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利用片状填料调控聚丙烯线收缩率的机理研究

高分子学报 2024年第9期55卷 1216-1228页

作者：乔泽爽邹发生宋文波白红伟傅强四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室成都610065 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院北京100013

添加无机粒子是有效降低聚丙烯(PP)成型收缩率的一条重要途径,但目前对其作用机制的理解还很局限.本研究以滑石粉(talc)填充的等规PP(i-PP)为例,通过理论计算与实验相结合的方法,研究了无机粒子对i-PP注塑制品线收缩率的影响规律和机理... 详细信息

添加无机粒子是有效降低聚丙烯(PP)成型收缩率的一条重要途径,但目前对其作用机制的理解还很局限.本研究以滑石粉(talc)填充的等规PP(i-PP)为例,通过理论计算与实验相结合的方法,研究了无机粒子对i-PP注塑制品线收缩率的影响规律和机理.结果表明,当talc含量较低时(6vol%),收缩率的变化趋势显著偏离理论曲线,面内线收缩率急剧降低,而面外线收缩率则基本保持不变.进一步分析发现,由于注塑制品中的片状talc倾向于沿MD-TD平面方向取向,并诱导i-PP片晶垂直于其表面生长,因此致密的talc片层网络可促使i-PP结晶形成垂直于MD-TD平面高度取向的晶体,最终导致制品的面内线收缩率显著低于理论值(这对大尺寸低收缩薄壁制品的开发非常有利),而面外收缩率则高于理论值.研究结果打破了通过填料体积占比减小PP复合材料成型收缩的传统认识,从结晶的角度揭示了基于填料诱导的取向结晶调控PP制品线收缩的新机理,为低收缩PP材料的开发提供了可行思路.

关键词：聚丙烯收缩率结晶

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导热绝缘高密度聚乙烯复合材料的制备与性能

高分子材料科学与工程 2024年第5期40卷 39-46页

作者：王贯春李瑶李吉祥周生态梁梅邹华维邱邵宇中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室四川成都610041 四川大学高分子研究所高分子材料工程国家重点实验室四川成都610065

文中采用片层状绝缘导热六方氮化硼(h-BN)和高导热导电铜粉(Cu)复配填充来提升高密度聚乙烯(HDPE)的导热性能。控制导热填料总体积分数为30%,通过改变h-BN和Cu在HDPE中的复配比例,实现复合材料中导热网络通路的构建。扫描电镜结果表明,h... 详细信息

文中采用片层状绝缘导热六方氮化硼(h-BN)和高导热导电铜粉(Cu)复配填充来提升高密度聚乙烯(HDPE)的导热性能。控制导热填料总体积分数为30%,通过改变h-BN和Cu在HDPE中的复配比例,实现复合材料中导热网络通路的构建。扫描电镜结果表明,h-BN进入Cu粉无法占据的HDPE基体,起到桥梁作用。h-BN通过连接其周围的Cu粒子,促进了HDPE内部导热网络的形成与构筑。Hot Disk测试结果表明,随着h-BN/Cu比值增加,HDPE复合材料导热系数增大。当V(h-BN):V(Cu)≤1时,大片径h-BN_(30)/Cu体系的热导率高于小片径h-BN_(05)/Cu改性体系;与之相反,当V(h-BN):V(Cu)>1时,相对于大片径h-BN_(30),小片径h-BN_(05)对复合体系热导率的贡献更明显。通过调控h-BN与Cu的含量,实现了在抑制导电网络形成的前提下大幅改善复合材料的导热性能。其研究工作为导热绝缘复合材料的设计制备提供参考。

关键词：高密度聚乙烯氮化硼铜粒子导热网络协同效应

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生物可降解塑料包装薄膜的制备及应用进展

中国塑料 2024年第9期38卷 112-122页

作者：文麒霖贾雪华孙炎君牛思霁陈英红陈宁高分子材料工程国家重点实验室(四川大学) 四川大学高分子研究所成都610065

综述了几种典型市售生物可降解塑料聚乳酸(PLA)、聚对二苯甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚碳酸亚丙酯(PPC)及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的基本性能及其功能改性进展。详细介绍了热塑加工制备生物可降解塑料包装薄膜的常用成型方法,包括吹膜... 详细信息

综述了几种典型市售生物可降解塑料聚乳酸(PLA)、聚对二苯甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚碳酸亚丙酯(PPC)及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的基本性能及其功能改性进展。详细介绍了热塑加工制备生物可降解塑料包装薄膜的常用成型方法,包括吹膜法、流延法、压延法及双向拉伸法;总结了生物可降解塑料薄膜作为绿色包装材料的最新应用进展。

关键词：生物可降解塑料包装薄膜功能改性热塑加工产品应用

石墨烯-碳纳米管-聚乳酸/聚乙二醇相变储能复合材料的制备与温敏响应行为

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复合材料学报 2024年第1期41卷 250-260页

作者：赵中国薛嵘王筹萱张鑫杨其陕西理工大学材料科学与工程学院矿渣综合利用环保技术国家地方联合工程实验室汉中723000 四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室成都610065

本文通过溶液-熔融共混法制备了石墨烯-碳纳米管-聚乳酸/聚乙二醇(Gr-CNT-PLA/PEG)相变储能复合材料,详细探究了导电粒子和PEG对PLA相变储能复合材料结晶性能、导电性能和温敏响应行为的影响。在溶液-熔融共混过程中,二维结构的石墨烯... 详细信息

本文通过溶液-熔融共混法制备了石墨烯-碳纳米管-聚乳酸/聚乙二醇(Gr-CNT-PLA/PEG)相变储能复合材料,详细探究了导电粒子和PEG对PLA相变储能复合材料结晶性能、导电性能和温敏响应行为的影响。在溶液-熔融共混过程中,二维结构的石墨烯和一维结构的碳纳米管在热力学和动力学因素的作用下可以物理复配为三维结构的Gr-CNT杂化粒子,改善导电粒子在复合材料内部的分散性,使复合材料具有较低的导电逾渗域值,约为0.51wt%。此外,在PEG相变储能材料和导电粒子的作用下,进一步改善了Gr-CNTPLA/PEG复合材料的导电性能和结晶性能,结晶温度从100℃(PLA)提高到了约130℃((Gr-CNT_(50))_(0.6)-PLA/PEG_(10))。在恒温温度-电阻测试中发现Gr-CNT-PLA/PEG复合材料的电导率随等温热处理温度的提高表现出先降低后升高的现象;在循环变温温度-电阻测试中,Gr-CNT-PLA复合材料在37℃到140℃的循环温度区间内表现出了低温正温度系数(PTC)和高温负温度系数(NTC)效应;而通过相变储能材料PEG和循环温度值的协同调控,Gr-CNT-PLA/PEG复合材料在降温过程中表现出良好的相转变储能平台,成功地实现了复合材料单调的PTC效应和高温度灵敏度,灵敏度(ΔR/R_(0))可达3000%;且随着PEG质量含量的提高可以有效地实现复合材料的储能平台越宽,可达16.28 min,为高灵敏度温度传感器的制备奠定了基础。

关键词：杂化导电粒子聚乙二醇聚乳酸导电性能相变储能温敏响应

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高性能芳杂环聚合物纤维制备技术研究进展

高分子通报 2024年第10期37卷 1400-1413页

作者：梁晨张殿波刘薇罗龙波刘群孟昭瑞陈湘栋钟蔚华中国兵器工业集团第53所济南250031 四川大学高分子科学与工程学院成都610065 高分子材料工程国家重点实验室成都610065

随着我国军事装备、空天探测、光电交通等领域的快速发展,其对高性能有机纤维的性能要求不断提高。现有高性能芳杂环聚合物虽有足够优异的性能,使其从分子结构设计走向实际生产应用,但仍存在诸多缺陷,故当前亟待开发综合性能更好的高性... 详细信息

随着我国军事装备、空天探测、光电交通等领域的快速发展,其对高性能有机纤维的性能要求不断提高。现有高性能芳杂环聚合物虽有足够优异的性能,使其从分子结构设计走向实际生产应用,但仍存在诸多缺陷,故当前亟待开发综合性能更好的高性能芳杂环聚合物纤维。本文简要介绍了含苯并咪唑结构的杂环共聚芳纶(芳纶Ⅲ)、聚对苯撑苯并二噁唑(poly(p-phenylene benzobisoxazole),PBO)、聚2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑(poly-pyridobisimidazole,PIPD/M5)三种现有高性能芳杂环聚合物纤维分子结构与性能之间的内在关联,总结了三种纤维的制备工艺、应用范围及缺陷不足,综述了共聚改性制备新型芳杂环聚合物纤维的研究进展,并对高性能芳杂环聚合物未来的研发生产进行了展望。

关键词：杂环芳香族聚酰胺纤维聚对苯撑苯并二噁唑纤维聚2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑纤维化学共聚改性分子结构设计

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光热响应型控释微球的可控制备及其性能

化工进展 2024年第3期43卷 1474-1483页

作者：杨嘉琪巨晓洁谢锐汪伟刘壮潘大伟褚良银四川大学化学工程学院四川成都610065 四川大学高分子材料工程国家重点实验室四川成都610065

单一的光热治疗(PTT)效果有限,往往不能彻底治愈肿瘤。随着材料科学与生物医学的融合,多功能药物载体材料得到了很好的开发利用,有助于将PTT与其他治疗方法联合使用,为协同增强抗肿瘤疗效提供了有效的策略。本研究以载有吲哚菁绿(ICG)... 详细信息

单一的光热治疗(PTT)效果有限,往往不能彻底治愈肿瘤。随着材料科学与生物医学的融合,多功能药物载体材料得到了很好的开发利用,有助于将PTT与其他治疗方法联合使用,为协同增强抗肿瘤疗效提供了有效的策略。本研究以载有吲哚菁绿(ICG)的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒子为光热剂,以聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)为载体基材,采用微流控技术可控制备了一种新型光热响应型控释微球(PLGAICG@PVA/SA)。系统研究了微球的形貌尺寸可控性、光热转化性能、机械性能和生物相容性,并以盐酸阿霉素(DOX)为模型药物,探讨了该微球载体对DOX的负载能力和光热响应性控释能力。结果表明,所制备的PLGAICG@PVA/SA微球具有良好的单分散性,表现出优异的光热转换效应,0.5W/cm^(2)近红外光照射15min的温度增量为18.5℃且稳定性良好;微球亦具有良好的可压缩性和弹性性能,其杨氏模量为317.0kPa。在模拟生理环境中,微球中DOX药物的释放行为符合一级释放动力学模型并具有明显的光热刺激响应性。该微球材料在药物控释及肿瘤的光热/化疗联合治疗等领域具有广泛的应用前景。

关键词：微流体学光热治疗复合微球吲哚菁绿纳米粒子药物释放弹性

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降低高分子材料热释放的方法

中国材料进展 2024年第8期43卷 682-696页

作者：王紫霓赵海波刘博文四川大学化学学院环保型高分子材料国家地方联合工程实验室教育部环境与火安全高分子材料协同创新中心环境友好高分子材料教育部工程研究中心四川成都610064

与金属材料和无机非金属材料并列为三大类材料之一的有机高分子材料,广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域。由于其有机化学结构,大多数高分子材料都具有易燃性,易被引燃导致火灾事故,危害人们的生命健康和财产安全。评价高分子材料... 详细信息

与金属材料和无机非金属材料并列为三大类材料之一的有机高分子材料,广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域。由于其有机化学结构,大多数高分子材料都具有易燃性,易被引燃导致火灾事故,危害人们的生命健康和财产安全。评价高分子材料阻燃性更多地是着眼于是否难点燃、易自熄等,而材料一旦被点燃,材料的热释放特性则是直接决定燃烧会否发展为火灾的重要因素。降低高分子材料燃烧时的热释放,可以延缓材料达到轰燃的时间,避免火灾,或在火灾发生前为人员逃生争取更多的时间。重点介绍了降低高分子材料热释放的阻燃方法,其中包括“三源一体”膨胀炭化阻燃、有机/无机纳米复合材料阻隔层阻燃、磷系阻燃、高温自交联/重排炭化阻燃等方法,进一步对该领域面临的挑战和未来发展趋势进行了深入分析。

关键词：高分子材料阻燃热释放阻燃方法阻燃机理

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一种具有大气集水效应的吸湿性Alg-PEO-PNIPAM/CaCl核壳纤维

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高分子材料科学与工程 2024年

作者：杨灿星宋梦梦李敬王佳欣曾敏峰李帮经张晟四川大学高分子材料研究所高分子材料工程国家重点实验室中国科学院成都生物研究所山地生态恢复与生物资源利用重点实验室

大气集水是在缺水地区提取清洁水的一种有效方法，但大多数大气集水器需要高额的能量来释放吸收的水，提高大气集水器的吸湿能力和解吸效率仍具有挑战性。受清洁太阳能的启发设计了一种具有核壳结构的超吸湿性纤维，能够在高湿度环境中(... 详细信息

大气集水是在缺水地区提取清洁水的一种有效方法，但大多数大气集水器需要高额的能量来释放吸收的水，提高大气集水器的吸湿能力和解吸效率仍具有挑战性。受清洁太阳能的启发设计了一种具有核壳结构的超吸湿性纤维，能够在高湿度环境中(90% RH)自发吸收大气中的水，并通过太阳能转换为热能促使纤维释放吸收的水分。核壳层与吸湿盐氯化钙发生离子交换和螯合2种不同的分子作用，进而负载更多的吸湿盐，吸水量最高能达到3.23 g/g。在模拟太阳光的驱动下，太阳-热能转换效应触发了聚(N-异丙基丙烯酰胺) (PNIPAM)的亲水-疏水构象转变，这与PNIPAM收缩伴随的对核层纤维的物理挤压协同作用，有效地释放出了吸收的水分，水释放率高达到96%。大气水的自发收集和太阳能驱动的水释放相结合，使超吸湿性核壳纤维在大气集水领域有深远的应用前景。

关键词：核壳纤维大气集水氯化钙太阳能驱动吸附解吸

双向拉伸聚丙烯薄膜shish-kebab结构的辐照劣化模型研究

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3378-3387,I0003页

作者：李化王雨橙王哲豪王柯林福昌强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074 高分子材料工程国家重点实验室(四川大学高分子科学与工程学院) 四川省成都市610065

高能射线辐照会导致电容器储能介质发生交联和降解等化学变化,进而影响到电容器的宏观电气性能和应用性能。该文以双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜典型的串晶结构(shish-kebab)为对象,研究了γ辐照积累剂量... 详细信息

高能射线辐照会导致电容器储能介质发生交联和降解等化学变化,进而影响到电容器的宏观电气性能和应用性能。该文以双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜典型的串晶结构(shish-kebab)为对象,研究了γ辐照积累剂量D对分子链结构和结晶特性的影响,建立了辐照劣化模型。研究结果表明,当D分子含量均无明显变化;当D≥10 kGy时,辐照降解反应占主导,shish晶逐渐被破坏,结晶度和大分子含量逐渐下降;当D=1000 kGy时,shish-kebab结构几乎完全破坏,薄膜内主要为片晶和无定形结构。该模型描述了γ辐照下shish-kebab结构的劣化过程,为聚合物晶体结构的辐照老化机理研究提供参考。

关键词： γ辐照双向拉伸聚丙烯薄膜 shish-kebab结构结晶特性劣化模型