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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

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

亲水高分子涂层制备过程中水对涂层润滑性能的影响

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材料科学与工程学报 2024年第1期42卷 14-20页

作者：李仁云任科峰计剑浙江大学高分子科学与工程学系/功能高分子国际研究中心浙江杭州310027

利用一种通用的两步浸涂+光固化工艺在聚氨酯片材表面制备聚乙烯吡咯烷酮亲水润滑涂层,制备过程中环境湿度(水汽)及涂层溶液含水量对制得涂层的润滑性能会产生一定影响。相较于较低湿度(30%RH)的制备条件,高湿度下(70%RH)制得的涂层其... 详细信息

利用一种通用的两步浸涂+光固化工艺在聚氨酯片材表面制备聚乙烯吡咯烷酮亲水润滑涂层,制备过程中环境湿度(水汽)及涂层溶液含水量对制得涂层的润滑性能会产生一定影响。相较于较低湿度(30%RH)的制备条件,高湿度下(70%RH)制得的涂层其摩擦系数显著下降,平均可从0.183降至0.035。同等湿度下,改变顶层涂层溶液中水的占比,涂层的润滑性能同样呈现出较大差异。在30%RH时,随着顶涂溶液含水量的增加,制得涂层的摩擦系数平均由含水量0wt%时的0.183逐渐降至20wt%时的0.043。当溶剂中水的占比超过一定量时,涂层的润滑性能将向相反方向变化。不同条件下制得涂层的外观形貌以及顶涂溶剂蒸发过程揭示了涂层制备时水对涂层润滑性能的可能影响。

关键词：亲水高分子涂层光固化浸涂摩擦系数环境湿度溶剂蒸发

离子液体对天然橡胶/丁腈橡胶/白炭黑纳米复合材料应变软化行为的影响

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高分子学报 2024年

作者：李承宇宋义虎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

基于橡胶共混物基体的纳米复合材料在大幅振荡剪切和循环拉伸的作用下呈现应变软化行为，但因界面相互作用、相区尺寸和粒子分布等问题而少有研究涉及其调控机理和方法 .本研究采用离子液体(IL)1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐调控白炭黑填充... 详细信息

基于橡胶共混物基体的纳米复合材料在大幅振荡剪切和循环拉伸的作用下呈现应变软化行为，但因界面相互作用、相区尺寸和粒子分布等问题而少有研究涉及其调控机理和方法 .本研究采用离子液体(IL)1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐调控白炭黑填充天然橡胶(NR)/丁腈橡胶(NBR)并用胶纳米复合材料的相区结构、粒子分散性、硫化动力学和应变软化行为.结果表明，IL可促进橡胶硫化，降低NBR相区尺寸和橡胶相溶胀比，提高二硫键含量.在大幅动态剪切中，IL可减弱高填充纳米复合材料的Payne效应及其伴随的弱应变过冲行为；在大应变循环拉伸过程中，IL可在不影响滞后能密度的前提下降低软化能密度，减弱Mullins效应.研究结果为调控白炭黑在并用胶基体中的分散性及纳米复合材料的力学性能和应变软化行为提供了实验依据.

关键词：橡胶纳米复合材料白炭黑离子液体应变软化

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人造黑色素染发材料

高分子学报 2024年第2期55卷 192-201页

作者：杨磊张小康张键华胡俊飞张婷顾志鹏李乙文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

传统仿生人造黑色素聚多巴胺(PDA)染发过程中涉及的过强碱性会使毛发粗糙影响发质,大量的金属离子则存在安全性问题.本工作利用黑色素单体5,6-二羟基吲哚(DHI)能够在温和条件下仅通过空气氧化发生快速聚合的特点,报道了一种通过温和条... 详细信息

传统仿生人造黑色素聚多巴胺(PDA)染发过程中涉及的过强碱性会使毛发粗糙影响发质,大量的金属离子则存在安全性问题.本工作利用黑色素单体5,6-二羟基吲哚(DHI)能够在温和条件下仅通过空气氧化发生快速聚合的特点,报道了一种通过温和条件在头发表面和内部原位聚合的人造黑色素染发材料.染发色度值L=21,与自然黑发基本一致,洗涤30次后L=25,耐洗涤性良好,染色后头发拉伸强度189 MPa,断裂伸长率51%,相比染色前发质有所改善.研究结果表明,此类染发剂染发条件温和(空气氧化),色度自然,固色持久,有助于改善发质,生物安全性良好,为开发新一代染发剂提供了创新的设计策略和可靠的工具平台.

关键词：人造黑色素聚二羟基吲哚染发剂仿生材料

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柔性电子器件:想见未来生活方式

高分子通报 2024年第1期37卷 1-11页

作者：吴小玲杜淼李水兴陈红征浙江大学高分子科学与工程学系杭州310027 浙江大学杭州国际科创中心杭州311200

近年来,由于柔性电子器件能耐受折叠、弯曲、压缩、拉伸的特点,使其在能源转化、穿戴设备、健康医疗、信息显示等领域具有广阔的应用前景。在可预见的未来生活方式中,电子器件的柔性化是大势所趋。文章简要介绍了柔性电子器件及其发展历... 详细信息

近年来,由于柔性电子器件能耐受折叠、弯曲、压缩、拉伸的特点,使其在能源转化、穿戴设备、健康医疗、信息显示等领域具有广阔的应用前景。在可预见的未来生活方式中,电子器件的柔性化是大势所趋。文章简要介绍了柔性电子器件及其发展历程,重点阐述了柔性电池、柔性发电机、柔性传感器和柔性显示四个方面的发展概况,然后分析了柔性电子器件的制备策略与挑战,最后针对应用需求并结合已有研究成果展望该领域的未来研究方向。

关键词：柔性电子器件早期认识和探索应用需求制备策略

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聚苯基甲基硅氧烷分子量-折射率模型研究

化工学报 2024年第1期75卷 190-196页

作者：钟东霖介素云杜淼潘鹏举单国荣化学工程联合国家重点实验室浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058 浙江大学衢州研究院浙江衢州324000 浙江大学高分子科学与工程学系浙江杭州310058

聚硅氧烷是应用广泛的一种特种有机硅材料,折射率是衡量聚硅氧烷性能的重要指标。应用基团贡献法建立了适用于聚苯基甲基硅氧烷体系的分子量-折射率模型,结合自由体积理论对模型进行了修正。修正后的模型能够根据分子量和温度有效地预... 详细信息

聚硅氧烷是应用广泛的一种特种有机硅材料,折射率是衡量聚硅氧烷性能的重要指标。应用基团贡献法建立了适用于聚苯基甲基硅氧烷体系的分子量-折射率模型,结合自由体积理论对模型进行了修正。修正后的模型能够根据分子量和温度有效地预测聚苯基甲基硅氧烷的折射率,相对误差在±0.2%范围内。根据修正后的模型阐述了分子量、温度对折射率的影响:折射率随着分子量的增大而升高,最终趋于一定值;折射率随着温度的升高明显下降。研究结果可为高折射率聚硅氧烷的设计与合成提供参考。

关键词：基团贡献折射率模型聚苯基甲基硅氧烷分子量

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以聚氨酯为例开展《高分子材料研究方法》探讨式教学

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高分子通报 2024年

作者：犹阳李云琦贵州大学材料与冶金学院高分子材料与工程系

《高分子材料研究方法》是高分子材料与工程专业本科教育的必修课程，在发展新质生产力的时代背景下，针对现有课程限于表征方法及相关原理知识的碎片化问题，将材料共性的组成-工艺-结构-性质关系这个知识系统与聚氨酯材料制备、应用... 详细信息

《高分子材料研究方法》是高分子材料与工程专业本科教育的必修课程，在发展新质生产力的时代背景下，针对现有课程限于表征方法及相关原理知识的碎片化问题，将材料共性的组成-工艺-结构-性质关系这个知识系统与聚氨酯材料制备、应用和回收利用的技术体系结合起来，构建了前沿与基础相结合的高分子材料表征方法的系统教学设计。在实际教学中，融合思政内容的辨证法、可持续发展和新质生产力等思想，采用探讨式教学引导学生参与翻转讨论，激发学生的自主学习积极性，使其熟练掌握高分子材料表征方法的核心知识和技能。该教改实践顺应发展新质生产力的时代需求，为高分子材料研究必需的系统知识和技能教学提供了参考。

关键词：新质生产力材料表征方法聚氨酯系统教学

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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