- 付文丽;权震震;张弘楠;张坤;覃小红;
采用共轭静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维纱线,并在不同温度下将PAN纳米纤维碳化得到碳纳米纤维纱线。以KMnO_4为锰源,通过水热合成法在碳纳米纤维纱线上原位生长纳米二氧化锰(MnO_2),形成MnO_2/C复合纳米纤维纱线,分别采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、数字万用表对碳纳米纤维纱线和MnO_2/C复合纳米纤维纱线的化学组成、表观形貌、电学性能等进行表征,并分析碳化温度对碳纳米纤维纱线的形貌和电学性能的影响,以及水热反应中盐酸浓度对纳米MnO_2形貌和MnO_2/C复合纳米纤维纱线的影响。结果表明:碳化温度越高,得到的纱线表面越光洁,石墨化程度越高,电学性能也越好,1 000℃碳化工艺得到的碳纳米纤维纱线电导率最高,为31.5S/cm;与MnO_2复合后的碳纳米纤维纱线电导率大幅下降,当盐酸与高锰酸钾摩尔浓度比为4∶1时得到的复合纳米纤维纱线的电导率最高,为0.120 0S/cm。
2020年02期 v.46;No.246 175-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 2964K] - 孙俊芬;张逸飞;陈龙;
结合原位合成法和相转化法,利用正硅酸乙酯(TEOS)和硅烷偶联剂3氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性制备聚偏氟乙烯(PVDF)/氨基化纳米二氧化硅(NH2-SiO_2)杂化膜,然后通过磷酸化处理,固定螯合金属锆(Zr),从而提高杂化膜对卵清蛋白的吸附能力,同时改善了杂化膜的亲水性能。当TEOS质量分数为8%时,改性后的磷酸化Zr+PVDF/NH2-SiO_2杂化膜对卵清蛋白吸附量达到最大,为150.7mg/g,且其经过4次吸附洗脱重复循环后对卵清蛋白的解吸附率保持在80%以上,显示该杂化膜具有良好的重复吸附和解吸附能力。
2020年02期 v.46;No.246 182-187+201页 [查看摘要][在线阅读][下载 1894K] - 代文月;刘蓉;于俊荣;王彦;诸静;胡祖明;
将超高相对分子质量聚乙烯(ultrahigh relative molecular weight polyethylene,UHMWPE)溶解后与锦纶6网格布热压复合,采用热致相分离法制得UHMWPE/锦纶复合微孔织物。研究了UHMWPE相对分子质量和质量分数对复合织物厚度、水通量、透气率和水蒸气透过率的影响,并研究了复合织物对紫外光、可见光及红外光的透过性能,计算了复合织物对人体发射红外波段范围内的红外透过率。研究结果表明,采用UHMWPE相对分子质量为100万或400万,质量分数为5%～10%时,其与锦纶6网格布复合形成的微孔织物在波长7～14μm内的加权平均红外透过率达95%以上,且均具有较好的透气性、透湿性和满足服用织物需要的力学性能,同时,该复合织物对紫外光和可见光均有较好的遮蔽性能,可用作凉爽织物。
2020年02期 v.46;No.246 188-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1767K] - 程书通;张云浩;杜嘉豪;张大旭;陈务军;鲁国富;张金奎;
采用户外暴露试验模拟飞艇囊体材料的自然老化,利用耐揉搓性试验模拟飞艇气囊在加工、运输、储存、收放和服役过程产生的折皱损伤,研究了飞艇囊体材料Uretek3216-LV在短期老化和折皱损伤作用下的单轴拉伸性能退化规律。通过试验数据分析,得到了短期老化和揉搓次数对单轴拉伸强度以及拉伸弹性模量影响的曲线。结果表明:随着老化时间的增加,材料经、纬向的单轴拉伸强度有所降低,但拉伸弹性模量略有增加;随着揉搓次数的增加,材料的单轴拉伸强度和弹性模量均明显降低;当老化和揉搓共同作用于材料时,随着揉搓次数的增加,老化时间对材料单轴拉伸力学性能的影响逐渐减弱。研究结果可为Uretek3216-LV材料应用于飞艇气囊的结构设计与分析提供重要依据。
2020年02期 v.46;No.246 194-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 4011K] - 吴丽丽;靳向煜;
研究了不同黏度聚丙烯熔体的表观黏度与切变速率、温度之间的关系,并比较了不同黏度聚丙烯熔体制得的皮芯型纺黏纤维的力学性能和结构。结果表明:随着温度的升高,黏度越大的聚丙烯熔体的表观黏度减小速率越快;随着切变速率的加快,熔体的表观黏度不断减小。在相同的纺黏工艺条件下,低黏度的聚丙烯熔体制得的皮芯型纤维更细,断裂强度更小;与机械牵伸工艺相比,聚丙烯复合纤维的解取向程度改变不明显,黏度越小的聚丙烯复合纤维取向度和结晶度越大。采用不同黏度聚丙烯熔体制备的皮芯型纺黏纤维,仅部分纤维截面会呈现皮芯型结构。
2020年02期 v.46;No.246 202-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1766K] - 张艳玲;罗克胜;俞建勇;李发学;
为提高黏胶纤维的吸水性,以硝酸铈铵(CAN)硝酸溶液为引发剂、丙烯酸(AA)为亲水单体、去离子水为溶剂,采用自由基聚合法进行黏胶纤维的接枝共聚反应。利用红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等对接枝黏胶纤维的结构进行研究,同时探讨了接枝共聚反应条件对改性黏胶纤维接枝率和吸水性能的影响。结果表明,黏胶纤维表面成功接枝上聚丙烯酸,且当硝酸铈铵、硝酸、丙烯酸的质量分数分别为10%、1.0%、2.0%,反应温度为60℃时,改性黏胶纤维的接枝率和吸水倍率达到最大值。
2020年02期 v.46;No.246 207-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 2169K] - 方旖旎;李发学;
以1,4丁二醇(BD)和丁二酸(SA)为原料制备酯化物Ⅰ——聚丁二酸丁二醇酯(PBS),再以BOC(氨基保护基)丝氨醇和SA为原料制备酯化物Ⅱ,将酯化物Ⅰ和Ⅱ熔融缩聚制得BOC-PBSS共聚酯,脱去BOC保护基后制得PBSS共聚酯。利用静电纺技术制备PBSS纳米纤维膜,并通过与CuSO_4溶液进行络合反应制得具有抗菌性的PBSS纳米纤维络合物。利用核磁共振氢谱(1 HNMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)等分别对PBSS共聚酯的结构与性能进行表征,结果表明,BOC-丝氨醇第三单体被成功引入大分子链,且随着其投料比的增加,共聚酯的熔点、熔融焓和结晶度逐渐降低。利用电感耦合等离子原子体发射仪(ICP-AE)研究了PBSS纳米纤维络合物中铜原子的含量,为21.45～46.96mg/g。采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别对所制备的络合物进行抗菌试验,结果表明,随着BOC-丝氨醇第三单体投料比的增加,络合物的抗菌性逐渐增强,且抗菌持久性较稳定。
2020年02期 v.46;No.246 214-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K]
- 杨延波;谢晓田;张雪静;郑永利;朱利民;
将聚乙二醇(SH-PEG)修饰在单层MoS_2纳米片表面并进一步接枝聚乙烯亚胺(PEI),用以连接透明质酸(HA),从而构建一种新的HA-PEI-LA-MoS_2-SH-PEG纳米药物递送系统。用透射电镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见分光光度计、Zeta电位分析仪、动态光散射仪等仪器表征材料的形貌及理化性质。使用盐酸阿霉素(DOX)作为模型药物,研究复合物HA-PEI-LA-MoS_2-SHPEG@DOX的体外药物释放行为。同时,在二硫化钼纳米复合物上负载一种新型的光热剂黑色素(Mel),研究其体外光热效果。结果表明:制备的纳米复合材料HA-PEI-LA-MoS_2-SH-PEG@(DOX/Mel)具有pH和近红外光(NIR)双重刺激响应药物释放的性能;黑色素的加载显著提高了MoS_2纳米复合物的光热效果,具有应用于肿瘤化学光热协同治疗的前景。
2020年02期 v.46;No.246 226-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K] - 张雪静;牛世伟;朱利民;
利用可逆加成断裂链转移(reversible addition-fragmentation chain transfer,RAFT)聚合法合成了二聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸甲酯(DEGMA)接枝的pH和温度敏感的壳聚糖(chitosan,CS)聚合物(CS-g-PDEGMA)。CS-g-PDEGMA与紫杉醇(paclitaxel,PTX)在水相中自组装形成CS-g-PDEGMA/PTX纳米颗粒。用核磁共振氢谱(1 H-NMR)、紫外分光光度计、透射电子显微镜(TEM)以及动态光散射仪(DLS)对CS-g-PDEGMA聚合物进行表征。结果表明,该聚合物的低临界溶解温度(lower critical solution temperature,LCST)为33℃,呈球形且分散良好。体外释药研究表明,CS-g-PDEGMA聚合物有pH和温度响应性,且CS-g-PDEGMA/PTX纳米颗粒的药物缓释效果较好。由此可知该聚合物有望在生物医学领域中得到应用。
2020年02期 v.46;No.246 232-236页 [查看摘要][在线阅读][下载 1910K] - 杨婷婷;高远博;MUTUA Fredrick Nzioka;胡红梅;刘修才;郑毅;王学利;何勇;
利用傅里叶变换红外光谱仪测定了升降温过程中聚酰胺56(PA56)的系列红外光谱,考察了PA56红外光谱中酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带及N—H伸缩振动谱带随温度变化的情况,分析了温度对PA56氢键的影响。研究发现,随着温度的升高,氢键键合羰基与氨基的红外吸收谱带的峰强逐渐减小,而游离羰基、氨基的红外吸收谱带的峰强缓慢增大。由此表明PA56的氢键密度随着温度的升高而降低。
2020年02期 v.46;No.246 237-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 4028K] - 于家学;王小艳;荆丽丽;杜金梅;孙昌;许长海;
为提高生产效率并简化聚乳酸(polylactic acid,PLA)织物的传统染色工艺,利用耐碱的分散染料在碱性条件下对PLA织物进行染色。研究了处理液pH值对PLA织物减量的影响,以及PLA织物的中性染色及碱性染色产品的K/S值及减量率;讨论了碱性染色温度和碱剂用量对PLA织物K/S值和强力的影响;对比了PLA织物有无还原清洗工序的碱性染色产品的色牢度,以及碱性染色与传统染色的工序、配方及产品的颜色深度。结果表明:随着处理液pH值的升高,织物的减量率逐渐增加且碱性条件下更有利于PLA织物的减量;碱性染色织物的减量率及K/S值均高于中性染色产品;随着染色温度的升高和碱剂用量增大,染色织物颜色逐渐变深且断裂强力下降;PLA织物碱性染色产品色牢度好且染色后无需还原清洗;碱性染色比传统染色方法所得织物的颜色更深且碱性染色工艺更加节省能源、水以及时间。
2020年02期 v.46;No.246 243-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 148K] - 吴诗雯;陈小婷;任豪;徐伟成;潘建军;闵洁;何瑾馨;周奥佳;
采用乳液聚合法,以N异丙基丙烯酰胺为温敏性主单体,大分子双烯化合物为交联剂,过硫酸铵为引发剂合成温敏性水凝胶。加入疏水性丙烯酸酯类第三单体以调节温敏性水凝胶的低临界溶解温度(lower critical solution temperature,LCST),用不同温度下温敏性水凝胶的粒径变化表征其相转变行为。结果表明:加入疏水性丙烯酸酯类单体能够有效调节温敏性水凝胶的LCST,且质量分数越高则温敏性水凝胶的LCST越低;丙烯酸酯上的α甲基存在与否对温敏性水凝胶体系的LCST无显著影响;丙烯酸酯类结构上的R基对体系的LCST有显著影响,且R基上碳链越长,LCST降低越多;同时,R基的异构化对降低LCST也表现出明显的差异,其中直链烷基可更有效地降低LSCT,而仲碳结构、叔碳结构对降低LCST的作用依次减弱。
2020年02期 v.46;No.246 248-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 1921K] - 郭栋;邱若愚;焦炳倩;吴状春;
在锂离子电池充放电过程中,电解液与电极材料发生反应,形成的固态电解质膜(solid electrolyte interphase,SEI)随着充放电次数的增加而变厚,这将降低电池的循环稳定性。所制备的人工固态电解质膜(a-SEI)可改善锂离子电池的循环稳定性,其主要成分为使用液相法制备的氟化锂(LiF)、氮化亚铜(Cu3N)纳米颗粒。通过两种不同路径,将两种纳米颗粒先后在锂离子电池正极三元材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O_2(NCM811)电极片表面和活性材料颗粒表面涂覆生成一层a-SEI。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学阻抗谱(EIS)等材料表征和电化学分析方法,解析a-SEI对锂离子电池循环稳定性的影响。结果表明,NCM811材料表面包覆Cu3N作为a-SEI的电化学性能最好,相比纯NCM811材料,50周循环后的容量保持率可提升26.5%。
2020年02期 v.46;No.246 254-259+281页 [查看摘要][在线阅读][下载 2233K]
- 姚达琛;堵威;唐漾;
针对四旋翼路径跟踪控制问题,研究了基于扩张状态观测器(extended state observer,ESO)、积分滑模控制器(integral sliding mode controller,ISMC)及反步法(backstepping)的四旋翼控制算法。构造了一种考虑姿态控制器响应过程的无人机控制模型;设计了扩张状态观测器对扰动进行观测,并构建了积分滑模控制器以估计扰动观测误差;设计了基于反步法的抗干扰路径跟踪控制算法,利用扩展状态观测器估计的扰动信息,通过补偿方式较好地消除了扰动影响。仿真试验表明,该方法具有良好的轨迹跟踪性能和抗干扰能力。
2020年02期 v.46;No.246 260-268页 [查看摘要][在线阅读][下载 2568K] - 冯太锐;苗玉彬;赵爽;
提出一种基于深度卷积神经网络的化妆品塑料瓶表面缺陷检测算法。采用百万像素级别的工业相机采集大量的塑料瓶图像样本,并通过HSV(hue,saturation,value)颜色空间变换和Otsu阈值分割等方法对图像进行预处理。采用随机图像变换法对数据集进行增强,并对图像进行标准归一化处理。在卷积神经网络模型中应用深度可分离卷积和Dropout技术以减少参数量,从而避免过度拟合。使用训练样本集训练该模型,并在测试集中将结果与几种经典图像识别算法进行比较分析,结果显示,本文算法的识别准确率高达约0.97。由此表明本文算法的效果优于其他经典算法,有望将其应用于化妆品塑料瓶缺陷检测的工业自动化系统,以提升缺陷识别效果,从而提高生产效率。
2020年02期 v.46;No.246 269-274页 [查看摘要][在线阅读][下载 2195K] - 郭庆;何劼恺;苏海涛;王兴建;
目前扬声器异常音检测中,主要使用人工听音和工程师依据经验设置门限法,受主观因素影响大,且不能实现扬声器异常音的分类。为此,提出了一种新的扬声器质量评价方法,即基于心理声学模型和粒子群优化的支持向量机扬声器异常音检测方法。提取并标记扬声器声音响应信号,将其输入心理声学模型,得出心理声学能量均值并输入支持向量机;利用粒子群算法进行调优,最终得到具有最优参数的支持向量机。经试验验证,该模型的检测准确率达到98%。与音色特征法相比,其检测准确率得到较大的提高并实现了异常音分类。
2020年02期 v.46;No.246 275-281页 [查看摘要][在线阅读][下载 2906K] - 朱晨青;李忠健;潘如如;
颜色测量对于迷彩面料的色彩分析、产品设计、质量控制有着重要的指导意义。针对由织物组织纹理和图案的多样性造成测色难度增大的问题,提出一种迷彩面料图案分割的方法,并提取色彩信息加以分析。利用数码相机进行迷彩面料图像的采集,利用Mean Shift聚类算法将图像分割成不同颜色的色块,再用神经网络回归实现图像从RGB(red,green,blue)颜色空间到Lab颜色空间的转换,并通过正态分布法对迷彩颜色进行分析测量。试验结果表明:提出的图像处理方法可实现迷彩服面料颜色的自动分割;与Datacolor分光测色仪测色结果相比,正态分布法分析得到的平均色差不超过2。
2020年02期 v.46;No.246 282-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 2778K]
- 董虎;王保兴;李巍;曹毅;
针对软体气动驱动器的变形机理,以气动驱动软体手为研究对象,开展了基于单向气动驱动器的软体手指弯曲和摆动机理的研究。设计了气动驱动软体手,其弯曲和摆动结构均由多个相互连通的气室和一个不可延伸层组成。当相邻气室因充气膨胀而相互挤压时,气室受到不可延伸层的约束,实现了弯曲和摆动变形。为进一步考察软体手的变形机理,对620#T超弹性硅橡胶材料的非线性力学特性进行了研究,测定了其材料常系数。基于Yeoh模型密度函数,结合空间力矩平衡方程,建立了驱动压强和曲率半径的理论模型,并开展了软体手指弯曲及摆动变形的仿真研究,结果证明了理论模型的正确性。研究结果可以为其他基于气动驱动的软体结构变形机理研究提供理论基础。
2020年02期 v.46;No.246 288-296+303页 [查看摘要][在线阅读][下载 3459K] - 杨崇倡;李飞;冯培;周炜;吴瑛戟;陈基茗;
为解决优质进口墨水与笔头匹配问题并保证中性笔的书写性能,基于有限元分析法,考虑中性墨水流变特性、笔头结构参数及加工误差等对出墨量的影响,建立中性墨水与笔头匹配的出墨量仿真模型并进行修正。结果表明,该出墨量模型的仿真结果与实际测试结果相近。该模型为中性墨水与笔头结构匹配出墨量的有效仿真提供了一种新方法,有助于提高出墨量仿真结果的准确性。
2020年02期 v.46;No.246 297-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 2184K] - 徐昊月;孙志宏;
针对多层织物织造过程中,各层纬纱打纬力需保持一致以及需要减少钢筘与纱线之间摩擦的要求,提出八连杆平行打纬机构,并根据工艺要求对打纬机构进行优化。以打纬机构的主轴转动140°时,筘座在后心位置处的近似静止位移Δs最小为优化目标,通过Matlab软件分析确定设计变量,优化钢筘在后死心位置的近似停留时间。运动学仿真结果表明,优化后的打纬机构不仅保证了钢筘的打纬动程和其在后死心处的静止时间,而且增大了钢筘的惯性打纬力,有利于厚重织物的打纬。
2020年02期 v.46;No.246 304-307+327页 [查看摘要][在线阅读][下载 785K] - 丁彩红;童云;
随着地毯簇绒机主轴系统的高速化,主轴的不平衡响应与振动响应将会加大,继而影响地毯簇绒质量。因此,针对一般地毯簇绒机主轴系统,在尽量减少结构形式改变的原则下,提出了一种平衡轴方案,设计了一种新型的主轴系统,采用传递矩阵法建立主轴系统的数学模型,并应用Matlab软件进行仿真分析。结果表明,相比一般簇绒机主轴系统,这种采用平衡轴的主轴系统在高速运转时的横向和纵向最大振动位移减小约40%,其动态平衡和减振效果明显。
2020年02期 v.46;No.246 308-313页 [查看摘要][在线阅读][下载 2104K]