考虑壁面滑移的Z-W流变模型及其应用

总结了聚合物熔体在剪切溶场壁面滑移研究的成果，提出了Z－W模型的物理概念。该模型考虑了界面分子链和固体壁面间解吸－吸附而发生的滑移。界面分子链和内部分子链间解缠－重新缠结而发生的表观滑移以及变形摩擦滑移。在稳态简单剪切流运过程，模型可以化简为应力和应变的二次微分方程，说明了壁面滑移来源于Cohesive滑移和Adhesive滑移两部分，对于自激振荡相关的多重内振荡和多重外振荡进行了归纳，应用统一模型定性地解释了毛细管实验中剪切应力的非线性，瞬态自激振荡、滑－粘转换和鲨鱼皮等现象，在聚合物熔体振动剪切流动（LAOS）中，统一模型可以简化为杜芬方程，通过模拟发现，该模型可解释小应变振幅下振动剪切时的线性流变行为和在大振幅振动流动中的复杂非线性行为。非线性行为与熔体粘弹性以及近壁面界面层的性质有关，统一模型在特殊情况下还可以简化Joshi模型，结构网络模型，Hatzikiriakos或等效的Graham模型，可见，Z－W模型内内涵比较丰富，适用面较广，也从一个侧面说明该模型具有相当的合理性。     

侧链结构对磺化聚芳醚性能及微观形貌的影响

比较了3种主链结构相同而侧链结构不同的磺化聚芳醚(SPAE)材料的性能. 分析了侧链结构对聚合物的吸水、 溶胀及质子传导行为的影响. 结果表明, 在相同的离子交换容量(IEC)条件下, 具有柔顺脂肪族侧链的聚芳醚材料具有较高的质子传导率. 其原因是由于柔顺的脂肪族侧链比刚性的芳香族侧链更易运动, 有利于侧链末端磺酸基团的聚集, 进而形成离子簇. 3种聚合物微观形貌的分析结果表明, 含柔顺侧链结构的聚合物薄膜具有更大的质子传输通道, 其结果与聚合物的宏观吸水和传导现象相吻合.     

链中功能性高枝化聚合物的合成方法

功能化已成为实现高分子材料高性能化的重要途径,高分子材料的功能化已从端基官能化向链中官能化发展。本文评述了基于活性阴离子聚合方法高枝化聚合物及链中功能性聚合物的合成方法。以实现链中功能性聚合物"定性、定位、定量"为目标,通过硅氧键(DPE-SiO)、硅氢键(DPE-SiH)与功能性试剂之间的转换反应将目标官能团键入到聚合物链中。系统评述了复杂拓扑结构链中功能性高枝化聚合物的合成方法以及结构与性能之间的构效关系。     

侧链调控在有机光电高分子材料中的应用研究进展

有机光电聚合物材料是由共轭主链与柔性侧链组成,具有制备简单、成本低廉、重量轻及可制成柔性器件等突出优点,近年来成为国内外研究的前沿和热点.目前对聚合物材料主链结构的优化研究较多,基于侧链调控的报道则相对较少.对主链共轭高分子光电材料侧链调控的目的主要是改善材料的溶解性能,然而,侧链修饰的影响远非如此.研究发现,侧链修饰后聚合物材料的吸收光谱、能级分布、载流子迁移率、器件共混膜形貌以及界面形态等光电性能方面可发生不同程度的变化.此类研究成果无疑将对设计与优化有机聚合物材料分子结构、活性层形貌与界面形态以及器件制备方法和加工工艺具有指导意义.同时,随着器件制备方法的不断改进以及加工工艺的不断发展,为进一步改善器件效率,提高纳米活性材料的形貌调控与界面形态优化能力,基于有机光电高分子材料侧链调控的研究价值日益突显.因此,结合高分子光电材料应用领域的研究现状,以聚合物分子侧链结构优化设计为出发点,基于侧链调控为主题,以不同的修饰侧链为研究对象,对光电高分子材料侧链调控中拟解决的问题及本实验室的相关工作做主要综述.     

用于电致发光器件的蓝光聚合物材料研究进展

聚合物电致发光材料成型加工简便、可大面积生产,可应用于大面积平板显示及固体照明器件。与红、绿光聚合物发光材料相比,蓝光聚合物电致发光材料在发光性能、材料寿命等方面仍然存在较大差距,这成为全色显示的瓶颈。通过在聚合物主链上引入大体积的取代基或侧链、形成具有三维空间共轭效应的支化结构或能量可转移的主客体结构等,来改善溶解性和光物理性能等,从而得到发光效率高、色纯度好、热力学性能优异且材料加工性能良好的蓝光聚合物电致发光材料。本文从材料设计的角度简要介绍了国内外蓝光聚合物发光材料的主要研究进展。     

拉曼光谱技术在聚合物研究中的应用进展

拉曼光谱可以提供分子的振动信息,对于聚合物分子链的构象和链间的相互作用非常敏感,能够提供聚合物固体、薄膜或溶液的物理化学特性信息,如聚合物的结构单元、空间构型、晶态结构、分子链的物理构象或分子链子链和侧基在界面间或在各向异性材料中的排列等链取向信息等。因此拉曼光谱作为一种原位无损检测技术,其衍生出的表面增强拉曼光谱技术(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)、变温拉曼光谱技术、共焦显微拉曼光谱技术(Confocal Raman Microscopy,CRM)、拉曼Mapping成像技术和共振拉曼散射技术(Resonance Raman scattering,RRS)等,广泛应用于物理、化学和生物医学等领域。本文从拉曼光谱的基本理论基础、拉曼光谱技术及其在聚合物研究中的最新应用进展等方面进行综述,以探索扩展拉曼光谱技术在高分子物理与化学领域中许多问题,如分子链的构象结构、分子链的结晶行为、分子链的扩散运动和共混体系相态结构变化等方面的应用。     

多磺化侧链型聚芳醚的合成及性能

本文通过对聚合物的结构设计,采用亲和取代的途径制备了含有甲氧基侧链的聚芳醚聚合物,然后去醚化得到了侧链含有羟基的聚芳醚材料,最后通过接枝的方法将磺酸基团引入聚合物成功的制备出多磺化侧链型聚芳醚质子交换膜材料。此类材料表现出好的热化学稳定性, 80 oC时的质子传导率可达到0.192 S/cm,超过了Nafion 117 薄膜的传导率.同时此类材料表现出低的尺寸稳定性。因此此类材料很有希望在质子交换膜领域得到应用     

石墨烯化聚合物:一种兼具电子和离子传输通道的三维富碳高分子能源材料

近年来,用于电化学能源存储和转化的石墨烯材料,得到了研究者们越来越多的关注。但是,这些石墨烯材料不同于严格定义的单原子碳层结构,往往具有孔洞、杂原子和化学官能团等缺陷结构。由于制备方法的不同,缺陷结构各不相同,其电化学性能也表现各异。结构分析表明,这类材料是由类似石墨烯片段的单元与聚合物链共价连接而成,使其具有石墨烯和聚合物的双重特性,我们称之为石墨烯化聚合物。由小分子通过自下而上的方法制备的多孔聚合物,也可以通过进一步热交联等方法,使其形成包含石墨烯片段单元与聚合物链的化学结构。这些材料与石墨烯衍生材料一起组成了石墨烯化聚合物的整个谱系;这个谱系涵盖了由聚合物到石墨烯的过渡区。更重要的是,这类材料特殊的结构与性质,使其成为一种兼具电子和离子传输通道的三维富碳高分子材料,非常适合作为电极材料应用于电化学能源存储和转化,这为我们深入研究储能器件中电极材料的结构与性能的相关关系提供了很好的材料平台。     

聚合物分子刷的合成与应用

本文综述了近年来在线形聚合物、树枝状大分子及树枝化聚合物等不同聚合物的每个重复单元上,高密度地、通过不同联接方式接枝上新的聚合物侧链而形成的刷形接枝共聚物,即聚合物分子刷的研究进展。主要介绍聚合物分子刷的三种合成途径,即“大单体聚合法”,“从主链接枝法”及“接枝到主链法”,并对不同路线的特点进行分析,同时对分子刷在制备纳米杂化材料、纳米导线及智能材料等方面的应用进行了综述。     

聚合物分子刷的合成与应用

本文综述了近年来在线形聚合物、树枝状大分子及树枝化聚合物等不同聚合物的每个重复单元上,高密度地、通过不同联接方式接枝上新的聚合物侧链而形成的刷形接枝共聚物,即聚合物分子刷的研究进展。主要介绍聚合物分子刷的三种合成途径,即“大单体聚合法”,“从主链接枝法”及“接枝到主链法”,并对不同路线的特点进行分析,同时对分子刷在制备纳米杂化材料、纳米导线及智能材料等方面的应用进行了综述。     

Study on damping mechanism based on the free volume for CIIR by PALS

The influences of the free volume and the termperature on the damping property of chlorinated isoprene-isobutylene rubber (CIIR) were first investigated by positron annihilation lifetime spectroscopy (PALS), dynamic mechanical analysis (DMA), and differential scanning calorimetry (DSC), respectively. From the variations of ortho-positronium (o-Ps) lifetimes as a function of temperature, two transition temperatures can be observed, i.e., Tg and TB. We found that there exists a pre-rubbery state between the glass transition temperature Tg and TB. The DMA results indicate that the tan delta peak of CIIR has a very broad temperature distribution because of the existence of a liquid-liquid transition (Tll). The temperature dependence of the average free volume size can be linearly fitted below Tg and above TB, respectively. It is very interesting that the difference spectrum of the free volume size between the results fitted by two lines (below Tg and above TB) and experimental data is very similar to the dynamic mechanical spectrum of CIIR. In order to clarify the damping mechanics, the Williams-Landel-Ferry (WLF) equation based on free volume theory has been successfully used to establish a direct quantificational relationship between the free volume and the damping property, which indicates that the free volume plays an important role in determining the damping property.     

聚硅氧烷增容母料的制备及应用

火工品引爆时所释放的能量会对结构施加瞬时超过载的冲击,单一的硅橡胶硫化胶缓冲器不能满足阻尼材料性能的使用要求,纯硅橡胶单一硫化或共混硫化胶的损耗因子不足0．15,对应的温域非常小。聚硅氧烷呈螺旋状,表面张力低,但直接使用与其它聚合物相容性差。将硅氧烷进行丙烯酸酯类接枝共聚,可以保持其低温阻尼性能改善高温阻尼性能和拓宽阻尼温域。本文以软聚合物聚硅氧烷为核、硬聚合物丙烯酸酯类为壳,通过乳液接枝共聚的方法制备出具有“强制互容     

Thermal analysis on influence of compatibilizing agents

Studies have been made on differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TG) and dynamic mechanical analysis (DMA) of binary blends of isobutylene-isoprene (IIR) copolymer and polychloroprene (CR) elastomers. Blends of IIR and CR are incompatible and showed separateT _g peaks in DSC curves similar to Tanδ peaks. However, addition of chlorinated polyethylene (CM) elastomer, as compatibilizer, imparts miscibility between IIR and CR which could be judged both through DSC as well as by dynamic loss measurements (Loss modulusE″ and Tanδ). The storage modulus (E′) showed variation of stiffness due to structural changes associated with the addition of compatibilizer. TG plots for these blends showed improvement of thermal stability both by addition of a suitable compatibilizer as well as due to formation of crosslinked structures associated with the vulcanization of the blends by standard curative package.     

Study on damping properties of HVBR/EVM blends prepared by in situ polymerization

In comparison with normal damping rubbers such as natural rubber (NR), styrene butadiene rubber (SBR), isobutylene isoprene rubber (IIR) etc., Mo-based high vinyl polybutadiene rubber (HVBR) with high loss factor, excellent aging resistance and glass transition temperature closer to room temperature, is a promising damping material. The effective damping temperature range of HVBR could be further broadened by blending with ethylene-vinyl acetate (EVM) and the effects of blending methods (in situ polymerization blending or mechanical blending) and blending ratios on the damping properties and physical properties of HVBR/EVM blended rubber were studied. HVBR/EVM in situ polymerization blends was prepared by butadiene coordination polymerization by Mo-base catalyst in a toluene solution of EVM. The results of dynamic mechanical analysis (DMA) and scanning electron microscopy (SEM) of the blended vulcanizates via in situ polymerization blending revealed that the compatibility between HVBR and EVM was improved compared with that of the blended vulcanizates via the traditional mechanical blending method. The two phases of HVBR/EVM in situ polymerization blends had good dispersion and uniformity, the damping temperature range was significantly expanded, and the peak and valley of the damping temperature range were greatly improved. A blending ratio of HVBR/EVM900 = 100/40 showed the best damping properties and the effective damping temperature range (tanδ>0.3) was extended from −6.6 °C to 39.4 °C.     

聚丙烯及其共混物/共聚物体系动态流变行为研究进展

聚丙烯共混物、共聚物具有复杂的凝聚态结构,其结构形态、相容性和相分离的研究一直是该领域的中心课题。与常规研究方法(DSC、DMA等)相比,动态流变学方法在研究聚合物结构与形态方面具有独特的优势,对聚合物形态结构的变化十分敏感。本文根据动态流变学基本理论,重点介绍和评述了动态流变学方法在研究聚丙烯及其共混物/共聚物体系形态结构、相容性以及相分离方面的最新进展。动态流变学方法被证明是研究聚丙烯基多相/多组分体系形态结构、相容性和相分离的有效手段。     

Thermal,mechanical, and morphological properties of soybean oil-based polyurethane/epoxy resin interpenetrating polymer networks (IPNs)

A series of interpenetrating polymer networks (IPNs) based on epoxy (EP) resin and polyurethane (PU) prepolymer derived from soybean oil-based polyols with different mass ratios were synthesized. The structure, thermal properties, damping properties, tensile properties, and morphology of soybean oil-based PU/EP IPNs were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), universal test machine, and scanning electron microscopy (SEM). DSC and DMA results show that the glass transition temperature of the soybean oil-based PU/EP IPN decreases with the increase of PU prepolymer contents. Soybean oil-based PU/EP IPNs have better damping properties than that of the pure epoxy resin. The tensile strength and modulus of PU/EP IPNs decrease, while elongation at break increases with the increase of PU prepolymer contents. SEM observations reveal that phase separation appears in PU/EP IPNs with higher PU prepolymer contents.     

PMPS/PMAc相容性与同步互贯聚合物网络的阻尼性能研究

互贯聚合物网络是一种聚合物合金 ,其组分的热力学性质决定组分间的相容性和微相结构 ,从而影响材料的阻尼性能 .采用同步互贯聚合物网络 (SIN)技术制备了一种新型的聚苯基硅氧烷 (PMPS) 聚甲基丙烯酸酯 (PMAc)阻尼材料 ,用DMA和AFM等表征研究了其玻璃化温度转变行为与微观相态结构 .结果表明 ,由相容性好的组分制备的SIN材料阻尼值最高 ,tanδmax 可达 1 4,只有一个玻璃化温度转变峰 ,其微相结构为双相连续 ;组分介于相容与不相容之间时 ,所构成的SIN样品的tanδ≥ 0 3的温度区间最宽 ,可达 170℃ ,微相结构为单相连续 ;由相容性差的组分制得的SIN阻尼材料的内耗峰裂分为两个区间 .PMPS PMAcSIN材料的阻尼性能可以通过调节组分的相容性进行控制 .     

Compatibility and characteristics of poly(butylene succinate) and propylene-co-ethylene copolymer blend

Propylene-co-ethylene elastomer resin (PER) has been blended into biodegradable poly(butylene succinate) copolymer (PBS) by a melt-blending process to develop a novel semi-biodegradable thermoplastic elastomer. The PBS/PER blends displayed good compatibility in the range 70/30 > PBS/PER > 30/70 according to analyses by DSC, DMA and the Couchman method. Although the PBS/PER blends displayed compatibility, SEM analyses of most of the PBS/PER blends revealed two-phase structures including sea-island and irregular fiber-shaped morphologies, except for PBS/PER (70/30). PBS/PER (60/40) and PBS/PER (50/50) display low tensile strength due to large sea-phase and irregular fiber-shaped morphologies, even though they have good compatibility. PBS/PER (70/30) apparently exhibited a single phase by SEM and showed the best compatibility by DSC and DMA. Furthermore, the tan δ, elongation and initial moduli of the PBS/PER blends were seen to increase with increasing PER content, indicating that the toughness and shock resistance of PBS are improved by incorporating PER into the composition.     

聚丙烯酸酯无皂水溶胶阻尼涂料动态力学性能的研究

用分步溶液聚合法合成了两种丙烯酸酯共聚物的共混物［Ｐ（ＢＡ－ＨＥＭＡ－ＡＡ）／Ｐ（ＭＭＡ－ＨＥＭＡ－ＡＡ）Ａ］，制成无皂水溶胶，加入交联剂配成涂料。两种共聚物既可相互贯穿缠结，又可通过交联剂交联，使涂膜同时具有物理交联和化学交联。用动态力学分析法（ＤＭＡ）、扭辫分析法（ＴＢＡ）考察了涂膜的动态力学性能，表明涂膜具有ＩＰＮ结构，并有良好的阻尼性能。     

氯化丁基橡胶/聚(甲基)丙烯酸酯共混物阻尼性能研究

制备了一系列氯化丁基橡胶 (CIIR) 聚 (甲基 )丙烯酸酯 (PMAc)共混复合物 .DMA ,DSC对这些共混物的研究表明 ,无论是共交联体系还是非共交联体系 ,CIIR PMAc共混物均能将CIIR有效阻尼功能区移向高温 ;FTIR分析及抽提实验证明了前一体系CIIR PMAc共混物中共交联结构的存在 ;TEM研究发现 ,共交联改变了CIIR PMAc共混物的微观形貌 .研究结果表明 ,不同组成和结构的PMAc的引入 ,导致共混物中CIIR的Tll转变和Tg 转变受到不同程度的抑制 ,因此引起由共交联体系和非共交联体系制得的CIIR PMAc共混物显示出不同的阻尼行为 .