原子转移自由基聚合反应改性氧化石墨烯研究进展

原子转移自由基聚合(ATRP)是一种具有潜在应用价值的可控活性自由基聚合方法,通过ATRP反应对氧化石墨烯(GO)进行改性,可以有效控制各种接枝聚合物分子链的长度和接枝密度,赋予GO不同的功能性,如良好的溶剂分散性、环境敏感刺激响应性、生物相容性等。文中分别从GO表面固定引发剂直接引发ATRP反应和GO表面非共价键结合ATRP聚合物分子链2种途径,对ATRP反应改性GO进行综述,总结了ATRP改性反应的过程条件和研究方法,并指出了GO功能化复合材料的功能特性和应用前景。     

聚合物分离膜的表界面工程

聚合物分离膜材料的表界面工程主要着眼点在于:运用表面改性和功能化方法提高传统聚合物分离膜材料的服役性能,赋予其表面不同于本体的结构特征,建立构筑聚合物分离膜材料表面选择性分离层的新途径,阐明膜表面结构与性能之间的关系,实现聚合物分离膜材料的高品质化与多功能化.本文就聚丙烯微滤膜的仿生修饰与仿生矿化以及薄层复合纳滤膜选择性皮层的"可控"构造择要进行了总结和再思考.所介绍的仿生修饰与仿生矿化方法同样可被用于其它聚合物乃至无机分离膜的表面改性与功能化,基于贻贝仿生化学的聚多巴胺及其系列共沉积涂层可用作薄层复合膜的选择性皮层,或用于界面聚合薄层复合膜的中间层,在一定程度上调控界面聚合,获得一类超薄选择性皮层的高通量水处理纳滤膜.     

ATRP方法可控合成碳纳米管/PMMA纳米复合材料

通过多壁碳纳米管的表面改性合成了ATRP引发剂,利用合成的ATRP引发剂进行ATRP活性聚合,成功地在碳纳米管表面接枝聚合物PMMA。利用红外(IR)、透射电镜(TEM)、热重(TGA)以及核磁共振(NMR)表征接枝的碳纳米管,考察了碳纳米管用量对碳纳米管/PMMA纳米复合材料力学性能的影响,结果表明,碳纳米管表面成功接枝聚合物PMMA,PMMA的力学性能得到很大改善。     

ATRP表面接枝在功能膜制备中的应用

ATRP表面引发接枝聚合是功能膜制备中一个重要而有效的方法.近年来,随着原子转移自由基聚合(ATRP)研究的快速发展,将ATRP应用于功能膜制备的研究已取得了显著的进展.详细介绍了在膜表面固定ATRP引发剂的方法及将ATRP表面接枝法应用于制备抗污染能力强,抗菌性好,环境响应迅速等多种功能性膜方面的研究进展情况.     

碳微球表面功能化对镁基复合材料的增强作用

纳米碳材料增强相与镁基体间的两相界面结合程度直接影响着复合材料性能的提高,而使用化学改性法对增强相进行表面功能化可以有效改善两相间的界面结合度.为了进一步研究表面功能化在提升复合材料性能上所起的作用,本研究选用CVD法和水热法制备的碳微球(CVD-CMSs和HT-CMSs)为增强相,一是使用一步改性法(即使用表面活性剂PVP直接处理)对增强相进行表面功能化处理,制备出CVD-CMSs/Mg和HT-CMSs/Mg,考察CMSs上接枝的含氧官能团对表面功能化处理的效果;二是使用两步改性法(即先使用化学沉积法将MgO颗粒裹附到碳球表面,再用PVP进行处理)对增强相HT-CMSs进行功能化处理,并制备出HT-CMSs@MgO/Mg,与HT-CMSs/Mg对比来考察HT-CMSs上负载MgO纳米颗粒的作用.采用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、光学显微镜、高分辨透射电子显微镜和拉伸性能测试仪等对复合材料样品的组织、界面结构和力学性能进行表征和分析.结果表明:CMSs上携带的含氧官能团对表面功能化处理的效果以及增强相的分散性都具有积极作用,且经PVP一步改性后制得的复合材料的增强相与基体间有MgO薄膜生成,改善了增强相与基体的相容性;经两步改性后,负载在HT-CMSs表面的MgO纳米颗粒使两相间的MgO膜增厚,进一步提升了两相间的界面结合度,起到有效连接增强相与基体界面的作用,并最终使复合材料的拉伸性能得到提高.     

原子转移自由基聚合在生物材料中的应用

生物材料表面改性以及具有特定结构与功能的先进生物材料的合成始终是生物材料研究的核心课题.原子转移自由基聚合( ATRP)是一种新型自由基聚合,在生物材料表面改性以及新型生物材料合成方面具有巨大的应用前景.利用ATRP技术可以提高生物材料表面生物相容性、生物适应性以及生物功能性,如提高材料表面的抗生物污染性、血液相容性、细胞相容性以及抗菌性能等;同时,ATRP也可用于合成新型生物医用高分子材料,如两亲性高分子、纳米胶束、智能水凝胶以及一些具有特殊结构的高分子(包括星型、超支化、梳型高分子等).ATRP技术与点击化学结合,可形成新的生物活性表面或者合成新的生物材料,可望产生更多的功能化的材料表面与生物材料.     

超亲水/水下超疏油膜功能材料及其研究进展

含油污水,特别是油/水乳液的分离是世界性的挑战。膜分离法由于具有分离效率高、能耗低、易于操作等特点,在油水分离领域具有较大的优势。超亲水/水下超疏油材料是"除水型"特殊润湿性材料,与超疏水-超亲油网膜相比,超亲水/水下超疏油膜在对抗有机污染和生物污染方面更具优势。超亲水/水下超疏油膜在处理含油污水过程中面临的主要问题有化学稳定性及膜污染。膜污染会导致分离效率及过滤通量下降等问题,缩短膜的使用寿命。因此,解决滤膜污染问题对污水处理至关重要。目前超亲水/水下超疏油材料改性的重点主要有三方面:提高过滤通量、抗污能力及设计合适的孔径。许多研究人员通过对疏水性基材(聚合物膜、金属筛网)进行改性以增强膜的亲水性和抗污性能,并取得了丰硕的成果。目前,聚合物膜改性方法主要分为基体改性和表面改性两种。基体改性即通过接枝共聚或共混等方法对膜进行亲水改性,然后将改性后的膜材料用于膜制备。表面改性是指对商业滤膜表面接枝极性单体或亲水单体。金属筛网常用的改性方法有化学刻蚀、表面涂覆、电化学沉积等。通过改变膜表面的化学组成和粗糙度调控滤膜的超润湿性能,从而提高膜的亲水性、分离效率和抗污性能。为了响应处理工业溢油及保护环境的要求,迫切需要开发具有高分离效率、高选择性和高稳定性的新型分离材料和技术,以应对日趋复杂的油水分离环境。本文以分离油水混合物及油水乳液的滤膜材料作为研究体系,首先介绍了超亲水/水下超疏油表面的理论基础及其构筑机理,然后从不同基材的角度介绍了油水分离功能材料的制备工艺及改性方法。本文全面综述了超亲水/水下超疏油金属网膜、聚合物膜材料和基于纳米材料的新型功能分离膜的研究进展,从润湿性、过滤通量、分离效率、抗污性能等方面综合评估了油水分离功能膜的性能,最后总结和展望了油水功能分离膜未来的发展趋势。     

原子转移自由基聚合及其在新型高分子材料合成中的应用

概述了原子转移自由基聚合（ATRP）反应的基本原理、引发体系的组成及应用此技术来设计制备一系列指定拓朴结构和功能化的新型聚合物材料。ATRP是一种用途广泛、简单易行、有很好的工业应用前景的聚合技术。     

原子转移自由基聚合的最新研究进展

介绍了关于原子转移自由基聚合(ATRP) 引发-活化-失活过程的最新研究进展,包括RATRP 体系克服了常规ATRP 体系中低价态过渡金属催化剂容易氧化的问题,AGET ATRP 体系显著降低了过渡金属化合物的用量,ARGET ATRP体系中残存的过渡金属催化剂仅为(1～50)×10-6, 很多情况下不需要进行后处理,使其适合工业化生产成为可能.同时介绍了ATRP在表面接枝上的应用,表面引发ATRP反应能改善材料的表面特性,同时具有接枝链分子量及分布可控和高接枝率的优点,使其在很多方面都获得了广泛的应用,包括使材料表面图案化、提高材料表面的生物相容性、制备梳型的聚合物刷以及在纳米磁铁矿和真丝表面引发的ATRP反应.     

互穿网络聚合物的研究进展及应用

聚合物共混改性是实现高分子材料功能化和开发新材料的重要途径.通过互穿网络聚合物方法制备的共混聚合物,以其优异的性能广泛应用于材料科学的方方面面.并成为近年来共混聚合物改性研究的热点.共混聚合物增强方法主要包括:添加"第三组分"、反应性增容、离聚体共混改性和互穿网络聚合物.在此基础上总结了互穿网络聚合物的制备方法及研究现状,详述了互穿网络聚合物在导电材料、药物控释体系、功能膜、涂料工业等领域的应用,最后指出了互穿网络聚合物材料目前存在的问题,并对今后的研究进行了展望.     

竹粉接枝改性及其对竹粉/PETG复合材料流变行为的影响

采用电子活化再生原子转移自由基聚合（AGET ATRP）法将甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝到竹粉（BF）表面,并采用哈克微量混合流变仪及旋转流变仪考察了竹粉接枝改性前后对竹粉/聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）复合材料流变行为的影响。毛细管流变结果表明,竹粉/PETG复合材料属于假塑性流体,呈现剪切变稀的现象;应变扫描结果表明,与未改性竹粉/PETG复合材料体系相比,竹粉经接枝改性后其复合材料体系在更大的应变范围内属于线性弹性行为;频率扫描结果表明,竹粉的接枝改性处理有助于促进竹粉在PETG基体中的均匀分散。     

PCMS高支化聚合物制备中的若干理论问题探讨--(Ⅱ)ATRP溶液聚合时聚合条件对聚合物的影响

将原子转移自由基聚合(ATRP)和自缩合乙烯基聚合(SCVP)结合,以p-CMS为引发单体进行ATRP溶液聚合,得到高支化的聚对氯甲基苯乙烯PCMS。研究了采用不同溶剂时,各种因素对聚合物PCMS组成和结构的影响,讨论了产生这些影响的可能原因。     

Immobilization of functional oxide nanoparticles on silicon surfaces via Si-C bonded polymer brushes

A method for immobilizing and mediating the spatial distribution of functional oxide (such as SiO2 and Fe3O4) nanoparticles (NPs) on (100)-oriented single crystal silicon surface, via Si-C bonded poly(3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate) (P(TMSPM)) brushes from surface-initiated atom transfer radical polymerization (ATRP) of (3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate) (TMSPM), was described. The ATRP initiator was covalently immobilized via UV-induced hydrosilylation of 4-vinylbenzyl chloride (VBC) with the hydrogen-terminated Si(100) surface (Si-H surface). The surface-immobilized Fe3O4 NPs retained their superparamagnetic characteristics and their magnetization intensity could be mediated by adjusting the thickness of the P(TMSPM) brushes.     

食品中不同种类风味物质对 LDPE 吸附现象的影响研究

采用GC法测定塑料薄膜LDPE对不同种类风味化合物(己醛、庚醛、乙酸丁酯、乙酸丙酯、戊酮、庚酮、异戊醇、辛醇)的吸附量,研究具有不同官能团和分子结构的风味化合物对薄膜吸附过程的影响。试验结果表明:从官能团角度看,LDPE对醛类的吸附最为明显,酮类、醇类次之,同时LDPE与酯类之间也容易结合;而对于同一类型的物质,即具有相同官能团的风味化合物,LDPE的吸附量会随着分子链中碳原子数量的增加而增大。     

大豆蛋白胶黏剂及其胶合板防霉研究进展

目的 改进大豆蛋白胶易霉变、储存时间短,将其作为胶黏剂使用制备的板材性能低等缺点,提高胶合板的使用寿命,使板材的适用范围和领域得以拓宽。方法 通过综述大豆蛋白胶和胶合板易发霉原因,以及近年来国内外在针对大豆蛋白胶和胶合板防霉性能方面的研究进展,分析其改性原理以及仍存在的问题,介绍原子转移自由基聚合（ATRP）法目前在豆胶改性中的应用。结论 采用ATRP法对大豆蛋白胶黏剂进行防霉接枝改性,可在保证胶合强度的同时延长胶合板使用时间,为今后制备具有优良防霉性能的大豆蛋白胶合板以及工业化推广提供新思路。     

Effects of porous carbon additives and induced fluorine on low dielectric constant polyimide synthesized with an e-beam

We report the synthesis of a polyimide matrix with a low dielectric constant for application as an intercalation material between metal interconnections in electronic devices. Porous activated carbon was embedded in the polyimide to reduce the dielectric constant, and a thin film of the complex was obtained using the spin-coating and e-beam irradiation methods. The surface of the thin film was modified with fluorine functional groups to impart water resistance and reduce the dielectric constant further. The water resistance was significantly improved by the modification with hydrophobic fluorine groups. The dielectric constant was effectively decreased by porous activated carbon. The fluorine modification also resulted in a low dielectric constant on the polyimide surface by reducing the polar surface free energy. The dielectric constant of polyimide film decreased from 2.98 to 1.9 by effects of porous activated carbon additive and fluorine surface modification.     

碳纳米管/聚甲醛复合材料的结晶形态与力学性能

在对碳纳米管(CNT)进行表面修饰后,采用活性自由基聚合法(ATRP)在其表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。再将接枝上聚合物的碳纳米管添加到聚甲醛中熔融共混制得碳纳米管/聚甲醛纳米复合材料。通过偏光显微镜观察其结晶形态,并研究了功能化碳纳米管的含量对聚甲醛缺口冲击强度的影响,结果表明,CNT-PMMA的加入使聚甲醛球晶细化,复合材料的缺口冲击强度得到提高。