氯化镁增塑改性聚乙烯醇

以氯化镁为增塑剂, 采用流延法制备了增塑改性聚乙烯醇(PVA). 研究了氯化镁与PVA的相互作用以及氯化镁增塑改性PVA的结晶性能、 热性能和机械性能. 研究结果表明, 氯化镁能与PVA大分子发生较强的相互作用, 从而破坏PVA分子链内和链间的氢键, 降低PVA的结晶度. 氯化镁对PVA的热性能影响显著, PVA在加入氯化镁后的热分解过程由纯PVA的两段失重过程转变成三段失重过程. 氯化镁可有效增塑PVA, 其玻璃化转变温度降低, 拉伸强度下降, 断裂伸长率上升, 储能模量下降.     

PVA/PEG/Mg(OH)_2复合材料体系的非等温结晶行为

采用熔融共混法,以聚乙二醇(PEG)为增塑剂、Mg(OH)2为稳定剂制备了聚乙烯醇(PVA)/PEG/Mg(OH)2复合材料。利用差示扫描量热仪(DSC)考察了PVA/PEG/Mg(OH)2复合体系中PVA的非等温结晶行为。结果表明:在熔融过程中PEG与PVA大分子形成的分子间氢键,破坏了PVA分子内或分子间的氢键,改善了PVA的热塑性能,使研究其熔融结晶行为成为可能。     

4-硝基-1,3-丁二烯基胺分子的氢键效应

在从头计算的水平上, 利用杂化密度泛函理论研究了溶剂对4-硝基-1,3-丁二烯基胺分子的几何结构、分子内的电荷分布和电荷转移态的能量漂移的影响. 在四种极性溶剂中, 我们构造了包括氢键作用的超分子结构. 分别研究了由极化连续模型模拟的溶剂和溶质分子的长程相互作用, 溶剂和溶质分子的氢键作用, 以及溶剂和溶质分子的整体作用对分子结构和性质的影响. 研究结果表明氢键作用引起了溶质分子结构和性质的较大变化, 从而将明显地影响该类分子的非线性光学性质. 因此, 在模拟溶剂效应时需要考虑氢键作用.     

氢键作用对聚乙烯醇水溶液流变行为的影响

聚乙烯醇(PVA)水溶液的流变行为不同于一般高分子溶液,与其体系内分子间氢键相互作用密切相关.流变测试结果表明,其稳态流变曲线可分为4个区域,即第一平台区、第一剪切变稀区、第二平台区和第二剪切变稀区.结合理论分析确定第一平台区及第一剪切变稀区与分子间氢键形成的网络结构有关,而第二剪切变稀区与PVA大分子链的解交叠有关.此外,醇解度、剪切历史、静置时间等因素均可改变PVA分子间氢键相互作用,进而影响其流变行为.     

酸性有机磷类萃取剂单分子膜的气-液界面行为:亚相pH和铺展溶剂的影响

液-液两相萃取过程中,有机磷类萃取剂分子的界面行为决定了其以何种形式参与到界面萃取反应中.为了阐明萃取剂分子界面行为的变化特点,采用Langmuir单分子膜技术研究了单分子膜中P507分子在气-液界面的吸附和聚集行为随亚相pH、有机溶剂极性的变化.通过测定表面压-分子面积等温线,并采用界面红外反射吸收光谱（IRRAS）分析表征气-液界面P507分子间相互作用,结果发现,以正己烷作铺展溶剂时,随亚相pH的降低,P507单分子膜质子化程度提高,P507分子极性端水化能力削弱,分子间相互作用增强,单分子膜中形成含有分子间氢键的聚集体.但采用极性有机溶剂（二氯甲烷和氯仿）铺展P507单分子膜,膜内P507分子界面聚集状态发生变化.铺展溶剂极性增强,单分子膜内会含有更多极性端水化能力强的P507分子单体,并且亚相pH降低,单分子膜不会出现类似正己烷条件下的π-A曲线收缩和P-O-H基团峰位红移现象.这证实了有机铺展溶剂极性可以改变P507单分子膜中分子界面存在形式和聚集状态.本工作为深入理解溶剂萃取过程中水油两相界面处酸性有机磷类萃取剂分子的聚集行为变化及其对界面反应活性的影响机制奠定了基础.     

分子内氢键 Ⅰ.分子内氢键的PMO研究

脂肪族化合物的分子内氢键与分子间氢键无论在性质和强度上都没有明显的区别,而在共轭体系中的分子内氢键强度却可成倍地大于类似官能团间的分子间氢键,这为应用PMO方法来研究含杂交替烃体系中的分子内氢键提供了可能性.观察到如下规律:对于相同官能团的一系列化合物,分子内氢键的强度主要决定于给予原子上的电荷密度,电荷密度越大,内氢键越强;在非键分子轨道系数相同的情况下,共轭体系越大,内氢键越强.当分子中有脂并环取代基时不服从上述规律.这种脂并环取代基有时会增强内氢键的强度.     

溶剂溶胀对鄂尔多斯褐煤结构及热解产物分布的影响

采用四种有机溶剂对鄂尔多斯褐煤进行溶胀预处理并在粉-粒流化床上进行快速热解,探究溶胀对褐煤结构及热解特性的影响.采用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、气相色谱-质谱联用仪、固体核磁、X射线衍射、全自动化学吸附仪等仪器对溶胀煤及热解产物进行表征.结果表明,非极性溶剂对煤结构影响较小.极性溶剂可以降低褐煤含氧官能团的氢键交...     

聚乙烯醇接枝微粒对黄酮类物质的吸附特性

以硅胶表面接枝有聚乙烯醇(PVA)的接枝微粒PVA/SiO₂为固体吸附剂, 对槲皮素和芦丁2种黄酮类化合物进行了吸附研究, 结果表明, 由于接枝微粒PVA/SiO₂表面含有高密度的羟基, 使得该接枝微粒与黄酮类化合物分子之间可形成多位点的常规氢键和π型氢键, 溶剂的竞争吸附对黄酮化合物的吸附容量产生很大的影响. 以弱极性的1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂时, 几乎不存在溶剂的竞争吸附, 槲皮素和芦丁具有最高的吸附容量, 分别为0.32 mmol/g(96 mg/g)和0.23 mmol/g(140 mg/g); 而在质子溶剂乙醇中, 强烈的溶剂竞争吸附使两者的吸附容量降至0.22 mmol/g(65 mg/g)和0.14 mmol/g(87 mg/g). 升高温度会减弱氢键作用, 甚至使氢键断裂, 导致吸附容量减小. 质子溶剂中电解质的存在, 对吸附作用产生负性影响. 功能微粒PVA/SiO₂对黄酮类化合物的吸附为放热过程, 且为焓驱动的吸附过程.     

固载四苯基乙烯及其衍生物聚集体的聚乙烯醇薄膜对有机挥发气氛的检测

以聚乙烯醇(PVA)为粘胶剂,将四苯基乙烯(TPE)及其衍生物聚集体固载在滤纸上,以有效发挥AIE的特性.为了考察PVA浓度对四苯基乙烯及其衍生物聚集态下发光性能的影响规律,本文研究了PVA浓度分别与TPE、1,1,2,2-四-(4-(5-溴戊氧基)苯基)乙烯(TPE-OR)、(4-二苯基)苯基二苯并富烯(BpPDBF)三种化合物荧光强度之间的关系.实验结果表明,即使水含量不同,三种化合物均对PVA浓度依赖性存在着荧光强度极大值.说明提高PVA浓度,增加溶液粘度,将会使TPE及其衍生物分子内旋转进一步受限,但同时也会妨碍TPE及其衍生物形成更大的聚集体,即荧光强度的变化是这两种作用的综合体现.另外,固载于滤纸上的TPE、TPE-OR、BpPDBF薄膜可以用于检测特定有机溶剂及硝基化合物的挥发气氛,并具有比较灵敏的响应.     

聚乙烯醇/明胶/纳米羟基磷灰石复合材料热塑加工性能研究

结合固相剪切碾磨技术(S3M),以胶原纤维(Col)在熔融挤出过程中原位降解成明胶(Gel),通过Gel与聚乙烯醇(PVA)分子间形成氢键复合增塑PVA,改善聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石(PVA/n-HA)复合材料的热塑加工性能.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)和高压毛细管流变仪等研究了复合材料的结构与热塑加工性能.结果表明,通过S3M技术实现了n-HA在PVA基体中的均匀分散;FTIR表明Gel与PVA间形成了氢键作用和部分接枝反应;Gel和PVA分子间的氢键作用使PVA/Gel/n-HA复合材料的初始分解温度提高到287.6℃,改善了PVA的热稳定性,PVA的结晶度由纯PVA的58.2%降低到复合材料中的24.5%,使其熔点降低至130.5℃,拓宽了PVA/n-HA复合材料的加工范围,获得超过140 K的热塑加工窗口.Gel有效降低了PVA/nHA复合材料表观黏度,改善了PVA/n-HA复合材料的热塑加工性能.     

聚乙烯醇/聚吡咯复合导电水凝胶应变传感器的制备及性能

以聚乙烯醇(PVA)为原料, 植酸(PA)和氨基-聚倍半硅氧烷(NH₂-POSS, NP)为交联剂, 通过冻融循环法制得PVA/PA/NP复合水凝胶, 再以其为模板, 通过吡咯的原位聚合制得PVA/PA/NP-PPy复合导电水凝胶, 克服了聚吡咯材料易脆、 疏水的特性, 进一步改善了水凝胶的导电性和灵敏性. 循环拉伸实验结果表明该水凝胶具有良好的自回复能力, 电导率高达7.53 S/m, 从I-V曲线可知其作为柔性可穿戴应变传感器的最高检测电流可达 9.029 mA, 灵敏度因子可达6.796, I-T曲线表明该传感器可以准确地通过电流信号变化来监测人体的各种微小运动.     

基于半互穿聚合物网络的高温质子交换膜的制备

通过构筑基于含不饱和双键的磺化聚芳醚酮(Allyl-SPAEK)与芳醚型聚苯并咪唑(PBI)的半互穿聚合 物网络(IPN), 获得综合性能优异的可用于高温质子交换膜燃料电池的PBI/Allyl-SPAEK复合膜材料. 在对 Allyl-SPAEK和PBI的分子进行设计和合成的基础上, 采用溶液共混-浇铸方法, 基于UV辐照交联, 获得了由丙烯基生成的共价键和咪唑基-磺酸基形成的强酸碱相互作用组成的IPN新体系, 并系统研究了新型复合膜的热、 机械性能和质子传导率. 结果表明, 具有PBI/Allyl-SPAEK半互穿聚合物网络的复合膜具有较高的质子 传导率和力学性能, 在同等磷酸吸附水平和测试条件下优于PBI膜. 在磷酸吸附水平为13.0左右时, PBI/ Allyl-SPAEK复合膜的最大拉伸强度达到12.1 MPa, 杨氏模量达到131.5 MPa, 是同等磷酸吸附水平下 PBI 膜的2.04倍. 在200 ℃时, 两种PBI/Allyl-SPAEK复合膜的质子传导率均达到 200 mS/cm以上, 比PBI膜传导率提高了38%.     

锌矿原料有机物含量监测方法探究

采用测定化学需氧量(COD)法和有机溶剂抽提法分别对企业常用的两种锌矿原料(A,B)有机物进行监测。通过采用测定化学需氧量(COD)法对锌矿原料中含有的有机物进行定性及半定量分析,实验结果表明,矿粉A中COD为84.9mg/L,矿粉B中COD为96.9mg/L,各自进行了3次平行实验,都能得到稳定的结果,同时确定矿粉A和B中分别含有不同量的有机物。采用有机溶剂抽提法来确定锌矿原料中有机物的含量。考察了溶剂种类、溶剂量、抽提时间对矿粉中的有机物提取效果的影响,得到最佳实验条件,对矿粉的测定结果为:矿粉A中有机物含量为7.6‰,矿粉B中有机物含量为10.1‰。在各自的最佳实验条件下,进行了3次平行实验,都能得到稳定的结果,方法准确、可靠。     

单宁酸/聚乙烯醇的阻燃性能

采用模压成型的方法制备了单宁酸/聚乙烯醇(TA-PVA)共混物,并研究了不同TA/PVA配比对TA-PVA共混物的阻燃性能的影响。通过锥形量热仪、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、垂直燃烧(UL-94)测试仪和极限氧指数(LOI)测试仪等对制备的TA-PVA共混物的阻燃性能进行了测试。结果表明,TA的加入能提高PVA的阻燃性能。TA和PVA能够通过分子间氢键形成稳定的TA-PVA共混物。当TA-PVA共混物中TA含量增加,所制备得到的TA-PVA共混物的热稳定性增加,玻璃化转变温度提高。当n(TA)∶n(PVA)=1∶50时,TA-PVA共混物的LOI值达到31.6%,UL-94等级为V-1级,热释放速率峰值从634.9 kW/m²降至328.1 kW/m²,烟气产生速率从0.18 m²/s降至0.10 m²/s。     

七氟异丁腈负离子结构与反应活性的理论研究

新型环保绝缘气体七氟异丁腈(C4)在高压输电应用中备受关注. 本文采用多种高精度量子化学理论方法研究了C4吸附电子后形成C4^-负离子的结构、 光谱、 寿命以及与CO₂的反应机理和动力学. 结果表明, 电子进入C≡N的π^*反键轨道, 通过弯曲C—C=N形成C4^-负离子, 绝热电子亲合能的最佳预测值为0.30 eV. 在 0~2 eV范围内C4^-具有显著的光电子吸收峰, 亚稳态C4^-负离子经约9 kJ/mol能垒断裂C—F键生成稳定的长寿命[F...(CF₃)₂CCN]^-中间体. C4^-+CO₂反应存在进攻F或CN上的C和N 3种复合-解离机理, 在电气应用条件下, 以CO₂进攻氰基CN途径为主, 诱发负电荷从CN向CO₂转移.     

Effects of polar protic solvents on dual emissions of 3-hydroxychromones

3-Hydroxychromones (3HC), exhibit dual emissions highly sensitive to solvent properties due to excited state intramolecular proton transfer (ESIPT). Therefore, 3HCs find wide applications as fluorescence probes in biological systems. Here, it is particularly important to understand the fluorescence behaviour of 3HCs in polar environments. Herein, we studied 3-hydroxyflavone, 2-(2-furyl)-3-hydroxychromone and 2-(2-benzofuryl)-3-hydroxychromone in high polarity solvents characterized by different H-bond donor abilities, donor concentrations and acceptor abilities. Our results show that the dual emissions of the dyes are insensitive to solvent basicity but strongly depend on the two other parameters. Moreover, furyl-and benzofuryl-substituted dyes were significantly more sensitive than the 3-hydroxyflavone to H-bond donor ability, while all three dyes showed roughly equivalent high sensitivity to H-bond donor concentration. These results can be explained by different mechanisms. Thus, the sensitivity of all three dyes to increasing concentrations of H-bond donors probably results from increase in the population of solvated dye with disrupted intramolecular H-bonds. Meantime, the sensitivity to H-bond donor ability of the solvent, observed mainly with furyl and benzofuryl dyes, is probably related to the strength of the H-bonds between the solvent and the 4-carbonyl group of the dye with intact intramolecular H-bonds. The present results provide new insights for further applications of 3HC derivatives as environment-sensitive probes and labels of biological molecules.     

Conformational equilibria and photoinduced tautomerization in 2-(2′-pyridyl)pyrrole

Depending on the polarity and protic abilities of the solvent, 2-(2′-pyridyl)pyrrole can exist in either syn or anti rotameric forms. In nonpolar solvents, intramolecular excited state single proton transfer is observed, manifested by the appearance of low-energy tautomeric emission. The solvent-assisted excited state double proton transfer reaction is also detected. DFT calculations confirm low barriers for both single and double proton transfer processes in the lowest excited singlet state and show different character of the tautomerization in both cases: in the intramolecular reaction, mutual approach of two nitrogen atoms plays an important role.     

What can you learn from a molecular probe? New insights on the behavior of C343 in homogeneous solutions and AOT reverse micelles

The behavior of C343, a common molecular probe utilized in solvation dynamics experiments, was studied in homogeneous media and in aqueous and nonaqueous reverse micelles (RMs). In homogeneous media, the Kamlet and Taft solvatochromic comparison method quantified solute-solvent interactions from the absorption and emission bands showing that the solvatochromic behavior of the dye depends not only on the polarity of the medium but also on the hydrogen-bonding properties of the solvent. Specifically, in the ground state the molecule displays a bathochromic shift with the polarity polarizability (pi) and the H-bond acceptor (beta) ability of the solvents and a hypsochromic shift with the hydrogen donor ability (alpha) of the media. The carboxylic acid group causes C343 to display greater sensitivity to the beta than to the pi polarity parameter; this sensitivity increases in the excited state, while the dependence on alpha vanishes. This demonstrates that C343 forms a stable H-bond complex with solvents with high H-bond acceptor ability (high beta) and low H-bond donor character (low alpha). Spectroscopy in nonpolar solvents reveals J-aggregate formation. With information from the Kamlet-Taft analysis, C343 was used to explore RMs composed of water or polar solvents/sodium 1,4-bis-2-ethylhexylsulfosuccinate (AOT)/isooctane using absorption, emission, and time-resolved spectroscopies. Sequestered polar solvents included ethylene glycol (EG), formamide (FA), N,N-dimethylformamide (DMF), and N,N-dimethylacetamide (DMA). Dissolved in the AOT RM systems at low concentration, C343 exists as a monomer, and when introduced to the RM samples in its protonated form, C343 remains protonated driving it to reside in the interface rather than the water pool. The solvathochromic behavior of the dye depends the specific polar solvent encapsulated in the RMs, revealing different types of interactions between the solvents and the surfactant. EG and water H-bond with the AOT sulfonate group destroying their bulk H-bonded structures. While water remains well segregated from the nonpolar regions, EG appears to penetrate into the oil side of the interface. In aqueous AOT RMs, C343 interacts with neither the sulfonate group nor the water, perhaps because of intramolecular H-bonding in the dye. DMF and DMA interact primarily through dipole-dipole forces, and the strong interactions with AOT sodium counterions destroy their bulk structure. FA also interacts with the Na+ counterions but retains its H-bond network present in bulk solvent. Surprisingly, FA appears to be the only polar solvent other than water forming a "polar-solvent pool" with macroscopic properties similar to the bulk.     

复合材料柔软性对倒金字塔微结构阵列传感器性能的影响

采用模压成型方法制备了2种柔软性不同的热塑性聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管(TPU/SCF-CNT)复合材料复制物, 其表面上具有倒金字塔微结构阵列, 内部有SCF与CNT共同构成的导电通路. 将复合材料复制物和相应的复合材料平整片封装成柔性传感器. 结果表明, 压力作用下传感器内复制物和平整片之间的接触电阻因倒金字塔底棱的形变而显著降低. 对使用柔软性较高的复合材料封装的传感器, 虽然其相对迟滞稍大, 但压力作用下倒金字塔底棱形变量较大, 且复制物和平整片内导电通路增加量较大, 因此其在0~2.5 kPa的线性区内具有较高的灵敏度(0.32 kPa^?1). 制备的2种传感器均具有快速响应特性, 且能在500 s(约1580次)的循环压缩/释放测试(峰值压力约3 kPa)中保持较稳定的电阻响应. 研究表明, 利用模压成型的表面倒金字塔结构复合材料复制物封装成的柔性压力传感器具有良好的传感性能.     

手性樟脑衍生的共价有机骨架材料用作高效液相色谱固定相分离手性化合物

共价有机骨架材料（COFs）作为一种新型的晶体多孔材料,其手性共价骨架材料在手性分离领域具有良好的应用前景。本文以1,3,5-三醛基间苯三酚（Tp）和3,3′-二硝基联苯胺（BD）反应合成出TpBD（NH₂）₂,并以此作为基本共价有机骨架。用（1S）-（+）-10-樟脑磺酰氯对该骨架进行衍生修饰,制备出手性共价有机骨架材料TpBD（NH₂）₂的（1S）-（+）-10-樟脑磺酰氯（Cam）衍生物（TpBD-1S-（+）-Cam）。结果表明,制备的手性共价有机骨架材料TpBD-1S-（+）-Cam能够分离华法林、马来酸氯苯那敏、阿替洛尔、美托洛尔、佐匹克隆、1-（9-蒽基）-2,2,2-三氟乙醇、1,2-二苯乙醇酮、酮洛芬、盐酸美西律和噻吗洛尔共10种外消旋体以及o,m,p-溴苯胺、o,m,p-碘苯胺2种苯系位置异构体,分离效果较好。该材料用作高效液相色谱固定相具有良好的开发潜力和应用价值。