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       成熟度：技術(shù)突破         多孔有機(jī)聚合物是一類(lèi)新興的功能性高分子材料，相比傳統(tǒng)高分子交聯(lián)樹(shù)脂，其具有類(lèi)似無(wú)機(jī)分子篩的微孔，具有更高的官能團(tuán)密度，已被廣泛用于儲(chǔ)存、分離或催化等領(lǐng)域。然而當(dāng)前許多性能優(yōu)良的多孔有機(jī)聚合物成本過(guò)高，嚴(yán)重制約著其實(shí)際應(yīng)用。我們合成的價(jià)格低廉且性能優(yōu)秀的多孔有機(jī)聚合物，其性能與當(dāng)前典型多孔有機(jī)聚合物相當(dāng)，而價(jià)格為它們的幾十分之一或幾百分之一，目前在儲(chǔ)存氨氣、分離二氧化碳及分離水中污染物（如硼酸，Hg2+等）等方面已完成實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，這些成果將為多孔有機(jī)聚合物的真正應(yīng)用打開(kāi)通道。         意向開(kāi)展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開(kāi)發(fā)資金支持

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)一種用于吸附氫氣的多孔聚合物的制備方法，其步驟如下：a)稱取三聚氰胺和非質(zhì)子極性溶劑混合，攪拌，待溶解后，加入MDI三聚體(即4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯三聚體)，在150～190°C的條件下反應(yīng)18～36h，抽濾，用丙酮沖洗樣品，干燥，得中產(chǎn)物；b)將中產(chǎn)物置于溶劑中，在40～80°C條件下回流10～15h，即得多孔聚合物。本發(fā)明公開(kāi)的方法制備儲(chǔ)氫材料的原料成本低、工藝簡(jiǎn)單、時(shí)間短、工藝條件容易控制，且制備得到的多孔聚合物在高壓下可以吸附大量的氫氣，經(jīng)檢測(cè)，該多孔

聚合物多孔材料在高技術(shù)領(lǐng)域有可觀的應(yīng)用前景，如作為有機(jī)合成催化劑載體、生物組織工程支架等。通過(guò)高內(nèi)相乳液模板法（HIPEs）制備的聚合物多孔材料具有孔徑和孔容積可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，是極具工業(yè)價(jià)值的一種技術(shù)。但前人的工作都基于乳液經(jīng)典理論：Bancroft規(guī)則即水包油型的乳液只能采用水溶性的乳化劑，油包水型的乳液只能采用油溶性的乳化劑，這嚴(yán)重限制了以高內(nèi)相乳液為模板制成的聚合物多孔材料的直接應(yīng)用，迫使其在使用前必須經(jīng)由復(fù)雜的表面功能化；且傳統(tǒng)方法在制備穩(wěn)定高內(nèi)相乳液時(shí)，乳化劑占有機(jī)相5-70 wt%，大大增加了高內(nèi)相乳液制備成本，并造成環(huán)境污染。本項(xiàng)目以一步法制備功能化聚合物多孔材料及降低HIPEs制備過(guò)程乳化劑用量為技術(shù)特點(diǎn)，以僅占有機(jī)相0.8 wt% 的水溶性乳化劑為穩(wěn)定劑，獲得穩(wěn)定的、水相體積分?jǐn)?shù)達(dá)96.3vol% 的油包水型高內(nèi)相乳液，并聚合得到功能化聚苯乙烯-二乙烯基苯基多孔材料。該多孔材料已成功地用作有機(jī)合成的微反應(yīng)器和催化劑載體，避免了高毒性有機(jī)錫類(lèi)催化劑的使用，為聚合物多孔材料在綠色化學(xué)工業(yè)中直接應(yīng)用提供新的途徑。

中試階段/n利用多孔聚合物易于合成、密度低、比表面積高等特點(diǎn)，通過(guò)引入 吸附氫活性點(diǎn)，大幅度提高目前聚合物的儲(chǔ)氫能力，從而滿足氫能源動(dòng) 力汽車(chē)的使用要求。獲得高表面積（≥3000 m2/g）超交聯(lián)多孔聚合物的 制備工藝，儲(chǔ)氫性能達(dá)到 5.0 wt%，77 K@15 bar; 3.0 wt%, 77 K@ 1bar， 并實(shí)現(xiàn)在 20 MPa 下高效儲(chǔ)氫，該儲(chǔ)氫材料在同等條件下相比目前已實(shí)際 應(yīng)用的儲(chǔ)氫材料更安全；得到更低成本的儲(chǔ)氫材料，實(shí)現(xiàn)成本控制在已 經(jīng)實(shí)際應(yīng)用的碳纖維材料 70%的水平；首次實(shí)現(xiàn)超

可降解聚合物多孔支架的研究工作受到江蘇省高技術(shù)研究項(xiàng)目資助。目前，在國(guó)際上塊狀可降解聚合物多孔支架的制備仍然是組織工程研究中的難點(diǎn)。本課題組以冰微粒為致孔劑，應(yīng)用粒子濾出－冷凍干燥復(fù)合工藝，開(kāi)辟了制備可降解聚合物多孔支架的新途徑，解決了塊狀支架制備的難題。特點(diǎn)：(1)采用冰微粒為致孔劑，多孔支架無(wú)致孔劑殘留、無(wú)污染；(2)整個(gè)工藝過(guò)程在低溫進(jìn)行，可滿足在支架中加入藥品和生長(zhǎng)因子等的需要；(3) 孔隙結(jié)構(gòu)良好、孔隙率高、材料分布均勻。性能：孔徑可根據(jù)需要在控制在300-1000?m范圍；孔隙率≥90%。用途：在骨、軟骨等再生、修復(fù)治療中具有廣泛的應(yīng)用，大塊狀的聚合物多孔支架，尤其在長(zhǎng)骨的大段缺損的修復(fù)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，也在腔道類(lèi)器官的狹窄、修復(fù)等治療中作為臨時(shí)支架應(yīng)用，可簡(jiǎn)化手術(shù)程序，降低患者痛苦。

本發(fā)明公開(kāi)了一種多孔聚合物制備方法、材料及應(yīng)用。所述制 備方法，包括以下步驟：(1)以芳香族化合物、其混合物、其聚合物和/ 或其聚合物的混合物為原料，將原料均勻分散于交聯(lián)劑兼溶劑中獲得 原料混合液，所述交聯(lián)劑兼溶劑為二鹵素取代烷烴中的一種或多種的 混合物；(2)加入催化劑后發(fā)生傅克反應(yīng)，超交聯(lián)獲得粗產(chǎn)物；(3)粗產(chǎn) 物過(guò)濾后的濾餅洗滌并抽提，去除催化劑，干燥后即制得所述多孔聚 合物。本發(fā)明提供的制備方法，工藝簡(jiǎn)單、原

給體片段以氟原子修飾的n型給受體聚合物熱電材料，利用聚合物鏈間的給受體相互作用維持聚合物的電子遷移率，通過(guò)引入氟原子增加聚合物的電子親和性以提高n摻雜效率，兩者的協(xié)同作用大幅度提高了聚合物的n型電導(dǎo)率。通過(guò)進(jìn)一步提高聚合物的塞貝克系數(shù)，成功地將n型給受體聚合物的熱電性能提高了三個(gè)數(shù)量級(jí)。引入氟原子的聚合物的n型電導(dǎo)率提升至1.3 S/cm，功率因子提升至4.6 μW/mK2，是目前n型給受體聚合物熱電材料的最佳性能。?通過(guò)對(duì)聚合物在摻雜狀態(tài)下的電子順磁共振譜、紫外光電子能譜和X射線光電子能譜的表征證明了氟原子的引入提高了聚合物的n摻雜能力。場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件結(jié)果則表明氟原子的引入提高了聚合物在n摻雜狀態(tài)下的電子遷移率。這兩者的協(xié)同作用使得該聚合物的電導(dǎo)率相比沒(méi)有引入氟原子的聚合物提高了1000倍。此外，掠入射X射線衍射、原子力顯微鏡以及導(dǎo)電原子力顯微鏡實(shí)驗(yàn)證明了氟原子的引入改變了聚合物的分子排列，提高了聚合物與摻雜劑的混溶性，使聚合物從“局部摻雜”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬鶆驌诫s”狀態(tài)，從而維持了摻雜聚合物較高的n型塞貝克系數(shù)。

研發(fā)階段/n本發(fā)明公開(kāi)了一種制備聚合物三維多孔支架的方法，將聚合物溶于溶劑配制成濃度為溶液，加入致孔劑顆粒并攪拌，于室溫?fù)]發(fā)溶劑至混合物呈糊狀；將糊狀混合物倒入裝好濾紙、配有吸濾瓶的布氏漏斗中，用密封塞子塞住漏斗上口，塞子側(cè)面涂上真空脂，確保潤(rùn)滑和密封，靜置１０～３０分鐘；將普通循環(huán)水真空泵與吸濾瓶連接，抽真空數(shù)小時(shí)，直至溶劑完全揮發(fā)；然后用去離子水浸泡洗滌聚合物／致孔劑復(fù)合物，每隔４～８小時(shí)更換一次去離子水，直到在洗滌后的去離子水中檢測(cè)不到致孔劑的存在為止，得到濕態(tài)支架；將濕態(tài)支架真空干燥至衡重，

本發(fā)明提供了一種具有雙峰孔結(jié)構(gòu)的多孔聚合物材料，該多孔聚合材料中具有開(kāi)孔結(jié)構(gòu)的大泡孔和閉孔結(jié)構(gòu)的小泡孔。其制備方法如下：(1)以兩種熱塑性聚合物為原料，在室溫預(yù)混，然后進(jìn)行熔融共混并成型；(2)將步驟(1)所得共混物坯體置于反應(yīng)釜中，通入超臨界流體進(jìn)行處理，處理過(guò)程中控制反應(yīng)釜中的壓力和溫度使其中的流體保持在超臨界狀態(tài)，當(dāng)超臨界流體在共混物坯體中達(dá)到飽和后，將反應(yīng)釜的溫度降低20～80℃，然后通過(guò)快速降壓法將反應(yīng)釜中的壓力降至常壓使共混物坯體發(fā)泡，冷卻定型；(3)將步驟(2)所得具有閉孔結(jié)構(gòu)小泡孔的聚合物材料浸泡于刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，當(dāng)所述聚合物材料中的兩種聚合物之一完全溶解后，將其取出，即得。

光致變色聚合物具有光學(xué)各異性的晶體所特有的雙折射性，在某個(gè)溫度范圍內(nèi)兼有液體和晶體二者特性，也稱為流動(dòng)的晶格。具有變色聚合物的多數(shù)物質(zhì)呈現(xiàn)螺旋狀分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物構(gòu)成，多數(shù)為液晶聚合物，通常螺距（P）在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，當(dāng)螺距為可見(jiàn)光區(qū)某一波長(zhǎng)時(shí)，就顯示對(duì)應(yīng)的色彩，如紅、綠、藍(lán)色，三基色是顯示各種顏色的基礎(chǔ)，三基色按照不同的比例合成產(chǎn)生千萬(wàn)種顏色的變化。自發(fā)現(xiàn)100多年了，在幾度至幾十度，能達(dá)到寬溫100℃以上的變色材料很少，特別是變色聚合物研究起步晚，變色區(qū)間窄而不穩(wěn)定，東北大學(xué)制備的變色聚合物寬達(dá)250℃以上，最高達(dá)300℃以上，居國(guó)際領(lǐng)先，寬溫變色物質(zhì)為應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)。變色聚合物具有下列獨(dú)特性能： 1.修復(fù)功能，表明材料可以在高低溫之間反復(fù)使用。 2.光致變色性能。選擇反射與選擇透過(guò)：在外界光源照射下，垂直于觀察綠色聚合物膜時(shí)，看到綠色，即反射綠光，而透過(guò)光為紅光，即選擇透過(guò)；Bragg反射：斜觀察綠板為藍(lán)色或藍(lán)紫色，取決于觀察角度。這種獨(dú)特性能是其它物質(zhì)不具有的。以上性能性能用于防偽具有原創(chuàng)性。 本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)十幾年的理論與技術(shù)創(chuàng)新研究，發(fā)明并研制出具有選擇反射的光功能高分子材料，實(shí)驗(yàn)研究表明，它具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性能，除可用作不可復(fù)制的防偽材料（它是集一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)防偽于一身的防偽材料）外，還可以在光學(xué)（如光學(xué)開(kāi)關(guān)、屏蔽材料）、輕工（如服裝、裝飾、涂層、紡織）、信息（新型大容量信息存儲(chǔ)材料）等領(lǐng)域獲得奇特的應(yīng)用。 從表中可見(jiàn)彩色聚合物無(wú)論在研究與生產(chǎn)都具有原創(chuàng)性與先進(jìn)性   獲7項(xiàng)專利，核心技術(shù)獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。