聚合物结晶动力学

本文介绍了聚合物等温及非等温结晶动力学过程的理论和实验方法，对影响动力学过程的一些因素进行了讨论。     

聚合物熔体界面扩散理论与研究方法

本文结合与聚合物加工过程密切相关的界面扩散问题,从动力学和热力学两方面综述了与聚合物界面互扩散相关的基础理论.结合在聚合物界面扩散方面的研究进展,系统介绍了聚合物熔体界面扩散的常用研究方法.对其中的流变学方法的原理及进展作了重点论述,该方法不仅可以有效表征聚合物熔体界面扩散的动力学过程,进一步从分子动力学角度发展并完善聚合物扩散理论,而且对于聚合物加工成型过程的界面结构设计和性能优化起到关键的指导作用.本文最后提出了聚合物熔体界面扩散研究中存在的问题并对其前景进行了展望.     

液晶聚合物/柔性链聚合物共混体系相分离形态

利用元胞动力学方法在二维情况下对浓度、取向序参量的含时Ginzberg-Landau方程进行数值求解,研究了液晶聚合物/柔性链聚合物共混体系的相分离动力学,考察了浓度、取向有序过程的耦合对相分离形态的影响.结果表明,此耦合作用对相分离的时间进程以及相分离图样的空间排布都有影响.液晶聚合物的取向有序相当于增加了两组分间的不相容性而促进两相分离;两个序参量在热力学方面的耦合使液晶聚合物趋向于沿着界面方向取向,而动力学方面的耦合使液晶聚合物分子沿着其取向方向扩散,相分离图样的空间排布由这两种效应共同决定通过极化率张量的定义用数值方法模拟得到了相分离体系的小角光散射图样,结果表明,散射强度分布具有方位角依赖性,它是由浓度、取向序参量的空间变化共同决定的.     

温度敏感树形聚合物

温度敏感树形聚合物结合了温敏聚合物对温度具有响应行为的特点以及树形聚合物非线形构造的方式、大尺度、结构易于调节和功能化等特征,在智能材料和生物医药等领域有着重要的研究价值和应用前景。此类聚合物可以通过在树形聚合物表面引入温敏基元、控制聚合物结构的亲疏水比例以及采用温敏基元直接构筑聚合物等方式形成,其温敏性可以通过调控聚合物内部或外部基团的亲疏水性、树枝化基元代数、树形构造方式等得以实现与控制。此外,树形聚合物独特的拓扑结构赋予其与线形聚合物不同的温敏行为及脱水机理。本文综述了包括温敏树枝状大分子、温敏树枝化聚合物、温敏超支化聚合物等不同类型温敏树形聚合物近年来的研究进展,重点介绍这些聚合物的合成方法、温敏行为和拓扑结构对温敏行为的影响,以及在纳米材料、生物医用、分子传感器等方面的应用研究。     

水溶性聚合物改性水泥的研究I.水溶性聚合物改进水泥流动性

制备了水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）、磺甲基化聚丙烯酰胺（ＳＰＡＭ）及磺化聚苯乙烯（ＳＰＳ）等几种水溶性聚合物。研究了水溶性聚合物的种类、阴离子度、分子量、表面活性、掺量、ｐＨ值等因素对水泥净浆流动性的影响。结果表明阴离子聚合物及适中的阴离子度、分子量、掺量、ｐＨ值有利于水泥的分散，从而改善水泥的流动性。聚合物的电荷保护作用是影响水溶性聚合物改性水泥分散的主要因素。提出了聚合物分散水泥粒子与分子链性质相关的作用机理。     

水溶性聚合物改性水泥的研究：I.水溶性聚合物改进水泥流动性

制备了水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）、磺甲基化聚丙烯酰胺（ＳＰＡＭ）及磺化聚苯乙烯（ＳＰＳ）等几种水溶性聚合物。研究了水溶性聚合物的种类、阴离子度、分子量、表面活性、掺量、ｐＨ值等因素对水泥净浆流动性的影响。结果表明阴离子聚合物及适中的阴离子度、分子量、掺量、ｐＨ值有利于水泥的分数，从而改善水泥的流动性。聚合物的电荷保护作用是影响水溶性聚合物改性水泥分散的主要因素。提出了聚合物分散水泥粒子与分子链性质     

二次锂电池聚合物正极材料研究进展

近几十年,二次锂电池作为重要的储能装置得到迅猛发展,而开发高性能的锂电池电极材料一直是电化学能源领域的研究热点之一。与传统无机正极材料相比,聚合物正极材料具有比容量高、柔软性好、廉价易得、环境友好、加工方便、可设计性强等诸多优点。本文综述了导电聚合物、共轭羰基聚合物以及含硫聚合物正极材料的结构特点、电极反应机理、电化学性能和近五年来的重大研究进展,总结了这三类聚合物电极材料的优缺点,并重点介绍了含硫聚合物电极材料中存在的问题及改进手段,最后提出了综合这三类聚合物优点的含硫共轭导电聚合物将会是该领域的研究方向。     

共轭聚合物发光和光伏材料研究进展

聚合物光电功能材料与器件因其广阔的应用前景,1990年以年来吸引了世界各国学术界的广泛关注和兴趣.聚合物光电子器件主要包括聚合物电致发光二极管、聚合物场效应晶体管和聚合物太阳能电池等,其使用的关键材料是共轭聚合物光电子材料,包括共轭聚合物发光材料、场效应晶体管材料和光伏材料等.本文主要对共轭聚合物电致发光材料和光伏材料的研究进展进行综述,介绍了这些聚合物材料的种类、结构和性质以及在聚合物电致发光器件和聚合物太阳能电池中的应用.并讨论了当前共轭聚合物光电子材料中的关键科学问题和今后的发展方向.     

聚合物稳定液晶材料研究进展

聚合物稳定液晶材料在显示传感、温度调控、智能材料等方面表现出优异性能,成为液晶材料领域的研究热点.针对向列相液晶、胆甾相液晶、铁电相液晶、蓝相液晶和其他相态液晶,分别介绍了聚合物网络在不同相态液晶中的作用,阐述了不同聚合物稳定液晶材料的特点及光学性能,综述了聚合物稳定液晶材料的研究进展,并指出了聚合物稳定液晶材料面临的...     

聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料研究进展

聚合物／层状硅酸盐（ＰＬＳ）纳米复合材料是近１０年迅速发展起来的研究交叉科学。由于聚合物纳米复合材料具有常规聚合物复合材料所没有的结构、形态以及较常规聚合物复合材料更优异的物理力学性能、耐热性和气体液体阻隔性能等,因而显示出重要的科学意义和应用前景。本文综述了聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的制备,结构表征和物理力学性能,对制务过程进行了热力学和动力学分析,最后对其应用前景进行了展望。     

聚合物水凝胶基超级电容器的研究进展

可伸展性和可压缩性是超级电容器作为现代柔性可穿戴电子设备的关键性能。聚合物水凝胶因其优异的力学性能、独特的网络状结构等优点,成为新一代高性能超级电容器的理想材料。它不仅可作为高效储能的柔性电极材料,而且可作为准固态电解质材料,在克服传统液体电解质系列缺陷的同时,获得更加轻薄、安全、稳定的柔性全固态储能器件。本文以聚合物水凝胶的化学组成为线索,分别介绍了聚合物水凝胶在超级电容器电极和电解质两方面的应用研究进展,并进一步对聚合物水凝胶在该领域的发展趋势进行了展望。     

聚苯乙烯微球表面的链段堆积状态

聚苯乙烯微球表面的链段堆积状态徐伟，陈殿勇，华中一，吕绪良，胡建华，府寿宽（复旦大学材料科学系，上海，２００４３３）（复旦大学高分子科学系）关键词聚苯乙烯微球，聚合物链段，聚集态，扫描隧道显微镜用微乳液聚合法制备的聚苯乙烯微球与常规聚苯乙烯相比有许多...     

聚合物科学进展

本文对2011~2013年我国高分子科学重要研究进展进行了综述。全文分为高分子化学、响应性高分子、高分子物理、高分子组装、超分子聚合物、光电功能聚合物、生物医用高分子、石墨烯/聚合物复合体系、聚合物杂化体系和高分子工程等10部分。近年我国内地学者发表的高分子领域研究论文总量跃居世界第一,论文引用数跃居第二,在诸多分支领域中学科发展水平大幅提高,达到或接近国际水平的研究成果快速增多,国际影响力逐年提高。我国高分子学者通过基础研究,为高分子工业技术水平提升和创新也做出了许多贡献。本文还对本学科前沿、发展趋势进行了介绍与展望。文中共引用了227篇参考文献。     

环境响应性聚合物刷的制备与应用

聚合物在材料表面通过物理吸附或化学接枝所形成的刷子状单分子层被称为聚合物刷,环境响应性聚合物刷能够根据环境微小变化可逆改变自身的物理化学性质,高分子链构象呈现伸展或塌缩状态等,显示了潜在的应用价值。本文综述了环境响应性聚合物刷的研究进展,讨论了温度响应性、pH值响应性、光响应性聚合物刷的结构特征和环境响应性机制,以及聚合物刷的各种制备方法,并着重介绍了其在智能膜、药物控释、催化、自组装、分子器件等领域的应用。     

Modeling of Polymer Structure and Conformations in Polymer Nanocomposites from Atomistic to Mesoscale: A Review

Over the past two decades polymer nanocomposites have received tremendous interest from industry and academia due to their advanced properties comparative to polymer blends. Many computational studies have revealed that the macroscopic properties of polymer nanocomposites depend strongly on the microscopic polymer structure and conformations. In this article we review computer simulation studies of the fundamental problem of homopolymers structure and dimensions in nanocomposites containing bare or grafted spherical or rod nanoparticles. Experimentally, there is controversy over whether the addition of nanoparticles in a polymer matrix can perturb the polymer chains.     

Coarse-grained Dynamics Simulation in Polymer Systems: from Structures to Material Properties

Polymers are widely used in our daily life and industry because of their intrinsic characteristics, such as multi-functionality, low cost, light mass, ease of processability, and excellent chemical stability. Polymers have multiscale space-time properties, which are mainly reflected in the fact that the properties of polymer systems depend not only on chemical structure and molecular properties, but also to a large extent on the aggregation state of molecules, that is, phase structure and condensed state structure. Thanks to the continuous development of simulation methods and the rapid improvement of scientific computation, computer simulation has played an increasingly important role in investigating the structure and properties of polymer systems. Among them, coarse-grained dynamics simulations provide a powerful tool for studying the self-assembly structure and dynamic behavior of polymers, such as glass transition and entanglement dynamics. This review summarizes the coarse-grained models and methods in the dynamic simulations for polymers and their composite systems based on graphics processing unit(GPU) algorithms, and discusses the characteristics, applications, and advantages of different simulation methods. Based on recent studies in our group, the main progress of coarse-grained simulation methods in studying the structure, properties and physical mechanism of polymer materials is reviewed. It is anticipated to provide a reference for further development of coarse-grained simulation methods and software suitable for polymer research.     

受限状态聚合物熔体的分子动力学模拟

用粗粒化的分子动力学(MD)模拟方法从分子层次研究了受限于粗糙壁内的聚合物熔体的动力学性质. 结果表明, 对于链长较短的受限聚合物熔体体系, 随着膜厚的增加, 体系内部高分子链的松弛时间逐渐减少; 然而对于链长较长的受限体系, 聚合物链的松弛时间随着膜厚的增加先减少后增加. 推测这种由于链长的变化所引起的动力学性质的差异源自受限熔体内聚合物链聚集状态的改变, 并且通过考察交叠参数对这种改变进行了分析. 结果表明, 在膜厚增加的过程中, 决定受限状态高分子长链松弛机理的因素逐渐从受限效应转变成为链间的缠结效应.     

高分子/单链高分子纳米粒子复合体系中的界面性质

高分子与纳米粒子复合是改善高分子材料性能的有效途径.近20年来关于高分子/纳米粒子复合物的研究引起了学术界广泛的兴趣.然而由于此类体系中的影响因素复杂,虽然学者们在相关材料性能的研究方面取得了重要进展,但是相关理论的发展却相对滞后,其中一个重要原因是实验上表征手段的缺失,导致对体系中纳米粒子与本体高分子链相互作用规律的认识(尤其是两者界面性质的认识)不够.本文总结和阐述了我们近几年利用分子动力学模拟技术研究高分子/单链高分子纳米粒子复合体系的主要结果,并围绕此类复合体系中的界面结构及动力学性质,讨论并总结了纳米粒子对本体高分子链的作用范围及影响规律,指出单链纳米粒子对熔体链的作用范围与纳米粒子的自身尺寸相当,而与熔体高分子链的分子量没有直接的关系.该结论将为纳米复合体系高分子理论的发展提供重要参考.     

Platinum Atoms Dispersed in Single-chain Polymer Nanoparticles

The intramolecular cross-linking of single polymer chains can form single-chain nanoparticles(SCNPs), which have many applications.In this study, styrenic copolymers with pendent triphenylphosphine as the coordination site for platinum ions(Pt(Ⅱ)) and benzocyclobutene as the latent reactive groups are synthesized. Triphenylphosphine groups in the chains can coordinate Pt(Ⅱ) and aid slight single-chain folding in dilute solution. The intramolecular cross-linking caused by the ring-open reaction of benzocyclobutene completes the single-chain collapse and forms stable SCNPs in dilute solution. Pt(Ⅱ) embedded in SCNPs can be further reduced to platinum atoms(Pt(0)). Pt(0) steadily and atomically dispersed in SCNPs exhibits better catalytic properties than normal polymer carried platinum particles do for the reduction of p-nitrophenol to p-aminophenol.     

聚合物-锂改性蒙脱石复合材料离子迁移

以聚合物（ＰＥＯ,ＰＥＯ－ＰＭＭＡ）和锂改性蒙脱石作为主要原料,采用聚合物粉末直接熔融嵌入的方法,制备聚合物－蒙脱石复合材料．利用ＮＭＲ、ＡＣ阻抗等分析方法探讨了复合材料中聚合物链对 Ｌｉ＋离子迁移的影响．结果表明,聚合物（ＰＥＯ）嵌入蒙脱石层间,层间聚合物链的无序度增大,有利于Ｌｉ＋离子迁移．ＰＭＭＡ引入对ＰＥＯ链的改性,进一步加大聚合物链的无序度,更易于层间Ｌｉ＋离子迁移;复合材料的常温离子电导率接近１０－２Ｓ·ｃｍ－１,且具有良好的温度稳定性．