建学科犹如树牌坊——高分子材料与工程专业建设漫谈暨浙江大学和复旦大学本科专业方案调整纪事*

教育对人的影响是深远的,自本科开始的高等教育更是如此。伟大的建筑可能经历百年沧桑仍然历久弥新,其原因在于结构,即所谓的“四梁八柱”。什么是本科教育中的“四梁八柱”,什么样的“四梁八柱”可以历久弥新,是我们当下需要认真思考和回答的问题。以“高分子材料与工程”专业为例,结合浙江大学和复旦大学的本科教学改革,阐述了对本科专业培养中的若干关键问题的看法。     

格子Boltzmann方法模拟气泡生长脱离

格子Boltzmann方法具有微介观的特性,能够自动捕捉和追踪界面,在多相流领域有广阔的应用前景。对于伴有气液相变的传热问题,格子Boltzmann方法已有模型较少,其中有一部分是通过质量变化间接反映相变过程,不能真实反映温度场的演化和影响。本文采用了模拟多相流动和分离的自由能模型,结合基于Stefan边界的相变传热模型,考虑壁面自由能对流体与壁面间润湿性的影响,模拟了静态接触角、过热壁面的气泡生长和脱离,并进行了更接近真实沸腾过程的随机生成气泡的模拟,以及流动沸腾的气泡生长和脱离的模拟。     

甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯在硅片表面的RAFT接枝聚合

将3-(2-二硫代苯甲酸基丙酰氧基)丙基二甲基甲氧基硅烷化学键合于硅片表面.以甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯为单体,在硅片表面进行可逆加成-断裂链转移(RAFT)接枝聚合.X-射线光电子能谱仪证实聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯的共聚物(poly(MMA-co-St))都接枝到硅片表面.但3个体系表现出不同的性质,甲基丙烯酸甲酯的RAFT聚合可控性差,分子量比设计分子量大得多,分子量分布指数宽,接枝密度仅为0·03chains/nm2;苯乙烯均聚合的活性/可控性好、分子量分布窄,接枝密度提高到0·21chains/nm2;共聚合体系综合了两个均聚体系的优点,分子量分布较窄,接枝密度最高为0·31chains/nm2,聚合物膜厚随转化率、数均分子量基本呈线性增长.     

聚合物产品工程:面向高性能高分子材料的化学工程新拓展

化学产品工程是化学工程学科的新拓展,其核心研究内容是化学品结构的精确定制.聚合物产品具有复杂的多层次结构,其中分子结构和分子的聚集态结构是决定聚合物性能的最主要结构层次.聚合过程可在很大程度上决定聚合物的分子结构和聚集态结构.近年来,本研究组在活性聚合机理和共聚动力学研究的基础上,针对各种链结构目标,建立了半连续聚合过程的模型化方法和操控聚合过程的计算机程序,实现了多种聚合产物分子结构的精确定制,制备了一些全新的高性能或特殊性能的聚合物.同时,通过反应器内合金化方法和活性界面细乳液聚合的方法尝试进行了聚合物原生聚集态结构的定制.本文综述了上述研究工作,并对未来研究的发展进行了展望.     

滑坡演化的非线性动力学与突变分析

基于对任-连续函数, 至少在较小的邻域内可以用多项式任意逼近的数学理论, 运用改进的Backus广义线性反演理论, 以斜坡位移时间序列为基础, 反演建立了斜坡演化的非线性动力学模型。并利用自治梯度系统与突变模型的等价性, 通过变量代换得到标准的尖点突变模型。以黄茨及卧龙寺滑坡为例对滑坡的发展孕育过程进行分析, 结果表明:该非线性动力学模型不仅预测效果十分理想, 而且具有较高的自我调整适应能力; 斜坡临滑前都以突变特征值D的突降至零为前兆特征, 可作为-个具有物理意义的前兆指标。     

超支化聚乙烯接枝马来酸酐及其过程中交联和降解反应的抑制

采用后过渡金属催化剂二-(2,6-二异丙基苯基)丁二亚胺溴化镍(IBNB),通过均相聚合法合成了高分子量和高支化度的超支化聚乙烯(HBPE).以二特戊基过氧化物(DTAP)为引发剂,研究了HBPE接枝马来酸酐(MAH)反应,并用N,N-二乙基肉桂酰胺(DECA)作为抑制剂,有效地抑制了接枝反应体系中的交联和降解副反应.接枝反应体系中分别加入相同摩尔量的DECA、N,N-二甲基乙酰胺、苯乙烯、3-(2-呋喃)丙烯酸、肉桂酸乙酯,通过比较接枝产物的凝胶含量和分子量,发现DECA抑制交联和降解副反应的效果最好,同时解释了DECA的作用机理.