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高强度两性离子聚合物防污减阻水凝胶涂层的制备

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高分子学报 2024年第1期55卷 99-107页

作者：陈再宏虞海超吴子良左敏宋义虎杜淼郑强高分子合成与功能构造教育部重点实验室浙江大学高分子科学与工程学系杭州310027 山西浙大新材料与化工研究院太原030000

在两性离子甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)聚合物体系中引入天然、易得的κ-卡拉胶(κ-CG)调控前体溶液的流变行为,采用涂覆工艺在硅烷偶联剂处理的玻璃表面制备了多组分双网络水凝胶涂层,并用锆离子(Zr4+)配位交联强化κ-CG网络结构.... 详细信息

在两性离子甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)聚合物体系中引入天然、易得的κ-卡拉胶(κ-CG)调控前体溶液的流变行为,采用涂覆工艺在硅烷偶联剂处理的玻璃表面制备了多组分双网络水凝胶涂层,并用锆离子(Zr4+)配位交联强化κ-CG网络结构.双网络结构使两性离子水凝胶涂层的力学强度得到显著提高,其拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量最高可达2.51 MPa、1620.76%和1.67 MPa.该水凝胶涂层在玻璃表面呈强粘接状态,粘接能达2500 J·m^(-2).该水凝胶涂层在不同介质中均表现出较低的溶胀度,可避免因变形导致的涂层脱落.同时,SBMA使水凝胶表面形成致密水合层,在防污、减阻方面表现优异.

关键词：两性离子聚合物双网络水凝胶涂层力学性能防污性能

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橡胶复合材料的Mullins效应

工程塑料应用 2024年第6期52卷 70-81页

作者：宋义虎李承宇高分子合成与功能构造教育部重点实验室杭州310027 浙江大学高分子科学与工程学系杭州310027

橡胶复合材料在大应变加载-卸载循环作用下总是发生应变软化和滞后性回复行为,即Mullins效应。该效应显著影响材料在循环载荷作用下的使役行为及其结构稳定性,但120年以来Mullins效应机理争议极大,其理论模型难以有效指导橡胶材料加工和... 详细信息

橡胶复合材料在大应变加载-卸载循环作用下总是发生应变软化和滞后性回复行为,即Mullins效应。该效应显著影响材料在循环载荷作用下的使役行为及其结构稳定性,但120年以来Mullins效应机理争议极大,其理论模型难以有效指导橡胶材料加工和Mullins效应调控。通过分析已提出的“填料结构”、填料-橡胶界面、橡胶相“破坏”等主要Mullins效应机理及其缺陷,结合Mullins效应所伴随的微观结构变化扼要介绍“破坏模型”及其理论的主要学术思想、应用和局限性,阐明理论研究分歧的主要原因。结合作者课题组的工作提出Mullins效应的黏弹性机制,展示若干Mullins效应调控策略,进一步展望理论研究和调控技术的发展方向。

关键词：橡胶复合材料 Mullins效应应变软化交联网络

亲-亲/疏-疏双子界面在复杂流体中润滑行为的研究

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高分子学报 2024年第8期55卷 1081-1090页

作者：胡志军孙钟媛陈华陈璐杜淼宋义虎郑强浙江科技大学环境与资源学院杭州310023 浙江大学高分子科学与工程学系高分子功能构造与合成教育部重点实验室杭州310058

植入医用软材料摩擦行为对材料植入效果及副作用有决定性影响.分别以临床常用聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体及类生物组织材料聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶为摩擦副,采用丙烯酸衍生聚合物(EMT-10)水分散液为摩擦介质,构建摩擦系统,研究摩擦曲线... 详细信息

植入医用软材料摩擦行为对材料植入效果及副作用有决定性影响.分别以临床常用聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体及类生物组织材料聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶为摩擦副,采用丙烯酸衍生聚合物(EMT-10)水分散液为摩擦介质,构建摩擦系统,研究摩擦曲线变化趋势及其影响因素.结果显示,疏水PDMS弹性体对EMT-10聚合物具有较强的吸附作用,其润滑液层由摩擦界面吸附和受限空间束缚的EMT-10聚合物链共同构成.与疏水PDMS弹性体相比,亲水PAM水凝胶与EMT-10聚合物链吸附作用弱,润滑液层由水凝胶表面本体网链和束缚EMT-10聚合物链组成.相对液膜厚度参数可关联界面性质与润滑介质流变行为,判断摩擦系统所处摩擦曲线区域及变化趋势.

关键词：润滑双子界面硅橡胶水凝胶

亲-亲/疏-疏双子界面在复杂流体中润滑行为的研究

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高分子学报 2024年

作者：胡志军孙钟媛陈华陈璐杜淼宋义虎郑强浙江大学高分子科学与工程学系高分子功能构造与合成教育部重点实验室浙江科技大学环境与资源学院

植入医用软材料摩擦行为对材料植入效果及副作用有决定性影响.分别以临床常用聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体及类生物组织材料聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶为摩擦副，采用丙烯酸衍生聚合物(EMT-10)水分散液为摩擦介质，构建摩擦系统，研究摩擦曲... 详细信息

植入医用软材料摩擦行为对材料植入效果及副作用有决定性影响.分别以临床常用聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体及类生物组织材料聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶为摩擦副，采用丙烯酸衍生聚合物(EMT-10)水分散液为摩擦介质，构建摩擦系统，研究摩擦曲线变化趋势及其影响因素.结果显示，疏水PDMS弹性体对EMT-10聚合物具有较强的吸附作用，其润滑液层由摩擦界面吸附和受限空间束缚的EMT-10聚合物链共同构成.与疏水PDMS弹性体相比，亲水PAM水凝胶与EMT-10聚合物链吸附作用弱，润滑液层由水凝胶表面本体网链和束缚EMT-10聚合物链组成.相对液膜厚度参数可关联界面性质与润滑介质流变行为，判断摩擦系统所处摩擦曲线区域及变化趋势.

关键词：润滑双子界面硅橡胶水凝胶

基于D-A反应的热可逆聚氨酯合成及其碳纤维复合材料的制备与性能

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复合材料学报 2024年第4期41卷 1914-1922页

作者：闫欣悦丁楠洋王成忠北京化工大学、材料科学与工程学院北京100029 碳纤维及功能高分子教育部重点实验室北京100029

以二异氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇(PTMG)和2,5-呋喃二甲醇合成了含有呋喃结构的线型聚氨酯,与双马来酰亚胺基二苯甲烷(BMI)通过Diels-Alder反应制备了热可逆聚氨酯固化物,并制备了碳纤维单向复合材料。通过高温红外和DSC分析了聚氨酯树脂... 详细信息

以二异氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇(PTMG)和2,5-呋喃二甲醇合成了含有呋喃结构的线型聚氨酯,与双马来酰亚胺基二苯甲烷(BMI)通过Diels-Alder反应制备了热可逆聚氨酯固化物,并制备了碳纤维单向复合材料。通过高温红外和DSC分析了聚氨酯树脂的热可逆行为,研究了树脂的溶解性、熔融再加工性及力学性能,分析了碳纤维复合材料的力学性能和动态机械性能。结果表明:热可逆聚氨酯固化物在热循环中有反复断键-交联行为,160℃左右可完成逆反应;采用高温溶剂溶解法或热熔法均可以进行再加工,再加工3次后仍能保持原有力学性能;碳纤维单向复合材料的层间剪切呈二次失效特点,层间剪切强度为34.85 MPa,玻璃化转变温度为93.73℃。

关键词：热可逆聚氨酯 D-A反应复合材料回收利用二次失效

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常温下非晶态聚乙烯内聚能密度的测定及其应用

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高分子通报 2024年第2期37卷 263-269页

作者：徐涛傅智盛李寒莹高分子合成与功能构造教育部重点实验室山西浙大新材料与化工研究院高分子科学与工程学系浙江大学杭州310058 杭州星庐科技有限公司杭州310012 浙江大学-星庐科技高端聚烯烃联合研发中心浙江大学杭州310058 浙江大学高分子新物质创制国际研究中心杭州310058

内聚能密度描述了分子间作用力的大小,是高分子物理中最基础的概念之一。高聚物的物理性质很多都与内聚能密度密切相关。在高分子物理本科教学中,聚乙烯通常被描述为“用内聚能密度大小判断材料宏观用途”的唯一例外。该特例出现被归因... 详细信息

内聚能密度描述了分子间作用力的大小,是高分子物理中最基础的概念之一。高聚物的物理性质很多都与内聚能密度密切相关。在高分子物理本科教学中,聚乙烯通常被描述为“用内聚能密度大小判断材料宏观用途”的唯一例外。该特例出现被归因为聚乙烯的结晶性,而验证聚乙烯是否是例外的难题是无法得到常温下的非晶态聚乙烯。本文采用了一种α-二亚胺镍催化剂(NiB)催化乙烯加压聚合成功合成了常温下非晶态聚乙烯(重均分子量为2.01×10^(5)g/mol,分子量分布为1.80,支化度为107个支链/1000个碳,玻璃化转变温度为-63.1℃,密度为0.856 g/cm^(3))。采用最大特性黏度法测得聚乙烯的内聚能密度为259 J/cm^(3),与基团贡献法估算的数值十分接近;常温下,该非晶态聚乙烯宏观表现为橡胶态,符合橡胶态特性的普适规律。结果表明,非晶态聚乙烯的内聚能密度(<300 J/cm^(3))及其宏观表现(橡胶态)之间的关联并非例外,而是符合教科书上“用内聚能密度大小判断材料宏观用途”的一般规律。

关键词：高分子物理内聚能密度非晶态聚乙烯

聚合物材料抑制由胞外核酸引起的炎症和肿瘤转移

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科学通报 2024年第20期69卷 2883-2897页

作者：杜逸博朱晨旭陈永明中山大学材料科学与工程学院高分子复合材料与功能材料教育部重点实验室广州510006

细胞死亡所释放的游离核酸引发了免疫细胞的异常激活,这一现象使机体组织受损,引发慢性或急性炎症反应,导致多种疾病,从而威胁生命.近几年,研究人员开始探索利用表面具有丰富功能化官能团聚合物材料与游离核酸相互作用,以抑制炎症反应... 详细信息

细胞死亡所释放的游离核酸引发了免疫细胞的异常激活,这一现象使机体组织受损,引发慢性或急性炎症反应,导致多种疾病,从而威胁生命.近几年,研究人员开始探索利用表面具有丰富功能化官能团聚合物材料与游离核酸相互作用,以抑制炎症反应、促进伤口愈合以及阻止肿瘤转移.本文概述了采用不同类型的功能化聚合物在抗炎和抗肿瘤等领域的研究进展.通过调控聚合物的表面官能团,精确地控制聚合物与核酸之间的相互作用,使其能够有效地捕获和降解游离核酸.例如:功能化树枝状聚合物、功能化聚合物纳米颗粒等材料有效抑制类风湿性关节炎和银屑病等自身免疫疾病;利用核酸清除功能化聚合物水凝胶有效促进糖尿病并发症中的伤口修复;设计合成具有良好生物安全性的功能化聚氨基酸材料破坏中性粒细胞胞外陷阱,有效抑制肿瘤转移.在此基础上,具有催化核酸水解功能的聚合物模拟酶可以更高效地降解游离核酸,抑制炎症反应.总的来说,利用功能化聚合物与游离核酸相互作用的策略,为多种疾病提供了新的治疗方案.未来的研究可以进一步调控聚合物的结构,为更多相关疾病的治疗提供新的思路和方法.

关键词：功能化聚合物游离核酸自身免疫疾病癌症转移

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超韧PLA/m-POE/P(BF-PBAD)复合材料的制备与性能

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材料科学与工程学报 2024年第3期42卷 351-361页

作者：李智陈锋邱碧薇上官勇刚郑强材料与化学学院上海理工大学上海200093 高分子合成与功能化教育部重点实验室浙江大学高分子科学与工程系浙江杭州310027

采用自制的生物基聚酯弹性体P(BF-PBAD)成功制备了一种新型超韧聚乳酸/甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚烯烃弹性体/生物基聚酯弹性体(PLA/m-POE/P(BF-PBAD))复合材料,并对其性能及增韧机制进行了研究。当P(BF-PBAD)含量仅为3份时,复合材料... 详细信息

采用自制的生物基聚酯弹性体P(BF-PBAD)成功制备了一种新型超韧聚乳酸/甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚烯烃弹性体/生物基聚酯弹性体(PLA/m-POE/P(BF-PBAD))复合材料,并对其性能及增韧机制进行了研究。当P(BF-PBAD)含量仅为3份时,复合材料的冲击强度达到42 kJ/m^(2),相比纯PLA提高了14倍,呈现出良好的增韧效果。此外,复合材料还具有优异的机械性能,拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度及弯曲模量分别达到40 MPa、120%、50 MPa和1800 MPa。与纯PLA相比,该复合材料表现出好的热稳定性,玻璃化转变温度和熔融温度均得到提升。P(BF-PBAD)的引入使得复合材料在二次升温过程中的冷结晶行为增强。基于对复合材料相形貌、动态力学等结果的分析,发现PLA/m-POE/P(BF-PBAD)复合材料的增韧主要缘于聚合物界面相容性的提高。

关键词： PLA复合材料界面增容冲击韧性

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闭环胰岛素输送系统的研究进展

中国现代应用药学 2024年第10期41卷 1303-1312页

作者：魏翔骞张秀雯王延芳魏鑫伟张娟季康凡张世明顾臻王金强浙江大学药学院浙江省先进递药系统重点实验室香港大学电机电子工程系香港大学智能可穿戴实验室浙江大学金华研究院先进药物递释系统全国重点实验室浙江大学医学中心良渚实验室浙江大学高分子科学与工程学系高分子合成与功能构造教育重点实验室浙江大学医学院附属邵逸夫医院普外科浙江大学医学院附属第二医院药学部

1型糖尿病和进展型2型糖尿病患者胰岛素分泌不足，表现出高血糖症状。为了维持血糖正常，这些糖尿病患者需每天多次注射胰岛素。然而，胰岛素的需求受饮食、运动、疾病等多重因素影响，加之胰岛素本身治疗指数极窄，因此胰岛素剂量难以... 详细信息

1型糖尿病和进展型2型糖尿病患者胰岛素分泌不足，表现出高血糖症状。为了维持血糖正常，这些糖尿病患者需每天多次注射胰岛素。然而，胰岛素的需求受饮食、运动、疾病等多重因素影响，加之胰岛素本身治疗指数极窄，因此胰岛素剂量难以估算准确，若胰岛素注射过量可危及生命。此外，每日多次注射胰岛素给患者带来了较大的生理和心理负担。为了解决以上问题，研究人员着手开发闭环胰岛素输送系统，使胰岛素剂量能够依据糖尿病患者实时血糖水平变化进行调整，从而提升控制血糖的安全性和有效性。本综述按照闭环胰岛素输送系统的组成属性，将闭环胰岛素输送系统分为电子类闭环胰岛素输送系统和剂型类闭环胰岛素输送系统。从2种闭环胰岛素输送系统的组成元件、发展历程、临床应用、目前优劣以及后续的发展方向等几个方面进行阐述，着重对比了两类闭环胰岛素输送系统的相对优势。

关键词：药物递送闭环治疗胰岛素输送系统 1型糖尿病糖响应