树枝状聚合物对聚乳酸熔体微分电纺纤维膜的增韧改性研究

采用树枝状聚合物CYD-T151为增塑剂,通过熔融共混方式对聚乳酸(PLA)进行改性,探究了CYD-T151含量、纺丝温度和纺丝电压对熔体微分电纺PLA及PLA/CYD-T151纤维平均直径、直径分布和纤维膜拉伸力学性能的影响。结果表明,树枝状聚合物CYD-T151的加入可有效提高PLA的熔体流动性,降低纤维细度,当CYD-T151含量(质量分数,下同)为1.25%、纺丝温度为240℃、纺丝电压为55 kV时,熔体电纺纤维的纤维平均直径为1.360μm,较纯PLA减小了49.72%;树枝状聚合物CYD-T151作为增塑剂,可有效提高PLA熔体电纺纤维膜的韧性,当CYD-T151含量为1.25%,纺丝温度为240℃,纺丝电压为55 kV时,PLA/CYD-T151纤维膜的抗拉强度和断裂伸长率分别为11.50 MPa和92.33%,较纯PLA提高了4.07%和13.99%。

熔体微分电纺PLA/PAAS纳米纤维空气滤膜的制备及高湿环境下的过滤性能

为解决高湿环境下,空气滤膜的过滤效率迅速降低的问题,采用聚丙烯酸钠(PAAS)熔融共混改性聚乳酸(PLA),并且,利用熔体微分静电纺丝方法制备了PLA/PAAS熔体电纺亲水纳米纤维滤膜(PLA/PAAS电纺滤膜),主要研究了PAAS含量变化与滤膜性能之间的关系及高湿环境下,PAAS材料对滤膜过滤性能的影响。结果表明,当PAAS的含量(质量分数ω)为3%时,克重为40 g/m^(2)的PLA/PAAS电纺滤膜平均直径及直径标准差最小,分别为0.97μm及0.245,过滤效率达到最佳,其值为97.37%,品质因子达到0.0353 Pa^(-1);在高湿环境下,放置48 h后,PLA/PAAS电纺滤膜的过滤效率为95.49%,过滤品质因子为0.0206 Pa^(-1),证明了PLA/PAAS电纺滤膜在高湿环境下长时间放置后,性能仍保持稳定。

可吸收载药手术缝合线制备技术研究进展

可吸收载药手术缝合线已在医学缝合领域得到广泛应用,在业界展现了巨大的实践价值,并呈现出巨大潜力与广阔前景。回顾了可吸收缝合线的发展历程,详细介绍了可吸收载药手术缝合线的原材料、制备方法和载药方式。研究表明,可吸收载药手术缝合线是未来手术缝合线的发展方向,它们具有一定的强度并能递送药物,兼具可降解的特性,虽然可吸收载药缝合线性能优良,但仍需要在材料、工艺上改进以获得更好的发展。

碳纤维气流展纤工艺研究及均匀性分析

为研究碳纤维在气流作用下的展纤过程,研制了一套气流展纤装置。通过多因素正交实验研究了气流流速、支撑辊跨距和纤维悬垂量对展纤宽度的影响,并对实验结果进行了分析。采取MATLAB数字图像处理技术,对展纤后的碳纤维图像进行了缩小、灰度化和增强等预处理,引入了变异系数与概率分布,对碳纤维横、纵向分布均匀性进行表征。结果表明:气流展纤宽度与纤维悬垂量在一定范围内呈线性正相关,选取最优工艺参数,即气流流速为4 m/s,支撑辊跨距为140 mm,有着较好的展纤效果;采用数字图像分析法能够较好地表征碳纤维气流展纤均匀性,并与实验结果相一致,具有较好的工业应用前景。

嵌入“图以致用”理念的工程制图教学改革

工程制图课程是非机械类工科专业学生的公共基础课,其教学目标是提高学生的空间想象力,培养学生的工程设计思维。传统教学过于注重理论知识灌输和终结性评价,不能有效提高学生的综合素养。因此,课程团队以学生发展为中心,以培养学生创新能力和实践能力为目标,嵌入“图以致用”理念,从教学内容、教学方法、教学模式和教学评价四个方面进行了教学改革,实施了赛教与科教双融合的项目式教学,为培养具有卓越工程能力的高级复合型工程人才提供了支撑。

从考古发掘到数字人文:百年西亚印学研究的历史、现状与启示

古代西亚的印章分为平印和滚印,平印产生较早,滚印是两河流域特有的印章形式,贯穿于两河文明发展始终,直到公元1世纪被平印所取代。自19世纪近东考古兴起,西亚印学研究已经历了百余年历史,从最初的印章图录出版,到对印章类型、材质、图像和铭文的专题研究,学者们逐渐探索出西亚印章学研究的独特范式。21世纪以来,随着数字人文的发展,西亚印学研究迎来了新的变革,数据库建设、文字与图像的数字分析、三维虚拟仿真技术以及跨学科研究方式的运用,极大地更新了印学研究的思路与视野,尤其是我国学者“大印学”概念的提出,在国际人文社会学界发出“中国印学声音”,为世界印学的发展做出了原创性贡献。

用于龙舟训练的仿生柔性触觉传感器

为了提高龙舟比赛运动员的训练效果,开发了可用于身体运动识别及压力监测的仿生纤毛柔性触觉传感器。柔性触觉传感器采用了经典的基底-传感层-封装层式“三明治”结构,柔性硅胶基底采用旋涂法制备,传感层为利用Langmuir⁃Blodgett方法得到的大面积碳纳米管传感薄膜,纤毛栽种于传感层,最后封装得到具有仿生纤毛的触觉传感器。由传感器的SEM照片可知,层与层之间的结合特性较好,采用自制的往复测试平台,对传感器进行了测试。传感器耐用性最高可达5500次,最大阻值差可达300%,对于不同方向力的刺激有识别特性,可清晰识别人体的脉搏信号,对未来龙舟训练智能装备开发中的动作识别、力量监测等功能具有较大现实意义。

轮胎阶梯式直压硫化内模具的运动学仿真研究

对225/40R18轮胎的阶梯式直压硫化内模具(简称内模具)进行运动学仿真研究。通过设定连杆和运动副以及用STEP函数控制内模具的运动,进行仿真分析得到了在活塞外杆、活塞内杆、宽鼓瓦、窄鼓瓦中心位置设置的观测点的位移情况。结果表明,阶梯式内模具的运动平稳、连续,且不会发生干涉。

玄武岩纤维增强复合材料力学性能的研究进展

玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)凭借优异的机械性能、热稳定性、耐化学性和耐酸碱腐蚀等优点被应用于航空航天、汽车、土木工程、建筑等各个领域,然而相比于玻纤和碳纤增强复合材料,国内外对BFRP的研究还较少,BFRP的力学性能仍有很大的提升空间。其中,基体与玄武岩纤维之间的界面结合性能对于提高复合材料的力学性能至关重要。综述了BFRP力学性能方面的研究现状,分析了纤维与基体界面结合性能对BFRP力学性能的影响,并总结了几种常见的增强BFRP中纤维与基体界面结合性能方法,以期对高性能BFRP的研究发展及高端应用提供参考。

微纳层叠带状聚丙烯腈初生纤维的制备及性能研究

以聚丙烯腈(PAN)和二甲基亚砜(DMSO)为原料,采用新型微纳层叠挤出技术制备了微纳层叠带状聚丙烯腈(PAN)基初生纤维,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子万能试验机对初生纤维的性能进行了研究。分析了纤维凝固成形过程中空气层高度、凝固浴温度、凝固浴浓度对微纳层叠带状PAN初生纤维性能的影响。结果表明:层叠带状PAN初生纤维相比于传统圆形截面纤维,在纺丝过程中能保持良好的带状截面不变形;并且在空气层高度为30mm,凝固浴温度为45℃,凝固浴浓度为40%工艺条件下制备的层叠带状PAN初生纤维综合性能较好,获得了结晶度为31.3%,晶粒尺寸为4.53nm,拉伸强度为14.60MPa的层叠带状PAN初生纤维。

凝固浴牵伸对微纳层叠带状PAN原丝性能的影响

采用新型微纳层叠挤出技术制备了层叠带状聚丙烯腈(PAN)碳纤维原丝,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能材料试验机和差示扫描量热仪对原丝的性能进行表征,研究了不同凝固浴牵伸倍数对微纳层叠带状PAN原丝截面形态、结晶性能、力学性能以及热行为的影响。研究结果表明,随着凝固浴牵伸倍数的提高,层叠带状PAN原丝的厚度显著减小,线密度显著降低;层叠带状PAN原丝的结晶度和拉伸强度随着牵伸倍数的提高呈现先增加后减小的趋势,凝固浴牵伸倍数为5.5倍时,获得的层叠带状PAN原丝的性能较好。当凝固浴牵伸倍数从5.5倍增加至6.5倍时,原丝的拉伸强度由26.08 MPa降低至23.36 MPa。实验结果表明,凝固浴牵伸倍数为5.5倍下制备的层叠带状PAN原丝具有较好的综合性能,其结晶度为39.1%,拉伸强度和拉伸模量分别为26.08及661 MPa。

熔体静电纺丝纤维细化技术研究进展

聚合物熔体静电纺丝技术是纳米纤维绿色高效制备的重要途径。但受限于熔体黏度高、导电性差和射流冷却快,制备纤维的平均直径往往分布在数百纳米至几十微米,远未达到直径小于100 nm的纳米材料。熔体电纺过程涉及驱动力、表面张力、熔体黏度和射流热交换速率等多种影响成型纤维直径的因素,各因素间相互影响,这使得熔体静电纺丝的纤维细化机理极其复杂。为此,文中从熔体泰勒锥形成和射流牵伸细化2个阶段出发,归纳分析了现有熔体电纺纤维细化研究的方法、工艺及材料体系对纤维直径的影响。研究表明,通过装置设计、材料体系调控和工艺优化来缩小泰勒锥尺寸、增大驱动力、降低熔体黏度并尽量延长射流牵伸细化时间是纤维细化的关键。射流运动状态与温度变化检测系统的设计、高电导率低黏度绿色纺丝专用料的开发以及吹-吸热气流辅助纺丝系统的设计等是熔体电纺纤维细化的研究趋势。

硼酸浸渍碳纤维对激光石墨化效果的影响

在激光石墨化前对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行硼酸(H_(3)BO_(3))浸渍处理,通过改变H_(3)BO_(3)含量和H_(3)BO_(3)浸渍时间考察H_(3)BO_(3)浸渍对激光石墨化效果的影响,采用拉曼光谱仪和X射线衍射仪对石墨化碳纤维的化学结构和微观形貌进行表征。结果表明:微量的硼可以进入石墨片层结构,石墨碳微晶的堆叠厚度L_(c)增大、石墨片层间距d_(002)减小、方位角半高宽减小、结晶度提高,同时石墨化程度提高;而过量的硼使得微晶结晶度和石墨化程度降低;在H_(3)BO_(3)含量和浸渍时间相同条件下,随着激光功率的增加,碳纤维石墨化程度显著提高。

激光辐照碳纤维温度均匀性仿真分析

为解决激光辐照碳纤维温度不均匀引起的石墨化不均匀、模量差别大的问题,利用COMSOL软件建立了高斯与平顶激光辐照碳纤维热传导-热对流-热辐射的仿真模型,对比分析了高斯光强和平顶光强激光辐照碳纤维的升温特性以及温度分布,研究了不同激光辐照下,碳纤维的表面、截面温度分布以及达到烧蚀温度后碳纤维的烧蚀情况。实验结果表明:平顶激光辐照碳纤维的表面、截面温度分布较高斯激光更均匀,整体温差更小;不同激光辐照碳纤维的烧蚀深度呈线性变化,并且平顶激光辐照碳纤维的烧蚀速率更小。因此,平顶激光相较于高斯激光可控性更高,辐照碳纤维的温差更小,使其石墨化程度更均匀。

油／水界面表面活性剂的复配协同机制

采用耗散颗粒动力学(DPD)方法模拟了椰油酸二乙醇酰胺(6501)分别与十二烷基-α-烯烃磺酸钠(DAOS)、椰油酰胺丙基二甲基甜菜碱(CAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)复配体系中表面活性剂在油/水界面的排布行为,探讨了盐度及分子结构对单一和复配表面活性剂界面活性的影响,从界面效率、界面密度和分子排布等角度讨论了油水界面表面活性剂混合体系的复配协同增效机制.

O形橡胶密封圈密封性能的有限元分析

利用ANSYS建立了液压系统中液压缸用O形橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析计算了O形密封圈缸筒和轴套的间隙、密封轴套槽口倒角半径、O形密封圈的截面尺寸、橡胶材料参数、初始压缩率对密封面最大接触压力和剪切应力的影响。结果表明:O形密封圈缸筒和轴套的间隙对剪切应力的影响很大;轴套沟槽宽度、O形密封圈的截面尺寸和橡胶材料参数对密封面最大接触压力的影响很大;初始压缩率对密封面最大接触压力和剪切应力的影响都很大;对于本文分析的结构,在其它条件不变的情况下密封轴套槽口倒角半径对密封面最大接触压力和剪切应力的影响都不大;分析结果验证了长期使用的经验设计。

滑环式组合密封件的研究(Ⅱ)——阶梯形同轴密封件(斯特圈)的有限元分析

利用ANSYS建立了滑环式组合密封圈中应用较广泛的阶梯形同轴密封件(斯特圈)的二维轴对称模型,分析了滑环厚度对密封圈的变形和密封面处接触应力的影响;压缩量对密封件的接触应力、变形和VonMises应力的影响;液体压力对密封圈变形、密封面处接触应力和接触宽度的影响,结果证明随滑环厚度增加,滑环抵御变形的能力增强,密封面处的接触应力增大;压缩量越大密封件VonMises应力增加,变形增大,接触应力出现突变;随液体压力增加,O形圈和滑环变形增大,密封面处接触应力和接触宽度增加。

矩形橡胶密封圈的有限元分析

利用ANSYS建立了矩形橡胶密封圈的有限元模型,分析了初始压缩率和液体压力对矩形圈变形和密封面处接触压力的影响,并与O形圈进行了对比。结果表明,矩形圈密封面处的接触压力随初始压缩率和液体压力的增加而增大;矩形圈较O形圈的接触压力均匀、密封面大、密封效果好且初始压缩率小、老化速度慢、尺寸稳定性好,但矩形密封圈的接触面积大,散热效果差,只能用于静密封。

滑环式组合密封件的研究(I)——方形同轴密封件(格来圈)的分析

利用ANSYS建立了滑环式组合密封圈中应用最为广泛的方形同轴密封件(格来圈)的二维轴对称模型,分析了滑环厚度对接触压力的影响及液体压力对密封圈变形的影响。结果表明密封面处的接触压力随滑环厚度的减小而增加,薄滑环的跟随补偿性较厚滑环好,能够实现良好的密封,验证了滑环式组合密封圈采用“薄环”设计的正确性;所有接触面上的接触压力都随液体压力的增大而增大,密封圈变形也随之增大,薄滑环较厚滑环承受的压力大,此结果对方形同轴密封件的设计及使用提供了理论指导。

夏季南亚高压东西振荡特征研究

用合成分析方法讨论夏季南亚高压东西位置异常时东亚地区高低层环流特征和垂直环流特征,结合大气环流的这些特征讨论了南亚高压东西位置异常对我国东部降水的影响,最后对南亚高压位置异常与海温异常的关系进行了研究。结果表明,南亚高压与500hPa西太平洋副高存在“相向而行”和“相背而去”的关系;南亚高压偏东年850hPa距平风合成表明西太平洋副高增强西伸,长江流域存在距平风的辐合,导致长江流域降水偏多;偏西年西太平洋副高减弱东撤,长江流域为距平北风控制,使得长江流域降水较少。南亚高压偏东(西)年高原西部和我国长江流域上升运动较强(弱)。前期冬季赤道中东太平洋海温偏高(低),则夏季南亚高压的位置易偏东(西)。前期冬季到同期夏季印度洋海温偏高(低),夏季南亚高压偏东(西)。