共聚单体的选择对共聚物热稳定化反应的影响和机理及其与共聚体系反应活性的关联.结果显示,IA、AM或MA的引入有利于提高AN聚合体系的云点,不同共单体用量构成的云点迹线斜率可以比较共聚体系反应活性,并对AN共聚体系组成的优化选择具有普适性;而AN与IA较高的共聚反应活性使得P(AN/IA)聚合物热稳定性能好,氰基未环化指数、环化反应起始温度及表观活化能低,环化反应速率快,这可能由于IA分子结构含有2个羧基,引发活性点较多,可以在低温条件下引发氰基环化形成更多的梯形结构.     

联咪唑及其衍生物修饰的多酸基化合物的合成、结构和性质

通过使用联咪唑及其衍生物2种有机配体在水热条件下合成了2个多酸基化合物[Ag₄(biz)₄][H₂P₂Mo₅O₂₃]·2H₂O(1)和[Ag₄(bbiz)₄][HPW₂^ⅥW₂^ⅤO₄₀](2)(biz=2,2-联咪唑, bbiz=5-丁基-2,2-联咪唑), 并通过单晶X-射线衍射、元素分析和红外光谱对其进行了表征。 化合物1包含双核银簇[Ag₂(biz)₂]²⁺, [P₂Mo₅O₂₃]^6-多阴离子通过提供端基氧原子连接相邻双核银簇而构筑了一维链结构。在化合物2中, 每个Keggin型阴离子提供4个桥氧原子来连接4个双核银簇[Ag₂(bbiz)₂]²⁺, 从而构筑一个二维的层结构。此外, 对标题化合物的电化学、光催化以及荧光性能也进行了研究。     

联咪唑及其衍生物修饰的多酸基化合物的合成、结构和性质

通过使用联咪唑及其衍生物2种有机配体在水热条件下合成了2个多酸基化合物[Ag4(biz)4][H2P2Mo5O23]·2H2O(1)和[Ag4(bbiz)4][HPWⅥ10WⅤ2O40](2)(biz=2,2-联咪唑,bbiz=5-丁基-2,2-联咪唑),并通过单晶X-射线衍射、元素分析和红外光谱对其进行了表征。化合物1包含双核银簇[Ag2(biz)2]2+,[P2Mo5O23]6-多阴离子通过提供端基氧原子连接相邻双核银簇而构筑了一维链结构。在化合物2中,每个Keggin型阴离子提供4个桥氧原子来连接4个双核银簇[Ag2(bbiz)2]2+,从而构筑一个二维的层结构。此外,对标题化合物的电化学、光催化以及荧光性能也进行了研究。     

有机硫化合物在锂硫电池中的应用

锂硫电池具有理论能量密度高、环境友好和成本低等优点,有望成为替代锂离子电池的新一代储能系统。然而,锂硫电池充放电产物的绝缘性、可溶性多硫化锂的穿梭效应、硫正极体积膨胀及锂枝晶的不可控生长,严重影响了锂硫电池的实际容量发挥和循环稳定性。为解决上述问题,采用有机硫化合物来替代单质硫作为正极材料是有前途的策略。调控有机硫化合物的硫链、碳链及其相互作用,可改变其电化学反应过程,提高离子/电子电导,抑制穿梭效应。有机硫化合物作为电解液添加剂,可调控硫正极的反应过程并保护金属锂负极,作为聚合物电解质的改性链段可加速锂离子传导。本综述对有机硫化合物在锂硫电池的正极、电解液添加剂和固态电解质中的应用研究进展进行详细的阐述。将有机硫化合物的结构、反应机理和电化学性质联系起来,为解决锂硫电池存在的问题提供见解。最后,提出高性能有机硫化合物的设计合成和机理研究思路,以期实现可实用化的锂硫电池。     

聚合反应介质对丙烯腈/衣康酸共聚物结构与性能的影响

利用混合溶剂沉淀聚合法研究了水/环丁砜(H_2O/TMS)等4种不同聚合反应介质对丙烯腈/衣康酸(AN/IA)共聚物的转化率、重均分子量(Mw)及分布(D)、表面微观形貌、竞聚率及链结构、聚合物热性能和纺丝性能的影响.结果表明,P(AN/IA)聚合物转化率随着混合溶剂中H_2O含量的增加,呈先升高后降低的趋势.P(AN/IA)的Mw与水/溶剂比例成线性增加的关系,其中,以H_2O/TMS作为混合反应介质所制备P(AN/IA)的Mw最大,D最小(小于2).AN与IA以H_2O/TMS为聚合介质时倾向于理想共聚,2IA链段分布几率仅为2.87%.以H_2O/TMS为聚合体系所制备P(AN/IA)结构疏松、颗粒粒径较小且易溶解,预氧化时环化反应放热速率低、放热区间宽,热稳定化阶段形成耐热梯形结构反应所需能垒小.P(AN/IA)/TMS纺丝溶液的表观黏度低,TMS为PAN的良溶剂.