锌离聚物原位诱导环氧橡胶动态硫化制备聚乳酸基热塑性弹性体

聚乳酸(PLA)是一种原料来源于可再生资源的可生物降解聚酯材料,具有广阔的发展前景,以PLA为基体制备的动态热塑性硫化弹性体(TPV)符合可持续发展要求。为了制得新型生物基TPVs,并研究温度和EMAA-Zn用量等因素对材料力学性能及微观形态的影响,分别以PLA和聚(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸环氧甘油酯)三元环氧橡胶(EBA-GMA)为塑料和橡胶相,聚(乙烯-丙烯酸)锌离聚物(EMAA-Zn)为硫化剂,通过动态硫化法制备了PLA基TPV材料。结果表明:在一定温度范围内(185~210℃),升高温度有利于ENA-GMA的交联,该体系最佳混炼温度为210℃。由力学性能数据分析得到,当PLA/EBA-GMA/EMAA-Zn三元TPV共混体系质量比为30.0∶70.0∶7.5时,样品的力学性能最佳,拉伸强度为14.2 MPa,拉断伸长率高达500%,而当EMAA-Zn质量分数较高(≥7.5%)时,样品的表面硬度逐渐变大,样品的断裂伸长率开始下降。从扫描电镜和透射电镜照片可知PLA基TPV样品呈现出TPV特有的"海-岛"相结构,即PLA为连续相,橡胶为分散相。这意味着反应后体系发生了相反转。     

洋葱假单胞菌产脂肪酶条件的优化

采用Rashid N p-nPP比色法,通过单因素试验和正交试验对洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia)产脂肪酶的培养基主要成分和发酵条件进行优化,以提高聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的生物降解速率。结果表明,该菌种产脂肪酶的最适培养基为菜子油5.0 g/L,酵母膏0.5 g/L,乳化剂Tween-60 2.5 g/L,培养基初始pH 8.0;最适培养条件为接种量9%,培养温度35℃,摇床转速130 r/min,培养时间3 d。在此优化培养基条件下,洋葱假单胞菌产脂肪酶活性可达32.935 U/mL。     

聚(3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸共聚酯)降解菌株的选育及其降解特性

从工业污水中筛选出一株可高效降解聚(3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸共聚酯)(P3/4HB)的真菌菌株,经形态学鉴定和系统发育学分析,鉴定该菌株为烟曲霉,命名为Aspergillus sp.DS0906。该菌株还能够特异性降解高分子聚酯聚3-羟基丁酸酯、聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基戊酸共聚酯)和聚丁二酸丁二醇酯,但是不能降解聚乳酸和聚ε-己内酯。菌株发酵粗酶液的最适反应温度为60℃,在10~50℃之间酶的温度稳定性较好,最适反应p H值为6.0,在p H=6.0~8.0的范围内稳定性较高。Aspergillus sp.DS0906粗酶液降解P3/4HB的产物为羟基丁酸单体,推测降解酶以每次剪切一个羟基丁酸单元的外切酶模式发挥降解作用。     

有机蒙脱土改性麦秸粉/聚3-羟基丁酸酯复合材料的性能

为实现小麦秸秆高值化利用,降低聚3-羟基丁酸酯(PHB)生产成本,同时综合提高麦秸粉(WSF)/PHB复合材料的物理力学性能和热性能。通过有机蒙脱土(OMMT)熔融共混改性WSF/PHB复合材料,热压—冷压工艺制备复合材料,探究OMMT添加量对复合材料性能的影响。结果表明:复合材料经OMMT改性后,OMMT层间距增大,部分PHB分子链进入OMMT层间,制备得到了插层型复合材料,复合材料的界面相容性得到改善。当OMMT添加量为1%时,相比对照组,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量、冲击强度分别提高了13.49%、13.78%、9.52%、15.53%、12.59%,吸水率下降了2.15%,复合材料的结晶度相比对照组提高了12.73%。OMMT的加入降低了复合材料的起始分解温度,但提升了复合材料的热稳定性及高温耐烧蚀性能。     

玉米基混合化工醇减压精馏分离1,2-丁二醇的工艺研究

为从玉米基混合化工醇(混合二元醇)中分离出高浓度1,2-丁二醇提供参考,采用气相色谱仪分析,检测器为火焰离子化检测仪(FID),进行减压精馏分离1,2-丁二醇的条件优化试验。结果表明:在精馏中应使用1,2-丁二醇含量为50%～60%、温度70～80摄氏度的混合二元醇,进料位置在第5塔板处,出料位置在第20挡板处,回流比为10∶1条件下,得到产品1,2-丁二醇的纯度达99.0%。     

多粘芽孢杆菌中2,3-丁二醇脱氢酶的克隆和表达

将来自于多粘芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)中的2,3-丁二醇脱氢酶基因pla C在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中进行了诱导表达,并对其酶学性质进行研究。结果表明,该基因的表达产物主要是生成内消旋型2,3-丁二醇,其氧化2,3-丁二醇的最适温度是50℃,最适pH为10,而还原乙偶姻的最适温度为60℃,最适pH为6。     

高强度聚偏氟乙烯纤维的熔融纺丝法制备

为得到高拉伸强度的聚偏氟乙烯(PVDF)纤维,通过正交试验和单因素试验,研究了熔融纺丝法制备PVDF纤维的工艺条件,并利用热分析(DSC)、红外光谱法(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验研究了纤维的晶体结构、晶区取向和力学性能.研究结果表明:纺丝过程中影响纤维拉伸强度的因素主次顺序为卷绕速度＞喷头温度＞喷嘴直径＞入水距离,最优条件为卷绕速率10.2 m/min,喷头温度240℃,喷嘴直径2.0 mm,入水距离40 cm;初生纤维既含有α晶型,也有β晶型,冷拉伸使得纤维发生α→β晶型转变,总体结晶度和取向度均有提高,拉伸强度明显提高,并在最大拉伸倍数6.5倍左右达到最大值591 MPa.     

氯化胆碱/尿素低共熔溶剂改性木质素的环氧固化体系

采用氯化胆碱(ChCl)和尿素(U)在温和的条件下制备低共熔溶剂(ChCl/U-DES),用该溶剂处理玉米芯酶解木质素(CEL)后用于双酚A型环氧树脂(E-51)的固化剂(ChCl/U-DES-CEL)。结合DSC、TG和DMA测试,对树脂的固化工艺及固化后树脂的拉伸性能、热稳定性和动态热机械性能等加以分析与表征,阐明其固化作用机理。结果表明:经ChCl/U-DES改性后的木质素体系可以不经分离直接用作环氧树脂的固化剂,在140℃预固化2 h后再在160℃固化2 h的条件下,ChCl/U-DES-CEL固化剂的用量仅为E-51质量的1/8,明显低于常规聚酰胺固化剂(PA650)的用量,且增加树脂热稳定性效果显著,所得到的固化树脂的拉伸强度、初始热分解温度和玻璃化转变温度分别比对照样增加了30.2%、30℃和54℃;储能模量在30℃时达1 874 MPa,比对照样PA650/E-51提高了77.5%。     

N503为载体的支撑液膜体系中W(Ⅵ)的传输

【目的】探求支撑液膜法迁移W(Ⅵ)的最佳条件。【方法】采用多孔聚偏氟乙烯膜-N,N-二(1-甲基庚基)乙酰胺(N503)-煤油支撑液膜体系,研究了W(Ⅵ)的传输行为,考察了膜浸湿时间、搅拌速度、料液相pH、载体体积分数、W(Ⅵ)起始浓度、反应体系温度、离子强度和迁移时间等因素对W(Ⅵ)传输的影响,确定了最佳传输条件,并在此条件下对W(Ⅵ)、Mo(Ⅵ)进行了分离。【结果】多孔聚偏氟乙烯膜-N,N-二(1-甲基庚基)乙酰胺(N503)-煤油支撑液膜体系传输W(Ⅵ)的最佳条件为:膜浸湿时间70 min,搅拌速度为350~400 r/min,料液相pH为4.0~4.5,载体体积分数为25%~30%,水相离子强度为0.3~0.6,反应体系温度为288~308 K,W(Ⅵ)的最佳起始浓度为1.0×10-4~8.0×10-4mol/L,迁移时间为90 min,在此条件下W(Ⅵ)的迁移率可达95%以上。【结论】利用以N503为载体的支撑液膜体系和研究建立的W(Ⅵ)传输条件,可以实现W(Ⅵ)与Mo(Ⅵ)的分离。     

温度对牛粪与番茄秸秆厌氧发酵产气的影响

以挥发性固体(VS)占物料干质量(TS)43.72%的鲜牛粪与VS/TS为86.61%的番茄秸秆为发酵原料,利用10 L厌氧发酵罐为反应器,设置25,30,35,40℃共4个反应温度,进行为期80 d的厌氧发酵试验,以探究不同温度对鲜牛粪与番茄秸秆混合干物质比为1∶1厌氧发酵产气特性的影响。结果表明,在该试验设置下,鲜牛粪与番茄秸秆适宜的发酵温度为35℃,其累积产气量为(148.09±2.95)L,产甲烷量为(91.52±1.03)L,TS产气量为(246.82±0.003)mL/g,均高于其他设置处理。该温度下,体系挥发性脂肪酸浓度及pH值均在正常范围内,发酵体系运行稳定。     

Superplastic extensibility of nanocrystalline copper at room temperature

A bulk nanocrystalline (nc) pure copper with high purity and high density was synthesized by electrodeposition. An extreme extensibility (elongation exceeds 5000%) without a strain hardening effect was observed when the nc copper specimen was rolled at room temperature. Microstructure analysis suggests that the superplastic extensibility of the nc copper originates from a deformation mechanism dominated by grain boundary activities rather than lattice dislocation, which is also supported by tensile creep studies at room temperature. This behavior demonstrates new possibilities for scientific and technological advancements with nc materials.     

Shape and temperature memory of nanocomposites with broadened glass transition

Shape-memory polymers can revert to their original shape when they are reheated. The stress generated by shape recovery is a growing function of the energy absorbed during deformation at a high temperature; thus, high energy to failure is a necessary condition for strong shape-memory materials. We report on the properties of composite nanotube fibers that exhibit this particular feature. We observed that these composites can generate a stress upon shape recovery up to two orders of magnitude greater than that generated by conventional polymers. In addition, the nanoparticles induce a broadening of the glass transition and a temperature memory with a peak of recovery stress at the temperature of their initial deformation.     

Superelastic effect in polycrystalline ferrous alloys

In superelastic alloys, large deformation can revert to a memorized shape after removing the stress. However, the stress increases with increasing temperature, which limits the practical use over a wide temperature range. Polycrystalline Fe-Mn-Al-Ni shape memory alloys show a small temperature dependence of the superelastic stress because of a small transformation entropy change brought about by a magnetic contribution to the Gibbs energies. For one alloy composition, the superelastic stress varies by 0.53 megapascal/°C over a temperature range from -196 to 240°C.     

Si对快速凝固/粉末冶金(RS/PM)AZ91镁合金组织和性能的影响

随着经济发展和社会进步,人们在消费行为过程中除了考虑自身的经济利益外,也越来越多地受到社会规范的约束。传统的经济行为模型以经济理性作为主要甚至是唯一的驱动因素来解释人的行为,越来越面临严重的挑战。基于社会规范对于人们行为的支配性影响,我们提出了规范理性的概念,认为消费者在进行消费决策时,不仅受经济理性的影响,还受到规范理性的影响,规范理性和经济理性共同构成影响消费行为的基本驱动力。     

毛竹销（钉）的高速旋转摩擦焊接性能研究

选取毛竹销钉替代木榫在1 500 r/min的情况下与榉木基材进行旋转摩擦焊接，对其抗拉强度和焊接机理进行研究。重点研究不同形状的预钻孔和不同榫径与孔径比值下的竹销钉焊接抗拉拔强度，并将其与木榫焊接和PVAc胶接的抗拉强度进行对比。结果表明:1）当采用恒定直径孔10/9、10/8、10/7、10/6 4种榫径/孔径比的焊接强度均高于PVAc胶接强度，但低于木荷榫和榉木榫的焊接强度，其中10/8的榫径/孔径比的焊接强度相对最高，达到了5.54 MPa；2）当采用渐变直径孔，竹销钉的焊接强度得到明显提高。其中10/8-6的榫径/渐变孔径比值取得了最高的焊接强度，达到6.42 MPa，比10/8比值的强度提高了15.6%，超过了木荷榫的焊接强度，但不及榉木榫的焊接强度；通过对竹销钉的焊接界面温度进行监测，发现焊接界面能在2 s内达到300℃以上的峰值高温，且维持了一定的高温时间（通常约2～3 s），随后随着竹销停止旋转摩擦，温度逐步下降；不同的榫径与孔径比值下，焊接界面的升温速率、峰值温度和高温持续的时间不同，它们是产生强度差异的主要原因；SEM观察结果显示，竹销旋转摩擦焊接界面由竹销或基材中的胞间层物质软化、熔化和流动并与作为增强材料的竹纤维包裹，形成了犹如“钢筋水泥土”结构般的致密、连续和坚固的焊接界面；FTIR分析结果表明，摩擦产生的高温会导致竹销中半纤维素发生一定程度的降解，纤维素的降级十分有限，木质素发生一定程度的缩合反应，木质素的含量相对提高。试验结果表明，将竹销钉代替木榫用于木材的旋转摩擦焊接是可行的。     

面向采摘机械手的蒜薹力学特性试验研究

为确定蒜薹的机械化采摘参数,以收获期蒜薹为对象,进行不同部位蒜薹的拉伸和压缩试验,以及整根蒜薹的拉伸试验。结果表明:拉伸初期,拉应力与应变近似线性增长,表现出弹性材料的特征;当应变增大到一定值时,拉应力随着应变缓慢增大,表现出弹塑性材料的特征。从顶部到根部,蒜薹的最大拉应力单调递减,最大压力总体呈现减小的趋势,蒜薹的弹性性能逐渐减弱,相同压力下的压缩变形量依次减小。当拉伸速度为20mm/min时,90%的蒜薹在根部断裂,此时最大拉应力为(1.2±0.1)MPa,最大应变为0.15±0.04。采摘机械手夹持蒜薹的最佳部位为蒜薹中部以上,夹持载荷应4.1N/mm。可用对数函数和多项式函数分别表达蒜薹的拉应力与应变及压力与压缩变形量的关系。     

NiTi形状记忆合金的拉伸实验与物理模型

根据NiTi丝的拉伸实验结果,基于滞后元方法,建立了拉伸状态下应力-应变曲线的唯象物理模型,并进行了数值模拟。研究结果表明(1)SMA丝在马氏体相变,特别是R相变时出现一系列物理、力学性质的异常变化,其应力-应变关系呈现高度非线性;(2)在NiTi丝断裂之前没有明显的屈服现象;(3)物理模型的数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

基于3D Scan的木地板锁扣有限元模型静力学分析

木地板连接中锁扣起到了关键作用,为探索不同锁扣形式对木地板力学性能的影响,以强化地板锁扣为研究对象,以锁扣有限元模型的静力学特性为研究目标,利用三维扫描仪获取嵌入锁定和本体锁定两类强化地板12种典型锁扣的三维点云数据、逆向重构锁扣的三维实体模型,分析其结构特点,确定影响锁扣力学性能的结构特征值;采用有限元软件ANSYS对锁扣有限元模型进行弯曲和拉伸载荷作用下的整体变形、等效应力、等效应变的仿真分析,研究强化地板锁扣的静力学特性。结果表明:两类锁扣结构中,锁扣结合面长度、榫头(槽)凸(凹)出长度等参数与结合面形状是影响锁扣力学性能的主要因素;嵌入锁定锁扣具有更加优越的整体性能,受锁扣自身结构形状影响小,受锁定元件形状影响较大;本体锁定锁扣结构中,大的弧形锁扣截面形状更有利于提高锁扣的力学性能。通过三维扫描逆向重构锁扣模型以及对木地板锁扣结构和功能相关性的分析,为锁扣的设计、优化和检测提供了新的思路。      

木粉热处理对木塑复合材料性能的影响

为研究热处理木粉对木塑复合材料吸水性能和力学性能的影响,分别将180、200和220℃热处理0、1、2和3 h后的杉木木粉与高密度聚乙烯( HDPE)复合制备木塑复合材料( WPC),并对其吸水性能和力学性能进行测定,通过环境扫描电镜( ESEM)观察材料拉伸断面的形貌。结果表明,随着处理温度的升高和时间的延长,木粉的吸湿性减小, WPC的吸水性明显降低,而WPC的力学性能除冲击强度逐渐降低外,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量总体呈先增大后降低的趋势。与对照相比,180℃热处理1－3 h的木粉基本上使WPC的弯曲性能和拉伸强度有不同程度的增加,200℃热处理木粉,随时间延长, WPC除弯曲性能仍增加外,拉伸强度和冲击强度逐渐降低,进一步提高木粉的处理温度会使WPC的力学性能降低明显,220℃处理3 h 的木粉使 WPC 降低最多,分别较对照降低34.85％、12.85％、8.31％和4.24％, WPC拉伸断面的ESEM图中两相界面结合情况的变化基本反映了各力学性能的变化。     

HDPE/稻壳复合地板的蠕变特性

对放置在室温、阳光、户外自然和土壤环境中的高密度聚乙烯(HDPE)/稻壳复合地板的颜色、抗弯性能和弯曲蠕变性能进行了研究。结果表明,环境因子对复合地板的颜色、抗弯性能和弯曲蠕变性能有一定影响,其中阳光环境对颜色影响最大,户外自然环境对抗弯性能影响最大,土壤环境对弯曲蠕变性能影响最大。六元件模型比四元件模型更好地拟合HDPE/稻壳复合地板的弯曲蠕变曲线。瞬时弹性变形与应力水平无明显关系;粘弹性变形、粘性变形和蠕变速率均随应力的增加而增大;该结论与滞后时间的分析一致。