AM与HEMA共聚制备水凝胶的结构与性能

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,丙烯酰胺(AM)与甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)进行本体共聚制备水凝胶材料,研究了水凝胶的结构与性能.结果表明,AM与HEMA共聚物链段上存在的侧基-CONH2之间形成氢键,增强了链段之间的相互作用力,导致AM链段成束,形成较粗的骨架网络;AM的含量越大,水分子越容易与大分子链形成氢键结合并迅速扩散,共聚物水凝胶的溶胀速度越快,过量溶胀现象越明显;其特征溶胀指数处于0.938~0.961之间,与松弛平衡扩散的特征指数n≥1相近,水分子扩散速率稍快于聚合物高分子链段的松弛速率.     

高强度聚N-异丙基丙烯酰胺-黏土纳米复合水凝胶的制备及表征

采用原位聚合方法制备出一种具有高强度、良好温度响应性的聚N-异丙基丙烯酰胺/黏土纳米复合水凝胶,并用红外光谱、扫描电镜、透射电镜对其结构进行了分析.测试结果表明,纳米黏土与聚合物分子链之间具有强的氢键作用,水凝胶具有均匀的多孔聚合物骨架,且黏土可均匀地分散在聚合物基体中.热力学测试结果表明,黏土的引入未对水凝胶热敏特性产生显著影响,即三种水凝胶均在35℃左右产生明显的相转变;同时,溶胀动力学测试结果表明,水凝胶样品在该温度下具有明显的去溶胀特性.机械性能测试结果表明,纳米黏土的加入,可显著提高水凝胶的机械性能.     

聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络的制备及溶胀动力学研究

 以过硫酸铵(APS)为引发剂、N,N′-二甲基双丙烯酰胺(MBA)、四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,在室温下通过水溶液自由基聚合,制备了聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络(PAM/MC semi-IPN)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)对凝胶结构进行了表征,考察了MC含量和温度对凝胶外观、平衡溶胀和溶胀动力学的影响。从FT-IR图谱可看出,随MC含量增加,PAM酰胺Ⅰ带的吸收峰从1632cm^-1移到1650cm^-1,表明PAM与MC发生了明显的氢键相互作用。随MC含量增加,凝胶颜色从透明到乳白色逐渐加深。随温度升高,各组分凝胶的平衡溶胀比都增大。随MC含量的增加,相同温度下,凝胶的平衡溶胀比下降。另外,半互穿网络凝胶的尺寸随温度升高没有明显变化,说明MC在高温下的相转变并未造成半互穿网络的体积相变。凝胶的溶胀动力学显示,凝胶在100min前均快速溶胀,在200min以后溶胀速度变缓,最终趋于平衡。扩散指数(n)和溶胀速率(k)的数据表明,温度对扩散机理有很大影响,并且MC含量低于1.0%时凝胶组成对扩散机理影响不大。通过线性拟合的R²可知,各组分凝胶在各温度下均较好的符合二级动力学方程,并且MC含量低于1.0%时对凝胶的初始溶胀速率影响不大。     

丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究

采用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和N-甲基二乙醇胺(MEDA)分别作为阴、阳离子型扩链剂,在聚氨酯(PU)预聚体结构上先后引入两种离子型的亲水基团,再将制得的聚氨酯预聚体与丝素蛋白(SF)水溶液混合交联,得到SF/PU两性水凝胶.通过衰减全反射(ATR)、扫描电子显微镜(SEM)表征其结构、微观形貌及多孔结构.结果表明:制备出的SF/PU两性水凝胶具有明显的孔洞结构,孔径分布在15μm左右.通过测试在不同条件下的吸水溶胀比(SR)和平衡溶胀含水量(EWC),分析了两性水凝胶的溶胀动力学机理.通过万能实验拉力机测试了两性水凝胶的机械性能,当SF/PU比例为65/35时,水凝胶材料的压缩强度达到最大值,为0.577 MPa;当SF/PU为50/50时水凝胶有着最大变形率,为85.8%.     

低温保护剂玻璃态性质的极化分子力场模拟研究

二甲基亚砜水溶液作为常用的低温组织保护剂,其玻璃化转变的微观机理和玻璃态性质备受关注,但缺乏微观分子层面的认识.利用极化分子力场和模拟淬火方法研究二甲基亚砜水溶液体系玻璃转化性质,模拟得到的玻璃转化温度与实验符合较好;同时,利用统计力学方法对体系的结构、热力学性质、动力学性质和单分子行为随温度演化规律进行了研究.结果表明,玻璃态下分子呈现多尺度平动和转动弛豫过程,相邻分子间的结构弛豫过程存在较强的耦合性.     

基于丙烯酸酯封端PCL-PEG-PCL光聚合水凝胶的合成与表征

以聚乙二醇为中心嵌段,经ε-己内酯开环扩链,进而用丙烯酸酯封端合成了大分子单体.其水溶液在光引发剂存在下,能被UV引发聚合形成水凝胶.通过对水凝胶结构表征和水凝胶质量分数、溶胀比等性能的分析表明:该大分子单体的水溶液在紫外光作用下能迅速聚合形成水凝胶,水凝胶吸水快,溶胀比大;可通过改变大分子中PEG链段的相对分子质量或不同链段相对分子质量的PEG的大分子共混来控制溶胀比. 该水凝胶是一类可作为大分子药物控制释放的可生物降解材料.     

PP-g-(MAH-co-St)对PP/SMA相容性及力学性能影响的研究

为预测接枝物PP-g-(MAH-co-St)对PP/SMA共混物增容效果和力学性能的影响,采用分子动力学模拟法在COMPASS力场下对PP、SMA、PP/SMA和PP/SMA/PP-g-(MAH-co-St)的玻璃化温度、聚合物结合能、聚合物均方位移和力学性能进行模拟计算,同时采用实验方法测定聚合物的力学性能、水接触角以及缺口断裂形貌。通过比较共混体系加入增容剂前后的玻璃化温度、聚合物结合能和均方位移的变化预测其增容效果,比较拉伸模量和剪切模量和体积模量的变化预测其力学性能的影响。结果表明,PP-g-(MAH-co-St)可作为PP/SMA很好的增容剂且可明显提高其韧性和断裂强度,有效改善其力学性能。     

醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯共聚合过程及微观结构研究

以醋酸乙烯酯（VAc）和丙烯酸丁酯（BA）为原料,用半连续加料法合成共聚物。研究VAc/BA共聚合的3个阶段（种子预聚合阶段、单体滴加阶段和保温熟化阶段）所得共聚物组成和微观序列结构的变化规律,采用FT-IR、¹³C-NMR、DSC表征聚合物的结构和玻璃化转变温度（T_g）,分析聚合物共聚组成和序列结构随反应阶段的变化,采用1级Markov模型分析共聚物的序列结构分布。研究结果表明,半连续加料法制备的VAc/BA共聚物组成与序列结构在不同反应阶段存在明显变化。在预聚合阶段,单体浓度处于充溢态,聚合物中含有富BA单元的链段和富VAc单元的链段;反应进入单体滴加阶段,单体浓度处于饥饿态,生成共聚组成接近于加料比的均匀共聚物, VAc的数均序列长度（l_a）与BA的数均序列长度（l_b）均较小。     

葡萄糖敏感型聚合物胶体晶体水凝胶的研究

在聚丙烯酰胺水凝胶链段上引入葡萄糖分子,同时在水凝胶内嵌入聚苯乙烯胶体晶体,制备了葡萄糖敏感型聚丙烯酰胺胶体晶体膜。伴刀豆球蛋白可与葡萄糖分子偶合而在聚合物链段间形成交联,水凝胶体积收缩,胶体晶体带隙蓝移约30 nm。相对于固定在聚丙烯酰胺链上的葡萄糖分子,伴刀豆球蛋白与游离葡萄糖分子的偶合常数更大,游离葡萄糖可打断已形成于聚合物链上的葡萄糖与伴刀豆球蛋白间的交联,胶体晶体带隙红移。研究表明:该胶体晶体水凝胶可检测最低葡萄糖浓度为5 mmol/L,且离子强度(50 mmol/L NaCl溶液)对葡萄糖浓度分析时带隙位移没有影响。     

SBS与MMA在超临界CO2介质中的接枝反应

利用超临界CO2作为甲基丙烯酸甲酯(MMA)的溶剂和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的溶胀剂,通过自由基聚合制备了MMA与SBS的接枝聚合物(SBS-g-MMA)。MMA的接枝率达26.3%。考察了单体浓度、引发剂用量、反应时间以及反应压力等因素对反应的影响。用FT-IR、GPC、DSC以及SEM等分析方法对样品进行了表征,结果表明接枝后产物的相对分子质量明显增大,接枝后产物的玻璃化温度有所上升。     

联苯型聚芳醚砜醚酮酮共聚物的合成与表征

以无水AlCl₃/二氯乙烷(DCE)/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为复合溶剂体系,在低温条件下,以4,4’-二苯氧基二苯砜(DPODPS)、对苯二甲酰氯(TPC)、4,4’-联苯二甲酰氯(BPPC)为原料通过亲电共缩聚反应制得一系列聚芳醚砜醚酮酮(PESEKKs),用FT-IR、DSC、TG、WAXD等技术对聚合物做了表征.结果表明:随着BPPC含量的增加,共聚物的T_g从194 ℃上升到210 ℃,T_m从223 ℃增加到238 ℃,热分解温度均大于550 ℃,聚合物的耐热性能得到显著提升.经过检测,共聚物的溶解性能良好.     

可光聚合含硅聚氨酯丙烯酸酯水性低聚物的合成与性能：碳碳双键含量的影响

通过引入不同含量的2，2-双（羟甲基）丙烯酸丁酯（HBA），合成了一系列不同双键含量的可光聚合含硅聚氨酯丙烯酸酯水性低聚物（HBA-WSiPUA），它们均可以形成稳定的白色乳液，且粒径分布均匀。详细研究了低聚物中双键含量对低聚物的光聚合行为和光固化膜的热性能、物理力学性能及表面性能的影响，结果表明：所合成的低聚物的最终双键转化率均在90%以上；随着双键含量增加，光固化膜的拉伸强度、硬度、初始分解温度和玻璃化转变温度都随之增加，最高分别可达15.2 MPa、6H、286 ℃和80 ℃，而光固化膜的断裂伸长率、表面水接触角和吸水率则随之降低，吸水率最低可至2.5%。     

含氰基和乙炔基苯并噁嗪树脂的固化行为及性能研究

以4-氨基苯氧邻苯二甲腈（BZN）、间氨基苯乙炔（APA）和多聚甲醛为原料制备了含氰基和乙炔基的苯并噁嗪树脂（BZ-BPA）。利用差示扫描量热法（DSC）、傅里叶变换红外光谱法（F T-IR）、热重分析法（TGA）分析了BZ-BPA的固化行为,得到：BZ-BPA在固化反应过程中存在两个放热峰（225℃和274℃）;在氮气氛围下,BZ-BPA固化物热失重5%的温度（T _d5）为502.6℃,800℃时质量残留率为79.8%;在空气氛围下,T _d5为506.0℃,800℃时质量残留率为29.6%。采用Kissinger法计算得到两个固化反应的表观活化能（E）：E₁=228.31 kJ/mol,E₂=87.97 kJ/mol;由Ozawa法计算得到：E₁=225.98 kJ/mol,E₂=92.26 kJ/mol;固化反应接近一级反应。考察了石英纤维增强的BZ-BPA复合材料（QF/BZ-BPA）的力学性能和耐热性能,结果显示：QF/BZ-BPA的玻璃化转变温度（T_g）为476℃;在常温下其弯曲强度为764.2 MPa,层间剪切强度为57.3 MPa;在400℃热处理2 h后,其弯曲强度为614.5 MPa,层间剪切强度为38.1 MPa;400℃热处理10 h后,其质量损失仅为2.4%。以上结果表明BZ-BPA复合材料具有优异的力学性能和耐热性能。     

含氰基和乙炔基苯并噁嗪树脂的固化行为及性能研究

以4-氨基苯氧邻苯二甲腈(BZN)、间氨基苯乙炔(APA)和多聚甲醛为原料制备了含氰基和乙炔基的苯并噁嗪树脂(BZ-BPA)。利用差示扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)、热重分析法(TGA)分析了BZ-BPA的固化行为,得到：BZ-BPA在固化反应过程中存在两个放热峰(225℃和274℃);在氮气氛围下,BZ-BPA固化物热失重5%的温度(T_d5)为502.6℃,800℃时质量残留率为79.8%;在空气氛围下,T_d5为506.0℃,800℃时质量残留率为29.6%。采用Kissinger法计算得到两个固化反应的表观活化能(E):E₁=228.31 kJ/mol,E₂=87.97 kJ/mol;由Ozawa法计算得到：E₁=225.98 kJ/mol,E₂=92.26 kJ/mol;固化反应接近一级反应。考察了石英纤维增强的BZ-BPA复合材料(QF/BZ-BPA)的力学性能和耐热性能,结果显示：QF/BZ-BPA的玻璃化转变温度(T<...     

环氧树脂固化动力学及促进剂用量对体系的影响

采用差示扫描量热法（DSC）对高压绝缘拉杆用环氧树脂体系进行固化动力学研究,得到了相应的动力学方程。探究了促进剂用量对树脂体系固化动力学参数的影响,结果表明：随着促进剂用量的提高,体系的固化温度整体呈现逐渐降低的趋势,活化能逐渐减小。当促进剂用量（质量分数）为0.5%时,固化后产物T_g达到最高值106.3 ℃。     

银杏白果干燥过程中水分分布及迁移的变化

【目的】探讨银杏白果在干燥过程中水分分布、迁移规律及低场核磁共振信号量与含水量之间的关系,为银杏白果水分传递模型的建立以及储存过程中含水量的快速测定提供依据。【方法】利用低场核磁共振技术,对不同热风干燥温度(50、60、70、80、90 ℃)处理的银杏白果中氢核的横向弛豫衰减信号进行测试,并利用SIRT模型对数据进行反演,得出横向弛豫时间T₂的反演数据。利用自旋回波脉冲序列对银杏白果的质子密度加权成像。【结果】银杏白果中的水分主要有3种存在状态,分别为结合水(0.79~7.32 ms)、束缚水(13.67~89.07 ms)和自由水(109.70~1 072.27 ms)。经过热风干燥处理改变了银杏白果中水分的结合状态,水分发生明显迁移,自由水和束缚水的信号幅值随干燥温度的升高而逐渐减弱。不同含水率银杏白果的反演峰总面积不同,随着干基含水率的增加,核磁共振信号增强、峰面积增大,两者具有显著的相关性,拟合方程为y=7 436.46x + 153.32(R²=0.993)。核磁共振成像技术通过图片明暗的不同,直观地呈现出不同阶段的水分含量。【结论】干基含水率与核磁共振横向弛豫时间、弛豫峰面积之间有较好的相关性,可以利用低场核磁技术快速检测出银杏白果中的水分含量。通过核磁共振图谱也可以直观地观察银杏白果内部水分含量的变化。     

完全淹水解除后‘中山杉407’生长及光合特性的恢复

【目的】明确‘中山杉407'(Taxodium ‘Zhongshanshan407')在完全淹水胁迫解除后的生长和光合特性,为三峡库区消落带等湿地生态系统恢复与构建中的植被选择提供依据。【方法】以‘中山杉407'2年生苗为试验材料,设置全淹(S)和对照(CK)2个处理,其中S处理的植株预先经过3个月的完全淹水胁迫。淹水胁迫解除后,使用LI-6400 XT气体交换系统和OS1p便携式调制荧光仪测定两处理植株的光合作用参数和叶绿素荧光参数,并于植株恢复生长10个月后,测定其生长指标。【结果】淹水阶段结束后,S组植株的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)显著高于对照(CK)组植株,而S组的水分利用效率(E_WUE)低于CK组。同时,‘中山杉407'维持一定的叶绿素荧光水平,S组和CK组的可变荧光(F_v)、PSⅡ潜在活性(F_v/F₀)、PSⅡ最大光量子产额(F_v/F_m)、实际量子产量(Ф_PSⅡ)和电子传递速率(V_ETR)均没有显著差异。经过10个月的恢复,S组‘中山杉407'的总干质量、地上部分生物量与CK组无显著差异。【结论】完全淹水胁迫解除后,‘中山杉407'能够通过合理调整生长和光合策略,表现出良好的适应性,是适宜于三峡库区消落带等淹水环境生态修复工程实践的优良树种。     

a-Weyl定理的判定及其摄动

设H为无限维复可分的Hilbert空间, B(H)为H上的有界线性算子的全体。 T∈B(H)称为是满足a-Weyl定理, 若σa(T)\σ_aw(T)=πa₀₀(T), 其中σa(T), σ_aw(T)分别表示算子T∈B(H)的逼近点谱和本质逼近点谱, πa₀₀(T)={λ∈iso σa(T):0<dim N(T-λI)<∞}。 本文通过定义新的谱集, 给出了算子演算满足a-Weyl定理的判定方法, 同时也考虑了a-Weyl定理的摄动。     

新型活性碳涂层固相微萃取进样器的研制

研制了活性炭涂层固相微萃取进样器。推导了萃取量与样品体积和组分浓度间的数学关系式。建立了活性炭涂层固相微萃取/热脱附法测定气体中苯的方法。提出了改变样品体积测定组分浓度和吸附常数的方法。当采样体积≤100mL时,萃取量与样品体积存在线性关系。样品浓度≤52ng·mL^-1 时,萃取量与浓度的线性关系为 A=140.09C+16.24,相关系数0.996。实验测定萃取量倒数与样品体积倒数的线性方程为：1/A=0.11805/V_g+0.00011,相关系数R²=0.999,活性炭涂层对苯的吸附常数为2.15×10⁶。实测苯的相对标准偏差（RSD）<6.98% (n=6),相对误差7.50%,检出限是5.86×10^-6ng·mL^-1,线性范围10⁴,对苯的最大吸附量2636ng,灵敏度比商品固相微萃取（PDMS）高近50倍。     

关于热红外多角度遥感扫描方向的选取问题

通过蒙特卡罗模拟回答了表征农作物行播结构特征的植株高(H)、垄宽(W)与垄间距(D)对行播作物热辐射方向性产生何种影响的问题。为了减少多角度热辐射亮度值之间的相关性,只有当扫描方向与垄向相互垂直(φ=90°)时,它的相关系数最少,有利于反演T_v与T_s。而顺垄扫描则相关系数最高,且对方位角变化敏感,不利于T_v与T_s的精确反演。