剪切增稠流体在Kevlar复合材料中的应用研究进展

高强度、高韧性、低密度的凯夫拉(Kevlar)材料在防护领域广泛应用,但直接使用Kevlar织物制备防护材料会使其过于笨重。因此,人们研究了轻质灵活的Kevlar复合材料,使用剪切增稠流体来增强其性能。本综述总结了使用不同分散相和分散介质的剪切增稠流体浸渍Kevlar复合材料的研究进展,旨在为防护材料的后续研究提供思路。

“雨课堂+BOPPPS”教学模式在园艺植物育种学课程中的应用

园艺植物育种学是园艺专业的一门核心课程,传统教学模式下以教为主,忽略了学生学的过程,存在教学方法单一、教师和学生互动性差等问题。为激发学生学习兴趣,提高学习参与度,该课程采用了“雨课堂+BOPPPS”教学模式。结果表明:学生学习态度更加端正,学习模式逐渐从被动接受式向主动参与式转变,学习兴趣、自主性和积极性提高,平时学习情况和考试成绩均得到改善。总之,该教学模式的实施在园艺植物育种学教学中取得了一定成效。

高密度聚乙烯/硅烷偶联剂改性硫酸钙晶须复合材料的制备与性能

以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性的硫酸钙晶须(CSW)为高密度聚乙烯(HDPE)的填料,采用熔融共混法制备了HDPE/CSW复合材料。通过SEM、XRD、TG、DSC表征了KH570改性的CSW对复合材料HDPE/CSW的性能影响。结果表明,改性CSW质量分数为20%时,HDPE/CSW的拉伸和弯曲强度比纯HDPE分别增加9.28%和33.04%,且易产生异相结晶,提升了HDPE/CSW复合材料的耐热性和结晶度。纯HDPE的热降解反应活化能为244.11 k J/mol,改性CSW质量分数为50%时,HDPE/CSW复合材料的热降解反应活化能降到236.99 kJ/mol,表明CSW提升了HDPE/CSW复合材料的热降解反应速率,扩展了复合材料的使用范围。

HDPE/BaSO_(4)复合材料的制备及热氧老化性能

通过熔融共混制备了不同BaSO_(4)含量的HDPE/BaSO_(4)复合材料,为了解决HDPE自身耐热老化性能不足等问题,加入抗氧化剂,并对HDPE/BaSO_(4)复合材料进行热氧老化测试。随着热氧老化时间延长,添加抗氧化剂之后的HDPE/BaSO_(4)复合材料裂痕数量和宽度减少,断裂拉伸率和拉伸强度下降趋势有所减缓,热稳定性也有一定的提升,性能衰减速率变慢,同时HDPE/BaSO_(4)复合材料的结晶温度、熔融温度及结晶度降低,优化了HDPE基体结晶速率,使分子结构更稳定。

PEO改性PVDF/SMA膜结构和性能

将聚氧化乙烯(PEO)添加到聚偏氟乙烯/苯乙烯马来酸酐树脂(PVDF/SMA)膜体系中,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了添加不同PEO含量的PVDF/SMA共混膜。其中PEO质量分数为2%的共混超滤膜性能最好,水通量为531.1L/(m^(2)·h),牛血清蛋白(BSA)截留率为65.8%,水接触角为63.6°,膜剥离强度为0.2756kN/m。接着以PVDF/SMA膜为主要研究对象测试了凝固浴温度对共混超滤膜的纯水通量以及BSA截留率的影响,该实验的结果表明凝固浴温度的改变对膜性能没有产生明显的影响。因此,选择在常温凝固浴温度下测试不同凝固浴成分对共混膜性能的影响。探究了膜在凝固浴成分分别为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(质量分数为3%、6%、9%)、氯化钠(NaCl)(0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L)和乙醇(质量分数为3%、6%、9%)时的膜性能变化,以及对各个组分得到的膜样本进行扫描电子显微镜(SEM)表征。结果表明,随着DMAc含量增加,膜表面的孔在减少,且膜皮层的厚度增加,使得膜的水通量减少而BSA截留率提高。而随着NaCl浓度的升高,共混膜表面的孔结构发生改变,孔数量增多,内部指状孔数量变多变窄,膜通量逐渐增大,BSA截留率降低。同样,随着凝固浴中乙醇含量的增加,膜表面孔数量增加,指状孔变窄孔壁增厚,共混膜的水通量有所提升,BSA截留率降低。总之,存在一个平衡点,采用合适的凝固浴成分和适量的浓度,可以显著提升共混膜部分性能。此外,膜的长期运行稳定性实验结果表明得到的共混膜具有较好的抗污染性和长期运行稳定性,在实际污水处理中具有良好的应用前景。

磷杂菲衍生物的合成及对环氧树脂阻燃性能与热降解行为的影响

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)与对苯醌为原料,合成10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10硫化物(DOPS-HQ),采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振和高分辨质谱确定其结构,并将其应用于环氧树脂(EP)的阻燃改性。采用热重分析、垂直燃烧、极限氧指数、锥形量热和热重-红外光谱联用(TG-FTIR)等手段研究了阻燃剂DOPS-HQ对EP的热稳定性、热降解行为及阻燃性能的影响。结果表明,阻燃剂DOPS-HQ能提高复合材料的热稳定性和残炭量,改善材料的阻燃性能,降低其热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)。当DOPS-HQ的质量分数为15%时,复合材料的极限氧指数(LOI)值提高至32.5%,达到UL-94 V-0级,其PHRR和THR分别降低了32.7%和38.2%。TG-FTIR结果表明,DOPS-HQ/EP在热降解过程中会产生含磷自由基(PO·,HPO_(2)·,PO_(2)·等)作为H·,O·或HO·自由基的捕捉剂,从而主要在气相中发挥阻燃作用。

硅烷偶联剂对低含量碱式硫酸镁晶须/聚丙烯复合材料的结晶行为及力学性能的影响

选用十六烷基、氨基、环氧基3种不同硅烷偶联剂,先对碱式硫酸镁晶须(MOSw)进行表面处理,再与聚丙烯(PP)熔融共混改性,结合偶联剂的处理、加工工艺、树脂协同复配等技术,制备了低MOSw含量(质量分数仅为3%)的MOSw/PP复合材料,利用场发射扫描电镜、红外光谱、差示扫描量热仪等分析测试手段,探讨了3种硅烷偶联剂对MOSw红外光谱和微观形貌的影响以及对MOSw/PP复合材料的结晶行为、力学性能的影响,并分析了其变化规律及机理。结果表明,3种硅烷偶联剂中,十六烷基硅烷由于—C16H33基团的碳链最长、极性小,对MOSw的分散效果最好,环氧基硅烷次之,氨基硅烷最差;MOSw的加入对PP的结晶起到了阻碍的作用,硅烷偶联剂改性后提高了MOSw的分散性,进一步阻碍了PP的结晶,添加十六烷基硅烷改性晶须的复合材料的结晶度最低,仅为39.3%,与纯PP的结晶度相比下降了14.4%,并且添加十六烷基硅烷、环氧基硅烷改性的MOSw,加快了复合材料结晶速度;经十六烷基硅烷改性的MOSw与PP的结合力最好,基于3%质量分数的MOSw制备的复合材料的性能得到了大幅度的提升,密度仅0.963 g/cm^(3),与纯PP的力学性能相比,弯曲模量提高了116%,达到了2323 MPa,拉伸强度提高了7.8%,缺口冲击强度提高了2.5%,性能好、密度低,可用于制备轻量化的产品。

HDPE/Na_(2)SO_(4)复合材料的热降解动力学研究

利用硅烷偶联剂(KH570)改性Na_(2)SO_(4) 填充高密度聚乙烯(HDPE)制备HDPE/Na_(2)SO_(4) 复合材料。通过TG-DTG方法分析复合材料的热降解过程;利用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法及Coast-Redfern 方程分析HDPE/Na_(2)SO_(4) 复合材料的非等温热降解动力学数据,计算其活化能、指前因子并推测热降解反应机理及动力学方程。结论显示:(1)Na_(2)SO_(4) 的掺杂提升了HDPE/Na_(2)SO_(4) 复合材料的残炭量及初始降解温度和峰温值,并产生热滞后效应。(2)HDPE/Na_(2)SO_(4) 复合材料样品(9-1,8-2,7-3,6-4,5-5,HDPE)通过Kissinger法计算出活化能为240.262kJ/mol,229.104 kJ/mol,225.723 kJ/mol,238.885 kJ/mol,256.021 kJ/mol,244.110 kJ/mol;lgA K 分别为19.485,18.669,18.497,19.382,20.549,19.648;FWO法对应的平均活化能为:234.57 kJ/mol,235.08 kJ/mol,228.19 kJ/mol,225.03 kJ/mol,189.50 kJ/mol,262.8 kJ/mol;而 Coast-Redfern 方程得到HDPE/Na_(2)SO_(4) 复合材料热降解机理函数为g( α )=[-ln(1- α )] 3/4 ,反应级数=3/4,热降解机理为随机成核和随后生长反应。

碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽材料研究进展

电子设备的快速发展不仅使得电磁污染成为人们生活中的一个严重问题,同时它们的干扰也会导致其他电子设备和系统出现故障。碳系材料因具有质量轻、电导率高、来源广、耐腐蚀、低密度以及优异的化学稳定性和机械性能,可用于研发轻质的电磁屏蔽材料。然而,碳材料和聚合物之间的分散性却很差,为此,大量的研究人员采用了界面设计来解决该问题。笔者通过对炭黑、石墨、碳纤维、石墨烯、碳纳米管等碳系填料的结构、性能特点、碳填充物/聚合物的界面设计的研究的梳理,提出了构建“薄、轻、宽、强”的高性能屏蔽材料仍然是电磁干扰(Electromagnetic interference, EMI)屏蔽材料领域的关注要点,未来用于EMI屏蔽的碳材料将集中在轻质设备上。

轮作豆科植物对马铃薯连作田土壤速效养分及理化性质的影响

合理轮作天蓝苜蓿（Medicago lupulina L.）、陇东苜蓿（Medicago sativa L.）和箭筈豌豆（Vicia sativa L.）3种豆科植物对马铃薯连作田土壤速效氮、速效磷及速效钾含量有不同程度的促进作用。对于马铃薯2年以上连作田，轮作3种豆科植物均能起到提高土壤氮素有效性的作用，速效氮含量最高提高476%，且可显著提高3年以上连作田速效磷含量，增幅最高可达207%。对于3～4年连作田，轮作天蓝苜蓿可提高土壤速效钾含量，筈其他连作年限及轮作箭豌豆和陇东苜蓿均没有提高土壤速效钾含量。轮作豆科植物后，不同连作年限马铃薯连作田土壤电导率值均显著下降，与对照相比，土壤的电导率值最大降低69.7%，说明实施马铃薯-豆科植物轮作对防止马铃薯连作田土壤盐渍化有显著效果。轮作豆科植物使连作田土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均显著提高。从第2年连作开始，轮作豆科植物对后茬马铃薯产量产生明显影响，第3～4年连作期间，筈轮作天蓝苜蓿和箭豌豆对后茬马铃薯增产效果较明显。

抗氧化剂对硫酸钙晶须/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

高密度聚乙烯(HDPE)存在耐热老化性、耐候性不足和易变性等缺陷,为此通过共混挤出制备了偶联剂改性硫酸钙晶须(CSW)/HDPE复合材料,并添加抗氧化剂1010作用于力学性能较优异的复合体系。通过扫描电镜观察到添加1010可减少复合体系的表面裂纹;力学性能测试表明,抗氧化剂1010对复合体系的力学性能具有抗老化效果,氧化时间为40 d时,抗老化效果更佳,保有率差最高为6.41%;通过热失重分析和差示扫描量热分析研究复合体系的热性能和结晶性能,证实抗氧剂1010可有效抑制热氧老化对偶联剂改性CSW/HDPE复合材料的损耗程度,阻止复合体系前期的热降解,使热性能更稳定,并提高了复合体系的结晶度。

聚偏氟乙烯/多壁碳纳米管电磁屏蔽复合薄膜的制备与性能

导电聚合物基电磁屏蔽复合材料以低渗透阈值和轻薄可加工为重要研究目标。论文采用多壁碳纳米管(MW-CNTs)作为导电填充颗粒、聚乙烯吡咯烷酮PVPK30作为分散剂,通过简单的溶液混合和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)非织造布刮膜法制备出具有三维网状的聚偏氟乙烯(PVDF)/MWCNTs复合薄膜。通过旋转黏度计测试得出MWCNTs质量分数低于5%时易于保存和加工;通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、四探针电阻率测量仪、矢量网络分析仪以及接触角测试仪的分析结果得出,当MWCNTs质量分数在3%附近时达到渗流阈值,复合材料的β相增加明显,MWCNTs分散均匀,结晶性能良好,3mm和5mm的复合薄膜导电率增长率分别高达90.20%和72.20%,电磁屏蔽增长率分别高达57.41%和45.84%,并且MWCNTs含量会正向影响薄膜的导电、电磁屏蔽和润湿性能,所得的导电PVDF基薄膜在较薄厚度时具有优异的EMI屏蔽性能,可应用于轻薄可加工的穿戴设备领域。

陇中半干旱区马铃薯集雨限灌效应研究

采用大田试验与实验室分析相结合的方法,研究了集雨限灌对旱作马铃薯田蒸散量、灌水利用率、产量、产量性状及薯块品质的影响。结果表明,集雨限灌45mm条件下马铃薯水分利用效率(WUE)显著提高,在此基础上增加灌水量,WUE降低;苗期限灌处理的WUE和灌水利用效率(IWUE)均高于薯块膨大期;苗期限灌45mm处理综合用水效率较高。限灌可提高旱作马铃薯产量、大薯率与中薯率,降低小薯率,苗期限灌有利于大薯率的提高,薯块膨大期限灌有利于中薯率的提高;限灌降低马铃薯单株结薯数,可提高单株薯产量;超过45mm后随限灌量的增加,产量增加不显著,绿薯率和烂薯率显著增加。限灌能降低马铃薯薯块淀粉含量,提高薯块蛋白质含量。苗期限灌45mm为半干旱区马铃薯最佳集雨限灌模式。

半干旱雨养农业区集雨补灌对马铃薯田水分运移的影响

采用大田试验方法,研究集雨补灌对旱作马铃薯田水分运移规律和产量的影响。结果表明,对马铃薯有效的土壤水分主要分布在80 cm以上土层,苗期补灌45 mm处理水分利用效率(WUE)最高,且收获后不同土层中滞留的水分较少;在此基础上再增加补灌量,马铃薯产量增加不显著,WUE显著降低。集雨补灌增加了马铃薯棵间蒸发量(E)和植株蒸腾量(T),90 mm高额补灌处理在前、中期棵间蒸发量较高,收获后80 cm以下深层贮水量显著高于45 mm及45 mm以下补灌处理。45 mm与90 mm补灌处理植株蒸腾量差异不显著,马铃薯生长后期,苗期补灌与薯块膨大期补灌植株蒸腾量差异亦不显著;苗期45 mm补灌处理蒸腾量与蒸发量比率(T/E)比较高,其综合用水效率较高。

沟垄覆膜对旱作马铃薯土壤养分运移及产量的影响

为了明确沟垄覆膜种植方式对旱作马铃薯田养分运移规律及产量的影响，试验设置平畦不覆膜（T1）、平畦覆膜（T2）、全膜双垄沟播（T3）、全膜双垄垄播（T4）、半膜膜侧种植（T5）及半膜沟垄垄播（T6）6个处理，研究了不同沟垄覆膜条件下0～40 cm土壤养分运转分配规律及马铃薯产量表现。结果表明，通过沟垄覆膜处理能促进土壤有机质分解,显著提高马铃薯根区土壤速效氮、速效磷和速效钾含量。在全生育期，各处理0～20 cm土壤速效氮、速效磷和速效钾含量变化规律基本一致，均呈先上升后下降趋势，7月份含量最高，且各沟垄覆膜处理均高于T1；20～40 cm土壤速效氮磷钾含量变化规律为先下降后上升再下降，以8月份养分含量最高，各处理间差异显著；而各沟垄覆膜处理0～40 cm土壤有机质含量均低于T1。与T1相比，T2、T3、T4、T5和T6分别增产36.3%、59.7%、60.5%、47.6%和46.0%，其中T4产量最高。沟垄覆膜种植提高了大薯率和中薯率总和。各处理综合表现以T4最好。

保水剂对旱作马铃薯土壤水分特性及马铃薯产量形成的影响

以大田试验为基础,研究了不同保水剂种类(中大号、大号和超大号)对旱作马铃薯产量形成及农田土壤水分特性的影响.结果表明,施用不同类型的保水剂均能显著提高马铃薯的田水分利用效率(WUE),与不施保水剂相比较,WUE分别提高了28.70%、50.35%和45.51%,以大号(2101L型)保水剂处理下的最高;施用保水剂明显降低了马铃薯薯块的小薯率和烂薯率,提高了大薯率、中薯率和单株薯质量,其产量比对照分别提高59.68%、60.49%和36.29%,亦以大号保水剂处理下的产量最高.

遮光处理对西葫芦幼苗形态特征及光合生理特性的影响

研究了不同遮光处理对西葫芦幼苗形态及光合生理特性的影响.结果表明,在60%透光率条件下,西葫芦幼苗具有较高的相对生长率、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、单叶水分利用效率、饱和蒸汽压、表观量子效率和叶绿素含量,而胞间CO2浓度较低;西葫芦幼苗具有较高的光饱和点(1 125μmol.m-2.s-1)、较低的光补偿点(15.2μmol.m-2.s-1).弱光下西葫芦幼苗较耐低浓度CO2,而强光下的幼苗较耐高浓度CO2.60%透光率下西葫芦幼苗叶片丙二醛和脯氨酸含量最低,而过氧化物酶和过氧化氢酶活性则最高.

集雨限灌对旱作马铃薯产量及水分利用效率的影响

在大田条件下研究了集雨有限补偿灌溉对旱区马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明，补灌能显著提高旱作马铃薯的产量、水分利用效率和经济系数。与对照相比，补灌处理产量增幅在3．99％～21．21％之间，苗期补灌产量高于薯块膨大期补灌，苗期补灌45mm具有超补偿效应，补灌90mm具有高补偿效应。低定额补灌有利于水分利用效率和灌水利用效率的提高，且苗期补灌高于薯块膨大期补灌。补灌明显降低了薯块小薯率而提高了大薯率和中薯率，另外单株薯重也提高了，单株薯重与大薯率对马铃薯的产量贡献最大。综合分析认为苗期补灌45mm和90mm是最优补灌方案和备选方案。

高温强光下Ca^(2+)对西葫芦幼苗膜质过氧化、抗氧化酶系统及热耗散的影响

为探明不同浓度外源Ca2+对高温强光胁迫下西葫芦植株幼苗的影响,本试验选用西葫芦(Cucurbitapepo L.)品种"阿兰一代"为试验材料,通过外源喷施不同浓度CaCl2溶液,研究了Ca2+对高温强光胁迫下西葫芦幼苗叶绿素荧光特性、膜质过氧化及抗氧化酶系统的影响。结果表明,较低浓度Ca2+处理(5~20 mmol.L 1)可有效提高高温强光下西葫芦幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子自由基(O2&)含量和膜透性,还原型谷胱甘肽(GSH)含量升高;同时西葫芦叶片PSII的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)较高,而非光化学猝灭系数(NPQ)较低。说明5~20 mmol.L 1Ca2+处理对高温强光胁迫具有明显的缓解作用,同时其热耗散较小。当Ca2+处理浓度超过40 mmol.L 1时对高温强光胁迫缓解效应不明显。

高温强光胁迫对西葫芦幼苗光合生理特性及荧光参数的影响

研究高温强光交叉胁迫对西葫芦幼苗光合生理特性和荧光参数的影响。结果表明:高温强光下西葫芦幼苗的光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)均显著低于适宜温光处理。处理28 d后,高温强光处理的胞间CO2浓度(Ci)显著高于适宜温光处理,而蒸腾速率(Tr)则显著低于正常温光处理。另外,高温强光下叶片的等离子体源离子注入(PSⅡ)技术最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、开放PSⅡ中心激发能捕获效率(Fv′/Fm′)和光化学猝灭系数(qP)和叶绿素含量均不同程度的低于适宜温光处理,而NPQ和丙二醛含量却显著升高,细胞膜透性增大。