2025, 42(2).
摘要:农林生物质废弃物作为一种价廉易得的可再生资源,天然具有丰富的碳源和多孔通道优势。其通过碳化和活化等制备方法及其他复合改性手段可得到具有优良性能的新型多孔化工新材料,该材料在储能方面具有广阔的应用前景。特别是在锂离子电池中的应用方面,生物质衍生多孔碳具备可提高电池的循环性能、容量和倍率性能等方面的优势。本综述对基于生物质构建锂离子电池负极材料的应用现状进行了总结,主要介绍了稻壳、玉米秸秆、棉花和果壳等生物质应用于锂离子电池负极的电化学性能,并探讨了生物质基负极材料目前存在的问题。另外,还讨论了未来生物质在储能领域的研究方向和应用前景,为化工新型碳材料科学和锂离子电池的可持续发展提供了新途径和新思路。
2025, 42(2).
摘要:CO2捕集、利用与封存技术是实现碳中和的一种有效解决方案,发展高技术经济性的强化吸收法是碳捕集的先决基础。由于单胺溶液的局限性,基于耦合策略的多元复配溶剂强化吸收CO2尤其是能源利用过程中排放的CO2,能够实现官能团的相互协同、增强吸收性能和降低再生能耗。该文论述了基于MEA的最新多元复配、无水、离子液体和相变吸收剂强化吸收CO2的性能特性和过程机理,分析了重要操作参数CO2分压、温度、溶液配比、气液流速对吸收性能的定量影响,并对其技术经济性能进行了分析评价。最后对基于MEA的多元复配溶剂吸收CO2发展过程中尚待解决的问题进行了总结并对未来发展方向进行了展望,以期为开发新型复合MEA溶液吸收CO2提供参考。
2025, 42(2).
摘要:锂空气电池具有高能量密度和低还原电位,是现代社会需要的一种绿色储能电池,其应用范围广泛。由于传统的有机电解液存在可燃、分解、形成锂枝晶以及形成阻碍O2扩散的钝化层等问题,所以需开发固态电解质来提高锂空气电池的各项性能。该文首先介绍了锂空气电池的构建及工作机制,然后综述了经典全固态锂空气电池(ASSLAB)的调控策略,包括正极调控策略和电解质调控策略,同时对正极/电解质一体化设计策略进行了概述,最后对锂空气电池的固体电解质、界面修饰(即电解质与电极界面阻力的改善)和空气正极设计的优化等发展方向进行了展望。
陈秀琼 , 王洪财 , 步亚楠 , 吴婷 , 颜慧琼 , 林强
2025, 42(2).
摘要:电纺海藻酸盐纳米复合纤维结合了海藻酸盐的材料特点和电纺纳米纤维膜的结构特点,使其在组织工程、药物递送和医用敷料等再生医学领域有着广泛的应用。电纺海藻酸盐纳米纤维膜具有多孔性、孔隙连通性、大比表面积、透气性、吸液性能等特点,能够保持伤口愈合的湿润微环境、且化学结构与天然细胞质基质相似,能够支持细胞的粘附、增殖和分化,是理想的细胞生长基质,可用于功能性生物医用材料的开发中。为了利用性能优异的海藻酸盐通过静电纺丝技术开发理想的多功能生物医用材料,本综述拟从海藻酸盐自身的性能特征和电纺纳米纤维的工艺优点及制备面临的问题出发,详细介绍了这些制约海藻酸盐电纺性能的缺陷问题和克服这些问题的方法,以及海藻酸盐静电纺纳米复合纤维在生物医用材料中的应用趋势,并展望其未来研究方向,旨在为海藻酸盐基功能性生物医用材料的开发和可持续应用提供理论依据。
赵文昊 , 王琪 , 王恺华 , 陈杨 , 李晋平 , 李立博
2025, 42(2).
摘要:金属有机骨架材料(MOF)作为一类新型的晶态多孔材料在催化、气体分离、传感和药物传递等领域已被广泛探索,特别是在精细化工领域具有极大的应用价值。该类材料能工业应用的前提是其能低成本、大规模的制备。然而传统的溶剂热合成法需要消耗较多的有机溶剂,具有产量较低、耗能大、废液处理难等缺点,不符合绿色化工发展的要求。现如今,绿色制备MOF的方法正逐渐向无溶剂化迈进,以期实现工业生产经济效益与环境效益的平衡发展。本文以MOF的去溶剂绿色合成为主题,从少溶剂及绿色溶剂合成直到微量甚至无溶剂合成,先后综述了蒸气相辅助合成、机械化学合成、无溶剂直接转化以及加速老化合成等几种策略。评价了不同方法的优缺点,指出了实现规模化放大合成的必要性,展望了未来MOF投入大规模商业应用的发展前景。
2025, 42(2).
摘要:卤系钙钛矿纳米晶因其带隙可调,光吸收能力强,载流子迁移率高等特性而被广泛应用于光催化还原、发光二极管、荧光防伪等领域,但其易受环境中水分、氧气、光照等因素的影响从而稳定性变差,这严重制约了其商业化应用。因此,如何提高钙钛矿纳米晶的稳定性已成为近年来的研究热点。利用多孔材料孔道结构对卤系钙钛矿纳米晶进行封装包覆,被认为是提高其稳定性的有效方法。本文首先介绍了卤系钙钛矿纳米晶@多孔材料的结构及特性,其次总结了通过MOFs、COFs、多孔SiO2包覆钙钛矿纳米晶的制备方法及其应用研究,最后,就现阶段卤系钙钛矿纳米晶@多孔材料研究存在的问题及进一步研究方向进行了总结及展望。
杨旭冰 , 张晋 , 刘威 , 秦梓瑜 , 刘钟馨 , 嵇向阳 , 王敦 , 尹学琼
2025, 42(2).
摘要:在维持聚碳酸酯(PC)薄膜卓越的透明性前提下,对其进行抗紫外及耐磨性提升能够极大拓展其应用范围。本文通过旋涂工艺,将聚丙烯酸酯/纳米TiO2共混乳液(PA-纳米TiO2)与PC薄膜复合,制备PA-纳米TiO2/PC复合薄膜,扫描电子显微镜和紫外测试结果表明 PA-纳米TiO2/PC复合薄膜中纳米颗粒分布均匀,膜层表面均匀致密,对紫外吸收增强的同时能保证复合薄膜透光率仍与高透光PC薄膜相同,最高透过率高达90%,保持卓越的透明性。通过摩擦磨损测试结果可知,复合薄膜摩擦系数减小,表面硬度从改性前的B提升至2H,呈现更好的耐磨性。紫外老化试验结果表明,相同时间下PA-纳米TiO2/PC复合薄膜的老化程度更低,变色程度更低,抗紫外老化性能更好。
张群 , 郭烨阳 , 郑宇涛 , 潘士印 , 刘睿 , 黄赛朋 , 郭鹏琦 , 薛伟明
2025, 42(2).
摘要:为满足干眼症泪道栓塞治疗需求,采用Dess-Martin氧化法,在保证普鲁兰多糖(PL)糖环结构完整基础上制备氧化普鲁兰多糖(OPL),并结合羟丙基壳聚糖(HPCS)和甘油磷酸钠(GP),制备了一种基于席夫碱键与氢键交联的互穿结构温敏水凝胶OPL-HPCS-GP。采用1HNMR、FTIR、SEM表征水凝胶结构与形貌,对其力学性能、流变性能、溶胀性能、降解性能、载药与释放性能、血液相容性和细胞毒性进行测试,评价OPL-HPCS-GP水凝胶作为泪道栓塞对兔干眼模型缓解干眼症的疗效。结果表明,生理温度(37 ℃)条件下,OPL-HPCS-GP溶胶可快速(37.8 s)形成致密均匀凝胶结构,OPL-HPCS-GP水凝胶最大应力(1.96±0.12) N,压缩模量(30.22±2.27) kPa,力学性能良好;在模拟泪液中,OPL-HPCS-GP水凝胶的平衡溶胀率为(209.50%±5.75%),60 d内降解率为(25.18%±1.47% );OPL-HPCS-GP水凝胶对绵羊红细胞的溶血率为(1.95%±0.11% ),对L929细胞存活率为(112.97%±2.64% ),生物相容性良好;与新西兰白兔自体干眼对照相比,实验组注射植入OPL-HPCS-GP水凝胶作为泪道栓塞30 d仍能维持泪河高度325 μm ,可以改善干眼症状。
2025, 42(2).
摘要:通过四氯化钛原位水解的方法在六方氮化硼(h-BN)表面生成二氧化钛(TiO2),获得TiO2改性h-BN纳米复合填料(h-BN@TiO2),并将其添加到水性环氧涂料(WEC)中制备h-BN@TiO2/WEC复合涂层。FTIR,XRD,SEM测试证明TiO2成功负载在h-BN纳米片上,有利于增大h-BN片层间距,减少堆积。采用电化学阻抗谱(EIS)和盐雾实验研究h-BN@TiO2/WEC复合涂层的腐蚀行为。结果表明,在质量分数为3.5%的NaCl溶液中浸泡600 h后,h-BN@TiO2/WEC复合涂层的涂层电阻相比纯WEC涂层从9.884×105 Ω·cm2提升到了5.055×106 Ω·cm2,并且其低频阻抗(Zf=0.01 Hz)值始终最高、变化最为平稳;同时,600 h盐雾实验结果证明在水性环氧涂层中加入h-BN@TiO2复合填料,可以有效减缓腐蚀介质向涂层内部扩散速度,提高涂层的屏蔽性能和防腐性能。
2025, 42(2).
摘要:以纳米纤维素晶体(CNCs)为分散剂,通过对CNCs长径比和表面羧基含量的调变,探究CNCs的加入及其上述规格对碳纳米管(CNTs)在水相中的分散性及其复合纳米膜(CNMs)性能的影响机制,以解决当前由于CNTs容易缠绕团聚而导致其难以发挥其优异性能的关键问题。研究发现,CNCs的加入及其长径比的减小和羧基含量的增高对CNTs分散性以及CNMs的力学和电学性能具有明显的持续改善作用。其中,CNTs的分散性、CNMs的拉伸和传感性能受CNCs长径比影响更大,CNMs的拉伸强度、韧性和电阻变化率最高分别为73.2 MPa,2.5 J/m3和33.3%。另一方面,CNMs的导电性能受CNCs长径比和羧基含量共同影响,但羧基含量的影响更为直接,在CNCs长径比小于50,羧基含量高于0.65 mmol/g时,CNMs电导率均超过20 S/cm。
付沅峰 , 范振忠 , 刘庆旺 , 仝其雷 , 才力 , 张雪松
2025, 42(2).
摘要:为提升铜基金属有机框架(HKUST-1)材料的水稳定性,用于油水混合物中选择性吸附有机溶剂或油相,以具有长碳链结构的硬脂酸(SA)作为改性剂对HKUST-1晶体进行疏水改性,制备疏水/亲油HKUST-1@SA晶体。采用FTIR、XRD、SEM、TGA和接触角分析对改性前后晶体的化学结构、微观形貌、热稳定性、水稳定性及润湿性进行了表征,通过油水分离、吸油性能和循环利用实验,对HKUST-1@SA的选择性吸附油相性能进行测试,并从分子角度对疏水改性及油水分离的机理进行了推测。结果表明,使用质量分数1.5%的硬脂酸-乙醇溶液,在90 ℃下反应2 h,疏水改性的HKUST-1@SA晶体表面水接触角135°,油接触角0°;HKUST-1@SA晶体在300 ℃下水接触角保持在120.4°,暴露于水环境中14 d后晶体结构及润湿性未发生明显变化,表现出一定的热稳定性及水稳定性;HKUST-1@SA晶体对原油、汽油、煤油、柴油及正己烷的吸附量分别为5.54、8.11、7.68、7.22、8.32 g/g。经250 ℃处理可去除晶体内部的吸附残余轻质油(汽油、正己烷),重复20次吸附-解吸后,HKUST-1@SA对正己烷的吸附量减小10.2%,具有循环利用性。硬脂酸提供的长碳链烷基显著提升了HKUST-1@SA晶体的水稳定性,使其可以选择性吸附水相中的微小油滴。
曾晓辉 , 杨洁 , 陈洪伟 , 杨浩瑜 , 谢娟 , 王虎
2025, 42(2).
摘要:采用水热法,调节前驱液中的n(Co)∶n(Ni),在泡沫镍(NF)上负载两种双金属硫化物(NiCo2S4、Ni2CoS4)制备了析氧催化剂NiCo2S4/NF和Ni2CoS4/NF。基于SEM、XRD、XPS表征和电化学性能测试,考察了n(Co)∶n(Ni)(1∶2~3∶2)对催化剂结构形貌、元素组成和析氧性能的影响。结果表明,当n(Co)∶n(Ni)=1∶2时,得到的金属硫化物为立方相Ni2CoS4;当n(Co)∶n(Ni)≥1时,得到的金属硫化物为立方相NiCo2S4。n(Co)∶n(Ni)=1∶1时,制备的NiCo2S4/NF相比于Ni2CoS4/NF具有更优异的OER性能,电流密度为20 mA/cm2时,其过电位仅为216 mV,Tafel斜率为72 mV/dec,具有更大的电化学活性面积、低的电荷转移电阻。在OER过程中,催化剂表面形成的MOOH(M=Co、Ni)有利于OER的进行;通过密度泛函理论(DFT)计算说明,NiCo2S4发生OER需要的吉布斯自由能更低。
2025, 42(2).
摘要:以氢型超稳Y型分子筛(HUSY)为载体,偏钒酸铵和磷钨酸水合物(HPW)为原料,采用脱铝补位法制备了固载磷钨杂多酸的钒基超稳Y型分子筛(V-HUSY/HPW),通过XRD、FTIR、UV-vis、TEM、SEM、N2吸附-脱附以及ICP-OES对其结构、形貌、元素含量进行表征。并将V-HUSY/HPW用于二苯并噻吩(DBT)模型油氧化脱硫反应,考察V和HPW添加量对脱硫率的影响,并测试催化剂的循环稳定性,推测氧化脱硫反应的机理。结果表明,V物种通过脱铝补位法引入到HUSY骨架内部,HPW通过浸渍法负载于HUSY表面;V和HPW添加量分别为0.1 mmol和0.5%(以V-HUSY质量计的百分数,下同)时制备的V-HUSY0.1/HPW0.5具有最佳的性能,V-HUSY0.1/HPW0.5用量0.1 g,DBT模型油(DBT质量浓度360 mg/L)用量20 mL,氧化剂叔丁基过氧化氢用量15.8 μL,反应温度60 ℃,反应时间20 min的条件下,模型油脱硫率为99.5%。经6次循环后,DBT模型油的脱硫率仍可达98.3%;在氧化脱硫过程中,羟基自由基(?OH)为最主要活性物种,可将DBT转化生成极性更强的砜类物质后保留在催化剂孔结构中,无需萃取实现一步深度脱硫。
2025, 42(2).
摘要:采用超声辅助离子液体(1-烷基-3-甲基咪唑溴盐,EADS)对大球盖菇多糖进行提取,通过单因素和响应面法优化提取工艺。采用DEAE-100纤维素柱、Sephadex G-100凝胶柱对大球盖菇粗多糖(SRP)纯化,得纯化后均一大球盖菇多糖(SRP-I)。UV、FTIR、GC-MS、XRD、SEM、EDS、刚果红、热重、酸水解、Smith降解、NMR等实验探究SRP-I的结构性质,并评价了SRP-I的体外抗氧化和降糖活性。结果表明,SRP最佳提取工艺为:提取时间106 min,提取温度51 ℃,EADS质量浓度4.3 mg/mL,纤维素酶添加量0.52 g,在此条件下提取率为(32.54±0.12)%;SRP-I是一种具有三螺旋构象的α-D-吡喃构型的中性多糖,表面平整光滑,无定形和晶体共存,热稳定性较好,在550 ℃时残碳率为26.34 %;平均分子量为24.321KDa,主要由岩藻糖(53.31 %)、葡萄糖(43.32 %)和半乳糖(3.37 %)组成,其中岩藻糖主要存在于侧链中,而葡糖糖和半乳糖较均匀的分布在主链和侧链上,主链是以[→3)-Glcp(1→]和[→6)-Galp(1→]的结构组成,同时还存在[→3,6)-Glcp(1→]的支链结构;SRP-I 质量浓度为2.5 mg/mL时,对DPPH自由基、ABTS自由基、羟基自由基清除率分别可达82.54 %、51.62 %、51.57 %,其IC50值分别为0.127 mg/mL、2.438 mg/mL、2.446 mg/mL。对α-淀粉酶和α-葡萄糖甘酶抑制率分别为61.2 %、71.4 %,其IC50值分别为0.97 mg/mL、0.24 mg/mL。
董仕豪 , 徐柠檬 , 资璐熙 , 杨晶晶 , 秦粉 , 郭磊
2025, 42(2).
摘要:以大孔树脂纯化后的云南小粒咖啡果皮多酚(PYCAP)为原料,通过Lineweaver-Burk方程和Dixon方程探究多酚对α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶抑制机理,并分析其对胰脂肪酶和黄嘌呤氧化酶的抑制作用,最后采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱技术(UPLC-QTOF-MS/MS)对多酚成分进行鉴定。结果表明,云南小粒咖啡果皮多酚有较强的降血糖、降血脂和降尿酸能力,并呈现出一定的剂量依赖性。其中对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制作用显著,IC50值分别为(0.056±0.005) mg/mL和(0.073±0.002) mg/mL,且抑制类型均为竞争性-非竞争性混合抑制。;对胰脂肪酶、黄嘌呤氧化酶均有一定的抑制作用,其IC50分别为(0.034±0.003) mg/mL和(0.251±0.011) mg/mL。另外,从云南小粒咖啡果皮多酚中共鉴定27种多酚类化合物,主要为黄酮类、吡喃类和酚酸类等。研究结果证实了云南小粒咖啡果皮多酚具有良好的生物活性,为云南小粒咖啡果皮的综合开发利用提供一定的科学依据。
2025, 42(2).
摘要:配制银杏果分离蛋白(GSPI)与普鲁兰多糖(PULL)的混合溶液,然后将混合溶液冻干处理,最后采用干热法(干热温度70 ℃,相对湿度63%)经共聚反应制备了GSPI-PULL共聚物。基于GSPI-PULL共聚物的物化性质及其凝胶性能和微观结构表征和测试,在保持GSPI质量浓度为120 g/L的条件下,考察了共聚反应中PULL质量浓度(0、25、50和100 g/L)和共聚反应时间(0、1、4、7 d)对GSPI-PULL共聚物热诱导胶体质地的影响。 结果表明,PULL与GSPI发生共聚反应生成不同PULL接枝度的GSPI-PULL共聚物,其接枝度依赖于PULL质量浓度和共聚反应时间;干态加热的时间延长促使GSPI结构展开并形成二硫键,表现为疏水性提高、溶解性能下降 ;GSPI-PULL共聚物因接枝PULL引入亲水性基团,从而降低共聚物的疏水性、提高其溶解性能。加热时间和多糖浓度效应均能显著弱化GSPI的凝胶性且有叠加作用,致使GSPI凝胶质地从“站立性固态”转变为“半固态/溶胶态”,实现了蛋白热诱导凝胶质地的可调性。
2025, 42(2).
摘要:牙菌斑生物膜是诱发口腔疾病的主要因素之一。唾液的持续流动性及药物在生物膜中的低渗透能力极大地限制了传统制剂在口腔中的抗菌效果。本工作利用羧甲基淀粉(CMS)与亚锡离子(Sn2+)物理交联制备纳米凝胶CSN,并通过复配壳聚糖(CS)进一步增强了其对致龋菌—变形链球菌生物膜的靶向粘附性。并通过1H-NMR、FT-IR、Zeta电位、TEM等方法表征了上述材料的结构及形貌。包载米诺环素(MH)形成药物递送体系CS/CSN@MH,且药物包封率和载药率分别可达76.48%和10.64%。不同于游离MH在模拟口腔环境中的突释效应,CS/CSN@MH在48 h内的药物累积释放量为47.46%。而经CS/CSN@MH处理过后的变形链球菌生物膜残留量仅为13.76%,并通过活/死菌染色及SEM技术进一步验证了材料的抗菌性能。细胞毒性实验结果表明,CS/CSN@MH处理过的人牙龈成纤维细胞的存活率在90%以上,说明材料具备较好的生物相容性。
高党鸽 , 张蔼琳 , 暴欣 , 陈芷欣 , 李运 , 吕斌
2025, 42(2).
摘要:采用配体辅助再沉淀法制备了羟丙基壳聚糖钝化Cs3Bi2Cl9量子点(HPCS-PQDs),采用TEM、XRD、PL、UV-Vis对HPCS-PQDs的形貌和光学性能进行了表征;并将其负载至纤维素滤纸上获得了HPCS-PQDs传感器,并研究了该传感器检测UO22+的选择性、抗干扰性和灵敏度。结果表明:HPCS-PQDs呈球形,平均粒径为3.21 nm,发蓝色荧光,发射峰位于440 nm处,发射峰半峰宽约为50 nm;当UO22+浓度在0~100 μmol/L范围内,随着UO22+浓度的增加,传感器的蓝色荧光逐渐降低,HPCS-PQDs传感器的猝灭效率(F0-F)/F0与UO22+浓度具有良好的线性关系,检测限为0.23 nmol/L。此外,HPCS-PQDs具有良好的选择性和抗干扰性,能够用于实际水样中的快速检测,对实际样品的加标回收率为90.0%~99.8%,相对标准偏差低于5%。该方法具有简便、快速、高效的优势,并可实现环境水样中UO22+的可视化检测。
王寒蕊 , 杜晨阳 , 王强 , 王聪 , 柳雨晴 , 李春光
2025, 42(2).
摘要:利用水热合成法将磷钨酸(HPW) 负载于铈基金属有机骨架材料UiO-66(Ce)上,制备出HPW@UiO-66(Ce)复合材料,采用SEM,XRD,FT-IR,BET,UV-DRS,XPS 等方法对材料进行了表征。以四环素(TC)为目标降解物,对HPW@UiO-66(Ce)材料的可见光催化降解性能进行了考察,并探讨其光催化降解机理。结果表明,HPW@UiO-66(Ce)复合材料拓宽了UiO-66(Ce)可见光吸收范围,增强了光催化降解四环素的能力。HPW质量分数为41.67%的HPW@UiO-66(Ce)-0.7具有最佳的光催化降解TC活性,在可见光照90 min,材料投加量为0.5 g/L时,对质量浓度为60 mg/L的TC降解效率可达到96.43%。羟自由基(?OH)、空穴(h+)、超氧基自由基(?O2?)是HPW@UiO-66(Ce)光催化降解四环素过程中起主要作用的活性物种。
陆星羽 , 邓晓烨 , 李英杰 , 申航宇 , 陈丛瑾 , 童张法
2025, 42(2).
摘要:以富含铁元素的含油污泥和桉木屑为原料,用一步法制备桉木屑-含油污泥基磁性活性炭,通过SEM、BET、FTIR、XPS、XRD和VSM对磁性活性炭进行表征,并用制备的磁性活性炭吸附水相中的盐酸环丙沙星(CIP)。结果表明,桉木屑-含油污泥基磁性活性炭(MAC850)的表面有更多的孔隙和沟槽,且比表面积是单一原料含油污泥基活性炭(OAC)的6.65倍,达到782.432 m2/g。在批量吸附实验中,探究了CIP浓度、吸附剂用量、接触时间、溶液pH值和共存离子等对CIP吸附的影响。MAC850有着良好的抗干扰能力,溶液pH在4-8范围内,MAC850对CIP的去除率均在85%以上,pH=5对吸附最有利,吸附量为232.56 mg/g。CIP在MAC850上的吸附动力学过程与拟二级动力学模型相符,吸附等温线模型符合Langmuir模型,最大吸附量达到302.11 mg/g,是单层表面化学吸附,吸附过程是自发进行的吸热过程。MAC850有着良好的吸附能力和可重复利用性,在环境温度为308 K、CIP初始浓度为150 mg/L、炭用量为0.6 g/L、吸附时间为420 min,CIP水相自然pH(4.6)条件下循环七次后,对CIP的去除率仍有89.38%。CIP在MAC850上的吸附是静电相互作用、氢键作用和π-π堆积相互作用共同促进的。
龚立昊 , 虞灿义 , 张学君 , 孙加龙 , 王梁彬 , 张洪吉
2025, 42(2).
摘要:为克服现有的光子晶体溶液固含量低且制备薄膜时流程复杂、工序繁多的缺点,实现大面积溶剂响应性光子晶体薄膜的简单制备,以适应工业化生产要求,以苯乙烯(St)、丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)为单体,采用半逐步乳液聚合得到胶体微球P(St-BA-AMA),随后通过热辅助自组装方法制备光子晶体(PCs)薄膜。采用FTIR和SEM对P(St-BA-AMA)和PCs薄膜的结构形貌进行表征,采用DSC、反射光谱对PCs进行热测试和光谱测定,考察不同的P(St-BA-AMA)粒径、成膜温度、响应溶剂对PCs薄膜呈现结构色的影响,探究PCs薄膜在图案化防伪、水响应纸张制备方面的应用。结果表明,通过调控种子乳液用量可以制备平均粒径在198~306 nm的P(St-BA-AMA),每种微球的粒径大小均一;P(St-BA-AMA)粒径在185~272 nm制备的PCs薄膜结构色分别为紫色、蓝色、绿色、橙色和红色;粒径为210 nm的P(St-BA-AMA)制备的PCs薄膜,经水、乙醇、乙酸浸润后,分别呈现紫色、蓝色、绿色的结构色;成膜温度为40~120 ℃,PCs薄膜表面胶体微球的周期性排列保持不变,具备自身的稳定性。PCs薄膜的结构色对溶剂响应可以应用于图案化防伪、水响应纸张制备,可以防止遇到结构色显色与背景色相同导致防伪效果不明显的问题,PCs薄膜可反复书写-擦除。PCs薄膜的结构色对溶剂响应,原因在于:极性溶剂与壳层单体之间的相互作用,使聚合物微球核层与壳层产生折射率差距,导致原本无色的光子晶体薄膜显示明亮的结构色。
郑熙熙 , 费贵强 , 段仪豪 , 郑咏佳 , 王志东 , 白阳
2025, 42(2).
摘要:为改善水性光油耐热性能和涂层附着力,以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)分别为软、硬单体进行乳液粒子设计,通过调整BA、MMA添加比例制备具有不同玻璃化转变温度(Tg)值的低Tg、高Tg丙烯酸酯乳液,以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为交联单体改性丙烯酸酯乳液制备低Tg、高Tg硅丙乳液,进一步采用软、硬乳液复配的方式制备复配乳液,最后将低Tg、高Tg硅丙乳液和复配乳液作为水性光油连接料制备水性光油。基于SEM、TGA、DSC、拉伸实验等,考察了KH570用量(以聚合单体总质量为基准的质量百分数,下同)对软、硬硅丙乳液以及水性光油的性能影响。结果表明,KH570用量为3%制备的低Tg硅丙乳液(dSiPA-3)的平均粒径为116.5 nm,最低成膜温度(MFT)为16.6 ℃,乳胶膜的水接触角为68.6°,Tg=14.25 ℃,水性光油耐水次数高达50次,涂层附着力为0级,耐高温抗粘连可达到150 ℃;dSiPA-3与高Tg硅丙乳液(gSiPA-3)以质量比0.8∶1的比例复配时,复配乳液的MFT为33.8 ℃,乳胶膜的Tg为14.19和63.54 ℃,水接触角为77.9°,水性光油耐摩擦500次,耐水50次,耐高温抗粘连温度可达到210 ℃,涂层附着力0级。
2025, 42(2).
摘要:为继续提升国产可擦笔色浆工艺水平,研制了具备大滞后变色能力的宽温域变色色浆。以结晶紫内酯(CVL)为隐色体、双酚AF(BPAF)为显色剂、4-苄氧基苯基乙基癸酸酯(DPE)为固体溶剂,获得最适宜可擦墨水的芯材比为m(CVL): m(BPAF): m(DPE)=1:2:50,芯材的消色温度大于55 ℃且具有良好的变色滞后能力。以脲醛树脂为壁材,通过原位聚合的方式对芯材进行微胶囊化,对微胶囊化过程的乳化剂浓度、乳化搅拌速度、时间进行了重点研究,8%乳化剂浓度时,以10000 rpm的搅拌速度乳化1 h时获得微胶囊粒径分布在500~1300 nm,包覆率为82.4%,色浆消色温度为55~60 ℃、显色温度为-15~-20 ℃。所制得的色浆色彩性质良好,可擦性能符合使用要求。