用超临界CO_2制备微孔聚苯乙烯/热致液晶聚合物原位复合材料

微孔聚合物是80年代初发明的一种新型多孔材料,其特征为:泡孔直径1～10 μm,泡孔密度109～1012cells/cm3,相对密度0.05～0.95.具有缺口冲击强度高、韧性高、比强度高、疲劳寿命长、热稳定性高、介电常数低和导热系数低等优异性能.同时,制备微孔聚合物使用无公害、易回收的CO2和N2替代对臭氧层有害的氯氟烃(氟利昂)和易燃的碳氢化合物等作为发泡剂,是一种新型绿色材料[1].在微孔聚合物中使用超临界流体是90年代初提出的新方法[2～4],可缩短加工时间,同时制得泡孔直径更小、泡孔密度更大的微孔材料.目前研究中,对聚合物多相体系的研究报道很少,只有HIPS[5]、PE/iPP[6]和PVC/木纤维复合材料[7]等少数体系的报道,而聚合物多相体系的研究是材料科学的主要研究领域.可以预见,加入少量第二组分的共混物为基体的微孔材料可以达到更为优异的性能.本工作选择聚苯乙烯与热致液晶聚合物的原位复合材料为研究对象,采用超临界CO2快速降压法[3]制备微孔材料.在前期工作中,报道了该材料是一种综合了液晶聚合物的高强度和聚苯乙烯微孔材料轻质、高抗冲、保温隔音性能的具有仿生结构的新型复合材料[8].本文在此基础上,进一步研究热致液晶聚合物的加入对微孔结构的影响以及界面相容剂在微孔成型中的作用.     

科学家初步探明蜘蛛丝物理性能

近日,美国弗吉尼亚州威廉与玛丽学院的科学家Hannes C·Schniepp带领团队研究了由一种名为褐皮花蛛的蜘蛛所产生的蜘蛛丝,初步探明了蜘蛛丝物理特性产生的原因,相关研究日前发表于《先进材料》。蜘蛛丝具有许多超常的机械性能,例如高强度、高韧性等。但因其难以获取,为了研究这些性能     

蜘蛛与蚕的人工强制纺丝研究进展

为制备高性能人造蜘蛛丝和蚕丝,人们在蜘蛛丝蛋白的基因重组、再生蜘蛛丝蛋白或蚕丝蛋白的仿生纺丝,以及蜘蛛与蚕的人工强制纺丝方面开展了大量工作.研究了人工强制纺丝,比较了蜘蛛牵引丝和蚕丝在不同纺丝条件下的力学性能.结果表明:在一定范围内增加纺丝速率有利于提高蜘蛛丝和蚕丝的力学性能,此外,环境温度、纺丝状态等条件对丝的性能也...     

红外和拉曼光谱用于对丝蛋白构象的研究

动物丝纤维和相关丝蛋白材料的性能与丝蛋白本身的二级结构即构象密切相关。红外光谱和拉曼光谱是研究蛋白质构象的有力手段,因此在丝蛋白结构的研究中也有广泛的应用。本文综述了红外光谱和拉曼光谱在家蚕、野蚕(主要是柞蚕)和蜘蛛丝蛋白研究方面的应用,并对表征丝蛋白各种构象的红外和拉曼特征峰进行了较为全面的归纳总结。     

"面包圈"状高有序度大孔径介孔分子筛SBA-15的合成

介孔材料因其高度有序的大孔径、较佳的催化吸附性能、良好的电磁性质及易于剪裁而引起人们极大的兴趣[1～9].人们已相继合成了介孔氧化硅薄膜[3,10]、球[12]、空心球[4,13]和纤维[12～15]等,并设法控制中孔材料晶体外貌[3～9,15～21].最近,我们报道了利用多相组装和无机晶体(如NaCl,LiCl)作大孔结构导向剂的方法[16],合成了人造"珊瑚"状介-大孔氧化硅膜[13].Lin等[17]用共表面活性剂法在丁醇存在下合成了多组有序结构的介孔氧化硅空心球; Shio等[21]在完全溶解的硅酸钠和阳离子表面活性剂溶液中,合成了细棒状介孔氧化硅粉末.本文报道一种控制介孔材料颗粒外貌和形状的新方法,即共溶剂法,并以此法合成了高有序度、大孔径、 "面包圈"状介孔氧化硅SBA-15.这种新材料有望在微加工、催化、生物分离、电子器件的矿化、色谱载体等方面得到应用[1～9].     

磺化聚醚酮酮热分解动力学研究

由美国杜邦公司开发出的聚醚酮酮(PEKK)是一种热塑性特种高分子材料,有优异的综合性能 ,并有突出的耐高温性[1],对PEKK的合成及性能的研究已有较多报道[2～4 ].对PEKK进行磺化改性后,可在芳环上引入磺酸基,得到磺化聚醚酮酮(SPEKK)[ 5],但目前对SPEKK的结构与性能的研究尚未深入[6].     

TiO2纳米带表面光伏特性的研究

近年来, 一维结构的纳米带由于其不同于管、线材料的新颖结构以及独特的光电性能而受到广泛关注. 人们通过各种方法合成了氧化锌、硫化镉和氧化锡等纳米带材料[1,2]. 纳米TiO2以其优异的光电性能和高的化学稳定性而被广泛应用于太阳能电池、光催化降解等诸多领域[3], 从而成为研究热点, 最近其纳米带的制备也有报道[4].     

两亲性嵌段聚醚酯在空气-水界面上的Langmuir单分子膜

聚醚酯是一种新型弹性材料,目前已成为工业化产品[1].对这种嵌段聚醚酯的合成和弹性行为[2]、熔体的流变性能[3]、以及纤维在拉伸状态下的聚集态结构和分子运动[4]已有一些报道.     

基于动物丝蛋白的人工纺丝

动物丝,特别是蜘蛛丝近年来由于其优异的综合力学性能而备受关注.但是天然动物丝的应用由于种种原因而受到各种限制,因此人们期望通过人工纺丝获得性能与天然动物丝相近的人工丝纤维.本文就采用动物丝蛋白进行人工纺丝的历史和现状,从再生蜘蛛丝蛋白、重组蜘蛛丝蛋白和再生蚕丝蛋白等方面进行综述,比较了天然动物丝和人工丝纤维的力学性能,并且探讨了人工生物模拟纺丝制备高性能人工丝纤维(超级纤维)的前景.     

蜘蛛吐丝过程中钾的作用

用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对蜘蛛Nephila丝腺体和丝进行测定,结果表明,钾在丝中的含量明显高于在丝腺体中的含量.同时,在蜘蛛丝蛋白溶液中加入氯化钾,溶液出现乳白色浑浊,表明有呈β-折叠构象的微纤产生.浊度测试发现,丝蛋白微纤会逐渐聚集成较大颗粒而在溶液中形成沉淀.另外,红外光谱和拉曼光谱亦证明钾能够使蜘蛛丝蛋白膜发生从无规线团/螺旋到β-折叠的构象转变.有理由认为钾在蜘蛛吐丝过程中起重要作用,它的存在有利于丝蛋白形成β-折叠结构.     

从天然动物丝到丝蛋白基材料的研究

作为具有优异综合力学性能的天然蛋白质纤维,丰产的动物丝特别是蚕丝长期伴随着人们的日常生活,近十余年来,各种具有特色的功能性丝蛋白基材料更是层出不穷.但在探索动物丝和丝蛋白基材料的过程中,动物丝纤维是经由蚕或蜘蛛等动物的纺器而纺制得到的简单事实往往被忽视;换言之,动物丝实际上是动物对丝蛋白进行体内“加工”后的产物,也是丝蛋白基材料中的一种.因此,天然动物丝中独特的各等级间构效关系与丝蛋白基材料的构效关系之间并不存在着必然的传承效应.本文着重介绍了我们在对动物丝和丝蛋白基材料探索中的经验和体会,即在强调以丝蛋白分子链结构与性能及其之间的关系为研究重点的基础上,从比较和发掘各种天然动物丝的特性入手,进而了解丝蛋白分子链在本体和溶液中的行为,并通过对动物丝蛋白分子链聚集态结构的调控,以达到设计制备一系列多形貌和多功能的动物丝蛋白基材料的目的.     

用红外光谱研究具有互穿网络结构的pH/温度双重敏感性微凝胶的相转变行为

采用傅立叶变换红外光谱仪测试了由聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPA)和聚丙烯酸(PAA)两种聚合物网络形成的具有互穿聚合物网络结构(IPN)的pH/温度双重敏感性微凝胶D2O分散液,通过差谱技术对不同pH值和温度条件下的红外吸收光谱进行处理,研究微凝胶相转变过程中分子链微环境的变化.结果表明,随着D2O介质的pH值增...     

Correlation between processing conditions,microstructure and mechanical behavior in regenerated silkworm silk fibers

Regenerated silkworm fibers spun through a wet‐spinning process followed by an immersion postspinning drawing step show a work to fracture comparable with that of natural silkworm silk fibers in a wide range of spinning conditions. The mechanical behavior and microstructure of these high performance fibers have been characterized, and compared with those fibers produced through conventional spinning conditions. The comparison reveals that both sets of fibers share a common semicrystalline microstructure, but significant differences are apparent in the amorphous region. Besides, high performance fibers show a ground state and the possibility of tuning their tensile behavior. These properties are characteristic of spider silk and not of natural silkworm silk, despite both regenerated and natural silkworm silk share a common composition different from that of spider silk. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part B: Polym Phys, 2012     

新型硅酸锡微孔化合物的合成与表征

利用水热合成法制备了一种新型硅酸锡微孔化合物(Microporous stannosilicates), 通过XRD, SEM, ²⁹Si MAS NMR, ¹¹⁹Sn MAS NMR, IR和TG等测试手段对该硅酸锡微孔化合物进行了表征. 结果表明, 该硅酸锡微孔化合物中的Sn物种为六配位形式, 而此化合物与硅锆矿石(Litvinskite)具有相同的拓扑结构.     

Thermal properties of bombyx mori and several wild silkworm silks Phase transition of liquid silk

The thermal properties of liquid silk from domestic and wild silkworms are investigated. Liquid silks obtained from the silk gland of the domesticated silkworm, Bombyx mori and four wild silkworms, Samia cynthia ricini, Dictyoploca japonica, Antheraea pernyi and Antheraea yamamai were used. The DSC curves for the liquid silk from the domestic silkworm have weak endothermic peaks corresponding to the breaking of hydrogen bonds in the β-form or to the untangling of physical network. The DSC curves for the wild silkworm silks, however, show clear exothermic peaks corresponding to a phase transition from the α-helix conformation to the β-form. Liquid silk from all the different silkworms undergoes a characteristic irreversible phase transition. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

pH值对丝素蛋白构象转变的影响

模仿家蚕吐丝过程中伴随丝素蛋白自然脱水的纤维化过程,研究了再生丝素蛋白在各种pH值的磷酸盐缓冲溶液体系中自然干燥脱水成膜后的构象转变.利用激光拉曼散射光谱及其二维相关光谱,定性分析了丝素蛋白酰胺区(1600～1700cm^-1)散射峰的相关组成及结构.在此基础上,利用¹³CCP-MAS固体核磁共振谱对丝素蛋白丙氨酸C_β峰(δ14.5～22)进行了解析拟合.从而确定了体系中与Silk及Silk构象相关的组成含量与pH值的关系.结果表明,pH=5.2的酸性溶液有利于蚕丝丝素蛋白从Silk向Silk构象转变,而中性与碱性溶液(pH=6.9和8.0)则对丝素蛋白的构象转变影响甚小.     

傅里叶变换-红外光谱法快速测定面粉中滑石粉

提出了应用衰减全反射(ATR)傅里叶变换-红外光谱(FT-IRS)法快速检测面粉中混入的滑石粉,测定中采用中红外检测器。根据滑石粉的标准红外光谱图并为避免面粉的吸收干扰,选择滑石粉在3 674.96 cm-1及668.16 cm-1两处的特征吸收峰作为判定面粉中是否含有滑石粉的依据,并且其吸收强度随滑石粉含量的增加而增加。由于面粉中滑石粉质量分数低于0.5%和0.2%时,分别在上述两吸收峰波长处已不呈现吸收,方法中将1%(质量分数)作为滑石粉的检出限。此外,根据吸收峰的吸收强度可估算出滑石粉的含量。方法中选用的主要仪器工作条件为:①扫描范围为4 000～650 cm-1;②分辨率为8 cm-1;③扫描信号累加次数为32;④衰减全反射压力常数为100。     

无定型氧化硅转变为α-方石英的振动光谱

红外和喇曼光谱是分子结构信息的重要来源,也是研究表面和催化问题的强有力手段,常用来表征活性中心及吸附物种的结构．为提高稳定性,催化剂一般都要经过焙烧处理,在焙烧过程中,载体结构可能会发生变化,有时还会形成一定的晶相．载体结构变化时,一般会伴随振动光谱的变化,因此在利用振动光谱研究催化体系时,弄清载体的振动光谱是十分必要的．二氧化硅是最常用的催化剂载体之一,但它具有比较多的结构形式,除无定型氧化硅中硅氧四面体可连接成不同的结构外,它还具有石英、鳞石英、方石英等多个晶相系列．对氧化硅的不同结构形式,…     

金属离子导致的丝素蛋白的构象转变

蚕丝和蜘蛛丝的优异力学性能一直是科学家们关注的课题^[1-3]。近年来,在蚕丝蛋白结构及其构象方面的研究取得了许多进展^[3-5]。在蚕的腺体中丝素蛋白的构象为silk I（主要是无规线团为主,还有少量的β－转角,α螺旋等）,而在纤维状的丝中为silk Ⅱ（主要是β折叠）。金属离子在蚕叶丝过程中的作用也一直是一个人们关心的问题。Chen等^[6]在研究丝胶（包附在丝素蛋白表层的另外一种蛋白）时发现,在一定pH条件下,Ni^2 离子通过四配位的螯合作用诱导丝素蛋白β折叠的形成。并且,Viney等^[7]根据电感耦合等离子体（ICP－MS）技术推测Ca^2 的增加能使β折叠的形成加速。