優(yōu)化SiO2納米粒子上官能團(tuán)的覆蓋密度用于高耐磨低摩擦粉末涂料[ACS Omega，2018，3(12)：16934-16944]

具有低摩擦和高硬度的雜化粉末涂料（HPC）提高了滑動(dòng)速度，允許互鎖或嚙合產(chǎn)品在彼此之間毫不費(fèi)力地滑動(dòng)，從而節(jié)省能量。在汽車中，這減少了燃料消耗和溫室氣體排放。本項(xiàng)研究首次提出了一個(gè)新的見(jiàn)解，首次揭示了接枝到SiO2納米粒子上的三乙氧基苯基硅烷（TPS）的覆蓋密度對(duì)HPC的摩擦系數(shù)、硬度、彈性模量和粗糙度的關(guān)鍵作用。在所有情況下，將非常少量（0.1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)下同）的官能化或未官能化的SiO2納米顆粒添加到基于聚酯樹脂的粉末涂料配方中。HPC以合適的覆蓋密度（HPC-TPS3）配制功能化納米顆粒，表現(xiàn)出明顯降低的摩擦系數(shù)（μ=0.12），良好的強(qiáng)耐磨性（在負(fù)載1和5 N的干滑動(dòng)條件下），低粗糙度（Rq=3.5 nm），表面高硬度和彈性模量。該項(xiàng)研究證實(shí)，通過(guò)僅改變化學(xué)附著在SiO2納米顆粒上的TPS的覆蓋密度，可以調(diào)節(jié)涂料的宏觀性質(zhì)。此外，該研究還公開(kāi)了-OH和Ph基團(tuán)之間的親水-疏水平衡的物理化學(xué)解釋。在所有情況下，Ph基團(tuán)允許功能化納米粒子通過(guò)聚酯基質(zhì)遷移，增強(qiáng)表面上的硬度和彈性模量。因此，具有可調(diào)覆蓋密度的功能納米材料是低含量使用以改善粉末涂料的物理和表面性質(zhì)的有力工具。

基于剪切和拉伸流變學(xué)的反應(yīng)性加工制備高熔體強(qiáng)度聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的分析[Polymer Engineering&Science，2018，Ahead of Print.]

本項(xiàng)研究通過(guò)將不同合成路線合成的三種不同相對(duì)分子質(zhì)量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）與兩種四官能擴(kuò)鏈劑進(jìn)行反應(yīng)性擠出，即均苯四甲酸二酐（PMDA）和四縮水甘油基二氨基二甲烷（TGDDM），對(duì)偶聯(lián)劑反應(yīng)性的優(yōu)選導(dǎo)致不同的長(zhǎng)鏈支化 （LCB）結(jié)構(gòu)，而這類結(jié)構(gòu)與所研究的PET的不同羥基和羧基端基濃度相關(guān)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)聚合物熔體的復(fù)合粘度和瞬時(shí)拉伸粘度增加了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，流動(dòng)活化能和損失角都顯示產(chǎn)生了長(zhǎng)鏈支化。通過(guò)應(yīng)用分子應(yīng)力函數(shù)（MSF）模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)變硬化程度的更多量化評(píng)估。模型的兩個(gè)材料參數(shù)根據(jù)所使用的擴(kuò)鏈劑顯示出不同的行為，PET的初始摩爾質(zhì)量和端基的濃度，即羥基和羧基，決定了聚合物分子的結(jié)構(gòu)。PMDA被證明是適合用于工業(yè)加工的優(yōu)異偶聯(lián)劑，其根據(jù)所加入的偶聯(lián)劑的濃度和所用PET的羥基濃度可重復(fù)地誘導(dǎo)星形、梳狀或無(wú)規(guī)支化結(jié)構(gòu)，而TGDDM則導(dǎo)致超支化結(jié)構(gòu)。

監(jiān)測(cè)注塑工具的腐蝕和木塑復(fù)合材料的水分對(duì)材料性能的影響[International Polymer Processing，2018，33(1)：66-75.]

在注塑之前，通常必須干燥木塑復(fù)合材料（WPC）以實(shí)現(xiàn)注塑部件的最佳質(zhì)量并避免模具的腐蝕。基于文獻(xiàn)研究，目前還沒(méi)有公開(kāi)的研究涉及WPC性質(zhì)對(duì)聚合物顆粒的初始水分含量的依賴性。此外，已知水和木材結(jié)合高溫會(huì)導(dǎo)致鋼部件的腐蝕，但是在文獻(xiàn)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)WPC注塑成型對(duì)加工工具腐蝕影響的系統(tǒng)分析。在本研究中，制備了含有68%聚丙烯，30%木粉和2%偶聯(lián)劑的復(fù)合物并在注塑試驗(yàn)中進(jìn)行了測(cè)試。根據(jù)ISO 527-2方法，分別用具有確定含水量的WPC進(jìn)行了生產(chǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合物的水分含量，即便已經(jīng)在很低水平仍然對(duì)所考察的機(jī)械性能，包括拉伸模量和強(qiáng)度，無(wú)缺口和缺口Charpy沖擊強(qiáng)度和熱撓曲溫度具有顯著的負(fù)面影響。針對(duì)不同的工具鋼質(zhì)量進(jìn)行的腐蝕試驗(yàn)顯示，腐蝕的嚴(yán)重程度與用于測(cè)試的合金中的鉻（Cr）含量密切相關(guān)。

利用原位RAFT聚合技術(shù)開(kāi)發(fā)基于藍(lán)色龍舌蘭蔗渣的聚苯乙烯復(fù)合材料 [Journal of Applied Polymer Science，2019，136(8)：Ahead of print]

本項(xiàng)研究提出了一種生產(chǎn)聚苯乙烯-藍(lán)色龍舌蘭蔗渣（BAB）復(fù)合材料的新方法。在該方法中，干燥粉末原料BAB在甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）偶聯(lián)劑存在下壓模，產(chǎn)生接枝到BAB上的聚（GMA）雜化材料。在該聚（GMA）接枝BAB雜化材料存在下進(jìn)行苯乙烯的原位可逆原子轉(zhuǎn)移（RAFT）自由基聚合產(chǎn)生增強(qiáng)的復(fù)合材料，對(duì)這些復(fù)合材料的性質(zhì)用傅里葉變換紅外光譜，熱重分析，差示掃描量熱法，凝膠滲透色譜，SEM，沖擊試驗(yàn)分析和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，GMA偶聯(lián)劑的用量對(duì)該工藝的效率起著關(guān)鍵作用，表現(xiàn)為聚苯乙烯力學(xué)性能的提高。

含有不同工業(yè)木質(zhì)素的高生物基含量聚丙烯復(fù)合材料開(kāi)發(fā)[Polymers for Advanced Technologies，2019，30(1)：70-78]

可持續(xù)性、生態(tài)效率、污染預(yù)防、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和綠色化學(xué)正在成為開(kāi)發(fā)下一代產(chǎn)品和工藝的重要技術(shù)平臺(tái)。近年來(lái)，傳統(tǒng)石油基塑料制品的可再生替代品的出現(xiàn)促使對(duì)生物基復(fù)合材料的研究興趣高漲，這類研究有助于減少對(duì)環(huán)境的影響。木質(zhì)素是一種復(fù)雜的無(wú)定形生物聚合物，具有高官能度和高模量的特點(diǎn)，這使其在材料應(yīng)用方面具有良好的前景。從這個(gè)意義上說(shuō)，木質(zhì)素可以用來(lái)改善材料的性能，是將木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為高附加值材料的經(jīng)濟(jì)替代品。本項(xiàng)研究將兩種不同類型的Kraft木質(zhì)素?fù)饺刖郾┲兄苽淞司哂懈呱锘牧虾康膹?fù)合材料。研究中對(duì)聚丙烯、Kraft木質(zhì)素和偶聯(lián)劑進(jìn)行反應(yīng)性擠出，對(duì)獲得的復(fù)合材料的微觀形貌、機(jī)械和熱性能等進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，木質(zhì)素在聚丙烯基質(zhì)中的加入使得復(fù)合材料具有適用于各種工業(yè)領(lǐng)域的性能，特別是那些對(duì)機(jī)械性能和熱性能要求較高的場(chǎng)合，如替代工程塑料和用作聚丙烯礦物填充料等。結(jié)果顯示，這項(xiàng)工作為將木質(zhì)素用作塑料工業(yè)中的低成本生物可再生資源提供了一種有效的方法。