聚合物固体电解质研究进展

本文概述近十几年来聚合物固体电解质材料开发研究的状况,包括线型高分子、为改进性能而发展起来的枝型、梳型及交联型高分子,并对高分子与金属盐络合的离子聚合物结构和性能作了描述。阐述了高分子固体电解质的导电行为、导电模型及导电机理。对聚合物固体电解质的各种应用作了介绍并简要讨论了高分子固体电解质的发展趋向及前景。     

梳型聚合物超分散剂的合成及其在有机介质中分散CaCO3的研究

设计合成了一种新型梳型聚合物SMA-g-PSHD,用于在有机介质中分散超细碳酸钙。该梳型聚合物分别以羧基为锚固基团,低极性聚酯PSHD为溶剂化链。通过FT-IR、¹H-NMR和凝胶渗透色谱（GPC）对梳型聚合物的结构、组成和分子量进行表征,并且系统地研究了SMA-g-PSHD对CaCO₃在有机介质中的分散性、悬浮液流变行为和稳定性的影响,结果表明：梳型聚合物明显改善了CaCO₃的分散性,使其在有机介质中几乎呈单颗粒分布;悬浮液黏度显著降低,并且呈近牛顿流体特征;SMA-g-PSHD改性后的悬浮液具有极佳的稳定性。     

多功能梳状聚合物电解质的合成及其性能

以聚乙二醇单甲醚(PEGME)为侧链,马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物(PMAO)为骨架,制备出具有生物相容性的多功能梳状聚合物(PMAO-PEGME).该聚合物分别与 CH3OH 和LiOH 反应,制得梳状马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物多缩乙二醇酯(PMAO-PEGME-ME)和单离子聚合物电解质(即梳状马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物多缩乙二醇酯羧酸锂 PMAO-PEG-MELi),用FT-IR、1H-NMR、DSC、交流复阻抗谱等对得到的聚合物电解质进行了表征.结果表明:随着 LiClO4浓度的增加,PMAO-PEGME-ME/LiClO4 体系的电导率呈现先上升后下降的变化趋势,符合通常的聚合物电解质电导率与盐浓度的依赖关系.当每千克聚合物中含 1.5 mol Li-ClO4时,电导率达到最大值,室温下为 1.01×10-5S/cm.PMAO-PEGMELi 的室温电导率可达3.57×10-7S/cm.     

低分子量聚合物电解质的合成与性能

研究了低分子量梳状聚合物电解质的合成方法及结构，性能。首先合成了不同分子量的甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯，并进一步合成了分子量一万左右的梳状聚合物电解质，结果表明：反应严格按照反应方程进行，精制产物是非晶的梳状聚合物，本聚合物体系均存在两个玻璃化转变温度，一个在100℃左右，归属为梳状聚合物主链的玻璃化转变，另一个在－20摄氏度以下，归属于侧链玻璃化转变，在室温下侧链可以运动，有利于电活性物质的迁移和扩散，并用超微电极研究了该电解质的行为。     

含芳香侧链梳形聚合物对沥青质聚集行为的影响

选取了在聚马来酸酐-α-烯烃侧链接枝芳香基团（苯胺、萘胺及2-氨基苯并咪唑）的梳形聚合物（AMAC、NMAC和MACB）。利用UV-vis、浊度仪、动态光散射（DLS）、偏光显微镜分别表征了3种梳形聚合物对沥青质的初始沉淀点、粒径分布和聚集行为的影响。结果表明,添加质量浓度为50 mg/L的同等接枝率的聚合物对沥青质的分散效果为：NMAC > AMAC > MACB;沥青质在模型油中的"初始沉淀点"最大增幅约为20%;平均粒径减小一半,且分布变窄;其微观聚集状态也由高聚集尺寸的絮凝态向低聚集尺寸的分散态转变。梳形聚合物能使沥青质更稳定地分散悬浮,对稠油的采输有现实的应用意义。     

D-π-A型共轭聚合物的合成及其光伏性能

设计合成了3种主链相同、侧基不同的Donor(D)-π-Acceptor(A) 型共轭聚合物: 聚［(4,8-二辛氧基苯［1,2-b;3,4-b′］二噻吩)-(9-(4-氰基苯基)-9H-咔唑)］(PBDTCz-CN）、聚［(4,8-二辛氧基苯［1,2-b;3,4-b′］二噻吩)-(9-(4-醛基苯基)-9H-咔唑)］ (PBDTCz-CHO)和聚［(4,8-二辛氧基苯［1,2-b;3,4-b′］二噻吩)-(9-(4-硝基苯基)-9H-咔唑)］(PBDTCz-NO2)。通过调变侧基上的受体基团,比较了氰基、醛基、硝基对聚合物光学和电学性能的影响,讨论了影响聚合物光电转换效率的主要因素。3种聚合物的光学带隙和线性吸收系数依次分别为2.32 eV, 152.0 L/(g·cm); 2.43 eV, 58.5 L/(g·cm)和2.25 eV, 85.5 L/(g·cm)。在这些聚合物中,彼此间的最高占据分子轨道（HOMO）能级差距很小, PBDTCz-NO2的最低未占据分子轨道（LUMO）能级最低(-3.38 eV)。 在100 W/m2模拟太阳光的照射下,基于这些聚合物的光伏器件（器件结构：ITO/PEDOT∶PSS/Polymer∶［70］PCBM (1∶2)/Ca/Al）的光电转换效率分别为0.44%（PBDTCz-CN）、0.001 8%（PBDTCz-CHO）和0.23%（PBDTCz-NO2）。低的光电转换效率主要归因于低的短路电流,而影响短路电流的主要原因有自身吸光性能的限制和弱的π-π堆砌作用。     

导电性聚西佛碱的研究——Ⅱ.含硫聚西佛碱的掺杂及掺杂材料性能

共轭型含硫聚西佛碱是一新颖聚合物,本征导电率为3.4×10~(-11)S/cm,当该聚合物以碘、溴、五氯化锑和萘钠等掺杂后,导电性可进一步提高。碘掺杂该聚合物后导电性可达10~(-3)S/cm,且具有良好的耐候稳定性和高掺杂度特点。研究了掺杂材料的耐温性及各种试制对其导电性的影响。     

聚合物受限结晶的研究进展

随着纳米材料研究的迅速发展,聚合物由于其分子固有的纳米尺度结构,无论作为纳米器件或在模板应用方面都受到广泛瞩目.在微纳领域的应用中,特定受限环境下,结晶聚合物的结晶行为也因此受到广泛关注.本文从均聚物(及无规共聚物)和半晶型嵌段聚合物两方面总结了近年来聚合物受限结晶领域的研究进展.对于均聚物和无规共聚物,人们主要关注其在薄膜、超薄膜条件下的受限结晶性能,关注点为随着膜厚减小而引入的空间效应和界面效应对聚合物结晶性能的影响.而对于半晶型嵌段共聚物受限结晶的研究则多从本体出发,来研究纳米相分离与结晶的竞争过程、纳米相分离区域对于可结晶嵌段结晶生长的几何限制(空间效应)以及嵌段连接点(结晶嵌段的末端)对于结晶嵌段结晶行为的影响.     

全芳香族共聚酯类热致液晶的制备与性能

制备了两个系列的全芳香族共聚酯类热致液晶。对所得聚合物作了红外，偏光显微镜及差热分析，并测定了各聚合物的熔融指数。结果显示，所制备的聚合物为热致向列型液晶聚合物。     

含三苯胺单元的共轭聚合物的合成、表征及应用

采用 Wittig 方法制得了未封端及封端的线性聚三苯胺-对苯乙烯撑型聚合物(分别简称为:TPA-DOPPV1,TPA-DOPPV2),并对共轭聚合物进行了表征和性能测试.封端后的聚合物溶液和固体膜在紫外光照射下均发出较强的绿光.对这类聚合物在硝基化合物检测方面的应用进行了初步研究,结果表明:封端后的共轭聚合物在邻硝基甲苯(o-NT)荧光检测上的性能明显提高,当o-NT 浓度为 21.5×10-3 mol/L 时,荧光猝灭效果达到了 96%;在2,4-二硝基甲苯(DNT)、对硝基甲苯(P-NT)和对苯醌(p-BQ)蒸汽中放置 10 s 时,其薄膜的荧光猝灭效率分别达到 30%、15.6%和 3.1%.TPA-DOPPV2 的合成操作较为简便,具有一定的检测灵敏性,是一种潜在的硝基类爆炸物荧光检测材料.     

搅拌槽内新型疏水缔合聚合物AP-P4的溶解性

由于疏水缔合聚合物聚丙烯酰胺(AP-P4)的溶解性差,制约了聚合物驱油技术在海上油田的采收率。考察了温度、矿化度、转速、搅拌器型式及搅拌方式对AP-P4溶解时间和聚合物溶液黏度特性的影响,结果表明：温度与转速的提高有利于聚合物的加速溶解,但不利于聚合物溶液的增黏,存在一个适宜聚合物溶解的最佳矿化度范围;剪切力较小、循环量较大的搅拌器更适合AP-P4的溶解;采用翼型搅拌器向上排出流体,先高转速后低转速的搅拌方式能够加快AP-P4的溶解并获得较高的溶液黏度。     

受限高分子链的静态与动态性质

受限条件下高分子链的静态与动态性质是高分子物理学研究的重要组成部分,也是生物物理学关注的焦点问题之一。相对于自由高分子链,受限高分子链往往随受限程度和受限区域的不同而表现出一系列独特的规律性。本文首先回顾了自由空间中高分子链的基本性质,然后重点介绍了在不同受限程度下高分子链的静态性质和动力学行为,对比了不同受限区域下这些性质的差异性,并且系统总结了流场诱导下高分子链过孔的经典理论及其详细推导过程。最后,展望了受限高分子链今后的发展方向。     

碳纤维的丙烯酸电聚合涂层及其复合材料的界面

丙烯酸10%水溶液,于25℃下,经电引发后在碳纤维表面发生聚合反应。采用FT-IR、~(13)C-NMR、XPS、SME和元素分析等方法对所发生的电聚合反应和成为涂层的高聚物进行了表征和鉴定。结果表明:涂层/碳纤维界面粘合层中存在物理吸附和化学键合或端聚物。而涂层/基体界面层是化学键合。     

高分子载体材料对青霉素酰化酶的固定化作用

介绍了天然高分子材料和合成高分子材料对青霉素酰化酶的固定化作用，着重讨论了高分子材料的制备、性质及其表面修饰对固定化酶活性和使用稳定性的影响。     

聚合物刷与生物分子相互作用的研究进展

聚合物刷是由一端紧密接枝在一个曲面或平面的聚合物链组成的大分子结构。近年来,随着聚合物制备方法和表面修饰技术的不断发展,聚合物刷的应用范围也在不断拓宽,相关研究已成为功能高分子材料领域的热点之一。具有特殊结构和功能的聚合物刷在生物分子固定、蛋白质分离、酶催化、药物控释等方面具有广阔的应用前景。本文综述了聚合物刷与生物分子相互作用及应用的最新研究进展,并展望了今后的发展方向。     

光对电化学聚合吡咯极限电位的影响

用循环伏安法研究了光对电化学聚合吡咯极限电位的影响,结果表明光照可明显改变聚合吡咯的极限电位,明显加快吡咯的聚合速度,且吡咯的氧化电流和光照时间成正比。在有光条件下,氧并不直接参与吡咯的氧化过程,对聚吡咯的极限电位无显著影响。     

嵌段共同分子系统微观相变的Monte Carlo模拟

对高浓度高分子系统的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟算法和高分子链的微松弛模式进行了分析比较,采用键长涨落模型空穴扩散法对无热高分子系统的平均末端距和对称共聚高分子系统的微观相结构进行了模拟,发现支除或保留中间链节蛇行运动,得到的模拟结果有一定的差别支除该运动模式得到的平均末端距、标度指数及共聚高分子系统的微观层状结构的层间距要比保留该运动模式的大,表明中间链节的蛇行运动会导致高分子链的过分收缩。     

高分子共混薄膜的分相结构与力学性能

结合蒙特卡罗（MC）方法和三维弹簧格子模型,发展了一种从非均相高分子材料的组成出发,预测材料的微观结构及力学性能的连续介观模拟方法。计算结果显示：A-B高分子共混薄膜的形貌与共混比例密切相关,改变薄膜中两种聚合物的共混比例对薄膜整体的力学性能有较大的影响。     

高分子聚合物对避蚊胺延效作用实验研究

本文报告了不同条件下高分子聚合物对避蚊胺(Deet)的控释作用结果,表明高分子聚合物的加入能够显著延长Deet的有效驱避时间,为进一步研究长效聚合物驱避制剂提供了实验依据。     

再造组织工程化平滑肌组织的实验研究

目的采用组织工程技术,将培养扩增的膀胱平滑肌细胞与国产可降解的聚合聚乙交酯丙交酯（PLGA）支架材料复合构建并植入裸鼠体内进行培育,探讨再造组织工程化平滑肌组织的可行性。方法从幼兔取膀胱,机械分离与酶消化获取培养平滑肌细胞,传代扩增平滑肌细胞后将其接种到国产PLGA支架材料的表面作为实验组,未接种细胞的单纯支架材料作为对照组。分别将它们植入到裸鼠体内进行培育。经裸鼠体内培育4周、8周后取材并进行大体观察、组织学及免疫组织化学检测。结果实验组标本经HE和Masson染色显示在材料表面形成数层平滑肌细胞层,经抗平滑肌α-肌动蛋白免疫组织化学染色呈棕黄色阳性。随着培育时间的延长,支架材料降解明显,而平滑肌细胞层进一步增殖形成平滑肌组织。对照组经HE染色材料表面见有少量成纤维细胞沉积,Masson染色示兰色,经抗平滑肌α-肌动蛋白免疫组织化学染色为阴性。结论采用国产PLGA聚合物为支架材料可再造出组织工程化平滑肌组织,为多种含平滑肌组织空腔脏器的组织工程研究奠定基础。