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芳纶纳米纤维/聚合物复合材料研究进展

高分子通报 2023年第9期36卷 1147-1157页

作者：孔祥宇耿雪曲荣君关振虹张盈孙昌梅鲁东大学化学与材料科学学院烟台264025 烟台泰和新材高分子新材料研究院有限公司烟台264006

芳纶纳米纤维(ANF)是一种新型纳米增强材料,由于具有高长径比、高表面能、高热稳定性等优异特性,能够与聚合物材料复合以增强聚合物的力学性能和热性能。然而,ANF在制备方法上仍有不足,难以大规模生产,如何有效地将其与聚合物材料复合... 详细信息

芳纶纳米纤维(ANF)是一种新型纳米增强材料,由于具有高长径比、高表面能、高热稳定性等优异特性,能够与聚合物材料复合以增强聚合物的力学性能和热性能。然而,ANF在制备方法上仍有不足,难以大规模生产,如何有效地将其与聚合物材料复合仍是一种挑战。本文总结了ANF常用的制备方法,介绍了ANF在聚合物复合材料领域的应用,并对ANF在聚合物材料领域的应用研究进行了展望。

关键词：芳纶纤维芳纶纳米纤维聚合物复合材料聚合物增强

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含磷阻燃聚酯的合成动力学及其性能

纺织学报 2024年第4期45卷 50-58页

作者：袁野张安莹魏丽菲高建伟陈咏王锐北京服装学院材料设计与工程学院北京100029 中国化学纤维工业协会北京100020 上海德福伦新材料科技有限公司上海201502 烟台泰和新材高分子新材料研究院有限公司山东烟台264006 东华大学材料科学与工程学院上海201620

为探究9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)类阻燃剂对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合反应过程的影响,以[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)作为反应型阻燃剂,通过聚合反应得到磷含量不同的阻燃PET(... 详细信息

为探究9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)类阻燃剂对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合反应过程的影响,以[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)作为反应型阻燃剂,通过聚合反应得到磷含量不同的阻燃PET(PET-DDP),研究其聚合反应动力学并分析DDP添加量、缩聚反应温度对合成反应动力学的影响,并分析了PET-DDP的阻燃性能和力学性能。结果表明:聚合条件不变的情况下,随DDP添加量的增加,酯化反应阶段反应釜内压力升高速度加快,有利于乙二醇中对苯二甲酸的溶解,反应活化能由81.37 kJ/mol降低至59.52 kJ/mol,缩聚反应的反应速率常数K减小,反应活化能由69.67 kJ/mol增加至233.49 kJ/mol,聚合物熔点降低,结晶性能和力学性能下降;当缩聚反应温度为270℃,磷质量分数为1.10%时,PET的阻燃性能得到明显提升,极限氧指数为34%,与纯PET相比,热释放速率峰值和总热释放量分别降低了45.2%和27.3%,且炭层的连续性和致密性明显增加。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯酯化缩聚磷系阻燃剂反应动力学阻燃性能

教学的思考激发出科研的灵感:分子量多分散性导致的球晶新型织构

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高分子通报 2023年第2期36卷 248-253页

作者：李寒莹陈敏胡大鹏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新物质创制国际研究中心山西浙大新材料与化工研究院浙江大学高分子科学与工程学系杭州310027

教学与科研的联动融合是教学改革的发展方向。本文展示了一个教学促进科研的案例,通过对教学内容的思考与系统梳理,凝结出了创新的研究思路。高分子结晶,是《高分子物理》课程的核心内容之一。其中,分子量对高分子结晶过程及聚集态结构... 详细信息

教学与科研的联动融合是教学改革的发展方向。本文展示了一个教学促进科研的案例,通过对教学内容的思考与系统梳理,凝结出了创新的研究思路。高分子结晶,是《高分子物理》课程的核心内容之一。其中,分子量对高分子结晶过程及聚集态结构的影响被广泛提及,高分子按分子量在结晶过程中发生分级,不同分子量会导致不同的聚集态结构。基于这两点,提出了高分子中会存在由于分子量多分散性导致的聚集态结构规律分布的猜想。验证这一猜想促进了一种新型嵌套球晶织构的发现,并为其形成机理的研究提供了关键指导。本文体现了教学促进科研模式的可行性与优越性,以期为科教融合提供有益的启迪。

关键词：高分子物理高分子结晶科教融合

低温固化抗起霜粉末涂料用聚酯树脂的合成及性能研究

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涂料工业 2022年第8期52卷 29-33,42页

作者：王慧丽廖萍邵妃杨栋李卫娜董亿政新中法高分子材料股份有限公司杭州310006

为了探索聚酯树脂的抗起霜性能,研究了醇酸比,原材料,工艺对聚酯树脂抗起霜性能的影响,并合成了低温固化抗起霜粉末涂料用聚酯树脂。将聚酯树脂制成粉末涂料进行喷涂固化后置于140℃烘箱内烘烤2 h,以保光率的高低来评判聚酯树脂的抗起... 详细信息

为了探索聚酯树脂的抗起霜性能,研究了醇酸比,原材料,工艺对聚酯树脂抗起霜性能的影响,并合成了低温固化抗起霜粉末涂料用聚酯树脂。将聚酯树脂制成粉末涂料进行喷涂固化后置于140℃烘箱内烘烤2 h,以保光率的高低来评判聚酯树脂的抗起霜性能。研究结果表明:由多元醇中乙基丁基丙二醇(BEPD)制备的聚酯树脂的抗起霜性最好;制备的低温聚酯树脂制成的粉末应用于厚工件时表面并不起霜,光泽都会高于92。

关键词：低温固化聚酯树脂抗起霜

关于高分子物理教学的思考:系带分子——结晶聚合物结构与性能的纽带

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高分子通报 2023年第6期36卷 754-758页

作者：谢康元徐君庭李寒莹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新物质创制国际研究中心山西浙大新材料与化工研究院浙江大学高分子科学与工程学系杭州310027

结晶聚合物涉及大量复杂的概念和理论知识,是高分子物理教学的重难点内容之一。其中“系带分子”作为结晶聚合物中的重要组成部分,不仅仅是联结晶体与晶体的系带,也是理解结晶聚合物结构与性能的“系带”。本文提出以结晶聚合物中的“... 详细信息

结晶聚合物涉及大量复杂的概念和理论知识,是高分子物理教学的重难点内容之一。其中“系带分子”作为结晶聚合物中的重要组成部分,不仅仅是联结晶体与晶体的系带,也是理解结晶聚合物结构与性能的“系带”。本文提出以结晶聚合物中的“系带分子”为线索,对结晶聚合物涉及的相关知识进行串连和梳理,阐述聚合物的晶体结构模型以及结晶聚合物结构与性能的关系,帮助学生理解和记忆结晶聚合物相关知识的同时,建立对结晶高分子结构与性能对应关系的理解,进而形成在学习高分子相关知识时从结构到性能的思维逻辑。同时也通过鼓励学生自主查阅文献,学习和总结学术上关于结晶聚合物研究的历史沿革和最新进展的形式,进一步加深学生对课堂知识的掌握,锻炼学生们独立思考的能力。

关键词：高分子物理结晶聚合物系带分子

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高斯链网络模型与橡胶交联网络的差异

高分子通报 2023年第10期36卷 1366-1380页

作者：宋义虎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、浙江大学高分子科学与工程学系杭州310027

“橡胶弹性”是《高分子物理》中联系长链分子构象统计和高分子材料力学性能的重要章节之一。现行《高分子物理》教科书中有关内容多以Rehner-Flory“四链模型”为基础,从Gaussian单链熵、单链熵加和恒体积仿射形变角度推导Gaussian链... 详细信息

“橡胶弹性”是《高分子物理》中联系长链分子构象统计和高分子材料力学性能的重要章节之一。现行《高分子物理》教科书中有关内容多以Rehner-Flory“四链模型”为基础,从Gaussian单链熵、单链熵加和恒体积仿射形变角度推导Gaussian链网络构象熵和收缩力,而很少提及Gaussian链网络模型化过程所涉及的诸多近似,更不提及有关学术争议。基于现行《高分子物理》教程,不少学生认为硫化胶具有类似Gaussian链网络的交联结构,不少技术人员基于所谓理想网络结构来设计所谓大应变可逆变形柔性电子等前瞻性器件,在理论和实践上走了不少弯路,得出不少误导性结论。本文回顾Gaussian链网络模型化所涉及的基本理论、近似和争议,以便让读者认识到Gaussian链网络模型仅是具有一系列约束条件的“模型”,而与橡胶交联结构相差甚远。

关键词：橡胶弹性 Gaussian链网络链节位移长度构象熵

聚碳酸酯低聚物改性碳纤维及其增强聚碳酸酯复合材料的性能

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高分子材料科学与工程 2023年第5期39卷 33-40页

作者：胡贝利刘俊逸王婧茹许铭育武建勋高分子材料工程国家重点实验室四川大学高分子研究所四川成都610065 四川省建材工业科学研究院有限公司四川成都610081 四川省材科院检验检测有限公司四川成都610081

以双酚A(BPA)和碳酸二苯酯(DPC)为原料进行酯交换制备了低聚合度聚碳酸酯(PC),通过红外光谱(IR)、凝胶渗透色谱(GPC)等确认产物相对分子质量为5516,且具有较高的端羟基含量。采用溶液浸渍法以LPC为上浆剂对碳纤维(CF)进行表面修饰,并制... 详细信息

以双酚A(BPA)和碳酸二苯酯(DPC)为原料进行酯交换制备了低聚合度聚碳酸酯(PC),通过红外光谱(IR)、凝胶渗透色谱(GPC)等确认产物相对分子质量为5516,且具有较高的端羟基含量。采用溶液浸渍法以LPC为上浆剂对碳纤维(CF)进行表面修饰,并制备了碳纤维增强聚碳酸酯复合材料(CFRPC),考察了LPC和CF含量对复合材料拉伸强度和热导率的影响。结果表明,经过脱浆及氧化处理后的CF(OCF)在LPC的修饰作用下与PC基材的界面附着力更高,使复合材料的性能得到明显提高,拉伸强度和热导率最高可分别达到136.3 MPa和0.739 W/(m·k),同条件下比采用DCF(仅经过脱浆处理的CF)增强PC的拉伸强度和热导率分别提高了26.0%和8.8%。经扫描电镜图观察到了拉伸样条断面上的OCF表面包裹着均匀的树脂层,显示了PC与OCF之间较强的附着力。

关键词：碳纤维聚碳酸酯复合材料界面化学键合导热

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基于结晶调控制备低收缩聚丙烯

高分子学报 2023年第8期54卷 1186-1195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

针对等规聚丙烯(i PP)在熔融加工成型过程中会因结晶而引起收缩率大、制品尺寸精度差这一关键问题,提出基于结晶调控来有效降低成型收缩率的解决思路.利用β成核剂(β-NA)来调控i PP的结晶结构与形貌,采用示差扫描量热仪(DSC)、X射线衍... 详细信息

针对等规聚丙烯(i PP)在熔融加工成型过程中会因结晶而引起收缩率大、制品尺寸精度差这一关键问题,提出基于结晶调控来有效降低成型收缩率的解决思路.利用β成核剂(β-NA)来调控i PP的结晶结构与形貌,采用示差扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜(POM)和扫描电子显微镜(SEM)等方法系统分析了β结晶对i PP注塑制品的体积收缩率和线收缩率的影响规律.结果表明,纯i PP在结晶过程中主要形成α晶体,但少量β-NA(0.05 wt%~0.5 wt%)的加入可诱导i PP结晶形成大量密度较低的β晶体,且随β-NA含量的增加,β晶体的形貌由球晶转变为独特的捆束状晶体.相较于普通α晶体,较低密度β晶体的形成可有效降低i PP制品沿各个方向上的收缩率.特别地,当β晶体的含量由3.6%增加到81.7%时,制品的线收缩率可从1.7%减小到1.2%,体收缩率则从12.2%减小到10.6%,这与理论预测的结果基本一致.进一步分析发现,β-NA可在i PP熔体中自组装形成容易沿流动方向取向的纤维状晶体,进而诱导i PP分子链取向结晶,因此制品线收缩率呈各向异性.同时,收缩率主要取决于制品中β晶体的含量,而与结晶形貌没有明显关系.研究结果可望为低收缩i PP新材料的开发提供依据.

关键词：聚丙烯结晶低收缩

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超疏水三聚氰胺海绵粉末的制备及破乳性能

高分子材料科学与工程 2023年第8期39卷 1-8页

作者：邓志鹏赵学之冯玉军四川大学高分子研究所高分子材料国家重点实验室四川成都610065

通过氯化铝溶液和甲基三氯硅烷溶液两步浸泡法制备了一种超疏水三聚氰胺海绵粉末,并对改性样品进行了扫描电镜、红外光谱和X射线光电子能谱分析。从微观结构和化学组成两方面共同揭示了粗糙度增加、硅烷化以及金属离子配位三者协同作用... 详细信息

通过氯化铝溶液和甲基三氯硅烷溶液两步浸泡法制备了一种超疏水三聚氰胺海绵粉末,并对改性样品进行了扫描电镜、红外光谱和X射线光电子能谱分析。从微观结构和化学组成两方面共同揭示了粗糙度增加、硅烷化以及金属离子配位三者协同作用的超疏水转变机理。验证了压实的改性三聚氰胺粉末作为过滤材料用于“油包水”乳液高效分离的性能,讨论了润湿性、压实程度、初始含水率及粒径大小对于海绵粉末破乳性能的影响,发现适当提高材料疏水性、粉末压实程度,降低乳液初始含水率、减小粉末粒径可以有效改善其破乳效率。

关键词：超疏水三聚氰胺海绵粉末油水分离乳液