星型POSS/PMMA复合材料的ATRP合成及其热性能研究

以γ-氯丙基三乙氧基硅烷为原料合成八官能团γ-氯丙基多面体低聚倍半硅氧烷(POSS),以该POSS为引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成具有星型结构的POSS/PMMA复合材料.通过傅立叶红外(FTIR)、核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和X-射线衍射(XRD)等手段对POSS和POSS/PMMA的化学组成和结构进行了表征,结果表明已经合成八官能团γ-氯丙基POSS,POSS/PMMA复合材料具有分子设计的预定结构,且复合材料的分子结构得到了较好的控制.通过ATRP法实现了POSS在聚合物中的单分散.此外,TGA的研究表明,POSS的引入提高了聚合物的热稳定性.     

PAN/PMMA凝胶聚合物电解质膜导电动力学分析

采用静电纺丝法制备PAN/PMMA(聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯)凝胶聚合物电解质膜,用交流阻抗法测试其在不同温度下的电导率,研究温度对凝胶聚合物电解质膜离子传输性能的影响规律;并与溶液浇铸法制得的平滑膜进行对比,分析两种不同形式凝胶聚合物电解质膜的导电动力学规律,探索其导电机理与微观形貌的关系.结果发现,两种薄膜的导电机理符合Arrhenius公式,其中纺丝薄膜的离子导电活化能较低.     

添加剂对离子液体凝胶聚合物电解质电化学性能的影响

本文采用1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(EMIPF₆)、六氟磷酸锂(LiPF₆)和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VdF-HFP))为原料制得P(VdF-HFP)-EMIPF₆-LiPF₆体系离子液体凝胶聚合物电解质,选取碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以及碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)混合物(EC-PC)作为离子液体凝胶聚合物电解质的添加剂,分别研究了它们对聚合物电解质膜电化学性能的影响。结果表明：加入EC-PC的P(VdF-HFP)-EMIPF₆-LiPF₆电解质膜的电化学窗口达到4.6 V,锂离子迁移数为0.44,30 ℃时离子电导率为1.65 mS·cm^-1;而DEC、DMC、EMC对电解质膜的电化学稳定性、锂离子迁移数存在不良的影响,对离子电导率的提高不明显。研究了正极材料LiCoO₂在P(VdF-HFP)-EMIPF₆-LiPF₆+EC-PC电解质中的充放电循环性能,其首次放电比容量达到116.5 mAh·g^-1,充放电20次后,电池容量没有明显衰减。     

PMMA基凝胶聚合物电解质双电层电容器的研究

以碳酸丙烯酯(PC)和碳酸乙烯酯(EC)作增塑剂,LiClO4作支持电解质,高比表面积活性炭为电极,内聚合法制作PMMA-PC+EC-LiClO4体系凝胶聚合物电解质(GPE)双电层电容器.应用交流阻抗、循环伏安、恒流充放电等方法研究了该电容器的性能.结果表明,PMMA-GPE的离子电导率在室温下达3.7 mS.cm-1,电容器的工作电压达3 V,比容量达41.6 F.g-1(I=1 mA.cm-2),等效串联电阻仅为几欧姆.     

PMMA-b-PS基凝胶聚合物电解质的性能

通过原子转移自由基聚合反应（ATRP）合成了含刚性聚苯乙烯（PS）链段的聚（甲基丙烯酸甲酯-b-苯乙烯）嵌段共聚物（PMMA-b-PS）。用红外光谱、核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱分析了该共聚物的化学结构、分子量及其分布。结果表明：PMMA-b-PS的数均分子量为2.69×105,分子量分布为1.53。以合成的PMMA-b...     

不同热引发剂对凝胶态聚合物电解质性能的影响

采用热重/差热分析方法研究了两种热聚合引发剂: AIBN和BPO. 它们通常用于制备锂离子二次电池凝胶态聚合物电解质. 采用不同引发剂制备的凝胶态聚合物电解质具有不同的特性并影响聚合物锂离子二次电池的性能, 例如倍率性能, 高低温性能和循环性能. 为凝胶态聚合物电解质体系选择了一种合适的热引发剂.     

新型凝胶聚合物电解质的合成与性能

设计并合成了丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯共聚物及其梳状凝胶聚合物电解质.表征结果表明,合成的产物结构与设计的结果一致.该梳状凝胶聚合物电解质具有丙烯腈和聚氧化乙烯的优点,力学性能优良,室温电导率可达到10³S/cm,在锂聚合物电池领域中具有实际应用价值.     

二步法合成凝胶星型聚合物

用含悬吊双键的微胶核为偶联剂,合成了不同支化度的苯乙烯-异戊二烯凝胶星型聚合物。紫外光谱测试发现二乙烯基苯可控制双键含量,链转移剂对微胶核的分子量影响较大。GPC跟踪偶联反应表明,偶联反应是快步骤,偶联度的增加是慢过程。要提高聚合物的支化度,必须考虑到空间位阻效应和双键包埋的影响。     

原位聚合法制备凝胶型离子液体／PMMA聚合物电解质

采用原位聚合法制备了含有N-甲基、丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺离子液体的凝胶型聚合物电解质．利用SEM和XPS测试了电解质膜与LiFePO4电极的界面状态,充放电循环后,在电解质膜与LiFePO4之间有一层薄膜,这层薄膜中含有N和S元素．结果表明,随着充放电的不断进行,凝胶型电解质中未聚合的甲基丙烯酸甲酯与电极表面的锂离子之间发生电子转移,形成SEI膜,至少要三个循环后才能形成稳定的SEI膜．随着SEI膜的增厚,放电容量增加,阻碍了电子转移,使系统更加的稳定．在不同倍率下测试了凝胶型离子液体／PMMA聚合物电解质电池性能,当充放电达到30个循环时,0．2、0．5和1C下电池比容量分别为132、128和120mAh／g．     

聚合物微观结构对聚合物电解质膜性能的影响

聚合物的微观结构是设计具有优异的电化学性能的聚合物电解质膜(PEMs)的基础.在电解质膜中,相分离结构形成的离子簇和离子通道可以影响膜在高温低湿度条件下的离子传导和水的传输,这种结构形成的形貌也可以影响膜的吸水率、溶胀度、碱稳定性等性能.近几年来,人们对于具有微观相分离形貌的PEMs的合成和形貌开展了很多研究.本文主要...     

不同拓扑结构的POSS/聚合物的合成及热稳定性的研究

以单官能团笼状倍半硅氧烷(POSS)、八官能团笼状倍半硅氧烷(POSS)分别为引发剂,CuCl/2,2联吡啶为催化剂,采用原子转移自由基聚合方法制备了"蝌蚪"形、星形POSS/PMMA和POSS/PMMA-b-PS复合材料。研究结果表明:通过ATRP法,能成功制备具有特定结构的POSS/PMMA和POSS/PMMA-b-PS复合材料。相比于纯的聚合物基体,星形POSS/PMMA复合材料的热稳定性降低,"蝌蚪"形POSS/PMMA复合材料的热稳定性提高。"蝌蚪"形POSS/PMMA-b-PS比星形POSS/PMMA-b-PS的热稳定性好。     

官能团化POSS及多臂星形聚酯的合成与表征

利用八乙烯基多面体齐聚倍半硅氧烷(OVPOSS)与2-巯基乙醇、1-巯基甘油或半胱胺盐酸盐发生高效的"巯基-烯"点击化学反应,制备了表面分别含有8个或16个羟基以及8个氨基的3种POSS衍生物POSS-8OH、POSS-16OH和POSS-8NH2,采用核磁共振波谱(1H-, 13C-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)详细表征了它们的化学结构.随后,利用POSS-8OH和POSS-16OH中的羟基分别引发ε-己内酯(ε-CL)和2-乙氧基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环戊烷(EOP)进行开环聚合,成功合成了疏水性八臂和十六臂星形聚己内酯(POSS-8PCL和POSS-16PCL)以及亲水性八臂星形聚磷酸酯(POSS-8PEEP).利用FTIR、1H-NMR、13CNMR、凝胶渗透色谱(GPC)和热失重分析(TGA)表征了星形聚酯的化学结构、分子量和分子量分布以及热稳定性.     

端基对超支化高分子性质影响的研究

对端羟基脂肪族超支化高分子的端基进行了乙酰化和硅烷化改性，研究了不同端基对超支化高分子的玻璃化温度，折光指数增量以及特性粘度的影响。结果表明，端基的极性减小使超支化高分子的玻璃化温度降低，不同端基的超支化高分子的折光指数增量也有很大差异，而强极性的端基使超支化高分子在溶液中易产生团聚作用。由于端基在超支化高分子中所占比重较大，端基是影响超支化高分子性质的重要因素。     

Effect of Particle Agglomeration on the Elastic Properties of Filled Polymers

We conducted a numerical finite-element-based study on the reinforcing effect of particle agglomeration on the stiffness of sphere-filled polymers. Two different types of agglomerates were considered. The first type was made up of 10 nonoverlapping identical spheres, whereas the second type were 10 slightly fused spheres. Numerical results reveal that by using agglomerates with fused spheres, one can significantly increase the composite stiffness, whereas the use of nonfused agglomerates does not allow one to achieve any additional stiffness increase compared to a composite with evenly dispersed nonagglomerating spheres.     

活性负离子聚合法制备POSS基七臂星形聚合物及其表征

首先利用高真空活性负离子聚合方法制备聚异戊二烯锂(PI-Li)和(聚苯乙烯-b-聚异戊二烯)锂(PS-PI-Li)活性链,再与单羟基七乙烯基多面体齐聚倍半硅氧烷(VPOSS-OH)发生加成反应,一步法制备2种含羟基的七臂星形聚合物.用分级沉淀法去除低加成产物,即可得到纯的七臂星形聚合物7PI-POSS-OH和7(PS-PI)-POSS-OH,利用凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振波谱(1H-,13C-NMR)、红外光谱(FTIR)和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)表征了聚合物的化学结构、分子量及分子量分布,并通过热失重分析(TGA)测试了聚合物的热分解温度.     

Effect of Methacrylated Hyperbranched Polymers on the Fracture Properties of Denture Base Materials

Hyperbranched polymers have the potential to reinforce crosslinked polymeric materials. In this study several concentrations of a methacrylated hyperbranched polyether are formulated with a denture base resin and cured. The denture base resin is a polymethyl methacrylate based resin. The fracture toughness of each of these concentrations was measured and compared to control. Only the 1% concentration had a significantly higher fracture toughness compared to the control. This is similar to other results that are found in the literature.     

Effect of Star-shaped chain architectures on the polylactide stereocomplex crystallization behaviors

Linear and star-shaped polylactides (PLA) with similar molecular weights of each arm are synthesized via ring-opening polymerization of LA with 3-butyn-l-ol and pentaerythritol as initiators,respectively.By solution blending of equivalent mass of poly(L-lactic acid)s (PLLAs) and poly(D-lactic acid)s (PDLAs),perfect PLA stereocomplexes (scPLAs) are prepared and confirmed by WAXD and FTIR analysis.Effect of chain architectures on stereocomplex crystallization is investigated by studying the non-isothermal and isothermal crystallization of linear and star-shaped polylactide stereocomplexes.In dynamic DSC and POM test,star-shaped PLLA (4sPLLA)/PDLA and PLLA/star-shaped PDLA (4sPDLA) stereocomplexes reach rapid crystallization and higher crystallinity due to larger spherulite density of star-shaped chain and excellent chain mobility of linear chain.In isothermal crystallization test,much faster crystallization and less crystallization half-time is obtained with the increase of star-shaped chain.Meanwhile,4sPLLA/PDLA and PLLA/4sPDLA are found to have the highest crystallinity,suggesting limitation of too much star-shaped chain for 4sPLLA/4sPDLA and restriction of linear chain in nucleation capacity for PLLA/PDLA.The results reveal that star-shaped chain has an important influence on the crystallization of scPLAs.     

一种星型有机低聚物的合成及光电性能

通过多步反应合成了一种新型的具有“双极(bipolar)”性质和发光性能的以N原子为中心的星型有机小分子低聚物——三(4-(5-(4-(5-(4-(二苯胺基)苯基)-1,3,4-噁二唑-2)苯基)-1,3,4-噁二唑-2)苯基)胺. 用¹H NMR, MS和元素分析进行了表征, 研究了化合物的热稳定性和固体粉末的光致发光性质, 并用循环伏安法测定了其电化学性能. 结果表明, 这种合成的同时具备空穴传导和电子输入双重功能基团的星型有机小分子光致发光性能优良(量子效率92%), 热稳定性好, 可以作为制作有机电致发光器件的候选材料.     

The Effect of Molecular Weight on the Thermal Properties of Polystyrene-Based Sidechain Liquid-Crystalline Polymers

Abstract

Sidechain liquid-crystalline polymers were prepared by the derivatization of three poly(4-hydroxystyrene) fractions of different molecular weights (M_w = 1.0 × 10⁴, 2.2 × 10⁴ and 3.0 × 10⁴). 4-Cyanoazobenzene and 4-cyanobiphenyl were incorporated as mesogenic groups with ether-linked methylene spacers of varying length. The polymers all exhibited a smectic A phase, with the exception of the propyl member of the cyanobiphenyl series for which no liquid-crystalline behavior was observed. For short spacers the thermal properties were insensitive to molecular weight changes in the backbone, whereas small but consistent differences in the transition temperatures and entropies were observed as the number of methylene groups in the spacer increased.     

中心核对四硫富瓦烯端基星型分子结构和性质的影响

采用密度泛函理论方法对以四硫富瓦烯(TTF)为端基、 苯乙烯为桥的5种不同中心核(富电子核: 氮、 三聚咔唑及三聚吲哚; 缺电子核: 三嗪及三聚喹喔啉)构成的星型三支D-π-A型化合物的几何结构、 电子吸收光谱及电荷转移性质进行了研究. 结果表明, 通过改变中心核的类型, 可有效调节LUMO能级, 改变能隙的大小. 电荷差分密度及跃迁密度矩阵分析结果表明, 两支内的TTF端基与核到共轭桥链的电荷转移跃迁及少量的π→π^*跃迁对高能吸收带有贡献; 缺电子核化合物的低能吸收峰主要是TTF端基到桥链和中心核的电荷转移跃迁贡献, 不同于富电子核化合物明显的TTF贡献的支内定域电荷转移跃迁. 重组能计算表明, 除化合物NST(中心核为氮)外, 其余4个化合物的空穴重组能(λ_h)与电子重组能(λ_e)相当, 中心核为三聚咔唑的化合物CST重组能相对较小.