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該成果通過(guò)分子設(shè)計(jì)構(gòu)建了一系列芳腈基聚合物，發(fā)明了熒光性、磁性、導(dǎo)電/介電性的芳腈基聚合物與先進(jìn)功能材料，獲得了中國(guó)發(fā)明專利25項(xiàng)。突破了合成控制、產(chǎn)品純化、環(huán)保處理與規(guī)模裝備等關(guān)鍵技術(shù)，形成了1000噸級(jí)聚芳醚腈產(chǎn)業(yè)化合成成果及其系列先進(jìn)復(fù)合材料、薄膜、纖維應(yīng)用技術(shù)；獲得了500噸級(jí)的鄰苯二甲腈樹脂合成裝備及耐高溫先進(jìn)復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)。取得的大部分發(fā)明成果近三年共產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)10億元，取代了部分相關(guān)產(chǎn)品的進(jìn)口。 左圖：芳腈基聚合物，復(fù)合材料及加工型材的實(shí)物照片 右圖：芳腈基聚合物材料的工業(yè)化生產(chǎn)裝置圖

項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 現(xiàn)代工業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成了污染，重金屬對(duì)水體的 污染極大程度地?fù)p害了農(nóng)、林、牧、漁等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也對(duì)人民 的健康和生命造成威脅。因此有必要對(duì)被重金屬污染的水體進(jìn)行綜合 性治理。 本項(xiàng)目提出聯(lián)合使用聚合物絮凝劑和螯合樹脂（包括螯合纖維） 對(duì)水中重金屬的去除提出治理方案。1．使用天然殼聚糖作絮凝劑對(duì)重金屬污水進(jìn)行預(yù)處理 2．使用氨基膦酸螯合樹脂對(duì)預(yù)處理后等重金屬超標(biāo)廢水精制可 達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn) 3．使用輻照接枝制備功能化離子交換纖維實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬?gòu)U水的 處理 綜合使用殼聚糖、氨基磷酸樹脂、接枝纖維可以使重金屬污水的 處理技術(shù)提升一個(gè)新的臺(tái)階。在實(shí)現(xiàn)重金屬?gòu)U水治理的同時(shí)建立環(huán)保 產(chǎn)業(yè)鏈。一方面利用甲殼素原料方面的優(yōu)勢(shì)，建立生產(chǎn)殼聚糖的工廠。 另一方面擴(kuò)大氨基磷酸樹脂的產(chǎn)量和使用范圍。此外還可以解決輻照 站資源浪費(fèi)問(wèn)題。達(dá)到一舉多得的目的。

針對(duì)燃料電池傳統(tǒng)Pt/C催化劑易中毒，使用壽命短，成本較高等問(wèn)題，本項(xiàng)目將導(dǎo)電聚合物與傳統(tǒng)碳載體復(fù)合作為Pt系催化劑載體，一方面保持碳材料的高電導(dǎo)率，另一方面利用導(dǎo)電聚合物自身的電活性賦予Pt催化劑高的抗中毒能力及催化活性。并且采用化學(xué)法合成該催化劑，可批量生產(chǎn)，并且在保持其催化活性的同時(shí)減小載鉑量，降低成本，有利于商品化推廣使用。本項(xiàng)目選擇聚苯胺（PAn）、聚吡咯（PPy）兩種導(dǎo)電聚合物對(duì)XC-72C碳黑、碳納米管（MWNT）進(jìn)行修飾，包括PAn/XC-72C，PAn/MWNT，PPy/MWNT、PPy、Pan五種復(fù)合載體材料及其載鉑催化劑的生產(chǎn)方法，該復(fù)合催化體系中鉑的負(fù)載量為10％～30％。其中的關(guān)鍵技術(shù)已獲得三項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)（ZL 200710008657.2，ZL 2007100084524）。

該成果通過(guò)分子設(shè)計(jì)構(gòu)建了一系列芳腈基聚合物，發(fā)明了熒光性、磁性、導(dǎo)電/介電性的芳腈基聚合物與先進(jìn)功能材料

本技術(shù)從兩親共聚物出發(fā)，通過(guò)一步加熱法，得到粒徑高度均一的納米球，直徑可在20-80nm范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。該納米球可在水中長(zhǎng)期穩(wěn)定分散，根據(jù)需要可通過(guò)調(diào)控酸堿度予以沉淀回收。另外，在聚合物納米球制備過(guò)程中，可直接包載疏水性熒光或藥物分子，從而具備其他功能特性，而納米球的尺寸規(guī)整性保持不變。該方法只涉及到加熱，甚至無(wú)需攪拌，極易規(guī)模化制備。

共軛聚合物因其柔性、可溶液加工、低成本等優(yōu)點(diǎn)，在柔性顯示、電子皮膚和生物傳感等功能器件中有潛在的應(yīng)用價(jià)值。高均勻性的大面積加工是共軛聚合物作為有機(jī)半導(dǎo)體材料向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化的重要一步，但具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性。由于共軛聚合物的分子間強(qiáng)相互作用和復(fù)雜的鏈纏結(jié)，溶液加工過(guò)程中往往產(chǎn)生結(jié)晶與無(wú)定形區(qū)域、排列缺陷、厚度變化等非均勻性現(xiàn)象，限制了共軛聚合物的大面積加工。即使在稀溶液中，共軛聚合物分子之間仍具有一定程度的聚集。因此，如何通過(guò)調(diào)控聚合物從溶液到固相薄膜的聚集行為和組裝過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)共軛聚合物的大面積加工，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“從下而上”器件加工方式，成為了很有挑戰(zhàn)性的科學(xué)問(wèn)題。本研究實(shí)現(xiàn)了聚合物單分子薄膜大面積加工，并獲得了優(yōu)異的電子傳輸性能，有望應(yīng)用于加工制備大面積、高性能的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。  共軛聚合物由于分子之間的π?π相互作用和鏈段纏結(jié)，在溶液中形成了特征的1D蠕蟲狀組裝結(jié)構(gòu)，組裝體在溶液加工過(guò)程中進(jìn)一步的生長(zhǎng)，形成了網(wǎng)絡(luò)狀組裝結(jié)構(gòu)，最終通過(guò)沉積方法可以在基底上形成2D聚合物單分子層網(wǎng)絡(luò)（圖1）。研究人員首先通過(guò)混合溶劑策略調(diào)控氟代苯并二呋喃二酮（F4BDOPV）片段與聯(lián)二噻吩（2T）片段形成的共軛聚合物（F4BDOPV-2T）在溶液中組裝行為，并通過(guò)垂直提拉法表征了沉積薄膜的形貌。原子力顯微鏡（AFM）高度圖表明在氯仿溶液中沉積得到的薄膜具有特征的網(wǎng)絡(luò)狀形貌，且厚度在很大的實(shí)驗(yàn)加工窗口內(nèi)均保持聚合物單分子層量級(jí)（約4 nm）。薄膜吸收光譜、AFM高度以及掠入射X射線散射證明了聚合物單分子層的厚度，且表明單分子層的形成具有寬的加工窗口。聚合物單分子層的形成與基底的性質(zhì)關(guān)系較小，在具有不同接觸角的基底均可以沉積得到聚合物單分子層網(wǎng)絡(luò)。寬的加工窗口和弱的基底相關(guān)性非常有利于加工大面積和高均勻性的聚合物薄膜。

導(dǎo)電聚合物具有傳統(tǒng)聚合物所缺乏的電活性，因而在輕質(zhì)電池、電磁屏蔽材料、防腐涂層和傳感器等領(lǐng)域有著很大的發(fā)展?jié)摿Α?dǎo)電聚合物特別是聚苯胺由于自身的分子結(jié)構(gòu)剛性大，分子鏈間相互作用力強(qiáng)，因而其加工性能較差，難溶難熔，這在一定程度上限制了導(dǎo)電聚合物的應(yīng)用。將聚苯胺與其他材料復(fù)合，制備復(fù)合材料是解決這個(gè)缺陷的重要方法之一。該項(xiàng)目涉及一項(xiàng)基于表面修飾導(dǎo)電聚合物的單分散聚苯乙烯高分子微球的生產(chǎn)技術(shù)。單分散的聚苯乙烯微球經(jīng)改性后，可獲得表面包覆有殼層結(jié)構(gòu)或者納米線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電聚合

利用陽(yáng)離子聚合物材料結(jié)合游離核酸，發(fā)現(xiàn)聚合物材料可以抑制患者自身游離核酸引起的原代細(xì)胞炎癥反應(yīng)，觀察到納米材料可以通過(guò)炎癥導(dǎo)致的高血管通透性富集到動(dòng)物模型關(guān)節(jié)部位，從而顯著抑制關(guān)節(jié)的腫脹、骨和軟骨的破壞，并且恢復(fù)動(dòng)物活動(dòng)能力。研究發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)離子聚合物納米粒子cNP與cfDNA的結(jié)合能力強(qiáng)，能很好地抑制cfDNA對(duì)免疫細(xì)胞TLR9的激活，能有效抑制cfDNA引起的RA病人關(guān)節(jié)積液?jiǎn)魏思?xì)胞及滑膜樣細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。對(duì)慢性大鼠關(guān)節(jié)炎模型進(jìn)行靜脈注射cNP以后，其關(guān)節(jié)中的積液及軟組織的水腫顯著減少，關(guān)節(jié)骨質(zhì)破壞程度降低，關(guān)節(jié)滑膜處的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)變少，說(shuō)明cNP對(duì)于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎有明顯的療效。治療后模型大鼠的行動(dòng)力得以恢復(fù)，表明cNP還能有效解決RA后期面臨的關(guān)節(jié)僵硬而行動(dòng)不便的問(wèn)題。

1） 制備條件簡(jiǎn)單：利用簡(jiǎn)單的加熱誘導(dǎo)膠束化方法，在極性溶劑中制備出了兩親性嵌段共聚物球形膠束；2） 靈敏的熒光特性，并可水中分散；3） 聚合物納米球尺寸均一，大小可調(diào)，且具有刺激響應(yīng)特性。  目前，用于多孔膜孔徑表征的顆粒主要有BSA、納米金、有機(jī)大分子、微生物等，但它們都或多或少有均一性差、價(jià)格高等問(wèn)題，而該聚合物納米微球具有有熒光性、尺寸均一可控、可水中分散、成本合理等優(yōu)勢(shì)，且熒光靈敏度高，濃度極低時(shí)也可檢測(cè)到，因此其在膜孔表征領(lǐng)域有較為廣闊的應(yīng)用前景。