植物纤维多孔材料泡孔分布影响因素

目的分析影响植物纤维多孔材料泡孔分布的各种因素,探究泡孔结构对性能的影响,为制备泡孔均匀分布、缓冲性能良好的多孔材料提供理论基础。方法归纳总结国内外植物纤维多孔材料泡孔结构的研究进展,探讨多孔材料的发泡机理,系统地阐述成型工艺、助剂种类、助剂含量等对植物纤维多孔材料泡孔结构的影响。结果通过分析得出各种影响因素的作用规律,为进一步完善植物纤维多孔材料的制备方案,开发泡孔分布均匀、性能稳定的植物纤维发泡材料提供依据。结论通过制定科学的实验方案,可以制备出泡孔分布均匀的多孔材料,其可作为缓冲材料,在包装领域中有巨大的市场需求。     

低温发泡制备酚醛泡沫材料及其表征

采用40℃低温发泡的方法制备酚醛泡沫,研究了发泡剂、表面活性剂和固化剂对泡沫的表观密度和压缩强度的影响,讨论了低温发泡对泡沫力学性能、导热性能、泡孔形态、阻燃性能、微观结构和热稳定性的影响。试验结果表明,40℃低温发泡对酚醛泡沫的阻燃性和热稳定性影响较小,泡沫的韧性和脆性得到了明显改善,泡孔孔径更小、分布更加均匀。     

泡孔结构形貌对环氧树脂发泡材料抗压性能的影响EI北大核心CSCD

采用超临界CO_2发泡制备了不同泡孔结构和形貌的环氧树脂发泡材料,通过万能材料实验机研究了其抗压性能。采用差示扫描量热分析考察了环氧树脂的固化程度;利用扫描电镜结合排水法密度测试,表征了泡孔形貌、泡孔尺寸、发泡密度及泡孔分布;研究了上述因素对发泡材料抗压性能的影响。结果表明,环氧树脂发泡样品的抗压性能随固化度的增大而增强;当样品完全固化时,闭孔环氧树脂发泡材料的抗压性能较开孔结构和破裂结构强,这与作为支撑结构的泡孔壁的形貌相关。对于闭孔结构的发泡材料,其抗压性能受泡孔尺寸的影响显著,泡孔尺寸越小,材料密度越大,其抗压性能越好。具有双峰泡孔分布的发泡材料,其抗压性能得以改善,较小的泡孔为发泡材料提供了更为致密的支撑骨架结构,比具有同样密度的大尺寸泡孔发泡材料的压缩性能更高。     

泡孔结构形貌对环氧树脂发泡材料抗压性能的影响

采用超临界CO_2发泡制备了不同泡孔结构和形貌的环氧树脂发泡材料,通过万能材料实验机研究了其抗压性能。采用差示扫描量热分析考察了环氧树脂的固化程度;利用扫描电镜结合排水法密度测试,表征了泡孔形貌、泡孔尺寸、发泡密度及泡孔分布;研究了上述因素对发泡材料抗压性能的影响。结果表明,环氧树脂发泡样品的抗压性能随固化度的增大而增强;当样品完全固化时,闭孔环氧树脂发泡材料的抗压性能较开孔结构和破裂结构强,这与作为支撑结构的泡孔壁的形貌相关。对于闭孔结构的发泡材料,其抗压性能受泡孔尺寸的影响显著,泡孔尺寸越小,材料密度越大,其抗压性能越好。具有双峰泡孔分布的发泡材料,其抗压性能得以改善,较小的泡孔为发泡材料提供了更为致密的支撑骨架结构,比具有同样密度的大尺寸泡孔发泡材料的压缩性能更高。     

后处理条件对EPDM发泡材料物理性能的影响

以偶氮二甲酰胺为发泡剂、硫磺为交联剂,采用模压发泡制备三元乙丙橡胶(EPDM)发泡材料,并对其进行一定温度和时间的处理。对发泡材料的各项物理性能进行测试,并采用扫描电子显微镜观察材料泡孔的微观结构,系统研究了处理条件对发泡材料物理性能、收缩以及热老化的影响。结果表明:后处理在一定程度上提高了EPDM发泡材料的物理性能,降低了发泡材料的收缩性。     

化学发泡剂含量对秸秆纤维/聚丙烯复合材料性能的影响机理

目的 揭示发泡剂含量对微发泡注塑成型秸秆纤维/聚丙烯复合材料(SF/PP)密度及力学性能的影响规律,提供制备低密度高性能SF/PP材料的发泡剂用量工艺参考。方法 以偶氮二甲酰胺(AC)为化学发泡剂,制备了注塑发泡SF/PP,利用扫描电子显微镜、电子万能实验机和红外光谱测试等手段,分析了不同发泡剂含量下SF/PP的拉伸、弯曲、冲击性能、泡孔微观形貌和分布以及复合材料红外光谱图,通过实验对比分析了不同发泡剂含量下材料性能的变化规律。结果 当AC含量增加时,微发泡SF/PP的密度先降低后升高,冲击强度则先升高后降低,拉伸和弯曲强度为逐渐降低。当AC的质量分数为4%时,微发泡SF/PP的综合性能最佳,泡孔结构最好;微发泡(SF/PP)红外光谱图结果显示,在3 420 cm⁻¹处的—OH伸缩振动峰强度高于未发泡复合材料的,这表明秸秆纤维表面极性增大,秸秆纤维与树脂之间的结合性变差,导致微发泡SF/PP的拉伸强度低于未发泡材料的。结论 适当增加AC含量可使复合材料获得微小、致密的泡孔微观结构,降低材料密度,提升产品的力学性能;但当AC含量过多时,泡孔坍塌会使泡孔直径增大、泡孔结构变差,从而影响复合材料的力学性能。     

超临界CO2发泡工艺对聚乳酸微孔纳米复合材料泡孔结构的影响

利用超临界CO_2作为物理发泡剂,采用高压釜间歇发泡法,制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/氧化锌(PLA/PBS/ZnO)微孔纳米复合材料,研究了超临界CO_2微孔发泡过程中,发泡温度、保压压力和释压速率对PLA/PBS/ZnO微孔纳米复合材料泡孔结构的影响。结果表明:发泡温度对微孔纳米复合材料泡孔结构的影响显著且与纳米复合材料熔体强度密切相关,温度相对过高或过低,都会引起聚合物熔体强度和表面张力的变化而导致无法得到均匀密集的泡孔,当体系的发泡温度为90℃时,复合材料的泡孔平均直径最小,泡孔密度最大,泡孔尺寸分布最集中;保压压力对泡孔结构的影响体现在超临界CO_2的溶解度和发泡体系的黏度上,保压压力较低时得到的泡孔平均尺寸较大且分布不均匀,当保压压力为16 MPa时,复合材料的泡孔平均直径最小,泡孔密度最大,泡孔尺寸分布最集中;释压速率决定着发泡初始阶段的成核效率,随着释压速率的升高,复合材料的泡孔平均直径减小,泡孔密度显著增大,泡孔数量增多且尺寸分布更集中。     

注塑工艺参数对HDPE化学发泡行为的影响

设计了注塑工艺参数对高密度聚乙烯(HDPE)化学发泡质量影响的正交实验,用SEM对发泡HDPE材料样品的泡孔形态和尺寸进行了观察和测量统计,系统研究了注塑温度、注塑压力、注塑速度和冷却固化时间对化学发泡法制备高密度聚乙烯(HDPE)发泡材料泡孔平均直径、泡孔尺寸分布、泡孔密度的影响。结果表明,注塑温度对发泡HDPE的结构参数影响最大,其次为注塑压力。注塑温度的影响与其对发泡剂分解速度、产气量、熔体强度的影响而导致泡孔的形核和长大(并泡)过程有关。通过优化工艺,获得了泡孔平均直径为21μm、泡孔密度为每立方厘米3.2×107个、泡孔尺寸分布均匀的HDPE发泡材料样品。     

麦秸秆/聚丙烯发泡复合材料的热稳定性与微观结构

为探讨发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)添加量对麦秸秆/聚丙烯(PP)发泡复合材料的热稳定性、微观结构以及化学结构的影响,采用TG-DSC、FTIR和体视显微镜分析了麦秸秆/PP发泡复合材料的热稳定性、化学结构和微观结构,并测定了复合材料的线性膨胀系数、导热系数、表观密度和力学性能。结果表明:AC添加量及其热分解程度均对麦秸秆/PP发泡复合材料的热稳定性、泡孔结构和热膨胀性能影响显著;当AC添加量为1.0wt%时,其热分解程度最高,复合材料具有较好的热稳定性,泡孔结构均匀,麦秸秆与基体界面稳定,线性膨胀系数最小。所得结论表明,当AC添加量为1.0wt%时,麦秸秆/PP发泡复合材料具有较好的综合性能。      

EVA/OSEP复合发泡材料的形貌及性能研究

采用双十烷基二甲基氯化铵(DDAC)对海泡石(SEP)进行有机化改性,制备有机改性海泡石(OSEP)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复合发泡材料。采用XRD考察DDAC对OSEP的改性效果,通过SEM对复合发泡材料的泡孔结构进行观察和分析,并研究了复合发泡材料的物理性能。结果表明,SEP经过有机化改性后层间距显著增加,OSEP能够起到异相成核作用,可以改善EVA发泡材料的泡孔结构和物理性能。     

Shape‐Memory Properties of Polyetherurethane Foams Prepared by Thermally Induced Phase Separation

In this study, we report the preparation of two structurally different shape‐memory polymer foams by thermally induced phase separation (TIPS) from amorphous polyetherurethanes. Foams with either a homogeneous, monomodal, or with a hierarchically structured, bimodal, pore size distribution are obtained by adoption of the cooling protocol. The shape‐memory properties have been investigated for both foam structures by cyclic, thermomechanical experiments, while the morphological changes on the micro scale (pore level) have been compared to the macro scale by an in situ micro compression device experiment. The results show that the hierarchically structured foam achieves higher shape‐recovery rates and a higher total recovery as compared to the homogeneous foam, which is due to an increased energy storage capability by micro scale bending of the hierarchically structured foam compared to pure compression of the homogeneous foam.     

中空桔瓣型超细纤维/水性聚氨酯合成革的制备及性能

以聚酯-聚酰胺6(PET-PA6)中空桔瓣型超细纤维非织造布为基布,以水性聚氨酯(WPU)膜为聚合物涂层,经干法移膜技术得到了中空桔瓣型超细纤维/水性聚氨酯(PET-PA6/WPU)合成革,实现了超纤革的绿色化制备。通过场发射扫描电镜(FESEM)等测试手段表征了PET-PA6中空桔瓣型超细纤维非织造布的结构性能,系统研究了发泡倍率对WPU膜形态结构和性能的影响规律,分析了PET-PA6/WPU合成革的结构、透气透湿和物理力学性能。结果表明:PET-PA6中空桔瓣型超细纤维非织造布裂离后单根纤维的直径介于2.2~5.5μm之间,且其性能满足纺织品合成革用非织造基布的使用要求。当发泡倍率为100%时,所制备WPU膜为致密无孔结构,透气量和透湿率分别为14.72L/(m~2·s)和3 686.84g/(m~2·24h)。随着发泡倍率的增加,所制备WPU膜具有通透型泡孔和有孔表面,平均孔径、透气量和透湿率均依次增大。其中,当发泡倍率为250%时,WPU膜的透气量和透湿率分别达到169.43L/(m~2·s)和5 209.09g/(m~2·24h)。所制备的PET-PA6/WPU超纤革为三层复合结构,包括基布层、发泡层和面层,且其透气量为0.45L/(m~2·s),断裂强力为纵向138.40N、横向96.60N,断裂伸长率为纵向72.70%、横向101.80%,撕裂强力为纵向63.20N、横向88.20N,剥离强力为水解前15.86N、水解后15.61N,褶皱回复角为纵向149.30°、横向151.80°,均优于同类型的海岛针织合成革和真皮,同时透湿率高达1 673.8g/(m~2·24h),接近于真皮。     

创新构型泡沫TiAl的制备及其力学响应特征

兼有金属和陶瓷特性的TiAl金属间化合物泡沫材料具有明确的性能优势和目标需求,在高温隔热材料、酸碱环境下的过滤材料、催化剂载体等领域有广阔的应用前景。本文首先采用Ti/Al元素粉末反应烧结制备了TiAl合金粉体,然后采用脱溶-烧结工艺制备了孔隙分布均匀、通孔型单孔结构的泡沫TiAl,该工艺可实现孔隙率、孔径、孔形等可控。准静态压缩测试表明,TiAl属于脆性泡沫材料,超过弹性区到达上屈服点时,材料瞬时坍塌失效。同时,随孔隙率的增大,TiAl的屈服强度、杨氏模量和弹性区域均减小,屈服强度与孔隙率的响应关系满足Gibson-Ashby模型。     

基于RVE单元的石砌体有效模量计算方法EI北大核心CSCD

石砌体结构的力学性能研究已经取得一定的成果,但很少有研究考虑构造的随机性对石砌体结构性能产生的影响。该文基于代表性体积单元(RVE单元),针对几何构造具有一定随机性的石砌体,提出了一种有效模量计算方法,并与文献的试验和数值模拟结果对比,证明了所得有效模量的准确性。分别根据该方法和有限尺度测试窗法,对比分析了藏式古建石砌体的有效模量,并探讨了RVE单元尺寸大小对有效模量的影响。最后提出了一个基于所得有效模量建立砌体整体式模型的建模方法,并与传统分离式建模和基于有限尺度窗口法的整体式建模进行对比分析。研究结果表明:该方法与有限尺度测试窗法所得有效模量的数值大小和变化趋势相近,但该方法弥补了有限尺度测试窗法不能获得泊松比的缺陷;RVE单元尺寸的增大,使得其组元分布逐渐向完整结构的组元分布接近,导致大部分的Voigt、Reuss有效模量分量呈现先快后慢的收敛趋势;单元尺寸变化对厚度方向的轴向模量几乎没有影响,对其他面外的模量分量影响较小,对面内的模量分量影响较大;基于该方法所建整体式模型,可以在节约计算成本的同时,较为精确复制分离式模型的宏观变形。     

双峰分布聚乙烯的动态流变行为

以六种不同分子量分布特征的聚乙烯为研究对象,通过动态流变、高压毛细管流变以及凝胶渗透色谱(GFC)等分析测试手段,对这六种聚乙烯的结构和性能进行对比分析.高压毛细管的结果表明,A样品表现出更好加工稳定性和更宽的加工速率窗口,结合该样品的分子量及分子量分布特别是动态流变行为,笔者认为,样品中高低分子量部分的微相分布状态对...     

磁性聚氨酯泡沫的微观形貌及低频吸声性能

针对传统聚氨酯泡沫吸收低频噪声效果较差的问题,采用一步全水发泡法制备添加磁性颗粒（羰基铁粉（CIP））的聚氨酯泡沫。搭建磁性聚氨酯泡沫（MPF）的吸声实验平台,从宏观和微观的角度研究聚醚多元醇与异氰酸酯的配比及CIP对MPF吸声性能的影响。通过SEM观测MPF的微观形貌,采用统计学方法对泡孔尺寸进行分析,并利用阻抗管和传递函数法对64~1 600 Hz范围内MPF的吸声性能进行测试。实验结果表明,CIP的加入,使MPF平均孔径减小,孔径对数分布标准差增加,开孔率和低频吸声性能得到提高,特别是低于500 Hz部分;当聚醚多元醇与异氰酸酯比例为100：60、CIP含量为5wt%时,MPF的低频吸声性能最优,其64~500 Hz范围内的平均吸声系数达到0.22。     

微纳技术在泡沫混凝土中的应用进展

微纳技术可从多方面提升泡沫混凝土的性能,使二者性能达到完美结合。从泡沫混凝土气孔结构、泡沫混凝土强度、发泡催化剂以及泡沫混凝土电磁屏蔽效应4个方面综述了近年来微纳技术在泡沫混凝土中的应用,分析并展望了泡沫混凝土的前沿技术。     

一种被动式微混合器的宏微建模方法与实验

建立了可用于被动式微混合器设计的宏微建模方法,利用分离变量法建立用于求解直通道内样品浓度分布的宏模型,采用宏模型计算微混合器的各段直通道内样品的浓度分布.运用有限元方法数值求解复杂的混合单元内样品的浓度分布,通过数值拟合和插值,交换宏模型与数值求解的计算结果.经过反复迭代,实现被动式微混合器的系统级求解.采用数控铣削在聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)平板上加工微通道,用热键合的方法实现微混合器盖片与基片的封装.在微混合器入口,输入3种不同浓度的荧光素钠盐溶液,形成样品浓度的准正态分布.采用激光诱导荧光观察和分析样品的混合效果.通过对比数值仿真和实验测试结果,验证了宏微建模计算方法的准确性.     

Effects of surfactants on the microstructure of porous ceramic scaffolds fabricated by foaming for bone tissue engineering

A porous scaffold comprising a β-tricalcium phosphate matrix and bioactive glass powders was fabricated by foaming method and the effects of surfactants as foaming agent on microstructure of scaffolds were investigated. Foaming capacity and foam stability of different surfactants in water firstly were carried out to evaluate their foam properties. The porous structure and pore size distribution of the scaffolds were systematically characterized by scanning electron microscopy (SEM) and an optical microscopy connected to an image analyzer. The results showed that the foam stability of surfactant has more remarkable influence on their microstructure such as pore shape, size and interconnectivity than the foaming ability of one. Porous scaffolds fabricated using nonionic surfactant Tween 80 with large foam stability exhibited higher open and total porosities, and fully interconnected porous structure with a pore size of 750-850 μm.     

Novel,simple and reproducible method for preparation of composite hierarchal porous structure scaffolds

Demand to develop a simple and adaptable method for preparation the hierarchical porous scaffolds for bone tissue regeneration is ever increasing. This study presents a novel and reproducible method for preparing the scaffolds with pores structure spanning from nano, micro to macro scale. A macroporous Sr-Hardystonite (Sr–Ca₂ZnSi₂O₇, Sr–HT) scaffold with the average pore size of ~ 1200 μm and porosity of ~ 95% was prepared using polymer sponge method. The struts of the scaffold were coated with a viscous paste consisted of salt (NaCl) particles and polycaprolactone (PCL) to provide a layer with thickness of ~ 300–800 μm. A hierarchical porous scaffold was obtained with macro, micro and nanopores in the range of 400–900 μm, 1–120 μm and 40–290 nm, after salt leaching process. These scales could be easily adjusted based on the starting foam physical characteristics, salt particle size, viscosity of the paste and salt/PCL weight ratio.