摘要：从增加界面极化的角度出发,设计了两层和三层的钛酸钡/聚偏氟乙烯(BT/PVDF)复合材料,分别表示为PVDF||BT/PVDF和PVDF||BT/PVDF||PVDF,并通过溶液浇铸法结合旋涂法来制备这些层状复合材料。对复合材料中BT含量分别为7 vol%~45 vol%的复合材料进行了介电性能测量,结果表明,当总材料厚度相同时,一层、两层及三层复合材料介电常数分别为7~39、13~50和14~79,且都随BT含量和材料层数的增加逐步增大。多层BT/PVDF复合材料在40~1000 Hz范围内的介频谱测量结果显示,所制备的复合材料(BT,15 vol%)表现出强烈的极化弛豫现象,两层和三层材料表现更强,说明所设计材料的界面极化强度随结构的复杂程度而增强,由此导致复合材料介电常数的提高。本研究还测量了BT含量为7 vol%~45 vol%的3种复合材料的击穿性能,结果发现,当BT含量从7%增加到23%时,复合材料的击穿场强虽然呈下降趋势,但整体保持在100~45 k V/mm范围内。三层BT/PVDF复合材料击穿性能优于两层材料,说明所设计的多层结构对击穿性能影响较小。

摘要：通过大分子设计合成了一种荧光温敏性聚丁二烯功能橡胶弹性体.首先以辛酸亚锡为催化剂,用ε-己内酯扩链改性端羟基聚丁二烯液体橡胶,获得聚丁二烯己内酯大分子单体,在保留端部羟基（—OH）官能团的基础上改善了原聚丁二烯橡胶的分子量和耐热性;然后采用自由基聚合法,以N-异丙基丙烯酰胺为单体、巯基乙酸为链转移剂,合成端羧基聚N-异丙基丙烯酰胺大分子单体;最后通过缩合反应,在N,N-二环己基碳二亚胺作用下将端羧基聚N-异丙基丙烯酰胺与聚丁二烯己内酯大分子连接,获得一种分子量为8000~15000的聚丁二烯橡胶共聚物.采用傅里叶红外光谱（FTIR）、核磁共振波谱（NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见分光谱计（UV-Vis）、荧光光谱等对相应产物进行结构与性能的表征.结果表明,聚丁二烯橡胶共聚物在274 nm处存在紫外吸收,能被304 nm的波长激发,具有荧光特性;聚丁二烯橡胶共聚物存在临界相转变温度LCST=30℃,即当温度低于30℃时,聚丁二烯橡胶共聚物为亲水-疏水嵌段共聚体;当温度高于30℃时,则转变成完全疏水共聚体,具有温敏特性.聚丁二烯橡胶共聚物同时具有荧光性与温敏性,将在发光、分离材料等领域作出贡献.

摘要：在双酚A型环氧树脂中引入非离子型亲水链段,并通过相反转技术制备水性环氧树脂乳液。用正交软件设计了四因素三水平的正交实验,考查了乳液稳定性与粒径大小对结果的影响;通过环氧值的变化确定了合成改性环氧树脂的最佳反应温度、催化剂用量。红外光谱证实了环氧基与醇羟基发生了反应,形成了大量的醚键亲水基团;扫描电镜显示了水性环氧树脂乳液颗粒为均匀球状;激光散射法测得乳液的粒径为200nm左右。由此成功制备了非离子型水性环氧树脂乳液。

摘要：采用分子模拟与吸附理论研究了天然气成分在有序介孔碳材料CMK-3上的吸附和分离.巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)模拟表明,CH4和CO2气体的较优存储条件分别为208K、4MPa和298K、6MPa,其最大超额吸附量分别为10.07和14.85mmo·lg-1.基于双位Langmuir-Freundlich(DSLF)模型,使用理想吸附溶液理论(IAST)预测了不同二元混合物在CMK-3中的分离行为,发现吸附选择性SCO2/CH4与SCH4/N2比较接近,在298K和4MPa下约等于3,而N2-CO2体系中的CO2吸附选择性较高,可达到7.5,说明CMK-3是一种适合吸附和分离天然气组分的碳材料.

摘要：介绍了计算手段在纳微结构材料的设计及其应用性能研究方面的意义,并以金属-有机骨架材料为例,从分子力场开发、描述静电作用的电荷计算、材料结构表征与数据库的建立等角度,综述了近年来围绕纳微结构材料的计算方法开发及其在气体吸附分离与膜分离性能研究方面的一些重要进展。通过对现有计算方法的客观阐述与评价,提出了该领域亟待解决的一些问题,最后展望了计算化学在纳微结构材料研究领域的一些发展趋势。

摘要：以树枝状钛酸(B-BT)/P(VDF-TrFE)复合材料为研究体系,采用有限元法计算了B-BT添加量(l^7vol.%)以及B-BT颗粒主杆与电场方向夹角(θ)对复合材料介电常数的影响,并用电场分布统计模型计算复合材料击穿场强。结果表明,每一体积分数的介电-角度曲线是关于θ=90°对称,当B-BT颗粒的主杆平行于电场(记为B-BT||E)时,复合材料的介电常数与实验值接近,最大可达19.1;当B-BT主杆垂直于电场(记为B-BT丄E)时,材料的击穿场强在411~452kV/mm之间,储能密度达到9.5~11.5 J/cm^3。对含单个B-BT的复合材料电位移及电场分布进行模拟,结果发现,当B-BT||E时,材料内部产生较大的电位移,B-BT颗粒尖端位置产生较大的局部电场,说明B-BTHE有利于提高材料介电常数,但不利于提高击穿场强;当B-BT丄E时,电位移及局部电场的情况与B-BT||E时相反。此外,设计了黑松树状钛酸ffl(Bp-BT)颗粒,对Bp-BT/P(VDF-TrFE復合材料的介电性能进行计算,发现当Bp-BT±E时,材料储能密度达到10.1~12.5 J/cm^3,优于B-BT/P(VDF-TrFE),表明Bp-BT有可能作为提高复合材料储能密度的备选无机材料。

摘要：聚合物基复合材料的微观结构与宏观性能之间存在密切的关联性,对其建立起结构-性能的联系,在工程应用和材料设计中有着重要的意义。通过分子动力学模拟方法探究了从低温环境(100 K)到玻璃化转变温度(T_g)的温度范围内,单壁碳纳米管(SWCNTs)对环氧树脂基体弹性模量的提高效果,并从微观结构角度分析了影响机制。发现随着温度的升高,体系内聚能密度(E_(coh))不断减小,自由体积分数(V_f)不断增加,共同导致了弹性模量随温度的升高而降低。SWCNTs对基体弹性模量的提高是由于其在任一温度点均明显提高了基体的E_(coh)和径向分布函数,对基体V_f增长的抑制效果也随温度的升高而更加明显。弹性模量的实验结果验证了模拟的计算和分析结果,证明了分子模拟方法预测材料宏观性能的可靠性。

摘要：橡胶的交联(硫化)是其获得高弹性的前提,只有经过交联的橡胶才具有实用价值。但是,目前橡胶工业广泛使用的传统交联方法存在以下几个难以避免的固有问题:(1)硫化体系中会包含有毒的物质;(2)硫化加工过程会释放有毒且难闻的“硫化烟气”;(3)废弃的橡胶制品回收再利用十分困难,带来严重的“黑色污染”。为了彻底解决上述问题,提出一种橡胶材料“绿色交联”的概念以及设计策略具有重要意义。文中首先介绍了橡胶传统硫化方法存在的问题,重点综述了橡胶新型绿色交联策略的研究进展,主要包括以环氧化或羧基化橡胶中的环氧基团或羧基作为交联点,选择生物基二羧酸或环氧大豆油作为绿色交联剂替代硫磺,制备“酯基”交联结构的设计思路。最后,对橡胶绿色交联策略面临的挑战和发展方向进行了展望。

摘要：多孔配位框架材料(porous coordination frameworks,PCFs)是一类通过配位键结合而形成的材料.它具有丰富的空间拓扑结构、可设计性、结构可调控性、比表面高和孔容大等特点,是一类非常有前景的CO2捕集与分离材料.本文综述了PCF材料CO2捕集与分离性能的研究现状,提出了功能导向的材料设计与合成策略:即"多尺度模拟设计-实验制备-性能研究"的理论与实验紧密结合的研究方案.最后也提出了可以提高PCF材料CO2捕集分离性能的策略与展望.

摘要：有机半导体材料具有来源丰富、化学结构可裁剪、柔韧性较高、器件制备温度低和塑料衬底兼容性好等优点,极大地拓展了电子器件的功能与应用.然而,电子传输型(n型)有机半导体在分子多样性、载流子迁移率和空气稳定性方面远远落后于空穴传输型(p型)半导体,从而阻碍了双极晶体管、p-n结和有机互补电路的发展.酰胺或酰亚胺功能化能显著提高有机材料的电子亲和势,是构建高性能n型有机半导体的重要策略.本综述总结了近年来萘二酰亚胺类、苝二酰亚胺类、吡咯并吡咯二酮类、异靛蓝类和其他酰胺/酰亚胺类小分子和聚合物n型有机半导体材料的研究进展,从分子设计角度出发,深入讨论了分子结构如何改变分子前线轨道能级、分子间相互作用力、聚集态结构、器件稳定性和电学性能,最后对其未来的发展方向和面临的挑战进行了展望.