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用于尿酸检测的氧化还原响应型光子晶体凝胶微球

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工程科学与技术 2024年

作者：杨丽贾智涵胡亚琴巨晓洁汪伟刘壮潘大伟谢锐褚良银四川大学化学工程学院四川大学高分子材料工程国家重点实验室

针对目前尿酸检测存在依赖专业仪器、操作流程复杂的问题，提出一种直观简便的裸眼可视化检测尿酸含量的新方法。该方法采用四臂聚乙二醇丙烯酰胺（PEG）和N，N′-双（丙烯酰）胱胺（BAC）作为双交联剂，聚乙烯吡咯烷酮包覆的四氧化三铁... 详细信息

针对目前尿酸检测存在依赖专业仪器、操作流程复杂的问题，提出一种直观简便的裸眼可视化检测尿酸含量的新方法。该方法采用四臂聚乙二醇丙烯酰胺（PEG）和N，N′-双（丙烯酰）胱胺（BAC）作为双交联剂，聚乙烯吡咯烷酮包覆的四氧化三铁(Fe3O4@PVP)为构筑可显示结构色的光子晶体结构单元，通过微流控乳化和磁组装技术制备得到显色均匀的氧化还原响应型光子晶体凝胶微球（MPNC）。利用BAC内部的二硫键和巯基之间的可逆转换，可赋予凝胶还原条件下体积溶胀、氧化条件下收缩的性能，改变固定在微球基质中光子晶体的晶格间距，从而使其呈现出显著的色相变化。系统探究了Fe3O4@PVP纳米颗粒的粒径、浓度和施加的磁场强度对MPNC显色的影响，并考察最优条件制备的MPNC的循环稳定性、对不同尿酸浓度的响应变色性能和抗干扰性能。在10 mT的磁场强度下，由粒径为182 nm、浓度为3 g·L-1的Fe3O4@PVP制备的MPNC在氧化还原响应前后呈现从橙红色到蓝色的全色谱变化，并且在6次连续还原氧化的循环中表现出良好的稳定性。在尿酸酶的存在下，MPNC在检测0 ～ 0.60 mmol·L-1的尿酸时，仅需100 μL的溶液体积即可实现从橙红色（616 nm）到蓝色（496 nm）的宽范围颜色变化。并且在人工血液和人工尿液中具有良好的抗干扰能力。当微球的颜色介于绿色和蓝色之间，则说明尿酸含量高于0.42 mmol·L-1。研究表明，MPNC可作为比色传感器，为裸眼可视化监测尿酸水平提供一种简单直观的通用策略。

关键词：尿酸微流体技术磁性颗粒光子晶体凝胶微球氧化还原裸眼检测

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高性能PET珠粒泡沫的制备及机理

塑料工业 2024年第6期52卷 164-172页

作者：任祥锋徐大伟王琪四川大学高分子研究所高分子材料工程国家重点实验室(四川大学)四川成都610065

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)高温熔体强度低,难以通过超临界二氧化碳(scCO_(2))发泡技术制备高强度、高膨胀率的珠粒泡沫材料。本文建立了一种基于原位熔体增强的发泡新技术,利用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)有效负载扩链剂均苯四甲酸二酐(... 详细信息

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)高温熔体强度低,难以通过超临界二氧化碳(scCO_(2))发泡技术制备高强度、高膨胀率的珠粒泡沫材料。本文建立了一种基于原位熔体增强的发泡新技术,利用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)有效负载扩链剂均苯四甲酸二酐(PMDA)得到扩链剂负载母粒(PMDA-MB)。通过PMDA-MB与PET的共混挤出制备了改性PET,有效地延长并支化PET分子链,大幅度地提升了熔体黏度,有效地改善了PET的发泡性能。进一步通过scCO_(2)珠粒发泡技术制备了具有优异的泡孔结构和高膨胀率的PET泡沫材料。结果表明,当PMDA-MB的质量分数为3%、发泡温度为244℃、发泡压力为25 MPa时,所得PET泡沫平均泡孔尺寸为100.8μm,泡孔密度1.91×10^(6)个/cm^(3),膨胀率达15.2,而且该PET珠粒泡沫材料的力学性能优良,拉伸强度达2.54 MPa,压缩强度达4.08 MPa。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸丁二醇酯均苯四甲酸二酐原位熔体增强超临界二氧化碳珠粒发泡

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提升杂环芳纶复合性能的研究进展

航空材料学报 2024年第2期44卷 117-124页

作者：罗龙波吕钧炜翟文张殿波刘向阳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 中国兵器工业集团第53所济南250031

杂环芳纶是指主链中含有芳杂环(通常为苯并咪唑)的一类对位芳纶,其具有轻质、高强高模、高耐热、耐溶剂等优异性能。相比典型的芳纶Ⅱ纤维,杂环芳纶具有更加优异的力学性能,目前在我国的航空航天和防弹防护等领域得到了实际的应用。然而... 详细信息

杂环芳纶是指主链中含有芳杂环(通常为苯并咪唑)的一类对位芳纶,其具有轻质、高强高模、高耐热、耐溶剂等优异性能。相比典型的芳纶Ⅱ纤维,杂环芳纶具有更加优异的力学性能,目前在我国的航空航天和防弹防护等领域得到了实际的应用。然而,与其他有机纤维类似,杂环芳纶由于表面惰性,其与树脂的复合性能相对较低,限制了其在先进复合材料领域的应用。本文从杂环芳纶表面改性和结构设计两方面出发,总结近年来提高杂环芳纶复合性能的设计思路、技术手段和研究成果,展望其在先进复合材料应用领域的发展趋势,为有机纤维的界面设计及改善界面粘接性提供帮助和参考。

关键词：杂环芳纶树脂基复合材料直接氟化层间剪切强度

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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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压电弹性体复合材料的制备与应用进展

塑料工业 2024年第6期52卷 1-9页

作者：齐鸿儒陈芳韦智彬李怡俊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四川成都610065

压电材料可将人体运动等环境中离散的机械能转化为电能,实现可穿戴传感器和自供电设备等的能源供给。与聚偏氟乙烯、尼龙11等压电聚合物基体相比,高分子弹性体材料具有较低的杨氏模量和较高的应变能力,作为复合材料基体时可大大提高压... 详细信息

压电材料可将人体运动等环境中离散的机械能转化为电能,实现可穿戴传感器和自供电设备等的能源供给。与聚偏氟乙烯、尼龙11等压电聚合物基体相比,高分子弹性体材料具有较低的杨氏模量和较高的应变能力,作为复合材料基体时可大大提高压电陶瓷的体积分数,赋予复合材料优异的柔韧性,产生小应力大形变,赋予材料优异的应变传递能力。因此,压电弹性体复合材料兼具压电陶瓷优异压电性能和弹性体大形变的优势,得到了科学界的广泛关注。本文概述了压电弹性体复合材料的研究现状及发展趋势,归纳了压电弹性体复合材料的种类,如硅橡胶基复合材料、聚氨酯弹性体基复合材料和聚烯烃基复合材料等;总结了各复合材料的制备与成型方法;综述了压电功能复合材料在自供电电子器件、能量收集和生物医疗等领域的应用现状,探讨了压电弹性体复合材料未来的发展方向。

关键词：弹性体压电材料复合材料成型方法能量收集

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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

高性能生物医用聚乳酸/聚己内酯共混物的微型注塑制备及后处理

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高分子材料科学与工程 2024年

作者：冯硕谭佳宇陈英红陈美琼周新闻陈宁高分子材料工程国家重点实验室四川大学高分子研究所

在熔融共混制备聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混物的基础上，采用微型注塑先进加工技术并结合退火处理的方法，成功制备了高性能的PLA/PCL共混物生物医用微型制品。扫描电子显微镜和小角X射线散射结果表明，微型注塑过程中产生的强大剪... 详细信息

在熔融共混制备聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混物的基础上，采用微型注塑先进加工技术并结合退火处理的方法，成功制备了高性能的PLA/PCL共混物生物医用微型制品。扫描电子显微镜和小角X射线散射结果表明，微型注塑过程中产生的强大剪切应力场促进了共混物分散相PCL纤维在制品中的原位形成，同时形成了以PCL为纤维晶、PLA为片晶的杂化shish-kebab结构。随后的退火处理进一步完善了体系中形成的PLA片晶，并促成了与PCL纤维之间的互锁结构形成。力学性能测试结果表明，经过退火处理的微型制品表现出更好的韧性，其最大断裂伸长率达到了68.1%，是纯PLA微型注塑制品的7倍。同时，退火处理样品的杨氏模量高于纯PLA制品。上述结果表明，微型注塑结合退火处理所得到的PLA/PCL共混物微型制品兼具良好的强度和韧性，为制备高性能可降解的PLA基生物医用微型器件提供了新的方法，具有广阔的应用前景。

关键词：微型注塑聚乳酸原位成纤退火处理力学性能

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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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双向同性自增强UHMWPE板材的制备

塑料工业 2024年第2期52卷 159-164页

作者：王佳威罗义贵陈程虹吴世见四川大学高分子科学与工程学院四川成都610065

在室温条件下,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)模压板双向辊压,以实现双向自增强。探究了双向均匀提升模压板性能的技术可行性,考察了辊压比对模压板球晶形变的影响以及自增强板材聚集态结构与其力学性能的关联性。结果表明,辊压使原模压板... 详细信息

在室温条件下,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)模压板双向辊压,以实现双向自增强。探究了双向均匀提升模压板性能的技术可行性,考察了辊压比对模压板球晶形变的影响以及自增强板材聚集态结构与其力学性能的关联性。结果表明,辊压使原模压板约71.2 nm的球晶细化至39.4 nm的微晶,结晶度从45.2%降至40.2%,部分正交晶系转变为单斜晶系。辊压比达36.6%的自增强板材,两个方向的拉伸强度分别达到了62、60 MPa。

关键词：固态自增强辊压成型超高分子量聚乙烯取向