基于神经网络和遗传算法的塑料热压成型多目标优化

论述了人工神经网络和遗传算法在塑料热压成型工艺优化中的应用,首先利用人工神经网络建立热压成型工艺参数与零件性能之间关系的数学模型,然后用遗传算法对工艺参数优化。根据多目标函数优化问题的单目标化思想,对优化后的单目标进行分解,得到最优工艺参数条件下的塑料热压产品性能,从而为建立和控制塑料热压成型工艺参数提供了一种行之有效的方法。     

改性大豆蛋白胶膜纸饰面细木工板的浸渍剥离性能研究

采用杉木芯板和桉木单板为原料,以热压温度、热压时间、桉木单板含水率为影响因素设置单因素和正交试验,并通过检测板坯的浸渍剥离长度,对改性大豆蛋白基胶粘剂浸渍膜纸饰面细木工板的热压工艺进行了研究。研究结果表明:各因素对板坯浸渍剥离性能影响的主次为热压温度桉木单板含水率热压时间;当杉木板芯厚度为12 mm、桉木单板厚度为3 mm、单面施胶量为250 g/m2、热压压力为0.8 MPa时,较优的热压工艺参数为热压温度120℃、热压时间520 s、桉木单板含水率为12%。     

阻燃型聚乳酸/苎麻复合材料的制备及性能

采用针刺工艺制备了聚乳酸/苎麻非织造纤维毡复合材料,重点采用热压法制备了阻燃型聚乳酸/苎麻非织造纤维板,通过力学性能测试、扫描电镜测试(SEM)、热重测试(TGA)和极限氧指数测试对非织造纤维板的主体结构进行了优化,并对其力学性能和阻燃性能进行了表征。结果表明,以苎麻含量40%的纤维毡为基础,选择面密度0.02kg/m2的聚乳酸非织造布为加强筋,所制备得到的复合纤维板具有最优化的综合性能;经热处理工艺及添加5%的阻燃剂后,可在保持轻量化的同时,显著提升非织造纤维板的力学性能、热稳定性和阻燃性能。     

落叶松生物油/酚醛树脂胶粘剂制备刨花板的工艺研究

以生物油替代45%苯酚(质量分数)制备生物油/酚醛树脂(PF)胶粘剂,并以此作为制备刨花板用胶粘剂。以热压温度、热压时间、刨花含水率以及施胶量为试验因素,静曲强度、内结合强度和甲醛释放量为评价指标,采用正交试验法优选出制备刨花板的最佳工艺参数。结果表明:制备刨花板的最佳工艺参数为热压温度180℃、热压时间8min、含水率12%和施胶量10%;在此工艺条件下制备的刨花板,其强度满足GB/T4897-2003标准要求、甲醛释放量达到GB/T18580-2001标准中E0级要求。     

秸秆乙醇副产物酚醛树脂的制备与应用

以秸秆乙醇副产物、苯酚、甲醛为原料,NaOH为催化剂,通过逐步共聚制备了秸秆乙醇副产物改性酚醛树脂胶粘剂,并进行了中试放大试验和人造板生产试验。通过工艺优化发现,秸秆乙醇副产物最高可替代50%质量的苯酚,且不影响酚醛树脂胶粘剂的性能,其游离甲醛含量0.22%;制备的桉杨三层胶合板100℃水煮3 h,粘接强度为0.98 MPa,达到国家Ⅰ类板要求;甲醛释放量为0.23 mg/L,达到E0级。     

基于林业废弃物的秸秆生态板制备工艺研究

森林资源的匮乏和产品游离甲醛的超标问题是目前困扰我国人造板业发展的瓶颈。我国人造板生产和消费量大,由于从2016年起国家严格限制木材的采伐,刨花板生产原料来源受到了极大的限制,因此基于来源丰富和可再生的农林废弃物的环保生态板的制备就成为解决目前人造板产业发展的关键措施,本论文以果壳废弃物为原料,自制的木质素改性聚氨酯预聚物为胶粘剂,经热压工艺生产出符合使用要求的无甲醛中密度生态板。详细研究了果壳粉含水量、细度、粘合剂用量、热压温度、热压时间等参数对所制备板的综合性能的影响规律;确定了最佳的工艺条件为：果壳粉含水量10%、原料细度20～40目:80～100目（1:1）、粘合剂用量为原料质量的5.0%、热压温度140℃、热压时间20min,压力25.0MPa,在此条件下制备的板的各项性能指标均优于中密度板刨花板国家标准（GB/T 11718-2009）规定值。本研究结果为丰富的果壳废弃资源的有效利用提供了实际可行的途径。     

不同工艺制备利乐粉/HDPE阻燃木塑复合材料的研究

研究了不同工艺对阻燃利乐粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料的阻燃性能和力学性能影响。实验结果表明:热压法制备利乐粉/HDPE阻燃木塑复合材料的最佳工艺条件是加压时间15 min,温度为160℃,压力为10MPa,利用最佳工艺条件制成的样品,氧指数可达28.31%,弯曲强度为44.17 MPa,拉伸强度为16.98 MPa;对比热压法和注塑法,注塑法制备的阻燃木塑复合材料具有更良好的力学性能和阻燃性能,且注塑法制备的复合材料燃烧残余物的炭层更致密和稳定;SEM和FTIR分析表明挤出注塑法和热压法制备的阻燃木塑复合材料燃烧残余物的红外图谱的峰与设计目标产物的特征峰一致,材料具有阻燃性。     

熔体微分静电纺聚乳酸超细纤维膜热压增强工艺及性能研究

可降解材料高强透气纤维膜在食品、药品包装等领域需求迫切。为了解决这一问题，提出了一种聚乳酸包装膜制备技术。采用单因素实验探究了热压温度、压力和时间对熔体微分电纺聚乳酸微纳米纤维膜拉伸强度和断裂伸长率的影响；使用Design-Expert 11软件设计实验并对实验结果进行分析，利用响应面法优化纤维膜热压工艺参数，并对得到的最佳值进行了实验验证。结果表明：经响应面法优化后的最佳热压工艺参数为热压温度40℃、热压压力4 MPa、热压时间6 s，此条件处理后的聚乳酸纤维热压膜单向平均拉伸强度为27.613 MPa，相较未处理纤维膜拉伸强度提升149.89%，与预测值的相对误差为0.684%，证明拟合效果良好。热压处理可有效增强熔体微分电纺聚乳酸纤维膜的拉伸强度，提高聚乳酸纤维膜产品在包装领域的应用潜力。     

SiCp/Al基复合材料制备工艺的优化

本文利用热压烧结技术制备了性能优良的SiCp5vol%Al基复合材料,利用正交实验对参数进行了优化。结果表明,SiCp5vol%Al基复合材料的最佳工艺参数为烧结温度600℃、高温压力70MPa、保压时间7min。     

热熔膜法碳纤维/环氧树脂预浸料制备工艺

采用自制的环氧树脂膜与碳纤维一起热压制备预浸料,并通过正交试验设计改变热压温度、时间和压力这三个工艺参数来探讨制备预浸料时热压工艺参数对预浸效果的影响,制成的预浸料固化成复合材料后测定其力学性能,以此来确定预浸料的最优热压工艺参数。测得制备的预浸料挥发分质量分数为(0.6±0.1)%、树脂质量分数为(55±2)%。正交试验结果表明:当热压温度为60℃,时间为50 s,压力为1.5 MPa时,复合材料的拉伸强度最高。     

花生壳/PP复合材料的制备及其性能研究

为了实现对花生壳这一农产品的回收利用,采用花生壳粉末与PP制备应用于家居填充物的复合材料,对其最优工艺条件进行了研究,测试了所制备材料的拉伸、弯曲以及冲击特性.结果表明,随着花生壳粉末质量分数的增加,所制复合材料的拉伸、弯曲强度在花生壳粉末质量分数为40%时取得最大值,而冲击强度随着花生壳粉末质量分数的增加反而变小.所制备复合材料满足家居填充物要求的最优工艺为:当花生壳粉末质量分数为40%,热压温度175℃,热压压力12MPa,热压时间5min时.其弯曲性能、拉伸性能和冲击性能均较好.     

稻草基复合材料成型工艺试验及影响

针对稻草刨花板性能差，终端利用少的问题提出以稻草刨花为基底，与杨木单板结合制备一种新型复合材料。对影响该材料的工艺进行探讨，得到的具体结论为：一次热压成型工艺制备的复合板材各方面性能皆优于二次热压成型工艺制备的；一次热压成型工艺下，杨木单板胶粘剂最佳涂刷量为75g/m2，剖面密度为0.92g/m3；可根据板材使用环境添加0%～2%的MDI胶粘剂。通过对稻草基杨木复合板材包装盒进行设计，确定该材料具有良好的视觉传达体验。     

高填充油茶果壳基木塑复合材料的制备及力学性能

以油茶果壳和不同塑料即聚丙烯、高密度聚乙烯(PE-HD)、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯为原料,采用模压成型的方法制备了高填充油茶果壳基木塑复合材料,利用电子万能试验机和悬臂梁冲击试验机测试其力学性能。通过单因素试验分析塑料种类对复合材料力学性能的影响,确定较优塑料种类后进一步优化制备参数。以壳粉含量、增容剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)含量、热压温度、热压时间为设计因素,以弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度、冲击强度为力学性能优化目标,设计L₉(3⁴)正交试验,研究了高填充油茶果壳基木塑复合材料的制备工艺,利用极差分析和方差分析得到了较优配方和工艺参数组合。研究表明：当添加塑料为PE-HD时,复合材料的弯曲强度最大为34.40 MPa,拉伸强度最大为18.20 MPa,力学性能较优;壳粉含量为65%时,添加7%MAPE的复合材料强度较好,弯曲强度最大为33.66 MPa;优化制备参数组合为壳粉含量55%,MAPE含量5%,热压温度160℃,热压时间10 min。     

酚化腐植酸改性酚醛泡沫材料的制备与性能的分析

以特定工艺制备酚化改性腐植酸（PHA）,选择并优化工艺参数从而制成PHA改性酚醛泡沫材料。采用傅里叶红外分析、热失重分析、氮吸附和冲击强度测试等方法对PHA改性酚醛泡沫材料结构和性能进行了分析。结果表明,当PHA质量分数为40 %时, PHA改性酚醛泡沫材料的冲击强度为5.7 kJ/m2,压缩强度为0.33 MPa,极限氧指数为47 %,热导率为0.038 W/（m·K）,在400 ℃时的质量保留率为79.1 %。其各项性能良好,可以替代部分苯酚制备PHA改性酚醛泡沫材料。     

大豆蛋白胶麻杆刨花板制备工艺的研究

为了开发环境友好型刨花板,探讨利用大豆蛋白胶黏剂压制麻杆刨花板的制备工艺,分析热压温度、热压时间、施胶量和密度对麻杆刨花板性能的影响。结果表明,大豆蛋白胶可以用于麻杆刨花板的制造,其最佳工艺参数为:热压温度180℃,热压时间25 min,施胶量18%,密度0.80 g/cm3。在此条件下,压制的板材的性能超过GB/T 4897.4—2003的要求。     

抗87式5.8 mm普通弹防弹插板的研究与制备

为了开发抗87式5.8 mm普通弹陶瓷复合防弹插板,采用有限元数值模拟研究了弹体侵彻过程及结构设计,探索了防弹插板制备过程中超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)背板的压制工艺以及异形多曲面整板陶瓷插板的真空热压复合工艺。针对UHMWPE背板开展了不同压制压力和温度对其防弹性能影响规律的研究,并探究了真空热压参数对插板的防弹性能影响,确定了最佳的工艺参数设置,成功制备出满足国内军方要求的抗87式5.8 mm普通弹轻质插板产品,该产品能够实现有效防弹。     

建筑用碳纤维增强铝基复合材料的工艺优化与性能研究

采用真空热压法制备了建筑用碳纤维增强铝基复合材料,以抗拉强度和致密度为考核指标,通过三因素三水平正交试验法优化了复合材料的热压工艺参数,并对断口形貌进行了观察。结果表明,以抗拉强度为考核指标时,对抗拉强度影响最大的是因素B（热压时间）,其次是因素A（热压温度）,而影响最小的是因素C（热压压力）;以致密度为考核指标时,对致密度影响最大的是因素A（热压温度）,其次是因素C（热压压力）,而影响最小的是因素B（热压时间）。采用综合平衡法优化建筑用碳纤维增强复合材料的热压工艺参数组合为A1B3C3,即热压温度为510℃、热压时间为180min、热压压力为15MPa时,碳纤维增强复合材料可以取得最大的致密度和抗拉强度,此时复合材料的抗拉强度为286.98MPa、致密度为99.92%。     

高强高模聚乙烯纤维植物纤维纸基复合材料制备及性能

以高强高模聚乙烯（UHMWPE）短纤维和针叶木浆为原料，通过湿法成型技术结合树脂浸渍热压方法制备了UHMWPE纤维纸基复合材料，研究了原纸制备工艺和浸渍热压工艺对UHMWPE纤维纸基复合材料性能的影响。结果表明，当UHMWPE纤维与针叶木浆质量比为7∶3、针叶木浆打浆度为58°SR、酚醛树脂水溶液质量分数为10%、上胶量为44%、热压工艺为15 min、10 MPa、130℃时，制得的UHMWPE纤维纸基复合材料性能较好。当原纸经过浸渍热压后，所制备的UHMWPE纤维纸基复合材料抗张指数为59.11 N·m/g，与原纸相比抗张指数提高了6.9倍，表面变得更光滑，同时具有较低的介电常数（约1.97）、介质损耗因数（0.45×10–2）和较好的热稳定性。     

聚丙烯/秸秆复合材料的成型工艺及性能探究

采用化学方法制备了水稻秸秆纤维,并以水稻秸秆纤维为增强体,聚丙烯为基体,运用纺织技术及热压成型技术制备了聚丙烯/秸秆复合板材。结果表明,采用浓度为4%、浴比为1∶20、温度为80℃的NaOH溶液热煮20 min可提取较纯的秸秆纤维;在12.5 MPa、200℃热压30 min条件下,复合板材成型较好;纤维质量分数为45%时,复合材料具有良好的力学性能。     

含磷多元醇的合成及其阻燃改性PUR硬泡

利用甲基磷酸二甲酯(DMMP)与多元醇经酯交换反应制备了反应型含磷阻燃多元醇,研究了催化剂种类和用量及反应温度、时间等工艺参数对酯化反应转化率的影响,同时优化了工艺条件,合成的多元醇含磷量可达12%~15%。将合成的多元醇替代部分聚醚4110用于制备阻燃聚氨酯硬泡,采用极限氧指数法(LOI)对其阻燃性能进行了表征,并与普通聚氨酯硬泡进行了比较。研究结果表明,在添加少量的混合阻燃剂时,阻燃聚氨酯硬泡的LOI可达30%以上。