检索结果-内蒙古大学图书馆

华南理工大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 92-100页

作者：曹贤武姚志强黄其隆曾佩佩赵婉婧华南理工大学机械与汽车工程学院/广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室/聚合物新型成型装备国家工程研究中心/聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东广州510640

目前,能源领域不断发展,对电容器要求不断提高,兼具高温性能和高储能的电容器已成为研究热点。其中高储能密度即要求其具备高介电常数和低介电损耗。特种工程材料聚酰亚胺(PI)因其耐高温性能而备受人们青睐,但其较低储能密度制约其应用... 详细信息

目前,能源领域不断发展,对电容器要求不断提高,兼具高温性能和高储能的电容器已成为研究热点。其中高储能密度即要求其具备高介电常数和低介电损耗。特种工程材料聚酰亚胺(PI)因其耐高温性能而备受人们青睐,但其较低储能密度制约其应用。为更好地利用聚酰亚胺的耐高温性能,从其合成原料的多样性出发,寻找优异合成路线,该研究以制备高介电常数与低介电损耗聚酰亚胺(PI),研究同分异构体2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐(a-BPDA)和3,3',4,4'-联苯四酸二酐(s-BPDA)对聚酰亚胺介电性能的影响为目标,以a-BPDA、s-BPDA、3,3',4,4'-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)、4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜(m-BAPS)为原料,通过三元共聚制备了PI薄膜,从而验证方案可行性。在此基础上调配原料比例,探究最佳性能时各种原料配比。并运用傅里叶红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)分析、热性能分析和介电性能分析对薄膜进行表征。实验结果表明:a-BPDA、s-BPDA、BTDA和m-BAPS可成功合成聚酰亚胺薄膜;合成的薄膜仍可以保持较高的热学性能,其中a-BPDA和s-BPDA分别将聚酰亚胺的玻璃化转变温度最高提升至245.8℃和239.1℃。s-BPDA与a-BPDA对聚酰亚胺的介电性能产生不同影响,当s-BPDA与BTDA物质的量比为3∶2时,在1000Hz下sPI介电常数为4.25,介电损耗为0.0029,当a-BPDA与BTDA物质的量比为3∶2时,aPI介电常数为3.49,介电损耗为0.0023;综合对比下,s-BPDA对于聚酰亚胺的热学性能和介电性能改善效果更加明显。

关键词：聚酰亚胺三元共聚高介电常数低介电损耗

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热塑性纤维素与PVA混溶性的分子动力学模拟

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 149-158页

作者：冯彦洪陈帅杰孙航华南理工大学机械与汽车工程学院聚合物新型成型装备国家工程研究中心聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广州510000

首次提出了将氧化还原改性纤维素(Oxidation-reduction modified cellulose,ORC)与聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol),PVA)共混进行制备复合材料,并采用分子动力学模拟研究了ORC与PVA的混溶性.对分子链间相互作用能和氢键数量分析发现,随着... 详细信息

首次提出了将氧化还原改性纤维素(Oxidation-reduction modified cellulose,ORC)与聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol),PVA)共混进行制备复合材料,并采用分子动力学模拟研究了ORC与PVA的混溶性.对分子链间相互作用能和氢键数量分析发现,随着改性程度增加,ORC与PVA会产生更强烈的相互作用,这促进了组分间的混溶.当ORC的改性程度达到40%后,ORC与PVA的溶解度参数差值为2.02(J/cm^(3))^(1/2),达到混溶条件.根据Flory-Huggins理论确定了醇解度为88%和99%的PVA与ORC的混溶性,结果表明PVA(88%)与ORC的混溶性更好.对共混体系中形成氢键原子的径向分布函数分析发现,醋酸乙烯酯重复单元上的羰基更倾向与ORC形成分子链间氢键,而乙烯醇重复单元上的羟基更倾向形成分子链内氢键,这促使PVA(88%)/ORC共混体系中形成更多的分子链间氢键,从而混溶性更好.研究结果可为ORC/PVA复合材料的制备提供理论指导.

关键词：混溶性氧化还原改性纤维素分子动力学聚乙烯醇

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PEO基固态聚合物电解质膜的免溶剂熔融制备及性能

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第8期50卷 119-127页

作者：张桂珍刘洋严明保华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心/聚合物成型加工工程教育部重点实验室/广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广东广州510640

随着科学技术的进步,各种智能电子设备和电动车、电网体系迅速成长,人们对高能量密度和可充电电池系统的需求越来越大,锂离子电池也得到了长足的发展。目前市场上常用的锂离子电池由正负极、电解液和隔膜组成。由于电解液易挥发、泄露,... 详细信息

随着科学技术的进步,各种智能电子设备和电动车、电网体系迅速成长,人们对高能量密度和可充电电池系统的需求越来越大,锂离子电池也得到了长足的发展。目前市场上常用的锂离子电池由正负极、电解液和隔膜组成。由于电解液易挥发、泄露,因此电池容易发生短路甚至着火、爆炸等安全事故。固态电解质的出现很大程度上消除了这一安全隐患。固态电解质在电池中既能分隔正负极、防止内部短路,又能充当离子导体实现正负极活性物质之间的锂离子传递,已成为新能源领域的研究热点之一。目前固态电解质膜的制备方法主要包括有机溶剂浇铸、涂布和热模压等,这些方法普遍存在有机溶剂污染环境、制造周期长、成本高等问题。有鉴于此,文中提出了一种聚环氧乙烷(PEO)基复合固态电解质膜的拉伸应力诱导免溶剂熔融制备新方法,并采用SEM、XRD表征电解质膜的结晶形态和微观形貌,采用DSC表征膜的热性能,通过线性扫描伏安法、电导率测试来表征膜的电化学性能。结果表明,与简单的机械混合相比,采用文中提出的新方法制备的聚环氧乙烷/聚偏氟乙烯-六氟丙烯/双三氟甲磺酰亚胺锂(PEO/PVDF-HFP/LiTFSI)复合固态聚合物电解质膜的锂盐分散性更好。离子电导率测试结果表明:即便不使用有机溶剂,采用文中方法制备的复合固态聚合物电解质膜仍与采用溶液浇铸法制备的电解质膜的离子电导率相当;所加入的PVDF-HFP含量为30%时,PEO基固态聚合物电解质膜在60℃下的离子电导率达2.07×10^(-4)S/cm,电化学稳定窗口超过5.0V。

关键词：锂离子电池复合固态电解质聚环氧乙烷熔融制备拉伸应力离子电导率

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近红外光谱的通用聚苯乙烯牌号在线识别方法

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光谱学与光谱分析 2021年第9期41卷 2759-2763页

作者：方圆何张平朱世超梁显荣晋刚华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室华南理工大学聚合物加工工程教育部重点实验室广东广州510640

在聚合物加工过程中,如果在同一生产线上混用不同牌号的原材料,可能会影响产品性能,降低产品合格率。然而采用传统方法识别相同类型不同牌号的聚合物往往耗时长且具有滞后性,目前还缺乏一种快速实时的牌号识别方法。因此,以5种不同牌号... 详细信息

在聚合物加工过程中,如果在同一生产线上混用不同牌号的原材料,可能会影响产品性能,降低产品合格率。然而采用传统方法识别相同类型不同牌号的聚合物往往耗时长且具有滞后性,目前还缺乏一种快速实时的牌号识别方法。因此,以5种不同牌号的通用聚苯乙烯(GPPS)为研究对象,利用自主开发的安装于挤出机上的在线近红外光谱测量系统,将近红外光谱与化学计量学、机器学习算法相结合,实现对挤出过程中GPPS牌号的快速在线识别。首先利用在线近红外光谱测量系统实时采集5种不同牌号GPPS熔体的在线近红外光谱,波长范围为900~1700 nm。经过谱图分析后,利用主成分分析结合K均值聚类算法验证在线近红外光谱数据对于不同牌号的可分性。最后采用偏最小二乘判别分析和随机森林两种算法分别建立GPPS牌号识别模型并进行对比。结果表明:①经过基线校正、最大最小归一化、7点移动平均平滑预处理后,在线近红外光谱在1207,1388,1407和1429 nm处的特征峰峰值会随着牌号的变化呈阶梯状改变,以前3个主成分得分作为K均值聚类的输入变量得到聚类正确率为88%,说明了不同牌号GPPS在线近红外光谱数据的可分性;②所建立的两种预测模型均能够对GPPS牌号有效识别,最佳主因子数为3的偏最小二乘判别分析模型对验证集的分类正确率为90.4%,以前5个主成分得分作为输入变量建立的随机森林模型对验证集的分类正确率达95.6%,所以随机森林模型的牌号识别性能更好。因此,在线近红外光谱测量系统结合化学计量学、机器学习算法可以实现GPPS牌号的快速在线识别,为在生产线上利用近红外光谱识别同种聚合物的不同牌号提供参考。

关键词：近红外光谱牌号识别通用聚苯乙烯偏最小二乘判别分析随机森林

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四元共聚热塑性聚酰亚胺的合成与表征

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华南理工大学学报（自然科学版） 2020年第4期48卷 73-79页

作者：曹贤武韦创何光建文江维华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室∥聚合物新型成型装备国家工程研究中心∥聚合物加工工程教育部重点实验室广东广州510640

为了提高聚酰亚胺的热塑性,制备兼具优异热塑性与耐热性的聚酰亚胺材料,以均苯四甲酸二酐(PMDA)与3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(s-BPDA)为二酐、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与2,2′-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)为二胺,通过两步法成... 详细信息

为了提高聚酰亚胺的热塑性,制备兼具优异热塑性与耐热性的聚酰亚胺材料,以均苯四甲酸二酐(PMDA)与3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(s-BPDA)为二酐、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与2,2′-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)为二胺,通过两步法成功制备了一系列四元共聚热塑性聚酰亚胺,并研究了刚性联苯基团与柔性单体、侧甲基的协同作用对聚酰亚胺材料性能的影响。利用FTIR、XRD、DMA和TGA等测试手段对材料的分子结构、热塑性和耐热性等进行了表征。结果表明:该系列四元共聚聚酰亚胺具有良好的热塑性与耐热性,其中当二酐与二胺的摩尔分数比(PMDA∶s-BPDA∶ODA∶BAPP)为70∶30∶70∶30时,该材料表现出优异的热塑性和耐热性,同时在非质子极性溶剂中表现出较好的溶解性,极大地提高了聚酰亚胺在溶剂或熔融状态下的加工性能。

关键词：热塑性聚酰亚胺四元共聚 BAPP 热稳定性

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拉伸流场诱导聚丙烯/聚乙烯结构性能演变

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高分子材料科学与工程 2021年第1期37卷 8-15页

作者：黄照夏瞿金平聚合物新型成型国家工程研究中心聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

相容性是阻碍废旧塑料高质高值回收的主要问题。文中采用自行研制偏心转子挤出机所提供的拉伸流场,以常用的PP和PE为研究对象,研究拉伸流场作用下PP/PE不相容体系结构性能演变行为,着重考察偏心转子挤出机加工转速和PP/PE组分比的影响... 详细信息

相容性是阻碍废旧塑料高质高值回收的主要问题。文中采用自行研制偏心转子挤出机所提供的拉伸流场,以常用的PP和PE为研究对象,研究拉伸流场作用下PP/PE不相容体系结构性能演变行为,着重考察偏心转子挤出机加工转速和PP/PE组分比的影响。通过扫描电镜证明了拉伸流场可以诱导PP/PE不相容体系形成类蜂窝结构,并建立了结构演变规律。通过对制品力学性能的表征,证明了拉伸流场可以有效实现PP/PE的物理强制增容,并阐明了拉伸强度与拉伸流场强度和PP/PE组分比的关系。该文可以为聚合物不相容体系的物理强制增容提供理论和实验支撑,也可以为废旧塑料污染提供一条切实可行的高质、无污染、低成本回收路线。

关键词：拉伸流场聚丙烯聚乙烯不相容体系

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脉振频率对脉振模压成型UHMWPE结构与性能的影响

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第8期50卷 144-154页

作者：胡松喜冯彦洪殷小春邹新良华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室/聚合物新型成型装备国家工程研究中心/聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东广州510640 韶关学院智能工程学院广东韶关512005

现有超高分子量聚乙烯(UHMWPE)静态成型方法普遍存在成型周期长、能耗高、极易出现热分解等问题,其制品的初生相特征结构被彻底消除使其难以同时具有良好的力学性能和耐磨性能。为此,文中采用脉振模压(PVM)成型技术,在低温下高效地制备... 详细信息

现有超高分子量聚乙烯(UHMWPE)静态成型方法普遍存在成型周期长、能耗高、极易出现热分解等问题,其制品的初生相特征结构被彻底消除使其难以同时具有良好的力学性能和耐磨性能。为此,文中采用脉振模压(PVM)成型技术,在低温下高效地制备了UHMWPE样品(PVM-UHMWPE),并研究了熔融热压阶段不同脉振频率对PVM-UHMWPE样品微观结构与宏观性能的影响规律。结果表明:脉振模压作用引起UHMWPE颗粒相互摩擦,能促进UHMWPE颗粒界面熔合,实现低温成型,这能保留UHMWPE初生相高规整度、高结晶度的特征结构,从而提高样品的整体结晶度和晶片厚度;随着熔融热压阶段脉振频率的增大,脉振作用增强,UHMWPE颗粒界面固结质量提高,PVM-UHMWPE的屈服强度、拉伸模量、断裂强度和断裂功均得到改善,但当脉振频率超过3.0 Hz后,脉振作用对UHMWPE初生相高规整度、高结晶度特征结构的破坏程度加剧,使PVM-UHMWPE的整体结晶度和熔点均降低,在未能进一步增强断裂韧性的同时,致使样品的拉伸模量下降;相对于成型周期长一倍、成型温度高40℃的普通模压样品(CM-210℃-60min),成型温度为170℃、熔融热压阶段脉振频率为3.0Hz的PVM-UHMWPE样品(PVM-170℃-3.0 Hz)的屈服强度、拉伸模量分别提升了大约9%和23%,磨损率和磨损指数分别下降了大约24%和22%,即相对于CM-210℃-60 min样品,PVM-170℃-3.0Hz样品具有更高的机械强度和更好的耐磨性能。

关键词：超高分子量聚乙烯低温高效成型脉振模压脉振频率结晶度力学性能耐磨性能

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脉振模压成型对UHMWPE中空制件结构与性能的影响

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第4期50卷 142-148页

作者：冯彦洪王瑞松殷小春邹新良林城华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室/聚合物新型成型装备国家工程研究中心/聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东广州510640 东莞市正新包装制品有限公司广东东莞523119

为了提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中空制件的机械性能和耐磨性能,采用自主研制的中空制件成型模具,在模压成型过程中引入脉冲振动,使物料在脉冲压力下实现成型,并通过拉伸测试、砂浆磨耗测试、热分析测试、密度测试和2D-WAXD(二维广角... 详细信息

为了提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中空制件的机械性能和耐磨性能,采用自主研制的中空制件成型模具,在模压成型过程中引入脉冲振动,使物料在脉冲压力下实现成型,并通过拉伸测试、砂浆磨耗测试、热分析测试、密度测试和2D-WAXD(二维广角X衍射仪)测试,研究脉冲振动对制件微观结构及宏观性能的影响,同时与静态成型条件下的中空制件对比。结果表明:在致密化阶段施加脉冲振动可有效提高制品的致密化程度;在冷却结晶阶段施加脉冲振动时,制品的取向度与结晶度均得到提高。脉振条件下成型制件的拉伸性能和耐磨性能均优于静态条件下成型的制件。

关键词：超高分子量聚乙烯脉冲振动中空制件模压成型

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基于多源数据融合与卷积长短期记忆神经网络的聚合物挤出过程熔体密度监测方法

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工程科学与技术 2024年第6期56卷 54-62页

作者：张彬彬陈祝云张飞晋刚华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心广东广州510641 华南理工大学聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东广州510641 华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广东广州510641 广东工业大学机电工程学院广东广州510006

聚合物挤出过程中熔体密度是影响产品质量的关键因素。由于挤出加工过程的高温、高压复杂工况,寻求能准确、在线监测聚合物挤出过程中熔体密度的方法是一个具有挑战性的问题。尽管基于机器学习的质量监测方法提供了一种解决方案,但在聚... 详细信息

聚合物挤出过程中熔体密度是影响产品质量的关键因素。由于挤出加工过程的高温、高压复杂工况,寻求能准确、在线监测聚合物挤出过程中熔体密度的方法是一个具有挑战性的问题。尽管基于机器学习的质量监测方法提供了一种解决方案,但在聚合物挤出加工过程中,由于数据类型、工艺参数、操作环境等多变性因素的影响,传统的机器学习方法可能难以捕捉聚合物加工中不同输入参数和输出质量参数之间的复杂关系,使得监测任务难以获得理想的准确性。本文提出了一种基于多源数据融合与卷积长短期记忆神经网络(CNN–LSTM)的熔体密度监测方法,用于在线监测聚碳酸酯–丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚物(PC/ABS)共混体系的熔体密度。首先,通过实时采集安装在挤出机模头处的近红外、拉曼及超声3种传感器数据,对3种传感数据进行预处理并融合后作为输入;然后,通过合理设计的网络结构,构建CNN–LSTM监测模型,利用CNN的特征提取能力与LSTM的预测能力,最终实现对聚合物共混过程中的熔体密度的实时监测。基于独立开发的多源传感数据实时采集装置获取的数据,利用所提方法对PC/ABS共混挤出过程的熔体密度进行实时监测,结果表明:本文方法能够准确监测聚合物熔体密度,其在测试集上的均方根误差和决定系数分别为0.975 5、0.006 3 g/cm3,比传统的卷积神经网络方法、长短期记忆网络方法、岭回归方法、偏最小二乘回归方法、多层感知机方法和支持向量机回归方法具有更高的预测精度;本文方法的10次输入平均预测时间为1.523 5 s,能够满足实际生产过程的实时监测。综上所述,所提出的基于多源数据融合与CNN–LSTM的熔体密度监测方法显著提高了聚合物挤出过程中熔体密度的实时监测精度,为挤出过程中聚合物的质量提供了可靠的技术支持。

关键词：聚合物挤出加工熔体密度多传感器数据融合卷积长短期记忆神经网络在线监测

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基于体积拉伸流场的TPS/OMMT纳米复合材料制备及性能研究

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塑料工业 2021年第3期49卷 44-49页

作者：赵明亮瞿金平华南理工大学聚合物成型加工工程教育部重点实验室聚合物新型成型装备国家工程研究中心广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广东广州510640

通过基于体积拉伸流场作用为主的双轴偏心转子挤出机制备了热塑性淀粉(TPS)和TPS/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,并研究了TPS/OMMT纳米复合材料的微观结构、力学性能、热稳定性及耐水性能。结果表明,在甘油和拉伸流场的协同作用下,OMMT... 详细信息

通过基于体积拉伸流场作用为主的双轴偏心转子挤出机制备了热塑性淀粉(TPS)和TPS/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,并研究了TPS/OMMT纳米复合材料的微观结构、力学性能、热稳定性及耐水性能。结果表明,在甘油和拉伸流场的协同作用下,OMMT片层间距增加,并均匀分散在塑化良好的TPS基体中。低含量时,OMMT在TPS/OMMT纳米复合材料形成剥离结构,高含量时OMMT主要以插层结构存在;与TPS相比,TPS/OMMT纳米复合材料的力学性能,热稳定性,耐水性有明显提升。其中,拉伸强度最大提升幅度为43.8%;初始降解温度最大提升幅度为20.1℃;接触角最大提升幅度为25.7°。

关键词：双轴偏心转子挤出机体积拉伸流场热塑性淀粉有机蒙脱土纳米复合材料

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