用分子动力学模拟天然气水合物的抑制效应

用分子动力学模拟方法确定了结构H型(SH)天然气水合物的稳定晶体生长面为(001), 系统研究了277 K时三种动力学抑制剂对此晶面的影响. 模拟显示抑制剂中的氧与表面水分子形成氢键, 从而破坏原有的稳定结构, 造成水合物笼型结构坍塌, 达到抑制水合物形成的效果. 比较三种不同动力学抑制剂对SH的抑制效果得出: PVCap＞PEO＞PVP. 在此基础上研究了PVCap对天然气水合物结构I型(SI), 结构II型(SII)和SH三种不同晶型的抑制效应. 模拟发现抑制效果的次序为: SH＞SI＞SII.     

含低剂量抑制剂体系气体水合物生成动力学

水合物管道堵塞是油气工业安全生产的重要问题之一, 目前低剂量抑制剂以其经济性、环境友好性等优点, 逐步取代传统抑制剂. 文中在8.5 MPa、4 ℃条件下, 1.072 L反应釜内, 采用甲烷、乙烷和丙烷混和气, 研究了含低剂量抑制剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和GHI1的水合物生成体系反应过程, 计算分析了压缩因子和自由气量随反应时间的变化, 对比了在相同反应程度下添加PVP和GHI1后水合物含气量的区别, 探讨了GHI1组合抑制剂的抑制机理. 实验结果表明PVP和GHI1能抑制水合物生长, 不能有效抑制水合物成核; 添加PVP的体系, 在实验气体组成下, 甲烷乙烷进入水合物小晶穴, 并且甲烷优先进入小晶穴; GHI1对丙烷乙烷的抑制能力强于甲烷; 对比GHI1和PVP的反应过程, 认为协同剂二乙二醇丁醚的羟基和醚类结构加强反应体系中的氢键, 和PVP结合使用, 通过氢键和空阻达到抑制效果.     

PLA大分子单体接枝NVP共聚物的合成与性能

制备了末端为双键的功能化聚乳酸大分子单体(PLA-HEMA),并以此大分子单体与N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)进行自由基溶液共聚,合成了具有亲水性PVP-PHEMA主链和疏水性PLA支链的接枝共聚物。用FT-IR1、H-NMR、GPC、DSC、表面接触角测定研究了共聚物的结构与性能。结果表明:共聚物为非晶聚合物;NVP的摩尔投料量对共聚物的性能有显著影响,随NVP投料量增大,共聚物的分子量有所下降,玻璃化转变温度(Tg)增大;由于亲水性PVP和PHEMA链段的引入,共聚物的亲水性优于相应的线型聚乳酸材料。     

聚N-乙烯基己内酰胺及其共聚物的合成与应用

综述了聚N-乙烯基己内酰胺(PNVCL)及其共聚物的合成与用途研究现状,评述了不同聚合方法。指出了聚N-乙烯基己内酰胺系列聚合物在各个领域的应用前景及开发策略。     

水溶性负性光致抗蚀剂的研制

以自制丙烯酰胺-双丙酮丙烯酰胺共聚物和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成膜基体物质,芳香族叠氮化合物为感光剂,研制出水溶性负性光致抗蚀剂配方.通过正交试验确定了最优配方.即共聚物中AM与DAAM质量比为1:1;P(AM-DAAM)与PVP质量比为1:2;感光剂用量为占成膜基体物质质量的1/6;偶联剂用量占成膜基体物质质量的1/60;表面活性剂G-18用量占成膜基体物质质量的1/40.在该配方下配制的光致抗蚀剂达到商品规格要求.通过与国外同类商品的比较得出自制光致抗蚀剂具有同国外商品相当的感光性能.     

含β-CD单元VCL共聚物微凝胶的合成与性能研究

采用无皂沉淀聚合法,在水溶液中通过N-乙烯基己内酰胺(VCL)与一种单取代乙烯基β-环糊精单体(GMA-EDA-β-CD)的共聚反应,合成出了含有β-CD结构单元的温敏性VCL/GMA-EDA-β-CD共聚物微凝胶.用红外光谱仪(FTIR)、1H核磁共振仪(1H-NMR)、透射电镜(TEM)及激光粒度仪(DLS)对其结构、形态和性能进行了表征.研究结果表明,β-CD结构单元的加入使共聚物微凝胶的粒径减小,粒径分布变窄,但其温敏性降低.     

电化学阻抗谱研究聚合物凝胶电解质对染料敏化太阳能电池性能的影响

用甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)与N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚物P(HEMA-NVP)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物P(MMA-NVP)为原料制备了聚合物凝胶电解质, 用电化学阻抗谱(EIS)研究了聚合物凝胶电解质中聚合物基质的结构与组成对准固态染料敏化太阳能电池(DSSCs)光伏性能的影响. 不同交联剂用量、不同HEMA用量的P(HEMA-NVP)共聚物及不同MMA用量的P(MMA-NVP)吸收液态电解质后分别形成HGelI、HGelII、MGel凝胶电解质. 结果发现, 随共聚物P(HEMA-NVP)中交联剂由0.1%(w, 下同)增大到0.6%时, 形成的HGelI 组装的DSSCs的光电转化效率(η)先增大后降低, 交联剂用量为0.4%时, DSSCs的η为最大, 为5.54%(光强100 mW·cm^-2). 同时, 比较HGelII 系列和MGel 系列DSSCs的光电性能参数发现, 含有羟基的HGel 系列的η要高于MGel 系列, 而后者的开路电压(V_oc)值高于前者. 在HGelII 系列中, HEMA含量为60%(w)时, DSSCs的η最高. 电化学阻抗谱分析表明共聚物中交联结构的不同影响了电池内部的界面阻抗及离子的传输, 引入羟基有利于降低界面阻抗. 通过调整共聚物中交联剂用量和羟基含量可改善DSSCs的光伏性能.     

1,4-环己烷二甲醇对可生物降解聚酯PBS的共聚改性

在可生物降解聚酯PBS的分子主链中引入具有立体构型的1,4-环己烷二甲醇(CHDM), 对PBS进行了共聚改性. 研究结果表明, 反应时间在2 h内能够得到数均分子量100000以上的P(BS-co-CHDM)共聚物, 随着1,4-CHDM添加量的增加, 共聚物的结晶度降低, 玻璃化转变温度(Tg)呈上升趋势, 当添加量增大时, 共聚物tanδ随之增大, 内耗峰宽逐渐变窄, 当1,4-CHDM添加量为30%时, 断裂伸长率达到1232%. 所有共聚物的热分解温度均在300 ℃以上, 具有良好的热稳定性.     

表面活性剂对LiNi0.80Co0.15Al0.05O2的结构和性能影响

在共沉淀过程中添加表面活性剂聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分别合成类球形Ni_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_2前驱体,再与氢氧化锂(LiOH·H_2O)氧化煅烧得到LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)三元正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和充放电循环测试等对材料的结构、形貌、电化学性能等进行表征。结果表明:PEG和PVP的添加不影响材料中Ni、Co和Al元素的比例,能够促进一次晶粒长大和提高振实密度,能够促进正极材料层状结构发育进而提高正极材料的电化学性能。添加PEG、添加PVP和未添加表面活性剂合成正极材料的振实密度分别为2.07、1.86和1.40 g·cm~(-3),在0.2C充放电过程中首次放电比容量分别为210.8、188.9和173.0 mAh·g~(-1),以0.2C充电1C放电循环100次后电池容量保持率分别为78.8%、93.2%和82.7%,添加PEG和PVP的NCA材料表现出良好的电化学性能。     

分散聚合法制备PVP微球的研究

以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为初始单体,乙酸乙酯为分散介质,采用分散聚合法制备了分散性能良好、粒径为3～4μm的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)微球.考察了单体、分散剂及引发剂浓度对PVP微球的粒径、单体转化率及分子量的影响,并对PVP的结构和性能进行研究.结果表明,单体浓度增加,PVP微球粒径和分子量增大,单体转化率升高;分散剂浓度增加,PVP微球粒径变小,分子量增大,单体转化率升高;引发剂浓度增加,PVP微球粒径变大,分子量减小,单体转化率升高.与溶液聚合法相比,分散聚合法制备的PVP分子量较小且具有一定的结晶性.     

温敏梳状嵌段共聚物对PS微球阻抗蛋白吸附作用的研究

采用可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)方法和大分子单体技术,制备了温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)-聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)与PNIPAM-聚氧化乙烯(PEO)梳状嵌段共聚物,这些共聚物具有PVP或PEO支链.以溶菌酶为蛋白模型研究了所得共聚物对聚苯乙烯(PS)微球表面蛋白吸附的抑制作用.通过絮凝实验、激光散射法表观粒径测定、电泳迁移率测定及蛋白吸附量的定量数据比较了不同梳状结构的抗蛋白吸附效果.结果表明,预吸附梳状嵌段共聚物可有效阻抗蛋白吸附,亲水支链增加阻抗性能提高,即使环境温度高于PNIPAM的相转变温度也能阻抗蛋白吸附.透射电镜和共聚物胶体粒径测试表明,梳状嵌段共聚物阻抗蛋白吸附的机制是预吸附后PVP或PEO亲水支链在微球表面形成了阻隔层.通过PS微球的变温絮凝实验可评价预吸附聚合物的抗蛋白吸附性能,快速获得定性结果.     

温度/pH响应性MPEG-b-PCL/PNVCL-b-PCL共聚物复合胶束的制备及载药性质

以基于亚胺键的嵌段共聚物为构筑单元的温度/pH响应性共聚物复合胶束(CMs), 由于具有亚胺键和核-壳-冠结构, 表现出较高的灵敏度和稳定性. 以聚乙二醇单甲醚(MPEG)、 N-乙烯基己内酰胺(NVCL)和ε-己内酯(ε-CL)为原料, 分别制备了端醛基聚乙二醇单甲醚(MPEG-CHO)、 端醛基聚N-乙烯基己内酰胺(PNVCL-CHO)和端氨基聚己内酯(H₂N-PCL), 利用希夫碱反应, 进一步制备了基于亚胺键的聚乙二醇单甲醚-b-聚己内酯(MPEG-b-PCL)和聚N-乙烯基己内酰胺-b-聚己内酯(PNVCL-b-PCL)嵌段共聚物, 对共聚物结构进行了确认. 以MPEG-b-PCL和PNVCL-b-PCL为构筑单元, 制备了共聚物复合胶束, 研究了复合胶束对阿霉素的包载、 释放性质和细胞毒性等. 研究结果表明, 室温下MPEG-b-PCL和PNVCL-b-PCL能够在水中自组装形成以PCL为核、 MPEG和PNVCL为混合壳的共聚物复合胶束, 在生理温度下, 温敏性PNVCL链段发生相变塌缩在PCL核表面, 能够防止药物扩散释放, 亲水性MPEG链段形成可控通道. 药物体外释放结果表明, 在弱酸性环境中, 亚胺键能够断裂, 胶束被破坏, 促进药物的释放, 噻唑蓝(MTT)实验表明, 复合胶束的细胞毒性较低.     

溶剂热合成Cu2O微球及其对高氯酸铵热分解的催化作用

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,利用溶剂热法合成了Cu2O微球.考察了PVP用量以及反应温度对产物形貌的影响,并在反应时间为2.5与4.5h时分别合成了直径为100-200nm和1μm的Cu2O微球.同时,利用差热分析(DTA)技术考察了不同直径的Cu2O微球对高氯酸铵(AP)热分解的催化效果,结果表明:添加2%(w)的直径为100-200nm和1μm的Cu2O微球使得AP的高温分解温度分别降低了116和118°C,AP在低温阶段的分解量也明显提高.     

2,5-二[5-(对癸氧基苯基)-1,3,4-(口恶)二唑]乙烯基苯与乙烯基咔唑共聚物的合成与表征

通过自由基聚合反应得到了2,5-二[5-(对癸氧基)苯基)-1,3,4-(口恶)二唑]乙烯基苯和乙烯基咔唑的无规共聚物.研究了共聚物组成与热性能关系;实验结果表明,随着乙烯基咔唑量的增加,共聚物的荧光量子产率会下降;共聚物与相应的均聚物相似,它们具有相似的光致发光波长.     

P(VdF-HFP)-ILs基多孔纤维凝胶电解液的制备

以偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物P(VdF-HFP)为成纤聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔聚合物,制备得到P(VdF-HFP)/PVP混合静电纺丝纤维。然后利用成纤聚合物和致孔聚合物水溶性的差异,采用超声波辅助水致相分离法,去除水溶性PVP,得到非水溶性P(VdF-HFP)骨架的多孔超细纤维。扫描电子显微镜、孔隙结构分析和显微镜相图分析等结果显示,调节混合静电纺丝纤维中PVP含量,可以得到具有不同中孔/大孔结构的多孔超细纤维膜。以P(VdF-HFP)基多孔超细纤维吸附离子液体(ILs)制备得到凝胶电解液,测试其电化学性能,结果显示由P(VdF-HFP)∶PVP=5∶3静电纺丝纤维制备的P(VdF-HFP)-ILs基多孔超细纤维凝胶电解液显示出宽电化学窗口(3.6 V)、高电导率(0.84 mS·cm^-1)和较高的持液量(295 wt%)。     

环糊精聚合物功能化聚乳酸/聚乙烯基吡咯烷酮共聚物膜的制备与性能

合成了丙烯酸酯封端的PLA-PEG-PLA大分子单体(PELA-DA)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)修饰的β-环糊精聚合物(CDP-g-GMA),不同配比的PELA-DA、CDP-g-GMA及N-乙烯基吡咯烷酮(VP)的DMF溶液经光引发自由基聚合制备了环糊精聚合物功能化聚乳酸/聚乙烯基吡咯烷酮共聚物膜.1H-NMR证实了PELA-DA及CDP-g-GMA大分子单体的成功合成.利用XRD、DTMA、TGA、吸水性及体外降解性等表征方法对合成的共聚物膜的结构与性能进行了表征.XRD测试表明,共聚物膜中PELA-DA及CDP-g-GMA组分的结晶性受到抑制与破坏;吸水性及体外降解测试显示,CDP-g-GMA的引入改善了共聚物膜的亲水性及水解降解性;DTMA及TGA测试结果表明,随着CDP-g-GMA引入量的增加,共聚物膜的储能模量(E')、玻璃化转变温度(Tg)及热稳定性增加.以甲基橙(MO)为水溶性模型药物,考察了共聚物膜对MO负载及释放模式,研究发现,CDP-g-GMA引入量的增加有利于提高MO的负载量,MO经过初期(12 h)爆释后,以一种缓慢的持续的方式进行释放.     

2,5-二[5-(对癸氧基苯基)-1,3,4-噁二唑]乙烯基苯与乙烯基咔唑共聚物的合成与表征

通过自由基聚合反应得到了2,5-二[5-(对癸氧基)苯基)-1,3,4-噁二唑]乙烯基苯和乙烯基咔唑的无规共聚物.研究了共聚物组成与热性能关系;实验结果表明,随着乙烯基咔唑量的增加,共聚物的荧光量子产率会下降;共聚物与相应的均聚物相似,它们具有相似的光致发光波长.     

P(4-VPPS-co-DMAPS)两性离子共聚物膜的制备及表征

首先,以4-乙烯基吡啶(4-VP)与甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)为单体通过自由基共聚,得到聚(4-乙烯基吡啶-co-甲基丙烯酸二甲氨乙酯)共聚物(P(4-VP-co-DMAEMA));然后,用1,3-丙磺酸内酯对P(4-VP-co-DMAEMA)侧链进行季铵化改性,得到不同离子化修饰程度的P(4-VP-co-DMAEMA)的两性离子共聚物(P(4-VPPS-co-DMAPS))。采用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对P(4-VP-co-DMAEMA)和P(4-VPPS-co-DMAPS)的化学结构进行表征。用万能拉力试验机、差示扫描量热分析仪(DSC)、热重分析仪(TG)以及稀释涂布平板法对P(4-VP-co-DMAEMA)和P(4-VPPS-co-DMAPS)薄膜的力学性能、热学性能以及抗菌/防污性能进行了表征。探究了单体单元物质的量之比、季铵化修饰程度对P(4-VPPS-co-DMAPS)薄膜材料物理化学性能以及功能性的影响。结果表明:当两种单体单元的物质的量之比(n4-VP/nDMAEMA)为3/7,离子化修饰程度为20%时,得到的两性离子共聚物薄膜具有一定的热稳定性、韧性和强度,且兼具优异的抗菌/防污特性。     

分散聚合法制备甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物微球

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在甲醇／水混合溶剂中,采用分散聚合法制备出微米级的甲基丙烯酸甲酯一苯乙烯共聚物微球,研究了分散介质组成、单体组成、引发剂浓度、分散剂浓度、反应温度等反应条件对聚合产物粒径及粒径分布的影响。     

非茂钯催化剂催化乙烯/丙烯/ω-Cl-α-乙烯基单体三元共聚合的研究

本文探索了乙烯/丙烯/极性单体三元共聚物的合成方法.乙烯/丙烯/ω-Cl-α-乙烯基单体三元共聚物由于分子中引入了ω-Cl-α-乙烯基极性单体,改变了乙烯丙烯共聚物的化学惰性.我们采用催化剂Cat.L-Pd配位催化乙烯/丙烯/ω-Cl-α-乙烯基单体三元共聚合,合成了极性三元无规共聚物.探讨了催化剂结构、聚合条件对三元共聚合行为的影响,并优化了聚合条件.采用红外光谱(FTIR)、核磁共振碳谱(氢谱)(~(13)C(~1H)NMR)、示差扫描量热(DSC)和高温凝胶渗透色谱(GPC)等方法研究了共聚物的结构与性能.FTIR与~(13)C(~1H)NMR结果表明,催化剂Cat.L-Pd能够有效催化乙烯/丙烯/ω-Cl-α-乙烯基单体三元共聚合,共聚物中ω-氯代极性单体的插入量达3.6 mol%.极性单体不发生均聚合反应,但能够有效参与乙烯和丙烯的共聚合反应,形成三元无规共聚物.丙烯能够发生均聚合反应,但是不能形成聚丙烯长链段,主要发生乙烯与丙烯共聚合反应.乙烯最易发生聚合反应,并能够形成较长链段的聚乙烯.共聚物的Mw高于2×10~5g/mol.分子量分布在1.6～3.0,说明该类催化剂催化乙烯/丙烯/ω-Cl-α-乙烯基单体三元共聚合行为遵循单中心聚合机理.