层状二嵌段共聚物与纳米棒共混体系的自组装

采用耗散粒子动力学(DPD)方法研究了层状二嵌段共聚物与纳米棒共混体系的自组装行为.系统地考虑了棒的粒子数比、长度及棒与高分子间的相互作用等因素对混合体系自组装的影响.一系列的构型及相转变都是在共聚物的相分离与纳米棒的聚集相行为共同作用下的结果.当把纳米棒掺入到高分子体系时,从熵和焓的角度可以更本质地理解共混体系的自组装,尤其是棒的相行为.从焓方面,纳米棒与各高分子链段间相互作用决定了棒的分布;从熵方面,棒的各向异性、相区域的空间约束及高分子链的构象熵共同决定了棒的取向.     

两嵌段共聚物共混体系的相分离研究

用耗散粒子动力学方法（DPD）研究了由两种不同成分组成的两嵌段共聚物组成的混合体系在纳米尺度下的自组装行为．两种嵌段共聚物的聚合度相同,在稳定状态下,纯嵌段共聚物1呈层状有序结构,纯嵌段共聚物2呈无序或六角柱状结构．DPD研究表明,在两者混合体系中,随着嵌段共聚物2体积分数的增加,嵌段共聚物1只出现了层状的有序相,而嵌段共聚物2则呈现出从球状相到柱状相再到层状有序相的有趣变化,随着嵌段共聚物2对称性的增强,其形成的有序相所占的体积分数区域越小．同时,通过混合体系单体密度分布曲线和末端距分布情况,从理论上分析了混合体系的微相分离与单体分布的细节．     

纳米颗粒对二嵌段共聚物层状结构的影响

用实空间自洽场理论研究了单个纳米颗粒对受限于矩形边界的二嵌段共聚物层状结构的影响.选取了处于强分凝区域的层状结构二嵌段共聚物作为研究对象.通过调节纳米颗粒的半径、颗粒表面场强度等体系参数,观察到了柱状结构出现在多层的层状结构中间,即柱状和层状的共混结构.结果表明,二嵌段共聚物的柱状和层状共混等结构是由矩形边界和纳米颗粒表面参数相互竞争所决定的,因而控制矩形边界条件和纳米颗粒的相关参数可以得到所期望的特定微相结构,为纳米微结构的设计提供了一条可能的途径.     

刚柔嵌段共聚物与均聚物在溶液中的自组装

采用耗散粒子动力学(DPD)模拟方法研究了向刚柔嵌段共聚物溶液中掺入均聚物的自组装行为.当掺入的刚性棒或柔性高分子链浓度不同时,由于刚性棒的取向性及柔性高分子链构象熵的变化,观察到了一系列丰富的相结构,如双层柱状、层状、层柱共混状、反转的空心柱状等.少量的均聚物和刚柔嵌段共聚物溶液共混后的密度分布显示,均聚物聚集于胶束相结构的中心.     

HDPE/CaCO3纳米复合材料的自由体积及其界面特性

采用熔融共混方法，制备了不同纳米碳酸钙(CaC03)颗粒含量的高密度聚乙烯(HDPE)纳米复合材料，测量了复合材料的力学性能，观察到在纳米颗粒含量为6％时，其冲击强度有较大提高．同时，用正电子湮没寿命谱(PALS)研究了不同纳米颗粒含量的纳米复合材料的自由体积特性和界面信息，并探讨了它们对材料宏观力学性能的影响．结果发现，复合材料中最长寿命τ3变化不大，但其强度I3有明显减小；第二寿命分量与纳米复合材料中纳米CaC03颗粒和HDPE链段之间的界面结构密切相关．     

二元环/线高分子在纳米棒界面区域的吸附行为

通过粗粒化分子动力学模拟,在高分子链与纳米棒间的不同相互作用强度、不同高分子链刚性,且在同时考虑单分散和双分散共混高分子链条件下,研究了高分子链在纳米棒界面区域的吸附行为。对于柔性环形高分子链,增强高分子链与纳米棒间的相互作用有利于提高纳米棒对高分子链的吸附。当高分子链与纳米棒间的相互作用强度较弱时,增强高分子链刚性会诱导高分子链套在纳米棒上形成规则的自组装结构。对环/线高分子链共混情况,当高分子链与纳米棒间的相互作用较弱时,随着链刚性的增强,环形高分子链优先占据纳米棒界面区域;当高分子链与纳米棒间的相互作用较强时,随着链刚性的增强,纳米棒界面区域由优先吸附环形高分子链转为优先吸附线形高分子链。研究结果有助于进一步了解高分子链与纳米棒的复合材料,为改善纳米复合材料的性能提供理论支持。     

纳米复合体系中环形高分子链的构型

采用分子动力学模拟方法对纳米复合体系中环形高分子链的构型及纳米粒子的集聚行为进行了研究.在不同纳米粒子/高分子链吸附能作用下,复合体系中纳米粒子表现出3种集聚行为：直接接触集聚、均匀分散以及高分子与纳米粒子间的桥接集聚.同时考虑了环形高分子链的刚性强度,得到了环形高分子链的3个构型：中间吸附、马鞍型吸附和轨道绕行型吸附.研究发现,增强环形高分子链的刚性将有助于促进纳米复合体系中纳米粒子间的分散.     

半胱胺修饰的FePt纳米颗粒对HeLa细胞的毒性

为探究半胱胺修饰的FePt纳米颗粒的抗肿瘤特性,本文采用化学还原法,制备出直径约3nm的FePt纳米颗粒,再用半胱胺(cysteamine,Cys)重新修饰其表面,将得到的FePt-Cys纳米颗粒分别与HELF(人胚肺成纤维细胞)和HeLa细胞(人宫颈癌细胞)孵育,用CCK-8法评估其细胞毒性,并通过流式细胞仪分析其对两种细胞周期分布的影响.结果发现,在一定浓度范围内,FePt-Cys纳米颗粒可以显著抑制HeLa细胞的增殖,但不影响HELF细胞的生长,其机制可能是通过细胞周期调节作用来产生细胞毒性.基于其对肿瘤细胞显著的杀伤作用和对正常细胞良好的生物相容性,FePt-Cys纳米颗粒将来可能作为一种有效的化疗药剂.     

支化高分子链穿孔行为的研究

采用Langevin dynamics 方法对支化高分子链的穿孔行为进行了研究.通过研究一条高分子链上各个单体的进孔时间来判断支点的位置,从而预测出支化高分子链的支链位置.模拟研究发现：支化高分子链的平均穿孔时间τ与主链的长度N满足标度关系τ~N^α,其中标度系数α随着外场力F的增大而增大.同时还研究了支链数n对穿孔时间的影响,发现标度系数α的值随着n的增大有减小的趋势.通过对支化高分子链穿孔行为的研究从而加深对生物大分子穿孔行为的了解.     

化学组分和热处理温度对CoFe_2O_4纳米颗粒的磁性能影响

采用化学共沉淀法和热处理过程制备CoFe2O4纳米颗粒.研究了Co化学组分与热处理温度对纳米粒子相结构、穆斯堡尔谱与磁性的影响.结果表明：随Co组分的增加和热处理温度的升高,纳米粒径逐渐变大;在平均粒径为11nm样品中,超顺磁性颗粒与亚铁磁性颗粒的比例为0.16;热处理对Fe3＋离子分布有较大影响;随粒径尺寸的增大,其矫顽力和饱和磁化强度均增大.     

一种含糖丙烯腈共聚物的合成与表征

以五乙酰基葡萄糖和甲基丙烯酸-2-羟基乙酯（HEMA）为原料,以路易斯酸-三氟化硼乙醚络合物（BF3·Et2O）为催化剂,方便地合成了一种含糖单体-甲基丙烯酸-2-（2′,3′,4′,6′-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖氧）乙酯（AcGEMA）．该单体与丙烯腈（AN）经自由基溶液聚合的方法进行了共聚．单体和共聚物结构分别经红外、核磁证实．以水接触角测定脱乙酰保护后的含糖共聚物膜表面,结果表明脱乙酰化可显著提高膜表面亲水性．因此,用共聚法对聚丙烯腈膜改性,使其表面引入糖基,可以改善聚合物膜的亲水性;同时糖基的引入为其在生物材料领域的应用开辟了新的途径．     

两嵌段共聚物在本体及溶液中的自组装

采用耗散粒子动力学（DPD）模拟方法对两嵌段共聚物AmBn在本体和溶液中的自组装行为进行了研究．在本体情况下,对环形和线形两嵌段共聚物AmBn的相行为进行了系统的对比分析,观察了体系的有序一无序相转变规律,以及具体构型的相周期．在亲B选择性溶剂情况下,保持体系的浓度不变,改变环形两嵌段共聚物的链长,观察到了一系列丰富的相结构,有球状、圆盘状、片状、空心柱状、空心球状等．     

线性三嵌段共聚物格点薄膜受限下的自组装

采用实空间自洽场理论研究了线性三嵌段共聚物在格点薄膜受限下的自组装.根据受限空间内共聚物的自组装情况,描绘了不同嵌段比下共聚物的三角相图,分析各相结构的形成机理,并详细观察三色层状与核壳柱状之间的相变过程.在受限的基础上,通过在薄膜表面施加格点型吸附势,获得了一系列聚合物微结构,发现层状结构是最稳定的相结构;当吸附强度增大时,各嵌段的自组装结构发生变化,三色层逐渐打破稳定的平行状态,转变为编织层状.当嵌段比处于某特殊范围时,聚合物还形成了新颖的球-柱结构.研究结果可为制备稳定的新型材料提供理论方案.     

二苯基硅二醇低聚物的液相色谱-质谱分析

采用三重串联四级杆液质联用仪(HPLC-MS/MS)对二苯基硅二醇缩合得到的低聚物进行分析,优化了色谱条件,组分分离效果良好.对质谱碎片离子进行解析,产物为二苯基硅二醇、1,1,3,3-四苯基-1,3-二硅氧烷二醇(二聚体)、1,1,3,3,5,5-六苯基-1,5-三硅氧烷二醇(三聚体)、1,1,3,3,5,5,7,7-八苯基-1,7-四硅氧烷二醇(四聚体)的混合物.2种催化条件下得到的产物组分相同,但主成分不同,盐酸催化下主要得到二聚体,钛酸正丁酯催化下主要得到三聚体和四聚体.     

Fe（acac）3-Al（i—Bu）3—α，α-联吡啶催化环酸酐与环氧烷烃开环共聚

用Fe（acac）3-Al（i．Bu）3-α．α’-联吡啶（acac=乙酰丙酮）催化环酸酐（马来酸酐、邻苯二甲酸酐）与环氧烷烃（环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧环已烷及苯基环氧乙烷）进行开环交替共聚，并研究了Fe／Al、Fe／α，α’-联吡啶摩尔比、不同环酸酐及不同环氧烷烃对聚合的影响，以及环酸酐与环氧化物摩尔比改变对共聚合物交替度、分子量及分子量分布的影响．研究表明：催化剂对聚合反应具有较好的催化效果．     

二嵌段共聚物薄膜模板化自组装

用实空间自洽场理论研究了二嵌段共聚物薄膜受限于平行板中的模板化自组装情况.通过改变平行板表面场修饰的情况,给出了粗略微观结构,观察了体系微相结构的变化过程,并对所观察到的变化规律作了讨论.另一方面,固定平行板的厚度、相分离强度等参数,改变吸附表面场的大小,观察并讨论了体系微相结构的变化及其规律.结果表明,二嵌段共聚物体系的微相结构是由受限条件和表面场修饰共同所决定的,因而控制表面场修饰情况的相关参数可以得到所期望的特定高分子体系结构.     

溶剂蒸汽诱导二元共聚物混合体系薄膜自组装

将2种链段长度不同的聚苯乙烯-b-聚2-乙烯基吡啶(PS-b-P2VP)在氯仿或四氢呋喃中溶解后,以一定比例混合,在乙醇或甲苯蒸汽中退火自组装,得到了一系列薄膜形貌和尺寸不同的自组装结构.采用原子力显微镜研究了混合比例、溶剂和退火蒸汽对薄膜自组装结构的影响.结果表明:改变混合比例可以对薄膜自组装结构和尺寸进行有效的调控;四氢呋喃相比氯仿更有利于混合体系薄膜自组装的相分离;乙醇蒸汽可以有效地诱导混合体系的薄膜自组装.     

稀土催化降冰片烯与甲基丙烯酸特丁酯共聚研究

研究了Nd（naph）3-Al（i-Bu）3（naph=环烷酸）催化降冰片烯（NB）与甲基丙烯酸特丁酯（TBMA）共聚反应条件、催化剂用量及钕铝比影响.并用核磁共振、红外光谱法研究了共聚物的组成.结果表明：稀土催化剂在温和的反应条件下有较好的催化性能.     

稀土催化NB与BMA共聚条件的研究

研究了Nd（naph）3-Al（i-Bu）3（naph为环烷酸）催化降冰片烯（NB）与甲基丙烯酸丁酯（BMA）共聚反应的条件及其催化剂钕铝比的影响.结果表明：稀土催化剂在温和的反应条件下有较好的催化性能;共聚反应可以在室温下进行,反应温度的增加使共聚物收率略减;共聚物分子量和分子量分布随NB/MA摩尔比的增加而变小,共聚物分子量分布较小,Mw/Mn=1.65～2.22;共聚物收率随Al/Nd摩尔比而变化,较合适的Al/Nd摩尔比为5.5.