基于空间限域强制组装法制备短切碳纤维-碳纳米管/聚二甲基硅氧烷导电复合材料性能

采用空间限域强制组装（SCFNA）法制备短切碳纤维-碳纳米管/聚二甲基硅氧烷（SCF-CNTs/PDMS）导电复合材料,研究SCFNA方法制备SCF-CNTs/PDMS复合材料对断面形态变化、导电性能和力学性能的影响。结果表明,通过SCFNA制备的SCF-CNTs/PDMS导电复合材料得到了密实有效的导电网络,由于缩短了导电填料之间的距离,实现了在低浓度填料下增大复合材料的导电性能和力学性能。在填料总量不变的前提下,SCF/PDMS复合材料中添加少量的CNTs,SCF与CNTs之间能形成较好的协同作用。并发现SCF质量分数为8wt%、CNTs质量分数为2wt%的SCF-CNTs/PDMS复合材料与SCF质量分数为10wt%的SCF/PDMS复合材料相比,其导电性能提高了33%,力学性能提高了144%;在SCF/PDMS复合材料中添加较多的CNTs,由于CNTs之间发生团聚现象,SCF-CNTs/PDMS复合材料的导电性能和力学性能均有所下降。SCF质量分数为5wt%、CNTs质量分数为5wt%的SCF-CNTs/PDMS复合材料随着密炼转速由40 r/min逐步增加到80 r/min,CNTs团聚现象有所改善,但是由于扭矩的增大,SCF受到的剪切作用力增大,SCF大部分被搅碎,在导电复合材料中,SCF起主要连接导电网络的作用。因此,SCF质量分数为5wt%、CNTs质量分数为5wt%的SCF-CNTs/PDMS复合材料导电性能反而随着密炼转速的提高而降低。      

微结构构筑方式对柔性传感器性能的影响

设计了一种以聚二甲基硅氧烷/短切碳纤维(PDMS/SCF)复合材料为基材的柔性传感器,并通过在传感元件表面构筑的微结构阵列,实现了传感器的高灵敏度。通过模拟发现,V槽形微结构电阻对压力变化的响应性明显大于半球形微结构,并详细阐述了V槽形微结构阵列结构传感器的设计思路、结构特点、工作原理及制备流程。按照实验设计对PDMS薄膜传感器的性能等方面展开了系统的研究。测试结果表明,随着SCF含量的增加,传感器的灵敏度逐渐增加。当SCF含量为10%时,该V槽形微结构阵列柔性传感器的灵敏度为-0.72/kPa,比非结构化传感器的灵敏度高29倍,具有较高的可靠性,为柔性传感器提供了一种新的设计方案。     

豌豆蛋白组织化挤出制备研究

以豌豆蛋白为原料,通过正交实验设计,使用双螺杆挤压机,研究豌豆蛋白挤压组织化工艺。主成分分析方法综合评价豌豆蛋白挤压组织化产品性状优化豌豆蛋白挤压组织化工艺。结果表明:挤压工艺参数对产品综合得分影响程度从大到小依次为:螺杆转速喂料速率挤压温度物料含水率。经优化的豌豆蛋白挤压组织化工艺参数为:挤压温度160℃,螺杆转速20 Hz,物料水分50%,喂料速率30 Hz。