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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基于拓扑优化的变密度点阵结构体优化设计方法

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机械工程学报 2019年第8期55卷 65-72页

作者：廖中源王英俊王书亭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广州510641 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

点阵材料是一种超轻高强的高性能多孔材料,目前主要以等密度构建点阵结构体。在实际情况下,点阵材料的各部分承受着不同的载荷,等密度点阵材料存在性能不能充分发挥的问题。针对上述问题,将拓扑优化引入点阵材料设计中,提出一种基于均... 详细信息

点阵材料是一种超轻高强的高性能多孔材料,目前主要以等密度构建点阵结构体。在实际情况下,点阵材料的各部分承受着不同的载荷,等密度点阵材料存在性能不能充分发挥的问题。针对上述问题,将拓扑优化引入点阵材料设计中,提出一种基于均匀化方法的多尺度拓扑优化方法,实现了变密度点阵结构体的优化设计,可根据实际载荷设计出最优的变密度点阵结构体,以达到最优性能。以汽车连杆为例,与现有商业软件HyperWorks采用的梁模型点阵优化方法进行对比验证。结果表明,所提出方法优化所得连杆的轻量化效果更好,应力分布更合理。该方法生成的变密度点阵结构有着更优异的性能,更适合变密度点阵结构体的优化设计。

关键词：点阵结构变密度拓扑优化有限元分析 3D打印

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基于GPU加速的等几何拓扑优化高效多重网格求解方法

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中国机械工程 2024年第4期35卷 602-613页

作者：杨峰罗世杰杨江鸿王英俊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广州510641 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

针对大规模等几何拓扑优化(ITO)计算量巨大、传统求解方法效率低的问题,提出了一种基于样条h细化的高效多重网格方程求解方法。该方法利用h细化插值得到粗细网格之间的权重信息,然后构造多重网格方法的插值矩阵,获得更准确的粗细网格映... 详细信息

针对大规模等几何拓扑优化(ITO)计算量巨大、传统求解方法效率低的问题,提出了一种基于样条h细化的高效多重网格方程求解方法。该方法利用h细化插值得到粗细网格之间的权重信息,然后构造多重网格方法的插值矩阵,获得更准确的粗细网格映射信息,从而提高求解速度。此外,对多重网格求解过程进行分析,构建其高效GPU并行算法。数值算例表明,所提出的求解方法与线性插值的多重网格共轭梯度法、代数多重网格共轭梯度法和预处理共轭梯度法相比分别取得了最高1.47、11.12和17.02的加速比。GPU并行求解相对于CPU串行求解的加速比高达33.86,显著提高了大规模线性方程组的求解效率。

关键词：等几何拓扑优化方程组求解 h细化多重网格法 GPU并行计算

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甲基丙烯酸甲酯固相接枝蔗渣对聚乙烯醇/淀粉共混物结构与性能的影响

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高分子材料科学与工程 2016年第1期32卷 79-82,88页

作者：戈明亮郑罗云周向阳杜明艺贾志欣华南理工大学机械与汽车工程学院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广州510640 仲恺农业工程学院化学化工学院广东广州510225 华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510640

首次采用固相接枝法将甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到碱处理后的甘蔗渣(SCB)表面,得到接枝改性蔗渣SCB-gMMA,通过红外光谱、核磁共振和扫描电镜表征了SCB-g-MMA的结构,表明MMA已经成功接枝到SCB上。将SCB-gMMA作为改性剂加入到聚乙烯醇(PVA)... 详细信息

首次采用固相接枝法将甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到碱处理后的甘蔗渣(SCB)表面,得到接枝改性蔗渣SCB-gMMA,通过红外光谱、核磁共振和扫描电镜表征了SCB-g-MMA的结构,表明MMA已经成功接枝到SCB上。将SCB-gMMA作为改性剂加入到聚乙烯醇(PVA)/淀粉复合材料基体中,扫描电镜测试表明在SCB-g-MMA存在的情况下,复合材料的界面模糊,相容性较好。SCB-g-MMA的用量对其在PVA/淀粉基体中的分散产生了一定的影响,当用量为10phr时,SCB-g-MMA出现团聚现象。拉伸强度和断裂伸长率在SCB-g-MMA含量为7 phr时达到最大,相比于PVA/淀粉基体分别提升了153.1%和277.5%。

关键词：甘蔗渣固相接枝聚乙烯醇淀粉相容性

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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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偏心转子挤出机制备LLDPE/UHMWPE共混物的形态、流变行为和力学性能的研究

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塑料工业 2021年第6期49卷 71-77页

作者：翟家驹瞿金平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华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)具有相同的分子结构,但很大的黏弹差异使得难以获得相容性较好的共混物。利用由拉伸流场主导的偏心转子挤出机可在较短的加工时间内获得高性能的LLDPE/UHMWPE共混物。扫描式电子显微... 详细信息

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)具有相同的分子结构,但很大的黏弹差异使得难以获得相容性较好的共混物。利用由拉伸流场主导的偏心转子挤出机可在较短的加工时间内获得高性能的LLDPE/UHMWPE共混物。扫描式电子显微镜(SEM)表明,UHMWPE可与LLDPE混溶并均匀分布在LLDPE中。差示扫描量热法(DSC)结果表明,随着UHMWPE含量的增加,共混物的熔融温度(T_(m))和结晶度(X_(c))提高。UHMWPE质量分数为10%、20%、30%、40%和50%的共混物的冲击强度分别是纯LLDPE的1.05、1.2、1.25、1.3和1.4倍,力学性能得以较大程度的提高。研究表明,通过采用偏心转子挤出机(ERE)的拉伸流场加工方法,获得了具有良好相容性和力学性能的LLDPE/UHMWPE共混物。

关键词：拉伸流场超高分子量聚乙烯线性低密度聚乙烯相容性力学性能

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体积脉动注塑rPE-HD/rPET混杂体系结构性能演变

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中国塑料 2024年第8期38卷 1-7页

作者：梁济峰瞿金平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510640

以常见的废弃塑料制品组分高密度聚乙烯(PE-HD)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为实验材料,设置两者的混杂比例为9/1、8/2和7/3,利用螺杆挤出机多次重复熔融再生,并利用体积脉动注塑成型工艺制备增强增韧的混杂塑料回收制品,实现多次回收... 详细信息

以常见的废弃塑料制品组分高密度聚乙烯(PE-HD)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为实验材料,设置两者的混杂比例为9/1、8/2和7/3,利用螺杆挤出机多次重复熔融再生,并利用体积脉动注塑成型工艺制备增强增韧的混杂塑料回收制品,实现多次回收制品力学性能的显著提高。分析了不同注塑工艺对样品微观结构的影响机理,证明了体积脉动注塑成型引入的脉动应力场能有效提高不相容组分间的相容性,诱导掺杂相原位成纤和材料结晶形态的改变,构建互联杂化串晶结构。力学测试结果表明,在PE-HD和PET的混杂比例为9/1时,体积脉动注射成型制备的混杂回收材料屈服强度和冲击韧性达38.7 MPa和165 k J/m^(2),与稳态注射相比有54.8%和3675.7%的提升。混杂比例为7/3时,样品的屈服强度和冲击韧性为31.0 MPa和11.6 k J/m^(2),与稳态注射相比仍有14.8%和216.1%的提升。

关键词：体积脉动注塑成型物理回收高密度聚乙烯增强增韧脉动应力场

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偏心转子挤出机制备UHMWPE/PP/OMMT纳米复合材料及表征

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塑料工业 2020年第9期48卷 135-140页

利用拉伸流场支配的偏心转子挤出机制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/聚丙烯(PP)/蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,固定UHMPWPE/PP的质量比为90/10,改变OMMT含量,分别研究复合材料中OMMT的分散形态、热学行为和流变性能。结果发现拉伸流场有利... 详细信息

利用拉伸流场支配的偏心转子挤出机制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/聚丙烯(PP)/蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,固定UHMPWPE/PP的质量比为90/10,改变OMMT含量,分别研究复合材料中OMMT的分散形态、热学行为和流变性能。结果发现拉伸流场有利于OMMT在复合体系中的分散混合,当纳米填料OMMT含量为3 phr时分散效果最好。OMMT含量为3 phr时,均匀分散在基体中并以剥离态为主的OMMT有异相成核的作用,促进了UHMWPE的结晶,此时纳米复合材料中UHMWPE的结晶度最高;OMMT含量为3 phr和5 phr时的片层结构间距最大;OMMT含量为3 phr时热分解起始温度与分解5%时温度也最高;流变结果显示在高频区OMMT含量为3 phr时的储能模量接近于OMMT含量为7 phr时的储能模量。研究结果表明在拉伸流场下较好实现了OMMT的剥离和插层结构。

关键词：拉伸流场超高分子量聚乙烯聚丙烯蒙脱土插层剥离

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体积拉伸流场下PEEK/TLCP共混物的制备及性能研究

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中国塑料 2023年第8期37卷 1-7页

作者：任国振王蒙蒙黄建建晋刚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510640

聚醚醚酮(PEEK)具有优异的性能而广泛应用于高端装备领域,但PEEK熔体加工窗口较狭窄,可加工性差。热致液晶聚合物(TLCP)是一种具有优异的加工流动性和尺寸稳定性以及能原位成纤起到自增强作用的液晶聚合物。本文采用体积拉伸流场作用为... 详细信息

聚醚醚酮(PEEK)具有优异的性能而广泛应用于高端装备领域,但PEEK熔体加工窗口较狭窄,可加工性差。热致液晶聚合物(TLCP)是一种具有优异的加工流动性和尺寸稳定性以及能原位成纤起到自增强作用的液晶聚合物。本文采用体积拉伸流场作用为主导的偏心转子挤出机制备了不同TLCP含量的PEEK/TLCP共混物,研究了拉伸流场下的PEEK/TLCP共混物的流变性能、微观形貌、热性能及结晶性能。结果表明,在拉伸流场的作用下,TLCP的加入能有效拓宽PEEK的加工区间,使得体系低剪切速率下体系黏度降低了14.43%,高剪切速率下体系黏度降低了80.68%。在拉伸流场作用下,TLCP可以在较宽含量范围内在PEEK中基体中形成与挤出方向一致的纤维结构,低含量下的TLCP可以促进PEEK基体结晶。10%(质量分数,下同)含量TLCP的PEEK/TLCP共混物的最大拉伸强度比PEEK基体增加了4.6%,达86.60 MPa。

关键词：热致液晶聚合物聚醚醚酮体积拉伸流场原位微纤化共混改性

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