摘要：设计合成了一种环氧基超支化有机硅树脂(HPSi),将其与酚醛树脂按照不同比例进行混合改性。研究结果表明,固化后材料的耐烧蚀性能、力学性能及耐湿性有了明显提升,当HPSi的质量分数为酚醛树脂的20%时,800℃在空气及氮气中的残碳率分别为24.2%和65.1%,而原酚醛树脂仅为3.0%和61.9%;改性后冲击强度为4.88 kJ/m^(2)、吸水率为1.0%,分别提升了400%和52%。同时环氧基超支化有机硅树脂与酚醛树脂显示出良好的相容性,改性后的酚醛树脂的介电性能显著提高,该项工作有望在航空航天科学和工业领域实现新的应用。

摘要：由于5G通讯频率和电路集成化的提高,出现信号传输延迟及功率损耗增大等一系列问题,对聚合物的低介电性能提出了更高的要求.本文设计合成了一类含中空玻璃微球的有机无机复合聚酰亚胺低介电薄膜材料——聚酰亚胺/中空微球(PI/SiO2-Air)复合膜.复合材料中的中空玻璃微球经过氨基化处理得到表面含有大量可反应性官能团,进一步以该微球作为化学交联位点,得到了均匀分散的PI复合薄膜,同时在复合膜中引入了均匀分布的微孔结构.所制备的PI复合膜具有优异的力学性能,其拉伸强度可达201.6 MPa.此外,复合PI膜具有优异的低介电性能,在1 MHz测试条件下的介电常数可低至2.42,介电损耗低至0.0348. Weibull击穿场强最高可达227 kV·mm-1,PI复合膜表现出更高的热稳定性,吸湿率低至1.75%.该类低介电PI复合薄膜具有优异的综合性能,在高频率、低延迟特性的5G通讯材料领域具有潜在的应用前景.

摘要：设计合成了一种基于二硫化钼(MoS2)/热释电聚合物的柔性薄膜光热电纳米发电机(PTENG)。过渡金属硫族化合物作为薄层纳米薄片,可以捕获近红外(NIR)光,并将其转化为热能。同时,热释电聚合物将无机纳米片所收集的热能转化为电能。在近红外辐照下,PTENG可以瞬间产生电压和光电流,且输出长期保持在较高水平。通过光热效应与热释电效应的有效耦合,该体系具有较高的热电转换系数。我们还通过理论模拟分析了MoS2在聚合物纳米复合材料中的作用。MoS2的存在显著提高了热释电聚合物薄膜的温度变化率,提高了器件的光电响应。

摘要：盘状液晶聚合物兼具盘状液晶的光电性能和聚合物的柔韧性以及优异的成膜加工性能,有望发展成为新一代先进有机聚合物柔性光电功能材料.本文介绍苯并菲盘状侧链液晶聚合物的研究进展,主要结合我们研究组的工作,重点评述采用受控/活性自由基聚合方法可控合成这类侧链液晶聚合物以及对分子量效应和间隔基长度影响等基本问题的阐明.我们采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合第一次成功实现了分子量窄分布的苯并菲聚丙烯酸酯侧链盘状液晶聚合物的可控制备.首先提出盘单元局部簇集的分立短柱堆积(DCS)模型,合理解释了聚合度20左右出现的显著分子量效应,尤其揭示并提出了盘状侧链液晶聚合物的正耦合效应(PCE)理论,即短间隔基的较强耦合作用更有利于其有序柱状相的形成,与棒状侧链液晶聚合物经典的柔性长间隔基去耦合理论形成鲜明对照,补充了缺失的理论短板.基于这些原则,我们设计合成的丁氧基苯并菲聚丙烯酸酯侧链盘状液晶聚合物,经飞行时间谱(TOF)测试,表现出比文献报道值高1~2个数量级的载流子迁移率.进一步在手性客体分子掺杂诱导组装形成单手性螺旋结构聚合物复合物,以及拓扑受限环状聚合物和嵌段共聚物的受控制备等方面开展了比较系统的大分子工程实践.盘状侧链液晶聚合物的可控制备及其显著不同于棒状液晶聚合物体系的一些基本特征的阐明,为这类重要有机聚合物半导体材料的理性设计与可控合成提供理论指导,也为加速推进其光电器件化应用奠定基础.

摘要：设计合成了一系列含有噻吩结构和2,3-位不同取代官能团的吲哚结构的新型功能单体及其它们对应的聚合物,通过GPC、FTIR等确认了聚合物的结构。TGA及电化学分析结果表明,吲哚部分2位或3位引入吸电子基团可以提高聚合物的热稳定性,同时增大聚合物的能隙。紫外及荧光发射光谱结果表明,供、吸电子效应和链间相互作用以及π-π堆积相互作用等因素共同导致了聚合物具有不同的光谱现象,从而发出蓝绿色、黄色、橙红色、红棕色、浅红色和红色等不同颜色的荧光,在细胞成像方面可有效避免细胞自身的荧光干扰,表现出良好的应用潜力。

摘要：本文主要报道了一系列不对称取代的苯并菲丙烯酸酯类盘状液晶中间体化合物的合成及其液晶相行为研究。首先,从单羟基苯并菲类衍生物出发,针对不同长度烷基间隔基体系的反应活性差异,采用不同方法引入可聚合丙烯酸酯基官能团,对亚甲基间隔基数目从0到10的苯并菲丙烯酸酯进行全系列合成,并通过核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)对合成目标产物进行化学结构确认。通过差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)和小角/广角X射线散射(SAXS/WAXS)表征并分析该系列盘状苯并菲丙烯酸酯中间体的液晶相行为及组装的柱状有序结构。结果表明,大多数己氧基苯并菲类丙烯酸酯中间体只形成结晶;而丁氧基苯并菲类中间体则大都能呈现单向或双向互变型热致六方柱状液晶相,以及一类典型的具有三维(3D)位置有序的六方柱状塑晶相。该类不对称取代的苯并菲丙烯酸酯盘状液晶相态结构与相行为关系的阐明,将对(甲基)丙烯酸酯类可聚合功能性单体的设计合成以及加深对聚合制得侧链盘状液晶聚合物的多级有序相结构的认识和理解具有重要意义。

摘要：分别通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合和原子转移自由基聚合(ATRP)结合叠氮-端炔基大分子点击反应,制备了一系列不同聚合度和不同嵌段比例的基于侧链苯并菲TP盘状液晶基元和偶氮苯Azo棒状液晶基元的盘棒杂化二嵌段共聚物。采用核磁共振氢谱(1H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热分析(DSC)和正交偏光分析(POM)对盘棒杂化二嵌段共聚物的组成结构、相对分子质量和液晶相行为进行了表征。偶氮苯嵌段较短的共聚物P(TP_(6))_(40)-b-P(Azo)_(10),主要表现出占优势嵌段TP盘状液晶聚合物的热转变温度与相行为。而偶氮苯嵌段较长的共聚物P(TP_(6))_(10)-b-P(Azo)_(40)和P(TP_(6))_(40)-b-P(Azo)_(40)则更多体现出类似Azo棒状侧链液晶聚合物的相行为和光响应特性。小角/广角X射线散射(SAXS/WAXS)分析证实了Azo嵌段较长的嵌段共聚物薄膜尤其经退火处理后呈现层状结构,倾向于平行基底取向排布的苯并菲诱导偶氮苯平躺沿着平行基底方向排列而显著减少了光吸收,经紫外及可见光的辐照后光吸收显著增大,其中盘状嵌段较长的P(TP_(6))_(40)-b-P(Azo)_(40)对比响应增幅尤其明显。这种盘棒杂化二嵌段共聚物薄膜所表现出的特殊光物理性质及其快速光响应-回复特性,加深了对其相互作用的理解,可望为设计合成新的光响应材料提供参考依据。

摘要：探索聚烯烃材料作为硬质复合绝缘子伞套基材的可能性。在聚丙烯和聚乙烯混合树脂中添加阻燃剂、硅油、抗氧化剂等助剂制成聚烯烃材料,评估其机械、电气和憎水性等性能;进一步将聚烯烃材料用作伞套制成棒型悬式绝缘子,开展芯棒材料试验、装配好的芯棒的负荷-时间试验等设计试验,干雷电冲击耐受电压试验、湿工频耐受电压等型式试验。结果表明:聚烯烃绝缘子的主要机械性能和电气性能满足GB/T 19519—2014《架空线路绝缘子标称电压高于1 000 V交流系统用悬垂和耐张复合绝缘子定义、试验方法及接受准则》的要求,是一类具有广阔应用前景的新型硬质复合绝缘子。