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江學良教授團隊在聚碳酸亞丙酯耐熱材料的開發領域取得重要進展

【 發布日期:2022-08-09 | 點擊:


(通訊員 游峰 張兆陽)當前,合成高分子材料已廣泛應用到人類生產和生活的各個方面,成為工業、農業、生命、醫療、國防和科技發展不可或缺的材料。然而高分子材料通常難以降解,導致“白色污染”成為亟需解決的全球難題。因此,設計和制備生物可降解高分子材料成為化學、材料科學研究與開發的熱點,其中二氧化碳和環氧丙烷聚合而成的聚碳酸亞丙酯(polypropylene carbonate)(PPC),具有資源節約、生物相容和生物可降解等優點,近年來備受人們關注。值得注意的是,PPC中CO2的固定率高達40%,可減輕因CO2過量造成的“溫室效應”,而且不以石化資源為原料,完全降解后生成CO2和水回到自然界循環。盡管PPC具有以上優勢,但PPC耐熱性能較差,其玻璃化溫度(Tg)通常低于25 ?C,限制了其商業化應用。

在高分子材料耐熱改性方面,填充無機填料限制高分子基體分子鏈運動是一種有效的方法。江學良教授課題組首次將羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)用于六角氮化硼(h-BN)的剝離和功能化,通過剝離后氮化硼納米片(BNNS)層與層之間的“夾板效應”來限制PPC分子鏈段運動的方法,所制備的PPC/CMC-BNNS復合材料不僅具有優異的耐熱性,而且具有更好的導熱性和熱穩定性。當BNNS填充量為10wt%時,可使PPC復合材料的玻璃化溫度提升至39.19?C,極大提高了PPC耐熱應用范圍。這項工作為可生物降解聚合物的二維材料剝離和耐熱改性提供了一條新途徑。

相關成果在化工領域頂級刊物《Chemical Engineering Journal》上發表,課題組2020級碩士研究生張兆陽為論文第一作者,通訊作者為js3845金沙線路游峰副教授和江學良教授?!禖hemical Engineering Journal》是工程技術與化學化工領域最有影響力的三大頂級刊物之一,其主要目的是及時快速地報道工程領域化學反應工程、環境化學工程及材料合成應用等方面重要的科學研究成果和創新技術?!禖hemical Engineering Journal》現為中科院分區工程技術/化學/環境類1區Top期刊,2022年期刊最新影響因子為16.744。

江學良教授課題組自成立以來,一直聚焦高分子材料的功能化改性,重點開展隔音降噪、耐熱及電介質高分子復合材料三個方向研究。2022年迄今,課題組已在國際權威期刊PNAS、Chemical Engineering Journal、Nano Research、Composities Part B,AppliedClay Science等發表了研究論文近10篇,其中影響因子超10的論文有4篇。(審稿人王濤)

全文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138247

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