苯乙烯溶液聚合过程变量仿真与优化研究

由于经典动力学模型的复杂性和精确性,对于预测自由基聚合过程中单体转化率一直是一个挑战。本研究通过响应面法的中心复合设计（CCD）模型进行实验设计、建模和工艺优化,研究了以丙酮为溶剂的苯乙烯溶液聚合过程中单体转化率的变化。建立的优化条件为：反应时间30 min,反应温度120℃,引发剂浓度为0.113 5 mol/L,单体转化率为76.82%,观察得到的转化率为70.86%。从而得到了一个非常适合于常规工业使用的预测单体转化率的鲁棒模型。     

双指标融合Box-Behnken设计优化广西特产拟黑多刺蚁提取工艺

本研究以广西特产拟黑多刺蚁为原料,提取浸膏及水溶性蛋白含量。在单因素考察的基础上,采用Box-Behnken设计响应面法优化提取工艺。采用浸膏得率、浸膏中水溶性蛋白含量为优化指标,考察以液料比、提取温度、提取时间对提取工艺的影响。最佳提取工艺为：液料比19.924,提取温度48.04℃,提取时间60 min,在此最优提取条件下浸膏得率为53.112%、浸膏中水溶性蛋白含量为77.164%。优化拟黑多刺蚁水溶性蛋白提取的工艺条件,对拟黑多刺蚁的研究开发综合利用具有重要意义。     

一种检测用气敏传感器材料制备及应用效果

针对传统金属半导体气敏传感器在甲醛气体检测时灵敏度低和选择性差的问题,通过静电纺丝法制备基于复合纳米材料的气敏传感器,并对制备的材料及传感器性能进行验证。结果表明,本实验制备的复合纳米气敏材料呈现网状,且氧空位更多,同时含有Cd2+和In3+的特征峰;传感器性能测试表明,传感器的最佳响应温度为133℃;传感器的响应时间和恢复时间分别为7s和13s,明显少于单一材料的传感器响应时间;浓度特性测试可知,在不同甲醛浓度下气敏传感器的响应浓度表现出良好的线性关系,相关系数R2=0.9983;在性质接近的复杂气体环境测试中,本实验制备的传感器可准确的测量甲醛气体,而且不受干扰。由此可见,本实验制备的气敏材料及传感器具备较高的灵敏性和可选择性。     

基于Moldflow和响应曲面法的LGFRPP注塑工艺参数优化

基于Moldflow对长纤维增强聚丙烯注射成型充填过程进行模拟仿真分析,提出一种注射成型工艺参数优化方法。分析了注射成型工艺参数对纤维长度的影响,设计了以最短纤维长度为优化目标的二阶多项式模型,建立了以模具温度、熔体温度、充填时间为试验因子的响应曲面模型。通过计算响应曲面模型,分析3种工艺参数对物料剪切作用的影响,得到最短纤维长度在模具温度为80℃、熔体温度为240～250℃、充填时间为0.8～1 s区间可取得最大值;结合不同工艺参数交互影响的响应曲面,分析得到最优工艺参数组合为模具温度为80℃、熔体温度为247.5℃、充填时间为0.91 s。将最优工艺参数组合代入二阶多项式模型和Moldflow仿真模型,得到最短纤维长度预测值2.444 3 mm和最短纤维长度模拟值2.477 mm,相对误差为1.32%。     

Al2O3掺杂对Cu3Ti2Ta2O12陶瓷微观结构及介电性能的影响

采用固相反应法制备了Al₂O₃掺杂Cu₃Ti₂Ta₂O₁₂ (CTTAO)陶瓷,研究了其晶相组成、微观结构、复阻抗及介电性能。研究结果表明：CTTAO陶瓷样品为立方类钙钛矿结构,空间群Im3。随着Al₂O₃掺量的增加,样品的平均晶粒尺寸、介电系数和介电损耗均先减小后增大。结合复阻抗谱分析表明,CTTAO陶瓷具有半导性晶粒和绝缘性晶界构成的非均匀性微观结构,低频下的介电损耗主要由晶界电阻决定,利用内部阻挡层效应(IBLC)和MaxwellWagner极化弛豫模型,可解释CTTAO的巨介电响应。     

苹果草果块茎复合饮料研制及抗氧化活性研究

将苹果和草果块茎作为原料,利用单因素和响应面试验探究苹果草果块茎复合饮料最优配方,并测定其抗氧化活性。优化得到复合饮料的最优配方为：草果汁榨取最佳液料比3.75 mL/g、苹果汁榨取最佳液料比1.39 mL/g、草果汁添加量25.1%、白砂糖添加量1.42%,该配方下样品感官评分为88.2,DPPH自由基清除率为59.2%,总抗氧化值为8.8μmol Trolox/mL。     

基于响应面法的碱激发地聚物固化淤泥质土试验研究

为实现滩涂淤泥质土和工业废料资源化利用,定量优化地聚物固化淤泥质土的关键因素,基于Box-Behnken响应面法对碱激发矿渣-粉煤灰基地聚物固化淤泥质土的配合比进行优化,选取矿渣掺量、碱激发剂模数和碱激发剂掺量为主要考察因素,并结合宏观性能和微观形貌进行固化机理分析。结果表明：固化土最优配合比为矿渣掺量86.5%(质量分数),碱激发剂模数0.84,碱激发剂掺量7.3%(质量分数),此时固化土7和28 d无侧限抗压强度分别为5 823和7 027 kPa,预测值与实际值误差较小,所建立的模型与实际数据拟合准确可靠;固化土的水化产物主要为无定形凝胶水化硅铝酸钙(C-(A)-S-H)和硅铝酸盐聚合物(N-A-S-H),可增强土体的密实程度和骨架结构,以此提高固化土的强度。本研究为碱激发地聚物固化淤泥质土提供了理论依据和实验基础。     

基于响应面模型与遗传算法的空气喷涂工艺参数优化

为提高空气喷涂漆膜厚度的均匀性,提出一种基于响应面模型和遗传算法结合的优化方法。以铁板为基材,以漆料黏度、喷涂距离、喷枪移动速率、雾化气压、扇面气压和流量气压作为影响某白色聚氨酯面漆均匀度(即厚度标准差)的主要工艺参数,按正交实验法获取实验样本数据,得到关于漆膜厚度和均匀度的多项式回归响应面模型。然后运用遗传算法,以一定漆膜厚度为约束,对均匀度响应面模型进行寻优求解,并与正交实验喷涂结果进行对比。结果发现,喷涂工艺参数优化后的漆膜均匀度提高了6%～33%。运用响应面模型与遗传算法对漆膜均匀度进行单目标优化,提高了优化效率和漆膜均匀度,为之后的机器人喷涂工艺参数设置提供了有效的优化方法。     

基于响应面传动器成型缺陷研究

传动器通过注塑成型工艺制得,其成型质量直接影响传动器的性能。在注塑成型工艺过程中,模具温度、熔体温度、保压压力以及冷却时间等工艺参数对制件的影响较显著,不合理的工艺参数导致制件出现较大的翘曲变形。通过建立响应面模型,以模具温度、熔体温度、保压压力以及冷却时间为响应参数,以制件的翘曲变形量为响应目标,优化一组最佳的成型工艺参数组合。结果表明：四个变量的影响程度分别为：模具温度>保压压力>冷却时间>熔体温度。当模具温度80℃、熔体温度180℃、保压压力90 MPa、冷却时间20 s,制件的翘曲变形量最小为1.955 mm,较未优化的翘曲变形量降低0.427 7 mm,有效地改善了制件的成型质量。     

中药通草渣对水中亚甲基蓝吸附效能与机理的研究

选择中药通草残渣作为生物吸附剂,对水中亚甲基蓝染料(MB)进行吸附,探究其吸附效能和吸附机理。采用响应面法中Box-Behnken Design,考察吸附剂投加量、pH、MB溶液初始质量浓度和吸附时间对通草残渣去除MB的影响,并对实验参数进行优化。在最优参数组合条件下,通过实验验证其预测值和实验值符合度一致。吸附等温线与动力学模型拟合结果显示：通草残渣对水中亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir模型(R²=0.997)和准二级动力学模型(R²=0.999 8),其吸附量为115.72 mg/g,表明该吸附过程以均匀的单层吸附为主,对亚甲基蓝的吸附速率受膜扩散和颗粒内扩散共同控制。同时,该吸附过程存在Na⁺、K⁺、Ca²⁺的交换情况,对Cl^-、SO₄^2-的影响不明显。表征结果显示,通草残渣吸附水溶液中的亚甲基蓝后,出现比表面积增大、孔容加深、孔径缩小、电荷强度变小、红外基团变化不大的特点,提示通草残渣对水中亚甲基蓝...