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具有光热-发电及光热-抗菌效应的木质素基复合膜的制备与研究

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高分子学报 2024年第8期55卷 1021-1032页

作者：郭元龙徐同辉李合邦龙晓琴谢海波贵州大学材料与冶金学院高分子材料与工程系贵阳550025

利用具有优异光热性能的木质素磺酸钠(LSS)为原料,与具有局域表面等离子体共振效应的金纳米粒子(AuNPs)通过原位共混策略制备出具有协同光热效应的LSS/PVA@Au复合膜材料.在复合膜中,LSS的结构上的功能基团对Au3+起到分散、稳定、螯合和... 详细信息

利用具有优异光热性能的木质素磺酸钠(LSS)为原料,与具有局域表面等离子体共振效应的金纳米粒子(AuNPs)通过原位共混策略制备出具有协同光热效应的LSS/PVA@Au复合膜材料.在复合膜中,LSS的结构上的功能基团对Au3+起到分散、稳定、螯合和还原作用.Au NPs的引入使得LSS50/PVA50@Au1复合膜的表面更加粗糙,平均粗糙度为30.3 nm,但是在紫外到近红外区具有更强更宽的吸收谱带.LSS含量的提高有助于材料光热性能的增强,LSS50/PVA50复合膜的最高温度可升至(120.6±3.1)℃.利用Au NPs的协同光热效应,LSS50/PVA50@Au1复合膜的温度最高可以达到(190.1±3.5)℃,光热转换效率为42.47%.不仅如此,该复合膜材料也具有光热-发电效应,利用TEG可以将吸收的热量转换为电能,在5个太阳光照射下LSS50/PVA50@Au1产生的电压最高为(280.8±4.6)mV,电流为(48.9±1.9)mA.而由于对近红外光(NIR)良好的光响应性,该复合膜同样具有良好的抗菌性能,在1.47 W/cm^(2) NIR照射10 min后,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率可以达到99.5%和99.2%.本研究利用具有π-π共轭结构的LSS与具有LSPR效应的Au NPs相结合,通过原位共混策略制备出LSS/PVA@Au复合材料可以将储量丰富的、高效、清洁、绿色的太阳能资源转化为可以利用储存的电能,同时该材料也具有光热-抗菌的效果.

关键词：木质素磺酸钠纳米金粒子光热效应光热抗菌

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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

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

有机磷腈盐/三乙基硼二元催化体系协同催化环氧化物与二氢香豆素的开环交替共聚

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高等学校化学学报 2024年第7期45卷 166-172页

作者：姜春环王俊麒刘晓雨杨烨任传利李志波青岛科技大学化工学院高分子科学与工程学院青岛266042

通过使用有机磷腈盐催化剂三[三(二甲氨基)亚氨基]氯化磷(P_(4)^(+)Cl^(-))与三乙基硼(TEB)组成的二元协同催化体系,实现了3,4-二氢香豆素(DHC)与多种环氧化物的开环交替共聚.系统考察了聚合温度和催化剂用量等因素对聚合活性和选择性... 详细信息

通过使用有机磷腈盐催化剂三[三(二甲氨基)亚氨基]氯化磷(P_(4)^(+)Cl^(-))与三乙基硼(TEB)组成的二元协同催化体系,实现了3,4-二氢香豆素(DHC)与多种环氧化物的开环交替共聚.系统考察了聚合温度和催化剂用量等因素对聚合活性和选择性的影响.研究结果表明,通过优化聚合反应条件,P_(4)^(+)Cl^(-)/TEB催化体系对多种环氧化物与DHC的开环交替共聚表现出较高的催化活性和选择性,避免了分子内酯交换等副反应.研究了反应动力学,利用核磁共振氢谱(^(1)H NMR),体积排阻色谱(SEC)和基质辅助激光解吸/电离时间飞行质谱(MALDI-TOF-MS)对聚合物结构进行表征,结果表明产物为端基明确、分子量可控的高度交替结构的醚酯共聚物.

关键词：磷腈盐有机催化酚内酯开环交替共聚聚酯

三氟氯乙烯与甲基异丙烯基醚的光诱导共聚反应

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化学学报 2024年第2期82卷 126-131页

作者：易敬霖陈茂复旦大学高分子科学系聚合物分子工程国家重点实验室上海200433

氟聚合物综合性能优异,在诸多领域发挥了重要作用.三氟氯乙烯(chlorotrifluoroethylene,CTFE)与乙烯基醚共聚物被用于高性能涂料,但其较低的玻璃化转变温度对应用场景带来了局限.在本工作中,发展了CTFE与甲基异丙烯基醚(methyl isoprope... 详细信息

氟聚合物综合性能优异,在诸多领域发挥了重要作用.三氟氯乙烯(chlorotrifluoroethylene,CTFE)与乙烯基醚共聚物被用于高性能涂料,但其较低的玻璃化转变温度对应用场景带来了局限.在本工作中,发展了CTFE与甲基异丙烯基醚(methyl isopropenyl ether,MIE)的光照自由基共聚反应,在室温常压条件下合成了全新化学结构的氟烯烃与烯基醚共聚物.聚合反应过程符合一级动力学与交替共聚特征,通过控制链转移剂用量与MIE转化率可合成不同分子量的共聚物,表明该聚合反应具备一定的可控性,但共聚物分子量分布较宽、链末端保真度有限.在此基础上,本工作首次揭示了CTFE-MIE共聚物比CTFE-乙烯基乙醚共聚物的玻璃化转变温度提高了近50℃,有助于进一步开发高性能氟聚合物材料.

关键词：氟聚合物共聚物光照聚合可逆失活自由基聚合三氟氯乙烯

巯基配位的金属有机框架在高效电催化析氧中的应用

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高分子材料科学与工程 2024年第6期40卷 106-114页

作者：郑炜琼刘习奎李爽程冲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四川成都610065

金属有机框架(MOFs)材料已被探索作为析氧反应(OER)的有效电催化剂。然而,在大电流密度下,MOFs结构不稳定的问题严重阻碍了其大规模应用。文中采用硫醇官能化的2,5-二巯基对苯二甲酸(H4DMBD)与FeNi金属离子配合制备了一种具有巯基S配位... 详细信息

金属有机框架(MOFs)材料已被探索作为析氧反应(OER)的有效电催化剂。然而,在大电流密度下,MOFs结构不稳定的问题严重阻碍了其大规模应用。文中采用硫醇官能化的2,5-二巯基对苯二甲酸(H4DMBD)与FeNi金属离子配合制备了一种具有巯基S配位的双金属MOFs(FeNi-DMBDC)。得益于独特的Fe-S和Ni-S配位结构,FeNi-DSBDC在碱性OER催化中表现出高活性和良好的稳定性,只需要274 mV的过电位就可达到100 mA/cm2的工作电流密度。同时,负载在导电载体碳布(CC)上的FeNi-DSBDC可以实现安培级的工作电流密度,在50mA/cm2和100mA/cm2的电流密度下具有长期稳定性(>200 h)。这不仅拓宽了MOFs材料在高效稳定的OER催化剂中的应用潜力,也为分子设计和配体调控策略在催化剂设计中的作用提供了新见解。

关键词：金属有机框架析氧反应电催化剂配位调控

面向栓塞治疗的单分散高弹性可载药水凝胶微球的微流控制备及其性能研究

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高分子学报 2024年第3期55卷 328-337页

作者：施超男郭明雨苏州大学材料与化学化工学部新型功能高分子材料国家地方联合工程实验室、江苏省先进功能高分子材料设计及应用重点实验室、苏州市大分子设计与精密合成重点实验室苏州215123

面向栓塞治疗,利用单乳液毛细管微流控装置制备了粒径均一、尺寸可调节的载药弹性水凝胶微球.以丙烯酰胺(AM)和3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐(SPMA)为单体,与光引发剂、自制大分子胶束多官能度交联剂(MM2),配制成水溶液作为分散相,以光引发... 详细信息

面向栓塞治疗,利用单乳液毛细管微流控装置制备了粒径均一、尺寸可调节的载药弹性水凝胶微球.以丙烯酰胺(AM)和3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐(SPMA)为单体,与光引发剂、自制大分子胶束多官能度交联剂(MM2),配制成水溶液作为分散相,以光引发剂、表面活性剂溶于液体石蜡作为连续相,在微流控通道内得到单分散内相液滴,随后通过紫外光照交联聚合,生成具有优异弹性的水凝胶微球.三维通道内的压缩实验表明,微球被压缩约60%而不破碎,且可快速恢复原貌.微球能够快速并大量负载阳离子抗癌药物盐酸阿霉素,20 min即可达到载药平衡,且包封率均超过97%,平衡载药量约648 mg/g(干球)、95mg/g(湿球).此外,还对不同粒径载药微球在不同介质中的药物释放行为进行了研究探讨.研究结果为单分散、高弹性和高载药量水凝胶微球的制备,特别是在栓塞微球方面的潜在应用研究奠定了一定的基础.

关键词：微流控单分散微球弹性水凝胶微球栓塞微球

在高分子科学通识教育中贯穿美学与思政理念的教学新模式探索——以通识课“高分子世界美学赏鉴”的教学实践为例

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大学化学 2024年

作者：李艺苏州大学材料与化学化工学部高分子科学与工程系

美学和思政理念的有效融入是提升高分子科学教学质量，培养新时代高素质人才的关键。本工作中以通识课《高分子世界美学赏鉴》的思政教学实践为例，探索了以思政主题为主线编纂教材，以美学体验为主导开展自然科学教学的新模式，在帮助... 详细信息

美学和思政理念的有效融入是提升高分子科学教学质量，培养新时代高素质人才的关键。本工作中以通识课《高分子世界美学赏鉴》的思政教学实践为例，探索了以思政主题为主线编纂教材，以美学体验为主导开展自然科学教学的新模式，在帮助学生们掌握高分子科学知识的同时，提升了他们的人文素养，激发了他们的爱国情怀和社会责任感。

关键词：高分子教学通识教育美育课程思政

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利用机械化学法“一步”制备月桂酸纤维素酯

高分子学报 2024年第8期55卷 986-1000页

作者：冯子惟李梦蕾李培尧张凯杨鸣波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

以微晶纤维素(MCC)、三氟乙酸酐(TFAA)和长链月桂酸(LA)为原料,通过机械球磨一步法制备具有高取代度(DS>2.5)的月桂酸纤维素酯(LCE),并探讨了机械化学条件对产物取代度、熔融行为和热稳定性的影响.结果表明,随着球磨转速和球磨时间的增... 详细信息

以微晶纤维素(MCC)、三氟乙酸酐(TFAA)和长链月桂酸(LA)为原料,通过机械球磨一步法制备具有高取代度(DS>2.5)的月桂酸纤维素酯(LCE),并探讨了机械化学条件对产物取代度、熔融行为和热稳定性的影响.结果表明,随着球磨转速和球磨时间的增加,产物LCE的取代度提高,熔融温度下降,当DS≥2.81时,能得到完全熔融的LCE.在投料比为1:6:3,且以400 r/min球磨处理4 h时,能制备流动温度(T_(f))为115℃且分解温度高达324℃的纤维素月桂酸酯.此外,初步探讨了在体系中引入PVA对过量的TFAA以及副产物三氟乙酸进行收酸的效果,分析数据表明PVA成功固定了三氟乙酸.本策略在简化制备过程、减少单体用量、缩短反应时间和环境友好等方面相较于传统均相手段具有显著的优势,有望应用于工业上大规模地制备热塑性纤维素衍生物.

关键词：纤维素月桂酸纤维素酯机械化学非均相反应

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