改性玉米秸秆纤维素的制备及其对Pickering乳液稳定性的影响

以玉米秸秆为原料，通过亚氯酸钠-醋酸-氢氧化钠法提取纤维素（corn straw cellulose,CS），分别用硫酸水解和硫酸水解-高压均质联用的方法对CS进行改性，并以百里香精油作为油相制备Pickering乳液，研究改性前后纤维素作为乳化剂对Pickering乳液稳定性的影响。分别对改性前后纤维素的结构与性质进行表征，对所得乳液微观结构、粒径、电位、稳定性和流变特性进行测定。结果表明：与CS和硫酸水解改性的纤维素（cellulose precipitation,CP）相比，硫酸水解-高压均质联用改性的纤维素（high pressure homogenization cellulose,HPC）的粒径显著减小（P<0.05），为28.61μm。活性基团数量增多，静水接触角变大，达到76.1°，约为CS的2.4倍。CP的微观形貌呈现短棒状结构，表面光滑；而HPC呈现卷曲状，表面由平滑变得疏松多孔。改性后的玉米秸秆纤维素均提高了Pickering乳液的稳定性，其中由HPC稳定的乳液的稳定性最好，乳液粒径最小，为3.53μm，粒径分布也更均匀。在21 d的25℃贮藏中，液滴之间没...     

TEMPO氧化修饰的天然多糖纳米纤维增强复合材料及其功能化研究进展

纤维素和几丁质具有相似的结构，是自然界中储量丰富的两类天然多糖。经2, 2, 6, 6-四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)氧化修饰制备的纤维素和几丁质纳米纤维，不仅具有多糖类物质的良好亲水性、生物可降解性、生物相容性及丰富的官能团(羟基、羧基、乙酰氨基和氨基等)所带来的特定化学性质，而且还具有纳米纤维的纳米尺寸效应、大比表面积、高表面活性、高结晶度和手性液晶相结构等特点，已成为生物质纳米材料领域的研究重点之一。本文对TEMPO氧化修饰制备天然多糖纳米纤维的方法及剥离机制进行了总结，同时重点综述了TEMPO氧化修饰的天然多糖纳米纤维在薄膜、凝胶、导电、医用、电磁屏蔽及环境等复合材料的增强和功能升级等方面的研究进展，强调了纤维素和几丁质纳米纤维的官能团及纳米尺寸在复合材料中的增效机制。最后，对天然多糖纳米纤维的发展方向及其在各领域应用的机遇与挑战进行了展望。     

基于蜻蜓翅脉结构的连续碳纤维增强树脂基复合材料仿生设计与增材制造

以具有轻质高强优异性能的蜻蜓翅脉结构为设计灵感，在分析翅脉网格结构抗冲击原理的基础上，设计了传统和仿生两类对比结构。采用熔融挤出3D打印机成功制备了具有不同结构的连续碳纤维增强聚乳酸复合材料试样，并对不同结构复合材料试样的拉伸性能和抗冲击性能进行了测试和对比分析。研究分析结果表明：由于拉伸力方向上的连续碳纤维含量相对较少，限制了仿生结构复合材料抗拉强度的提高，但仿生结构的平均抗拉强度为传统结构的1.18倍；当仿生结构复合材料试样受到冲击力时，其内部六边形结构的连接角度会发生变化，从而极大消耗冲击能量，同时具有六边形网格结构的连续碳纤维可以有效阻碍裂纹的扩展，因此仿生结构的平均冲击韧性可以达到传统结构的2.46倍；仿生蜻蜓翅脉结构可以显著提高增材制造复合材料的综合力学性能，且对于抗冲击性能的提高具体突出效果。连续碳纤维增强树脂基复合材料的有效可行的仿生蜻蜓翅脉结构设计和增材制造，可极大扩展其在高冲击载荷领域中的相应应用。     

基于神经网络和遗传算法的锭子弹性管性能优化

为得到减振弹性管对下锭胆的支承弹性和锭子高速运动下的稳定性等性能的最优匹配效率,依据减振弹性管的等效抗弯刚度及底部等效刚度系数公式,利用MatLab数值分析软件构建弹性管抗弯刚度和底部挠度数学模型。首先,结合Isight优化软件基于径向基神经网络构建其近似模型,且使精度达到可接受水平,并以模型的关键结构参数弹性模量、螺距、槽宽、壁厚为设计变量,结合遗传算法对弹性管抗弯刚度和底部挠度进行多目标优化设计,得到Pareto最优解集和Pareto前沿图,确定出减振弹性管结构工艺参数的优化方案。通过对优化数据进行分析发现,该方案在保证减振弹性管弹性的同时,其底部振幅明显减弱。     

油基钻井液用有机土的研究与应用

优选高品质膨润土为原料进行提纯钠化处理得到钠基膨润土,并对其进行了有机改性处理,确定了有机膨润土制备的最佳工艺条件为采用十八烷基三甲基氯化铵为有机改性剂,用量34 g,反应时间2 h,反应温度70℃,溶液体系pH值7.5。优选有机膨润土中加入乳化剂和稳定剂进行检测,其有机土胶体率为99%、表观黏度为18.0 mPa·s、塑性黏度为12.0 mPa·s、动切力为6.0 Pa、滤失量为8 mL、造浆率为40 m~3/t,各项性能指标达到了国内较高水平。在中原油田油基钻井液体系的应用中,有机膨润土表现出良好的流变性能、耐温性能和抗滤失性能,能够满足高性能油基钻井液使用的需要,具有广泛的工业应用前景。     

纳米氧化物对水泥基料化学收缩的影响

采用ASTM化学收缩试验方法,研究纳米SiO2、MgO、Al2O3对水泥基材料化学收缩变化的影响,明确纳米材料种类的差异性。结果表明,各实验组水泥基材料化学收缩均经历三阶段:急速变化区、缓慢变化区、平稳区,7d始水泥基材料化学收缩基本稳定。几种纳米材料的最佳掺量对水泥基材料的化学收缩改善作用大小为:SiO2>Al2O3>MgO。研究发现,纳米材料种类和掺量的不同对化学收缩的影响也较大,在选用时,需综合考虑。