聚苯乙烯-b-聚硅氧烷-b-聚苯乙烯三嵌段共聚物的合成及表征

采用乙烯基封端的聚 (二甲基硅氧烷 )与溴化氢反应制得末端含有C Br的双官能聚 (二甲基硅氧烷 ) ,以此聚 (二甲基硅氧烷 )大分子为引发剂 ,CuCl为催化剂 ,4 ,4′ 二 (5 壬基 ) 2 ,2′ 联吡啶为配体 ,通过原子转移自由基聚合法 ,制得分子量和结构可控的聚苯乙烯 b 聚硅氧烷 b 聚苯乙烯 (PSt b PDMS b PSt)共聚物 .     

聚二甲基硅氧烷芯片粘接强度的实验研究

聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料广泛地应用于制作微流控芯片.本文研究了PDMS预聚体与固化剂的配比、固化温度和固化时间、固化模具以及紫外光照射等重要因素对PDMS芯片封接强度的影响,得到PDMS芯片封接的最佳条件为:基片和盖片所用PDMS预聚体与固化剂的最佳质量配比为10∶1,最佳固化温度为75℃,固化时间为40 min;采用不同材料模具制作PDMS片,其表面均方根粗糙度控制着芯片的粘接强度.在研究的三种模具材料中,用有机玻璃模具制作的PDMS片间的粘接强度最高,用玻璃模具制作的PDMS片间粘接强度最小;PDMS片经紫外光照射表面处理后,粘接强度会增加.     

聚二甲基硅氧烷微流控芯片的紫外光照射表面处理研究

研究了紫外光化学表面改性对聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片的片基间粘接力及毛细管通道电渗流性能的影响.PDMS片基经紫外光射照后,粘接力增强,可实现PDMS芯片的永久性封合,同时亲水性得到改善,通道中的电渗流增大.与文献报道的等离子体表面处理方法比较,采用紫外光表面处理,设备简单,操作方便,耗费少,是一种简单易行的聚二甲基硅氧烷芯片表面处理方法.     

PDMS/SiO2 杂化材料的制备与性能研究

以羟基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)和正硅酸乙酯为主要原料,通过溶胶-凝胶法成功制备出均匀透明的PDMS/SiO2杂化材料,采用红外吸收光谱、紫外-可见光透过光谱、扫描电子显微镜以及热分析仪对制备的材料进行了表征。结果表明,所制得的杂化材料以化学键相结合,两相分散均匀,可见光区透光率高达90%以上,耐热性能良好。     

芘标记有机硅聚合物的合成和荧光氧猝灭特性

合成了丙烯酸芘甲酯、二甲基乙烯基芘甲氧基硅烷、10-十一碳烯酸芘甲酯三种含芘单体,用硅氢加成方法制备了一系列含芘封端侧链的聚二甲基硅氧烷光-氧敏感高分子,并分别用四乙氧基硅烷和甲基含氢硅油A交联.对基于上述高分子的压力敏感涂料(PSP)的荧光氧猝灭和光物理行为进行了研究.结果表明,芘封端的侧基结构和交联剂对此类PSP的性能,包括激基缔合物荧光强度和氧猝灭灵敏度、Stern-Volmer关系的线性和贮存稳定性等都有明显的影响.含长碳链芘甲酯侧链的聚合物显示较高激基缔合物荧光强度和氧灵敏度;以甲基含氢硅油A作为交联剂,既能提高PSP的储存稳定性,又能提高氧猝灭灵敏度.     

固相微萃取活性炭涂层萃取头对水中有机物的定性分析

对自制的固相微萃取（SPME）活性炭（AC）涂层萃取头进行了评价。该涂层富集能力强，对苯系物（BTEX）的富集率达到14．5～19．2倍；热稳定性好，最高使用温度可达290℃；使用寿命长，260℃解吸条件下可反复使用140次以上。其与聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂层相比，尽管萃取量略小，但其具有更高精密度和准确度，而且其萃取和解吸平衡时间减少为聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂层的一半以上。应用AC涂层SPME法和液-液萃取（LLE）法对松花江水进行了气相色谱-质谱（GC-MS）定性比较分析。两种方法分别检测到50种（主要是挥发和半挥发性的弱极性和非极性）和44种（主要是挥发性差、与正己烷相容性较强）化合物。     

聚二甲基硅氧烷与聚四氢呋喃三嵌段共聚物的合成表征与性能

通过可控/活性正离子开环聚合设计合成一系列不同分子量的聚四氢呋喃活性链,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)的双端胺基与反应制备PDMS与聚四氢呋喃(PTHF)的新型三嵌段共聚物(PTHF-b-PDMS-b-PTHF).通过FTIR与1H-NMR表征产物化学结构及共聚组成,由TGA、DSC及DMA研究嵌段共聚物热性能与动态力学性能,采用TEM和in situ POM观察嵌段共聚物的微观形态与结晶形态.常温下表征共聚物材料自修复性能及37°C下表征其抗菌性能.结果表明:采用体系引发四氢呋喃可控/活性正离子开环聚合制备预期分子量的,进一步与双端胺基官能化PDMS反应,反应效率可达95%左右,设计合成出一系列不同共聚组成的PTHF-b-PDMS-b-PTHF三嵌段共聚物.该共聚物呈现双连续微观相分离结构和结晶现象,随着PTHF链段的增长,结晶速率加快;与相同分子量均聚PDMS和PTHF相比,所制备的三嵌段共聚物的热稳定性明显提高;三嵌段共聚物链中存在2个―NH―基团,在分子链间形成氢键导致产生物理交联及聚合物网络,使材料具有较好的弹性、柔韧性和强度,同时具有自修复特性,将材料完全切开,常温下24 h后断面发生良好愈合,在应力作用下可被拉伸至原长的1.5倍;原位制备的三嵌段共聚物/银纳米复合材料对大肠杆菌表现出良好的抗菌性能.基于可控/活性正离子开环聚合方法合成的PTHF-b-PDMS-b-PTHF三嵌段共聚物/银纳米复合材料兼具PTHF、PDMS及纳米银的优良性能,在生物医用材料领域具有应用前景.     

柔性主链的支化结构对冲击硬化材料性能的影响

以羟基封端的二甲基甲基乙烯基(硅氧烷与聚硅氧烷)(C=C—PDMS—OH)为接枝主链 ,将单氢化端基二甲基硅氧烷(H-PDMS)作为接枝支链,通过卡斯特催化剂催化二者间的硅氢化反应形成具有瓶刷结构的柔性主链(Brush PDMS-OH)。 再通过三甲氧基硼氧六环(TMOB)的动态交联和异佛尔酮二异氰酸酯扩链剂(IPDI)的稳态化学交联,制备主链带有支化链的冲击硬化材料(Brush Impact Hardening Polymer,B-IHP)。 通过核磁共振波谱仪(NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和流变仪等测试手段对材料结构和性能进行表征。 结果表明,B-IHP具有良好的机械性能和冲击硬化性能,拉伸强度达到9.8 MPa,冲击硬化值达到3500以上。 B-IHP具有良好的自愈合性能,愈合效率可达95%以上,愈合时间仅为6 h。 该柔性主链的支化结构可以明显降低主链发生链缠结的相对分子质量阈值,提升材料的冲击硬化性能和自愈合能力。     

聚二甲基硅氧烷基质微流控芯片封接技术的研究

考察了聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)预聚体与固化剂间的配比、固化温度及固化时间对PDMS芯片封接强度的影响,得出PDMS芯片封接的最佳条件基片和盖片所用PDMS预聚体与固化剂质量配比分别为10∶1与5∶1,固化温度为75℃,固化时间分别为35～50min和25～40min,封接后继续加热60min.在该条件下封接制作的微芯片历经半年50多次的分析、冲洗及抽液后未见明显损坏,足以满足一般分析任务的要求,并将芯片成功用于两种氨基酸的快速毛细管电泳分离.     

ATRP和点击化学结合法制备PDMAAm—PDMS—PDMAAm嵌段聚合物

采用原子转移自由基聚合（ATRP）法制得了端基分别为烯丙基和溴原子的聚二甲基丙烯酰胺（PDMAAm），经叠氮基亲核取代后与端炔基聚二甲基硅氧烷进行点击反应，得到两亲三嵌段聚合物。利用^1HNMR、FTIR、GPC等测试方法对聚合物的结构进行了表征。结果表明：采用ATRP法合成的PDMAAm均聚物分子量分布较窄，通过点击化学法将热力学不相容的亲水性PDMAAm链段及疏水性聚二甲基硅氧烷（PDMS）链段制备PDMAAmPDMS—PDMAAm嵌段聚合物，是一种高效易行的方法。     

聚硅氧烷与纳米SiO_2复合改性光固化水性聚氨酯的制备与性能

以聚碳酸酯二元醇(PCD)和羟基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为软段、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,在乳化过程中引入纳米SiO_2,制得光固化水性聚氨酯纳米复合乳液。采用纳米粒度仪、SEM、光学接触角测量仪、电子拉力机等对复合乳液和复合膜的结构与性能进行了表征。研究结果表明:纳米SiO_2相互接触,形成了连续的纳米SiO_2网状结构贯穿于整个聚合物基体中;PDMS与纳米SiO_2的复合引入使复合膜杨氏模量、拉伸强度、断裂伸长率、表面疏水性及耐水性均得到显著提高。     

聚二甲基硅氧烷表面亲水性的研究

为了使聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有较稳定的亲水性表面,利用氧等离子体技术对PDMS表面进行处理。研究了氧等离子体处理PDMS表面的时间、功率、氧气流量等参数对表面亲水性的影响,通过接触角测量和X-射线光电子能谱(XPS)对处理效果进行了评价。实验表明:PDMS经氧等离子体处理后放置700 h的表面接触角为72°,达到了持久改性的目的;XPS分析表明,表面亲水性的改善主要是由于表面极性成分的增加,最后讨论了氧等离子体处理PDMS表面的改性机理。     

PDMS/EPDM二元聚合物网络杂化膜的制备及性能研究

根据氧气的促进输送机制,使用乙丙三元橡胶磺酸钴离聚体(Co(Ⅱ)-S-EPDM)与硅橡胶PDMS进行了共混交联改性,制备出PDMS/Co(Ⅱ)-S-EPDM互穿网络杂化交联膜。Co(Ⅱ)-S-EPDM中双键、PDMS的乙烯基与含氢硅油在氯铂酸的催化下发生加成反应,形成了有机硅分子链与碳链的杂化交联互穿网络。共价键交联可使两种化学结构明显不同的分子链实现"强迫互容"。新的制备方法不仅改善了成膜性能,还使得在低压差下透氧性能P_(O_2)、和分离性能α_(O_2/N_2)同时增大。试验结果表明,在20℃和0.025 MPa压差条件下,当PDMS/Co(Ⅱ)-S-EPDM质量比为80/20时,P_(O_2)为729 Barrer,α_(O_2/N_2)则高达6.52,富氧性能超越了Robeson上限。     

一步法制备聚二甲基硅氧烷大分子偶氮引发剂及其用于嵌段共聚物的合成

提出了一种简单易行的合成聚二甲基硅氧烷大分子偶氮引发剂的方法.通过羟基封端的聚二甲基硅氧烷(HO-PDMS-OH)与4,4′-偶氮-二(4-氰基戊酸)(ACPA)在十分温和的条件下直接进行一步缩聚反应,合成了含有PDMS链段的大分子偶氮引发剂.用这种大分子引发剂来引发聚(乙二醇)甲醚甲基丙烯酸酯大分子单体(PEGMA)进行自由基溶液聚合,得到了一系列两亲性梳状嵌段共聚物(PDMS-PEG).     

含有机硅三元多嵌段共聚物表面的研究

对聚砜（PSF）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚对羟基苯乙烯（PHS）的三元多嵌段共聚物[PSF－PDMS－PHS]n的形态和表面组成进行了研究，结果表明溶液成膜后，组成不同的聚合物样品的表面都有有机硅（PDMS）的富集．在用溶剂处理后，富集于膜表面的有机硅含量与所用溶剂的溶度参数有关，一般均下降，但是用水处理后，表面层有机硅的含量却增加     

可粘贴超疏水薄膜的制备

通过聚二甲基硅氧烷(PDMS)与碳纤维织物复合, 采用模板法在PDMS聚合物表面构筑微阵列结构, 制备了一种具有可重复粘贴性的超疏水薄膜. 研究结果表明, 该薄膜微结构表面的接触角为154°, 滚动角为14°, 具有低黏附的超疏水特性. 而PDMS与碳纤维织物的紧密结合, 赋予了超疏水薄膜较高的黏接力和力学性能, 断裂强度达到116.96 MPa. 所制备的超疏水薄膜可粘贴于多种材料表面, 同时经过30 d的长时间粘贴以及50次的循环粘贴后, 该薄膜依然保持着较高的黏附性能及超疏水特征, 表明超疏水薄膜具有良好的力学稳定性及耐久性, 满足长时间可重复使用的要求, 可应用于对破损超疏水涂层的快速、 大面积粘贴修复.     

含有机硅多嵌段共聚物的研究：IV.含有机硅多嵌段共聚物的富氧功能

研究了几种新型含有机硅二元和三元多嵌段共聚物的氧，氮选择透过性能。其中双酚Ａ聚羟基醚－聚二甲基硅氧烷二元多嵌段共聚物－（ＰＨＥ－ＰＤＭＳ）的透氧系数Ｐ０２＝５１０Ｂａｒｒｅｒ，氧氮分离系数ａ０２／Ｎ２＝２．２；聚苯醚－聚二甲基硅氧烷－聚对羟基苯乙烯三元多嵌段共聚物－（ＰＰＯ－ＰＤＭＳ－ＰＨＳ）的Ｐ０２＝１５６Ｂａｒｒｅｒ，ｄｏ２／Ｎ２＝２．４，两者都具有良好的力学性能，此外，含有机硅三元多嵌段共聚     

聚锆碳硅烷陶瓷先驱体的制备与表征

为了提高SiC陶瓷纤维的综合性能,利用聚二甲基硅烷(PDMS)热解制得的液相产物聚硅碳硅烷(PSCS)与乙酰丙酮锆(Zr(AcAc)4)反应,制备了含锆SiC陶瓷纤维的先驱体聚锆碳硅烷(PZCS).选用液相PSCS作为反应原料,可使锆元素在先驱体中分布更加均匀,并能防止Zr(AcAc)4在反应过程中升华.实验合成的PZCS化学式为SiC1.94HxO0.066Zr0.0104,数均分子量Mn=200~400,再成型性良好.反应机理研究表明,反应过程中存在PSCS裂解重排反应,Si—H键在反应中显示出很高的活性,PZCS分子量的增加是PSCS形成的Si—H键与Zr(AcAc)4的配位基发生交联反应的结果.利用PZCS制备的Si—Zr—C—O陶瓷纤维平均强度2.6GPa,平均直径11μm,性能优异.     

基于配位键交联的自修复弹性体的合成及表征

通过八甲基环四硅氧烷(D_4)的开环平衡反应合成了端氨基聚二甲基硅氧烷(APTPDMS),随后将APT-PDMS与二异氰酸酯反应生成预聚体,以2,6-二氨基吡啶(2,6-DAP)为扩链剂,合成得到有机硅弹性体(PDMS-PU),最后以Fe~(3+)进行配位交联,制备了一系列自修复有机硅弹性体(PDMS-PU/M)。通过核磁共振、红外和紫外-可见光谱、万能试验机、激光共聚焦显微镜分析表征了产物结构和材料的力学性能、自修复性能。结果表明:PDMS-PU/M具有优异的力学和自修复性能,拉伸强度可达1.96 MPa,自修复效率可达82.7%;通过控制Fe~(3+)的含量,改变交联密度,可以实现材料强度和柔性之间的调节。     

利用软模板和紫外光固化技术制备超疏水表面

研究了一种制备超疏水表面的新方法.该方法以复制了荷叶表面结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体为软模板.利用可紫外光交联预聚物在模板压印条件下固化成型,得到了具有微乳突结构的仿荷叶表面.制备的仿荷叶表面表现出了超疏水性能.通过对紫外光固化体系中的单体含量、交联剂含量、引发剂含量、以及紫外曝光时间等因素的研究,得到了使仿荷叶表面的疏水性优化的条件.