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生物基长碳链尼龙5X的合成与性能

高分子材料科学与工程 2024年第2期40卷 9-19页

作者：周阳潘凯北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

以戊二胺为原料分别与癸二酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸通过成盐、熔融缩聚两步法合成制备了3种新型生物基长碳链尼龙510、尼龙512和尼龙513(PA5X)。凝胶渗透色谱不可逆反应动力学分析表明,随反应时间延长,产物的相对分子质量逐渐增... 详细信息

以戊二胺为原料分别与癸二酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸通过成盐、熔融缩聚两步法合成制备了3种新型生物基长碳链尼龙510、尼龙512和尼龙513(PA5X)。凝胶渗透色谱不可逆反应动力学分析表明,随反应时间延长,产物的相对分子质量逐渐增大,分子量分布逐渐降低,PA5X10,PA512及PA513均符合三级动力学反应,聚合速率常数分别为19.79,25.80和23.19;红外光谱与核磁共振分析表明,经熔融缩聚后所有的小分子PA5X盐已聚合为高分子的PA5X,无其它结构产物生成;差示扫描量热法与热重分析表明,随重复单元链长增加,PA5X的熔点逐渐降低,分别为214℃,209℃和204℃,分解温度均在400℃以上;力学性能测试结果表明,PA5X的拉伸强度在54~60 MPa之间,断裂伸长率均达到200%以上,随二元酸链长的增加,PA5X的弯曲强度和冲击性能有一定下降。

关键词：生物基材料长碳链尼龙反应动力学力学性能

快充型锂离子电池电极材料与电解液结构调控及设计

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化学进展 2024年第1期36卷 132-144页

作者：玉笛声刘昌林林雪盛利志江丽丽北华大学材料科学与工程学院吉林132013 吉林化工学院材料科学与工程学院吉林132022

实现锂离子电池的快速充电是促进电动汽车普及、解决环境和能源问题的有效途径。然而,常规锂离子电池体系在快速充电条件下的缓慢动力学和安全风险的增加严重阻碍了该技术的实际应用。本文综述了快充型锂离子电池电极材料和电解液在结... 详细信息

实现锂离子电池的快速充电是促进电动汽车普及、解决环境和能源问题的有效途径。然而,常规锂离子电池体系在快速充电条件下的缓慢动力学和安全风险的增加严重阻碍了该技术的实际应用。本文综述了快充型锂离子电池电极材料和电解液在结构调控与设计方面的研究进展。首先,详细介绍了通过电极材料的结构调控来提高锂离子在电极材料中扩散速度的方法。然后,阐述了通过对锂离子溶剂化结构的调控来提高锂离子在电解液中的传输和相界面处转移速度的方法。最后,对快充型锂离子电池所面临的关键科学问题进行了总结以及对未来的研究方向进行了展望。

关键词：负极材料正极材料电解液快充锂离子电池

D-酪氨酸与多黏菌素B修饰高分子涂层的构建及其抗细菌生物被膜功能研究

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高分子学报 2024年第1期55卷 13-26页

作者：殷光明赵娜娜丁小康徐福建北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

聚氯乙烯(PVC)医用导管在使用过程中容易形成细菌生物被膜并引发细菌感染,严重威胁患者生命健康.本研究采用酸敏感动态共价键将具有促进细菌生物被膜解散功能的D-酪氨酸、具有杀菌功能的多黏菌素B,以及具有良好生物相容性的醛化葡聚糖... 详细信息

聚氯乙烯(PVC)医用导管在使用过程中容易形成细菌生物被膜并引发细菌感染,严重威胁患者生命健康.本研究采用酸敏感动态共价键将具有促进细菌生物被膜解散功能的D-酪氨酸、具有杀菌功能的多黏菌素B,以及具有良好生物相容性的醛化葡聚糖修饰到医用导管常用的PVC材料表面,并研究其抗细菌生物被膜形成的功能.研究表明,修饰D-酪氨酸的高分子涂层能够有效抑制PVC表面细菌生物被膜的形成,结晶紫染色的结果表明具有多层交联高分子涂层修饰的PVC表面可以显著降低细菌生物被膜的生成(n=3,***p<0.001),形成的生物被膜仅为未修饰PVC片材表面形成生物被膜的7.2%.该多层交联高分子涂层可有效减少植入体周围细菌感染引发的组织炎症,为构建抗细菌生物被膜医用导管提供了一种新的策略.

关键词：细菌生物被膜 D-酪氨酸高分子涂层抗菌导管

β-In_(2)Se_(3)堆垛缺陷的电子显微学研究

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材料研究学报 2024年第5期38卷 330-336页

作者：王强朱鹤雨刘志博朱毅刘培涛任文才沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳110142 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

基于像差校正扫描透射电子显微学和第一性原理计算,研究了van der Waals(范德瓦尔斯)层状β-In_(2)Se_(3)中堆垛缺陷的原子构型。结果表明,在2Hβ-In_(2)Se_(3)中存在大量的置换型层错(RSF)和滑移型层错(SSF),发现了一种在热力学上易自... 详细信息

基于像差校正扫描透射电子显微学和第一性原理计算,研究了van der Waals(范德瓦尔斯)层状β-In_(2)Se_(3)中堆垛缺陷的原子构型。结果表明,在2Hβ-In_(2)Se_(3)中存在大量的置换型层错(RSF)和滑移型层错(SSF),发现了一种在热力学上易自发形成的T相滑移型堆垛层错(tSSF);在3Rβ-In_(2)Se_(3)中只观察到一种能量较高的滑移型层错;2H和3Rβ-In_(2)Se_(3)以界面连续过渡的方式发生相分离。本文还构建9种β-In_(2)Se_(3)潜在的堆垛层错构型,并计算了相应的堆垛层错能并从能量角度分析了堆垛层错的成因。最后,指出建立分类术语描述类van der Waals层状材料堆垛层错的必要性。

关键词：无机非金属材料堆垛层错 β-In_(2)Se_(3) HAADF-STEM 第一性原理计算

空穴传输层的厚度对石墨烯基有机发光二极管性能的影响

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材料研究学报 2024年第3期38卷 168-176页

作者：刘锐张鼎冬张辉任文才杜金红沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳110142 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016

以石墨烯作为透明阳极、以1,1-双[4-[N,N-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)作为空穴传输层,用蒸镀法构建柔性绿光OLED器件,研究了蒸镀速率对TAPC层形貌的影响和TAPC层的厚度对器件性能的影响。先控制蒸镀速率分别为0.05、0.1和0.15 n... 详细信息

以石墨烯作为透明阳极、以1,1-双[4-[N,N-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)作为空穴传输层,用蒸镀法构建柔性绿光OLED器件,研究了蒸镀速率对TAPC层形貌的影响和TAPC层的厚度对器件性能的影响。先控制蒸镀速率分别为0.05、0.1和0.15 nm·s^(-1)制备了厚度为60 nm的TAPC膜层,蒸镀速率为0.05 nm·s^(-1)的TAPC膜层其表面粗糙度(2.52 nm)最低。随后在保持其他材料层厚度不变的情况下,以0.05 nm·s^(-1)的蒸镀速率分别制备了厚度为50、60、70和80 nm的TAPC膜层并构建了OLED器件。对比研究发现,TAPC层厚度为70 nm的器件性能最佳,其最大亮度达到34350 cd·m^(-2),最高外量子效率(EQE)达到21.02%。该器件还具有优异的柔韧性,是色坐标位于(0.3140,0.6386)的标准绿光OLED器件。

关键词：无机非金属材料有机发光二极管空穴传输层石墨烯柔性光电子

石墨烯量子点-TiO_(2)/聚丙烯酰胺荧光水凝胶的制备与性能

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复合材料学报 2024年第4期41卷 1968-1976页

作者：杜娟田洪莉何雨璇张超佘小红朱雯莉杨巧玲四川轻化工大学材料科学与工程学院自贡643000

通过将原位溶胶-凝胶法和自由基聚合法巧妙相结合制备了一种坚固、荧光的杂化水凝胶石墨烯量子点-TiO_(2)/聚丙烯酰胺(GQDs-TiO_(2)/PAM)。在该杂化水凝胶中,同时充当多功能交联剂和纳米填料的TiO_(2)和GQDs粒子与水凝胶网络中的亲水基... 详细信息

通过将原位溶胶-凝胶法和自由基聚合法巧妙相结合制备了一种坚固、荧光的杂化水凝胶石墨烯量子点-TiO_(2)/聚丙烯酰胺(GQDs-TiO_(2)/PAM)。在该杂化水凝胶中,同时充当多功能交联剂和纳米填料的TiO_(2)和GQDs粒子与水凝胶网络中的亲水基团通过氢键等非共价键牢固地结合。PAM、TiO_(2)和GQDs之间的强非共价键作用赋予该凝胶优异的力学性能。GQDs-TiO_(2)/PAM(0.5wt%GQDs)水凝胶的断裂伸长率和抗拉强度分别高达2412%和181 kPa,为TiO_(2)/PAM水凝胶的1.78和1.13倍。另外,GQDs的引入还赋予该复合水凝胶特殊的荧光性能,它能够在365 nm紫外光照射下发出明显的蓝色荧光。因此,该水凝胶在生物医药、重金属离子检测、荧光探针等领域有很大发展潜力。

关键词： GQDs TiO_(2) 杂化水凝胶力学性能荧光性能

离子液体改性石墨烯的制备及其对ABS复合材料导热性的影响

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精细化工 2024年第4期41卷 778-786页

作者：王一杰张金镯龙佳朋梁兵沈阳化工大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110142

通过绿色直接机械球磨法,将石墨粉(G粉)与1-己基-3-氨乙基咪唑四氟硼酸盐离子液体([HAIM]BF4)相结合,制备了离子液体功能改性石墨烯(G@ILs)。将G@ILs和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)采用熔融共混法制备了G@ILs/ABS复合材料。通过FTIR... 详细信息

通过绿色直接机械球磨法,将石墨粉(G粉)与1-己基-3-氨乙基咪唑四氟硼酸盐离子液体([HAIM]BF4)相结合,制备了离子液体功能改性石墨烯(G@ILs)。将G@ILs和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)采用熔融共混法制备了G@ILs/ABS复合材料。通过FTIR、XPS、XRD、拉曼光谱、SEM、TEM和EDS对G@ILs进行表征,对ABS复合材料的性能和形貌进行了测试和表征。结果表明,[HAIM]BF4通过阳离子-π相互作用对石墨烯进行了有效修饰,保持了石墨烯的结构完整性。G@ILs的引入使G@ILs/ABS复合材料的力学性能得到了显著改善。G@ILs质量分数为1.0%时,制备的G@ILs/ABS复合材料(记为1.0%G@ILs/ABS,下同)的拉伸强度和弯曲模量为42.4 MPa和2145.1 MPa,分别比ABS提高了8.36%和12.76%。此外,1.0%G@ILs/ABS的导热系数为0.249W/(m·K),比ABS提高了21.5%。

关键词：离子液体石墨烯 ABS 复合材料导热性功能材料

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硬质聚氨酯泡沫材料用无卤阻燃剂的研究进展

精细化工 2024年第5期41卷 929-942,989页

作者：程士金庞绪富姜贵全庞久寅北华大学材料科学与工程学院吉林吉林132013

聚氨酯常用卤系阻燃剂存在燃烧时释放卤化氢腐蚀性气体及有毒有害物质的问题,危害人体健康。近年来,无卤阻燃剂以无卤、低烟、环保的优势,已逐渐替代卤系阻燃剂用于硬质聚氨酯泡沫阻燃。该文介绍了添加型阻燃剂和反应型阻燃剂最新研究进... 详细信息

聚氨酯常用卤系阻燃剂存在燃烧时释放卤化氢腐蚀性气体及有毒有害物质的问题,危害人体健康。近年来,无卤阻燃剂以无卤、低烟、环保的优势,已逐渐替代卤系阻燃剂用于硬质聚氨酯泡沫阻燃。该文介绍了添加型阻燃剂和反应型阻燃剂最新研究进展,重点概括了添加型无机阻燃剂(如金属氢氧化物及氧化物、无机磷系、无机硅系及其协同阻燃剂、纳米材料)、添加型有机阻燃剂(如有机氮系、有机磷系、有机硅系及有机硅系及其协同阻燃剂)、膨胀型阻燃剂(可膨胀石墨、氮、磷膨胀型阻燃剂)及含氮、磷、硅的反应型阻燃剂的特点、阻燃机理及其对硬质聚氨酯泡沫阻燃性能的影响;对聚氨酯泡沫用无卤阻燃剂阻燃机理进行了阐述;最后,对聚氨酯泡沫用无卤阻燃剂今后发展的热点进行了展望。

关键词：聚氨酯无卤化阻燃剂添加型反应型阻燃机理

Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金材料喷丸强化工艺及摩擦磨损性能研究

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表面技术 2024年第7期53卷 96-106页

作者：贺帅张治民中北大学材料科学与工程学院太原030051

目的提高Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金的耐磨性能。方法通过喷丸强化工艺对Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金表面进行处理,在合金表面制备出纳米强化层,随后进行干滑动摩擦磨损试验,探究其喷丸强化后耐磨性能的改变。利用OM、SEM研究合金表层至... 详细信息

目的提高Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金的耐磨性能。方法通过喷丸强化工艺对Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金表面进行处理,在合金表面制备出纳米强化层,随后进行干滑动摩擦磨损试验,探究其喷丸强化后耐磨性能的改变。利用OM、SEM研究合金表层至内部晶粒尺寸及组织特征的变化。利用电子天平秤测量摩擦磨损试验前后质量的损失量。利用维氏显微硬度计测量合金强化层深度方向的硬度分布。利用SEM研究了合金摩擦磨损后的形貌特征,探究其磨损机制。结果对Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金进行表面喷丸处理后,表面分别出现了200~370μm厚的晶粒细化层,其中喷丸气压为0.4 MPa、时间为40 s的试样的细晶强化层厚约为250μm,硬度约为155HV,较原始试样提高了50%左右。结论经喷丸强化后,镁合金表面发生塑性变形,获得纳米晶。晶粒尺寸从表层到内部逐渐变大,呈现梯度变化,喷丸处理后试样磨损质量普遍降低,耐磨性能得到提高,其中气压为0.4MPa、喷丸时间为40s的试样的耐磨性最好。铸态试样的摩擦磨损中,磨粒磨损和黏着磨损发挥主要作用,喷丸强化工艺后,磨损机制发生改变,喷丸时间为60 s时,氧化磨损起主导作用。另外,随着喷丸气压的增大,疲劳磨损由辅助作用逐渐变为主导作用。

关键词：喷丸强化耐磨性能 Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金纳米晶