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基于功能化离子液体的高性能纳滤膜的制备及性能研究

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塑料科技 2024年第8期52卷 60-64页

作者：胡然亢健张毅向明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610042 重庆工业职业技术学院重庆401120

选用1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐(AMIB)作为水相添加剂,通过界面聚合制备了高性能纳滤膜,通过傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱分析膜化学组成,通过扫描电子显微镜观察改性前后膜的表面和截面形貌变化,通过原子力显微镜观察膜的粗糙... 详细信息

选用1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐(AMIB)作为水相添加剂,通过界面聚合制备了高性能纳滤膜,通过傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱分析膜化学组成,通过扫描电子显微镜观察改性前后膜的表面和截面形貌变化,通过原子力显微镜观察膜的粗糙度变化,通过水接触角测试仪对改性前后膜表面亲水性进行对比,采用错流过滤平板膜测试仪对改性前后膜的分离性能和水通量进行测试。结果表明:与未改性纳滤膜相比,改性膜结构更疏松、膜厚更薄,表面变得亲水,改性膜在对Na_(2)SO_(4)保持在99%的高水平截留下,水通量大幅提升,从改性前的50.27 L/(m^(2)·h)提升到75.97 L/(m^(2)·h),长期稳定性优异。进一步对AMIB复合改性纳滤膜的结构与性能联系机理进行了探讨,为制备高性能纳滤膜提供了新的思路和方法。

关键词：聚酰胺纳滤膜离子液体高性能

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

面向栓塞治疗的单分散高弹性可载药水凝胶微球的微流控制备及其性能研究

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高分子学报 2024年第3期55卷 328-337页

作者：施超男郭明雨苏州大学材料与化学化工学部新型功能高分子材料国家地方联合工程实验室、江苏省先进功能高分子材料设计及应用重点实验室、苏州市大分子设计与精密合成重点实验室苏州215123

面向栓塞治疗,利用单乳液毛细管微流控装置制备了粒径均一、尺寸可调节的载药弹性水凝胶微球.以丙烯酰胺(AM)和3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐(SPMA)为单体,与光引发剂、自制大分子胶束多官能度交联剂(MM2),配制成水溶液作为分散相,以光引发... 详细信息

面向栓塞治疗,利用单乳液毛细管微流控装置制备了粒径均一、尺寸可调节的载药弹性水凝胶微球.以丙烯酰胺(AM)和3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐(SPMA)为单体,与光引发剂、自制大分子胶束多官能度交联剂(MM2),配制成水溶液作为分散相,以光引发剂、表面活性剂溶于液体石蜡作为连续相,在微流控通道内得到单分散内相液滴,随后通过紫外光照交联聚合,生成具有优异弹性的水凝胶微球.三维通道内的压缩实验表明,微球被压缩约60%而不破碎,且可快速恢复原貌.微球能够快速并大量负载阳离子抗癌药物盐酸阿霉素,20 min即可达到载药平衡,且包封率均超过97%,平衡载药量约648 mg/g(干球)、95mg/g(湿球).此外,还对不同粒径载药微球在不同介质中的药物释放行为进行了研究探讨.研究结果为单分散、高弹性和高载药量水凝胶微球的制备,特别是在栓塞微球方面的潜在应用研究奠定了一定的基础.

关键词：微流控单分散微球弹性水凝胶微球栓塞微球

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二维碳基Janus薄膜的研究进展

高分子材料科学与工程 2024年第5期40卷 181-190页

作者：李汭文徐祖顺杨婷婷姚丽湖北大学材料科学与工程学院湖北省高分子材料重点实验室湖北武汉430062

以碳纳米管(CNTs)及石墨烯为代表的碳纳米材料具有卓越的物理、化学、电学和光学性质。其可控组装的二维碳基薄膜具有高比表面积、高透过率和良好柔性,广泛应用于柔性薄膜、微电子器件及储能领域。在此基础上引入高分子组分结合形成二... 详细信息

以碳纳米管(CNTs)及石墨烯为代表的碳纳米材料具有卓越的物理、化学、电学和光学性质。其可控组装的二维碳基薄膜具有高比表面积、高透过率和良好柔性,广泛应用于柔性薄膜、微电子器件及储能领域。在此基础上引入高分子组分结合形成二维碳基Janus薄膜,不仅维持了其导电导热性,还结合了高分子的刺激响应和调控特性,通过非对称特征,实现了物理和化学性质的协同,大幅拓宽了其应用领域。文中综述了二维碳基Janus薄膜的研究近况。首先从物理法和化学法两方面介绍了二维碳基Janus薄膜的制备方法及其优缺点,物理法包括界面成膜法、真空抽滤法和层层组装法等;化学法包含界面聚合及化学接枝等方法。然后总结了二维碳基Janus薄膜在传感、驱动、海水淡化、油水分离等多个领域的应用现状。最后讨论了二维碳基Janus膜的发展前景及面临的挑战。

关键词： Janus膜二维碳基薄膜传感器驱动器海水淡化油水分离

适用于RTM工艺的环氧改性苯并噁嗪树脂的性能研究

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复合材料科学与工程 2024年第8期 11-16,52页

作者：李嘉敏谭丽娜蒋函蔚范如意冉起超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 上海飞机制造有限公司上海200120

复合材料行业的发展需要开发具有良好工艺特性和高耐湿热性的RTM专用树脂基体。本文使用E6110、AFG90、AG80三种高耐热环氧树脂,分别对二胺型苯并噁嗪(DC-BOZ)进行共混改性,对比研究了共混树脂体系的黏度特性、凝胶化反应、固化行为、... 详细信息

复合材料行业的发展需要开发具有良好工艺特性和高耐湿热性的RTM专用树脂基体。本文使用E6110、AFG90、AG80三种高耐热环氧树脂,分别对二胺型苯并噁嗪(DC-BOZ)进行共混改性,对比研究了共混树脂体系的黏度特性、凝胶化反应、固化行为、聚合反应及固化物的耐热性、耐湿热性和热稳定性。结果表明,环氧树脂的加入降低了苯并噁嗪的黏度,延长了适用期,其中,DC/E6110在100℃下10 h后的黏度仅为333 mPa·s,满足RTM工艺要求。环氧树脂的加入会影响体系的凝胶化时间,使固化峰值温度略有增加。环氧树脂可以与苯并噁嗪发生共聚交联反应,从而增加共聚体系的交联密度,致使改性树脂体系的耐热性、耐湿热性和热稳定性均明显增加。其中,DC/E6110的玻璃化转变温度(Tg)提升至209℃,相较改性前增加了44℃。此外,各体系的湿态Tg相比干态Tg均出现不同程度的降低,但DC/E6110的湿态Tg仍能达到189℃。本文开发的低黏度、耐湿热树脂基体可用于RTM工艺制备大型复合材料制件。

关键词：苯并噁嗪环氧树脂 RTM 低黏度湿态Tg 复合材料

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三重热管理塑木复合板的制备及性能

塑料工业 2024年第3期52卷 168-175页

作者：刘欢欢鄢定祥雷军李瑞清安云鹏李忠明四川大学高分子科学与工程学院四川成都610041 山东绿森塑木复合材料有限公司山东临沂276000

塑木复合材料因其显著的性能优势,已被广泛应用于各领域。但户外用塑木复合板在夏季的表面温度过高,存在热舒适性差的问题。本文通过熔融共混/模压成型的工艺制备了一种可被动降温的辐射/反射/导热三重热管理功能的塑木复合板,以高密度... 详细信息

塑木复合材料因其显著的性能优势,已被广泛应用于各领域。但户外用塑木复合板在夏季的表面温度过高,存在热舒适性差的问题。本文通过熔融共混/模压成型的工艺制备了一种可被动降温的辐射/反射/导热三重热管理功能的塑木复合板,以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,分别在面层和底层加入二氧化锆(ZrO2)和六方氮化硼(h-BN)以实现热量的三重调控。面层薄膜在太阳波段(0.3~2.3μm)和中红外大气窗口波段(8~13μm)的平均反射率和平均发射率分别达到82.6%和90.6%,加颜料后达到了48.7%的平均反射率和90.6%的平均发射率;底层塑木复合板的面内和垂直导热系数分别为1.89 W/(m·K)和1.71 W/(m·K)。双层复合后的三重热管理功能塑木复合板在户外和室内氙灯模拟测试中可分别达到7.2℃和15℃的温降效果,具有显著的散热优势,可广泛应用于户外塑木复合板的被动降温。

关键词：塑木复合材料高密度聚乙烯辐射反射光谱性能导热系数被动降温

聚偏二氟乙烯压电泡沫支架制备及其骨诱导活性

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中国组织工程研究 2024年第17期28卷 2682-2689页

作者：覃思语宋力陈俊宇李怡俊万乾炳口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院修复科四川省成都市610041 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四川省成都市610065 功能高分子材料教育部重点实验室南开大学化学学院天津市300071

背景:骨是一种天然压电材料,具有仿生压电效应的组织工程材料可应用于骨组织缺损的修复。目的:基于固相力化学技术制备一种有促成骨能力的压电支架材料,表征其对成骨细胞黏附、增殖和成骨分化能力的影响。方法:通过固相剪切碾磨技术混... 详细信息

背景:骨是一种天然压电材料,具有仿生压电效应的组织工程材料可应用于骨组织缺损的修复。目的:基于固相力化学技术制备一种有促成骨能力的压电支架材料,表征其对成骨细胞黏附、增殖和成骨分化能力的影响。方法:通过固相剪切碾磨技术混合不同质量比例的聚偏二氟乙烯及NaCl粉体(质量比分别为60∶40、50∶50、40∶60、30∶70),熔融下形成块状材料后通过纯水溶解去除NaCl,最终制备得到具有不同孔隙率的聚偏二氟乙烯压电泡沫支架(依次命名为PVDF-40、PVDF-50、PVDF-60、PVDF-70)。表征各组支架表面形貌、晶相构成、热力学行为、机械性能、压电性能。将4组支架分别与MG63细胞共培养,检测支架的生物相容性及促成骨分化能力。结果与结论:①扫描电镜下可见4组支架具有多层级孔隙,随着混合粉体中NaCl质量分数的增加,支架的孔隙率升高;X射线能量色散谱、X射线衍射图谱、傅里叶变换红外光谱及热失重分析结果显示,4组支架材料主体为不具压电性的α相,固相力化学激发出更多β相,以增强其压电性能,其中PVDF-60组β相含量占比最高;循环压缩测试及压电性能测试结果显示,PVDF-60组相较其他组拥有更高的压缩强度和压电性能;②扫描电镜与激光共聚焦显微镜下可见MG63细胞良好地黏附于4组支架表面,细胞形态良好并伸出较多的伪足、分泌大量细胞外基质;CCK-8实验显示,PVDF-60组培养4 d的细胞增殖吸光度值高于其他3组(P<0.0001);碱性磷酸酶染色及茜素红染色显示,PVDF-60组碱性磷酸酶表达与钙化结节数量均高于其他3组(P<0.01,P<0.0001);③聚偏二氟乙烯压电泡沫支架均具有较好的细胞相容性,其中PVDF-60组具有更优异的力学性能、压电性能和骨诱导能力。

关键词：骨组织工程压电材料泡沫支架材料聚偏二氟乙烯成骨分化固相力化学

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聚合物多孔表界面材料的构筑及给药应用

化学进展 2024年第5期36卷 679-695页

作者：陈彦臣钱泓霖郭一蓉汪璟计剑浙江大学高分子科学与工程学系教育部高分子合成与功能构造重点实验室

药械组合医用生物材料通过药物与器械的有机组合为传统医用装置的发展提供了广阔的前景。随着临床需求不断升级，开发新型表界面工程技术及药物控释机制成为研究的热点。近年来，聚合物材料多孔表界面技术通过毛细吸附作用实现功能分子... 详细信息

药械组合医用生物材料通过药物与器械的有机组合为传统医用装置的发展提供了广阔的前景。随着临床需求不断升级，开发新型表界面工程技术及药物控释机制成为研究的热点。近年来，聚合物材料多孔表界面技术通过毛细吸附作用实现功能分子与器械的快速组合，具有负载灵活、剂量可控、释放可调的特点，为推动医用生物材料药械组合的精准化、个性化提供新的潜力。本综述首先对聚合物材料多孔表界面的制备进行了总结，包括呼吸图法、模板法、表面非溶剂诱导相分离法、刺激诱导相分离法和静电纺丝法，然后阐述了基于聚合物材料多孔表界面的功能分子递送的机理和释放行为研究，接着归纳了聚合物材料多孔表界面在靶向抗癌、心血管植介入材料、骨修复材料等领域的相关研究进展，最后总结了当今聚合物多孔表界面研究面临的挑战，并对其发展方向进行了展望。

关键词：药械组合多孔材料表界面工程药物递送

双向冷冻法制备的取向多层MXene/PVA水凝胶的细菌屏蔽作用及对肠道缺损的修复

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四川大学学报（医学版） 2024年第4期55卷 838-844页

作者：张舒婷赵星杨伟四川大学高分子科学与工程学院成都610065 四川大学华西医院肾脏内科/肾脏病研究所成都610041

目的探究取向多层MXene/聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)纳米复合水凝胶对细菌的屏蔽作用以及对于肠道缺损修复的影响。方法采用传统冷冻法和双向冷冻冰模板法制备MXene/PVA纳米复合水凝胶。通过扫描电镜扫描以及Micro-CT重建观察... 详细信息

目的探究取向多层MXene/聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)纳米复合水凝胶对细菌的屏蔽作用以及对于肠道缺损修复的影响。方法采用传统冷冻法和双向冷冻冰模板法制备MXene/PVA纳米复合水凝胶。通过扫描电镜扫描以及Micro-CT重建观察不同水凝胶的结构,通过动态流变仪测定水凝胶的流变性能,通过万能材料实验机测定水凝胶的力学性能,通过爆破实验测定水凝胶的爆破压力,通过渗透法观察菌落生长情况以检测水凝胶体外的细菌屏蔽能力。制备大鼠盲肠穿孔动物模型,采用水凝胶进行肠道修复。通过革兰染色观察水凝胶体内的细菌屏蔽能力,通过HE染色观察肠道炎症情况,通过CD31、CD68免疫荧光染色和增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen, PCNA)染色观察水凝胶对肠道缺损的修复作用。结果扫描电镜结果和Micro-CT重建结果显示传统冷冻法制备的水凝胶为无规多孔结构,双向冷冻法制备的水凝胶为取向多层结构。流变和拉伸结果显示取向水凝胶具有较优的力学性能,且取向多层水凝胶的爆破压力大于非取向水凝胶(P<0.001),达到27 kPa。通过渗透法观察渗透水凝胶的细菌生长情况,发现相比于非取向水凝胶,取向多层水凝胶在体外可有效阻挡大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的渗透;革兰染色结果显示,取向多层结构水凝胶在体内可有效屏蔽肠道细菌进入腹腔。HE染色结果表明取向多层水凝胶在体内可有效减轻肠道炎症,CD31、CD68免疫荧光染色和PCNA染色结果显示取向多层水凝胶在体内对肠道缺损有修复作用。结论通过双向冷冻法制备的取向多层水凝胶可以有效阻挡细菌的渗透,并减轻肠道炎症。

关键词：双向冷冻取向水凝胶细菌屏蔽肠穿孔