高回弹力植物油基热塑性弹性体设计制备及其结构与性能关系

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51603002
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    汪钟凯
  • 依托单位：
    安徽农业大学
  • 学科分类：
    E0306.高分子材料与环境
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

As feedstocks for the preparation of chemicals, renewable resources have become an important competitor to fossil resources with the foreseeable depletion of petroleum feedstocks and increased demand for biodegradable and sustainable products. Plant oils are important biomass and have been widely used in chemical industry. Although plant oils based polymer, such as thermoset resins and thermoset elastomers, are developed. Their applications are still limited due to the lack of high efficient monomer preparation and well-defined thermoplastic macromolecule design methods. Recently, the author have developed a novel method to synthesize mono-functional soybean oil monomers, and designed soybean oil based triblock thermoplastic elastomers via living/controlled free radical polymerization. Herein, triblock and multi-graft high resilient thermoplastic elastomers derived from soybean oil and lactide will be developed via the combination of living/controlled free radical polymerization and ring-opening polymerization. We will study the chain entanglement behavior, rheological properties, and mechanical properties of these high resilient thermoplastic elastomers, highlight the structure-property relationships. This should help us to uncover knowledges on how to design and prepare plant oil based thermoplastic polymers, which will reduce the environment problems and food safety concerns caused by waste oils.
随着传统高分子所依赖的石化资源日益枯竭，生物质高分子材料倍受关注。植物油是一种重要的可再生资源，已被广泛用于高分子材料的制备。植物油高分子链柔顺、缠结难和自增塑的特点使其成为高回弹力热塑性弹性体软段的理想选择，然而目前所合成的植物油基热塑性弹性体回弹力不足。本项目将在前期高效方法合成植物油单体和活性自由基聚合方法制备三嵌段热塑性弹性体的基础上，结合活性自由基聚合和开环聚合设计制备一系列基于植物油和乳酸的高回弹力热塑性弹性体。研究聚合条件对热塑性弹性体分子链结构均一性和回弹力的影响，分析植物油软段分子量及玻璃化转变温度与弹性体回弹力之间的相互关系，探讨不同分子链结构对弹性体微相分离行为、流变特性及力学性能的作用机制，阐明植物油作为软段在热塑性弹性体中的关键作用，提出植物油基热塑性弹性体高回弹力形成的机理。本项目的实施将为设计制备植物油基热塑性弹性体提供理论基础和创新思路。

结项摘要

植物油脂高分子因来源丰富、绿色环保，是生物质高分子材料研究和产业化的重要领域。植物油由于其独特的脂肪酸链结构，是制备弹性体的良好原料。高弹力弹性体机械性能独特，但人工合成高弹力弹性体仍然是一个挑战。本项目通过引进高效的催化体系将植物油及其衍生物转化为一系列单体，进一步通过聚合和高分子改性获得了一系列热塑性聚合物；在此基础上，制备纤维素接枝植物油热塑性弹性体，研究纤维素刚性主链对力学强度和弹力的影响；设计主链型聚酰胺弹性体，系统地研究主链和侧链型油脂高分子热塑性弹性体的强度、韧性、弹力等性能的影响；为进一步提高弹力，构筑植物油高分子基的交联网络获得热固性弹性体，对高弹力形成的机理进行研究。此外，在高弹性材料均一的网络、长而柔顺的高分子链和小的分子链间摩擦力的特性基础上，设计高强度高弹力的生物基水凝胶。此外，项目组就植物油酯高分子领域进行了拓展研究：探索纳米纤维素/植物油脂高分子复合材料的制备与功能性应用；利用植物油基热塑性聚合物增韧聚乳酸，在不降低力学强度的基础上显著增加聚乳酸的韧性并探究其增韧性。.以上结果在Nature Communications, Macromolecules, Polymer Chemistry等期刊上发表SCI论文11篇，获得发明专利授权3项，同时培养在读硕士研究生3和在读博士研究生1人。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Ultra-strong long-chain polyamide elastomers with programmable supramolecular interactions and oriented crystalline microstructures
具有可编程超分子相互作用和定向晶体微观结构的超强长链聚酰胺弹性体
  • DOI：
    10.1038/s41467-019-09218-6
  • 发表时间：
    2019-03-21
  • 期刊：
    NATURE COMMUNICATIONS
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
    Song, Lingzhi;Zhu, Tianyu;Tang, Chuanbing
  • 通讯作者：
    Tang, Chuanbing
Highly efficient strategies toward sustainable monomers and polymers derived from fatty acids via tetramethylguanidine promoted esterification
通过四甲基胍促进酯化从脂肪酸衍生的可持续单体和聚合物的高效策略
  • DOI：
    10.1039/c8py00505b
  • 发表时间：
    2018-05
  • 期刊：
    Polymer Chemistry
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Zhou Jiangjun;Wu Mang;Peng Qiang;Jiang Feng;Pan Haowei;Wang Baoxia;Liu Shengquan;Wang Zhongkai
  • 通讯作者：
    Wang Zhongkai
Sustainable Elastomers from Renewable Biomass
来自可再生生物质的可持续弹性体
  • DOI：
    10.1021/acs.accounts.7b00209
  • 发表时间：
    2017-07-01
  • 期刊：
    ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH
  • 影响因子：
    18.3
  • 作者：
    Wang, Zhongkai;Yuan, Liang;Tang, Chuanbing
  • 通讯作者：
    Tang, Chuanbing
Hydrogen bonding assisted toughness enhancement of poly(lactide) blended with a bio-based polyamide elastomer of extremely low amounts
氢键辅助增强与极少量生物基聚酰胺弹性体共混的聚丙交酯的韧性
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2019.144684
  • 发表时间：
    2020-03
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Zhang Yaqiong;Chen Jiawei;Peng Qiang;Song Lingzhi;Wang Zhigang;Wang Zhongkai
  • 通讯作者：
    Wang Zhongkai
Plant Oil-Derived Epoxy Polymers toward Sustainable Biobased Thermosets
植物油衍生的环氧聚合物走向可持续的生物基热固性材料
  • DOI：
    10.1002/marc.201700009
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Macromolecular Rapid Communications
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Wang Zhongkai;Yuan Liang;Ganewatta Mitra S.;Lamm Meghan E.;Rahman Md Anisur;Wang Jifu;Liu Shengquan;Tang Chuanbing
  • 通讯作者：
    Tang Chuanbing

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其他文献

植物油脂基热塑性高分子合成与应用研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    林业工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汪钟凯;周江骏;穆世玲;刘伟
  • 通讯作者：
    刘伟

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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