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光反应聚合物和聚合物复合膜用于气体分离
摘要：刺激反应性材料，称为“智能”或“智能”材料，在分离场（包括气体分离）中引起了极大的关注。在各种可用的刺激中，将光作为无损，成本效益，无化学刺激的使用，具有相对快速的响应是非常有希望的。在此，我们总结并突出了用于合成光反应有机聚合物膜，无机金属 - 有机框架薄膜和无机 - 有机混合矩阵膜的方法。我们讨论了这些材料在气体分离中的应用，并提供了最近进行的研究中选定的最新示例。此外，光自动气体分离膜测试细胞在评估和比较光自动膜在气体分离过程中的性能中起着至关重要的作用。因此，我们回顾了光响应气体分离膜测试细胞的发展以及归因的缺点和局限性。提出并讨论了旨在突出测试准确性的第三代测试系统。关键字：光反应分子，气体分离膜，光反应金属 - 有机框架，光电机制，气体分离设备设置
扩展聚合物视野
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复合材料及聚合物材料
通过在开放式和封闭式成型中使用各种复合材料成型技术，我们能够为航空航天、国防和汽车等各个领域制造高质量的精密部件。复合材料（例如由环氧树脂和酚醛液体树脂系统制成的 FRP 层压板）需要高水平的专业知识才能履行军事和医疗领域的合同。这些通常需要严格的防火性能、高强度特性和精密尺寸要求。
聚合物基复合材料
热塑性树脂，有时称为工程塑料，包括一些聚酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮 (PEEK) 和液晶聚合物。它们由长而离散的分子组成，在加工温度下熔化为粘稠液体，通常为 500” 至 700” F (260° 至 3710 C)，成型后冷却为无定形、半结晶或结晶固体。结晶度对最终基质性能有很大影响。与热固性树脂的固化过程不同，热塑性塑料的加工是可逆的，并且只需重新加热到加工温度，树脂就可以根据需要形成另一种形状。热塑性塑料虽然在高温强度和化学稳定性方面通常不如热熔胶，但更耐开裂和冲击损伤。然而，值得注意的是，最近开发的高性能热塑性塑料，如具有半结晶微结构的 PEEK，表现出优异的高温强度和耐溶剂性。
电致伸缩聚合物纳米复合材料
所有介电材料都具有电活性，即能够在施加的电场作用下改变其尺寸或形状。(Dang et al, 2012) 电活性聚合物 (EAP) 及其聚合物纳米复合材料由于其低模量、高应变能力、易于低成本加工和可定制的机电耦合特性，特别适用于从致动器、传感器到发电机等应用。通常，EAP 诱导的应变能力比刚性和易碎的电活性陶瓷高两个数量级。与形状记忆合金和聚合物相比，它们显示出更快的响应速度。(Yuan et al, 2019) 由于这些特性，EAP 可以与生物肌肉相媲美，并长期被称为“人造肌肉”。(Bar-Cohen, 2002) 社区甚至发布了一项挑战，要求开发一种由人造肌肉驱动的机械臂，以赢得与人类对手的腕力比赛。除了致动器之外，EAP 还显示出其在传感应用中的潜力，例如触觉传感、血压和脉搏率监测以及化学传感。（Wang 等人，2016 年）此外，EAP 甚至可以作为发电机中的关键活性材料。随着便携式电子设备（例如无线传感器和发射器）和无线微系统的功能不断增加，其能量需求也急剧增加。而电池的使用由于环境问题和有限的使用寿命而很麻烦，因此需要定期更换。解决这一挑战的明显解决方案是开发完全依赖从人体或周围环境中获取的能量的自供电系统。EAP 已被证明能够获取振动机械能（Lallart 等人，2012 年）和海浪能（Jean 等人，2012 年）。EAP 可以根据其所属的晶体类别（即中心对称或非中心对称）分为不同的亚组。当具有对称中心的介电材料受到电场刺激时，对称性将抵消阳离子和阴离子的运动，不会导致晶体的净变形。然而，化学键不是谐波的，键的非谐性会引起二阶效应，导致晶格的净变形很小。（Vijaya，2013）发现变形与电场的平方成正比，与电场的方向无关。这种效应称为电致伸缩。由于这种非谐波效应存在于所有介电体中，因此所有介电体都是电致伸缩材料。
聚合物科学与工程
自 1999 年出版上一版以来，聚合物科学与工程领域取得了长足进步和变化。这些进步源于我们越来越有能力使用先进的聚合技术制造具有定制结构和/或分子量分布的各种聚合物，以及使用现代分析技术表征这些聚合物在不同长度尺度上的结构和相应的特性。这种趋势在一定程度上是由于具有定制结构的聚合物是我们面临的关键社会挑战（如能源、水、环境和医疗保健领域）解决方案的重要组成部分。值得注意的是，大批量聚合物（例如聚乙烯）也采用定制结构来改善其性能。聚合物领域的另一个新兴领域是希望使用来自可再生资源的材料（目前占整个市场的不到 1%），因为人们越来越意识到使用来自石油来源的聚合物的重要性。因此，我们增加了一个新章节（第 13 章）来介绍生物聚合物在各种应用方面的新趋势以及已经研究过的生物聚合物类型。尽管如此，为了制造具有定制结构的聚合物，需要更深入地了解分子结构特性关系。因此，本版的编写强调从分子水平理解涉及使用聚合物的现象和过程。在这方面，在整本教科书中，如果适用，我们会从分子结构，特别是构象的角度解释与聚合物有关的概念和/或行为。事实上，第 1 章增加了一个新的部分来详细阐述构象的概念和与该概念相关的各种理论模型。增加了一个关于聚合物中扩散的新章节（第 6 章），因为这个主题是许多现代技术的核心（例如，使用聚合物膜分离气体）。在这一版中，我们决定不包含有关聚合物加工和聚合物降解的额外主题，因为预计本书将用于一学期的聚合物入门课程。学生应该查阅有关这些主题的更专业的教科书。本书已进行了大量重组以适应教学要求，即前六章主要涵盖聚合物构象的基本概念和模型（第 1 章）、平均分子量的定义及其测量（第 2 和 3 章）、聚合物的物理和机械性质（第 4 章）以及聚合物溶液和共混物（第 5 章）。如上所述，第 6 章涵盖了一个古老但重要的主题：聚合物中的扩散。本书的后半部分（第 7 至 13 章）主要关注聚合技术。特别是，第 12 章涉及聚合反应工程。我们把第 13 章放在了书的后半部分
聚合物和复合流变性
ln追求这些目标，在介绍章节之后，进行流变学测量的标准技术将在第2章中列出。，每一章都以对所检查主题的实际和理论重要性的解释开始。接下来是典型数据的呈现，弓可以以图形形式和经验方程式表示。每一章的主体都考虑使用任何专业工具，使用最相关的流变技术时的数据减少以及各种材料的影响。几何和对感兴趣属性的处理变量，并为观察结果提供了物理解释。有讨论。具有最低数学的最低数学，可用的理论模型及其既预测观察到的行为又定量代表数据的能力。每一章还详细阐述了正在进行的工作和未来的研究需求。最后。列出了技术文献的完整引用。这本书以简短的章节结束了关于熔体裂缝的谜，这是一种令人讨厌的流变学起源。限制了聚合物加工操作期间的生产率。
聚合物降解和稳定性
这项工作提供了从香草素衍生物香草醇合成的高性能环氧树脂的全面的热机械和流变特征。该研究包括对固化和分解动力学的完整分析，该动力学能够开发出胶凝，玻璃化和树脂降解的时间温度转换图。这些地块允许人们确定最佳的时间和温度处理条件，从而产生最佳的机械性能。动力学预测和实验结果表明，该树脂可以在短短几个小时内在室温下固化，形成坚固的胶合玻璃。通过在TG∞高于TG∞= 85.4°C的树脂后固化树脂来实现，具有2.7 GPA的动态储存模量，该基于Bio的树脂被证明是化石基质的可持续替代品，其主要来源是其主要来源的Bisphenol a Dig dig dig dig dig dig ligcidylcidyl ether etherycidyl Ether。 热氧化是高温下机械恶化的主要原因，如FTIR光谱揭示。，具有2.7 GPA的动态储存模量，该基于Bio的树脂被证明是化石基质的可持续替代品，其主要来源是其主要来源的Bisphenol a Dig dig dig dig dig dig ligcidylcidyl ether etherycidyl Ether。热氧化是高温下机械恶化的主要原因，如FTIR光谱揭示。
