摘要：文中采用片层状绝缘导热六方氮化硼(h-BN)和高导热导电铜粉(Cu)复配填充来提升高密度聚乙烯(HDPE)的导热性能。控制导热填料总体积分数为30%,通过改变h-BN和Cu在HDPE中的复配比例,实现复合材料中导热网络通路的构建。扫描电镜结果表明,h-BN进入Cu粉无法占据的HDPE基体,起到桥梁作用。h-BN通过连接其周围的Cu粒子,促进了HDPE内部导热网络的形成与构筑。Hot Disk测试结果表明,随着h-BN/Cu比值增加,HDPE复合材料导热系数增大。当V(h-BN):V(Cu)≤1时,大片径h-BN_(30)/Cu体系的热导率高于小片径h-BN_(05)/Cu改性体系;与之相反,当V(h-BN):V(Cu)>1时,相对于大片径h-BN_(30),小片径h-BN_(05)对复合体系热导率的贡献更明显。通过调控h-BN与Cu的含量,实现了在抑制导电网络形成的前提下大幅改善复合材料的导热性能。其研究工作为导热绝缘复合材料的设计制备提供参考。

摘要：为了分析马来酸酐(MA)与烯丙基磺酸钠(SAS)聚合过程的影响因素,在配方和工艺基本不变的情况下,设计了两种变量:中和度和引发剂加量。通过改变其中一个变量,合成了一系列MA/SAS共聚物,采用核磁共振波谱仪和凝胶渗透色谱仪对产物进行了表征。结果表明,MA与SAS共聚活性良好,中和度不超过100%时(相对于MA的物质的量分数),少量引发剂加量(2.4 g过硫酸钠)下就有较高的单体转化率,但仍有6%~8%的单体未聚合。剩余单体的种类和数量与中和度以及引发剂加量息息相关。MA在水溶液中部分水解成了马来酸,尽管马来酸数量较少,但其聚合活性相对较差,导致共聚物的分子量呈双峰分布。添加碱可以中和马来酸,当中和度不超过100%时,马来酸主要变为具有较好聚合活性的马来酸单钠盐,间接促进了MA类单体的聚合;当中和度为200%时,马来酸主要变为马来酸二钠盐,其聚合活性相对较差,严重阻碍了聚合;未中和以及中和度为100%时,需7.0~7.2 g引发剂才能将单体全部转化,而在适当的中和度(约20%)下,用少量引发剂(4.0~4.2 g)就可以获得聚合较完全的共聚物,节约了大约40%的引发剂用量。用较佳条件下合成的MA/SAS共聚物对碳酸钙、磷酸钙和硫酸钙的静态阻垢性能进行了研究,共聚物表现出良好的阻磷酸钙垢和阻硫酸钙垢、较好的阻碳酸钙垢性能,对应的最大阻垢率分别为94.38%、100.00%、59.03%。

摘要：连续碳纤维增强复合材料具有高强度、刚性、耐磨、耐高温和轻量化等优点,适用于需要高性能且轻量化的领域。将三维(3D)打印技术用于制备连续碳纤维增强复合材料则具有更高效、低成本、高材料利用率和灵活生产等优势。本文开展了连续碳纤维增强尼龙复合材料的3D打印研究,研究了挤出宽度、层厚、打印温度对打印材料拉伸性能以及弯曲性能的影响,并探究了退火后处理对材料力学性能的影响。使用扫描电子显微镜(SEM)观察了3D打印样品的切割横截面和拉伸断裂失效横截面,在不同工艺参数条件下,分析和讨论了打印样品和后处理打印样品的内部结构和力学性能之间的关系。结果表明,当挤出宽度为0.65 mm时打印样品力学性能最佳,拉伸强度和拉伸模量为501.51 MPa和31.70 GPa,弯曲强度和弯曲模量为164.53 MPa和31.91 GPa;当层厚为0.1 mm时打印样品力学性能最佳,拉伸强度和拉伸模量为520.78 MPa和36.59 GPa,弯曲强度和弯曲模量为168.43 MPa和32.31 GPa,之后力学性能随着层厚的增加而减小。打印温度对打印样品的力学影响较小。退火后处理对打印样品的力学性能具有一定的优化效果,拉伸强度提升效果有3.07%,弯曲强度提升了51.27%。

摘要：背景:骨是一种天然压电材料,具有仿生压电效应的组织工程材料可应用于骨组织缺损的修复。目的:基于固相力化学技术制备一种有促成骨能力的压电支架材料,表征其对成骨细胞黏附、增殖和成骨分化能力的影响。方法:通过固相剪切碾磨技术混合不同质量比例的聚偏二氟乙烯及NaCl粉体(质量比分别为60∶40、50∶50、40∶60、30∶70),熔融下形成块状材料后通过纯水溶解去除NaCl,最终制备得到具有不同孔隙率的聚偏二氟乙烯压电泡沫支架(依次命名为PVDF-40、PVDF-50、PVDF-60、PVDF-70)。表征各组支架表面形貌、晶相构成、热力学行为、机械性能、压电性能。将4组支架分别与MG63细胞共培养,检测支架的生物相容性及促成骨分化能力。结果与结论:①扫描电镜下可见4组支架具有多层级孔隙,随着混合粉体中NaCl质量分数的增加,支架的孔隙率升高;X射线能量色散谱、X射线衍射图谱、傅里叶变换红外光谱及热失重分析结果显示,4组支架材料主体为不具压电性的α相,固相力化学激发出更多β相,以增强其压电性能,其中PVDF-60组β相含量占比最高;循环压缩测试及压电性能测试结果显示,PVDF-60组相较其他组拥有更高的压缩强度和压电性能;②扫描电镜与激光共聚焦显微镜下可见MG63细胞良好地黏附于4组支架表面,细胞形态良好并伸出较多的伪足、分泌大量细胞外基质;CCK-8实验显示,PVDF-60组培养4 d的细胞增殖吸光度值高于其他3组(P<0.0001);碱性磷酸酶染色及茜素红染色显示,PVDF-60组碱性磷酸酶表达与钙化结节数量均高于其他3组(P<0.01,P<0.0001);③聚偏二氟乙烯压电泡沫支架均具有较好的细胞相容性,其中PVDF-60组具有更优异的力学性能、压电性能和骨诱导能力。

摘要：柔性硅橡胶弹性体具有生物相容性、电绝缘性、耐水性、耐高低温等特性,在电子、医疗、航空航天等高端领域应用广泛。硅橡胶弹性体是3D打印领域研究最多的高分子材料之一。硅橡胶3D打印主要采用墨水直写或材料挤出、嵌入式固化打印和立体光刻、喷墨打印、粉末床烧结等技术,应用于柔性传感器、康复鞋垫、软机器人、光学透镜、柔性电子等器件的加工制备。但目前还存在打印精度不高、成本贵、打印材料缺乏以及复杂结构难以实现等问题。近年来人们通过开发新型打印技术,以及聚合物分子设计和材料创新,解决硅橡胶打印加工难题,提高3D打印制件的性能,拓展制件应用功能。本文综述了近年来3D打印硅橡胶技术的研究进展。

摘要：针对全球资源、能源、环境、气候等问题,中国提出碳达峰、碳中和的“双碳”目标,旨在推动经济社会的绿色低碳发展,同时也对高校相关材料类专业课程提出了新的更高要求。本文结合笔者自身教学实践,以四川大学高分子材料与工程专业研究生必修课《材料科学与工程选论》为例,分析了目前课程现状,提出将“双碳”理念融入课程教学中,从课程内容设计、教学模式改革等方面探讨了“双碳”背景下具有全球可持续发展视野的科技创新人才培养模式。

摘要：超分子作用是一种非共价键作用,主要代表有氢键、金属配位、主客体相互作用等,大量的超分子作用聚集在一起可以形成力学强度高的动态系统。因此,基于动态超分子化学作用构筑自愈合材料引起了许多学者的研究兴趣。文中重点介绍了超分子动态化学的概念和历史,并在此基础上分别阐述了用于构筑自修复作用材料的不同超分子作用,即氢键、金属-配体、离子相互作用、主客体识别和π-π相互作用等。基于动态超分子化学作用构筑自愈合材料,为智能材料的设计和制备提供了理论基础和科学价值。

摘要：用羰基铁粉/高密度聚乙烯(CIP/HDPE)和碳纳米管/高密度聚乙烯(CNTs/HDPE)2种复合材料构造了多层吸波材料,通过仿真和实验对其吸波性能进行研究。结果表明,不同材料叠加优于单一吸波材料。进一步对多层吸波材料的顶层及中间层进行图案化设计,既降低了整体结构的质量,又通过多模式共振、吸波单元的界面和边缘衍射拓宽了吸收频带。在不影响吸波材料整体厚度的基础上,通过嵌入2层方形金属谐振单元提高微波吸收性能,制备的超材料吸波体在厚度为7.5 mm时,实现了2.85~18 GHz的高效宽带吸收。

摘要：以均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐和多异氰酸酯为主要原料,采用一步法自由发泡方式成功制备出性能优异的轻质异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫(IBPIF),并研究了异氰酸酯指数(R)及固化温度对IBPIF性能的影响。轻质IBPIF的密度在10~25 kg/m3之间,泡沫密度随着R和固化温度的升高而降低。扫描电镜结果表明,随着R值的提高,IBPIF的泡孔形貌变得更加规整,其平均孔径在0.30~0.55 mm之间,且随着R和固化温度的提高,其平均孔径均呈上升趋势。采用热重分析和极限氧指数评价泡沫的热稳定性和阻燃性能,泡沫初始热分解温度为234~272℃,800℃热残重为45%~51%,具有良好的热稳定性,提高固化温度有助于酰亚胺化过程的进行,从而提升材料的耐热性能。泡沫的热稳定性和阻燃性能随着R值的增加(0.9~1.2)呈先上升后降低的趋势。当固化温度为250℃,IBPIF的极限氧指数最高可达47.5%,表现出优异的阻燃性能。R值为1.0,固化温度为250℃时,IBPIF的综合性能最佳。该方法制备的聚酰亚胺泡沫有望在航空航天领域获得重要应用。

摘要：2021年5月28日,习近平总书记在两院院士大会、中国科协第十次全国代表大会上强调:“必须深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,完善国家创新体系,加快建设科技强国,实现高水平科技自立自强”。其中,建设全球一流本科教育,发展创新人才培养体系,是开启全面建设社会主义现代化国家,实现“两个一百年”奋斗目标的重要任务。