检索结果-南通市图书馆

作者：范致平沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

本文以上海某钢铁公司中厚板轧制节奏为研究对象，通过结合现场实际情况、轧制数据提取、系统仿真等手段，研究分析了中厚板轧制节奏控制技术，以期为中厚板轧制控制技术提供基础的理论指导与实验数据。主要研究工作如下：（1）建立板... 详细信息

本文以上海某钢铁公司中厚板轧制节奏为研究对象，通过结合现场实际情况、轧制数据提取、系统仿真等手段，研究分析了中厚板轧制节奏控制技术，以期为中厚板轧制控制技术提供基础的理论指导与实验数据。主要研究工作如下：（1）建立板坯跟踪模型。板坯跟踪是实现节奏控制的前提条件，为轧制节奏控制记录、并预测各段时间运行值。该部分模型根据轧制设备运动特性，采用质点运动方程，实现对板坯运行速度及时间的预测计算。通过现场调试，根据该模型得到的系统实现了板坯的位置预测，系统运行稳定。（2）研究了提高板坯在轧线上预测运行时间的计算精度研究。为了提高轧制节奏计算模型的预测精度，关键在于提高板坯在轧线上预测运行时间的计算精度。该部分运用自适应的方法对实时的设定值进行自适应调节，并不断利用实时信息对模型参数进行修正，以提高其预测的智能化。经过现场大量实际数据验证和仿真研究可得，改进的系统可将预测误差大致控制在±5s范围内，与传统模型相比有较大幅度的改善。（3）对计算合理抽钢时间研究。该部分以轧制时间、待温时间等变量作为约束条件，以数据样例作为研究对象，得到了优化的抽钢顺序，且结果表明最佳的抽钢时间与生产计划有关，应合理地对品种规格、轧制计划进行优化。（4）软件实现。该部分结合Visual Studio2005编程系统，研究了整个轧制节奏程序设计流程。作者根据实际编程以及二级控制计算机的要求，得到轧制节奏编程内容中有关服务代理、接口设计、类关联图、流程图等内容，并给予相关编程经验。

关键词：中厚板轧制节奏跟踪模型自适应控制抽钢时间

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基于立体视觉的小型工件分拣系统设计与应用

基于立体视觉的小型工件分拣系统设计与应用

作者：谢文傲沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

随着制造业的发展,工业生产对分拣技术要求越来越高,为了使机器人更加智能,学者们赋予了机器人“眼睛”,即将机器视觉技术应用到分拣系统中。工件的识别与定位是分拣系统重要的组成部分,而以往基于模板匹配的方法早已无法满足一些特定... 详细信息

随着制造业的发展,工业生产对分拣技术要求越来越高,为了使机器人更加智能,学者们赋予了机器人“眼睛”,即将机器视觉技术应用到分拣系统中。工件的识别与定位是分拣系统重要的组成部分,而以往基于模板匹配的方法早已无法满足一些特定情况下的分拣任务需求。因此,本文针对类圆形目标互相遮挡情况下的识别、定位与分拣,设计了一套分拣系统,主要研究内容如下:(1)本文根据分拣系统功能要求,针对类圆形工件的物理特点,完成对分拣系统的总体设计。阐述了双目视觉原理,构建相机成像模型,根据张正友双目标定方法完成相机参数标定,最终对标定结果进行分析,验证标定精度。(2)深入研究目标定位与识别,针对工件的形状,提出基于椭圆检测的类圆形目标识别算法。首先,为简化复杂曲线表达、保留目标凸性和极性,对LSD检测算法进行改进,实现对弧支撑线段的提取。其次将弧支撑线段连接、组合,完成椭圆拟合准备工作。再次,采用求解特征系统的正特征向量方法拟合初始椭圆,并应用叠加原理对该算法进行优化。最后,为解决目标遮挡的识别问题,对椭圆参数进行分层聚类,筛选后完成椭圆检测。通过实验,将提出算法与模板匹配等算法进行对比,证明本文算法的可行性与优越性。(3)提出了一种基于KLT角点跟踪与Rosin近似距离相结合的椭圆匹配算法,将左右目图像中的类圆形目标一一匹配,同时为提高角点跟踪精度,将金字塔结构成功融入KLT角点跟踪算法中,再基于立体视觉模型参数实现类圆对象中心的三维重构,从而完成工件的识别与定位。最后,设计并开展进行误差验证实验,实验结果表明识别定位算法准确度符合系统设计要求。(4)依据设计方案,搭建双目机器人在线分拣实验平台,系统主要由2台BASLER公司的da A1280-54um工业相机与ABB公司的IRB120型机械臂构成。实验中分别开展类圆形目标的三维空间定位与机械臂自动抓取等功能的测试,并对测试结果进行定性分析。测试结果表明,该系统的集成分拣精度优于2mm,能够满足常规工业生产的需求,验证了本文所用方法的可行性和准确性。

关键词：椭圆检测双目视觉机械臂分拣系统椭圆匹配算法

基于分子设计的新型耐高温聚苯腈树脂的合成及性能研究

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基于分子设计的新型耐高温聚苯腈树脂的合成及性能研究

作者：盛海同河北工业大学

学位级别：硕士

聚邻苯二甲腈树脂（polyphthalonitrile resin）简称聚苯腈树脂，是指以邻苯二甲腈为单体，过渡金属或胺类作为催化剂，通过腈基三键的打开然后腈基之间发生本体加成聚合反应生成的一种聚合物。聚苯腈树脂具有良好的加工性能，优异的热... 详细信息

聚邻苯二甲腈树脂（polyphthalonitrile resin）简称聚苯腈树脂，是指以邻苯二甲腈为单体，过渡金属或胺类作为催化剂，通过腈基三键的打开然后腈基之间发生本体加成聚合反应生成的一种聚合物。聚苯腈树脂具有良好的加工性能，优异的热稳定性及热氧稳定性（Td,5%>500℃），具有较高的储能模量（E’>3GPa）和较高的玻璃化转变温度（Tg>350℃），具有较低的吸湿性（吸水率新型的高性能耐高温热固性树脂，有望作为结构材料、涂料、胶黏剂应用于航空航天、船舶工业、电子封装、机械、化学工业等领域。本课题主要以新型聚苯腈树脂的合成及其性能研究为主。本课题首次将具有耐高温的三嗪N-杂环结构引入聚苯腈树脂单体中，合成出两种新型的以三嗪环结构为中心的聚苯腈树脂单体。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱和碳谱（1H NMR、13C NMR）对两种聚苯腈单体进行表征。以4,4’-二氨基二苯基醚（ODA）为引发剂制备两种含三嗪结构的聚苯腈树脂。差示扫描量热分析（DSC）测试表明，两种树脂均具有良好的加工性。热失重分析（TGA）表明，两种树脂的起始分解温度（Td,5%）均大于500℃，基于热失重实验结果，对两树脂进行热分解动力学分析，计算出两种树脂的热分解活化能（Ea）分别为205.6kJ/mol、152.3kJ/mol。常温下两种树脂的储能模量均大于3.5GPa，玻璃化转变温度（Tg）均大于350℃。对两种树脂进行后固化实验，结果表明，增加固化时间和升高固化温度对树脂的性能有积极作用。其次，首次合成出新型的含烷基中心-三酚型聚邻苯二甲腈树脂（TDPE），通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱和碳谱（1H NMR、13C NMR）、元素分析（EA）对TDPE单体进行表征。并且以4-氨基苯氧基邻苯二甲腈（APPH）为催化剂制备TDPE树脂。差示扫描量热分析（DSC）测试表明，TDPE树脂具有较大的加工窗口（122℃），热失重（TGA）分析表明，起始分解温度（Td,5%）高达550℃以上，氮气氛围下900℃下的残炭率高达79%。常温下的储能模量（E’）为3.5GPa，玻璃化温度（Tg）大于380℃，吸水率小于3%。综上分析，TDPE树脂是一种综合性能优越的新型聚邻苯二甲腈树脂。再次，以自催化型邻苯二甲腈单体—4-氨基苯氧基邻苯二甲腈（APPH）为催化剂，催化间苯型（BDB）和双酚A型（BDPP）两种聚苯腈树脂。对APPH作为引发剂参与聚苯腈树脂的聚合反应机理进行了深入的分析。通过对使用不同比例的APPH（5wt%、10wt%、20wt%）作为固化剂制备得到的树脂进行热稳定性及动态力学性能测试分析表明，增加APPH的量可以得到性能更加优越的聚苯腈树脂。通过热失重实验，利用Friedman方法和Flynn-Wall方法研究BDB和BDPP聚苯腈树脂在氮气气氛IV下的热分解动力学。根据实验结果对聚苯腈树脂耐高温机理进行了讨论。对APPH固化的BDPP树脂进行后固化实验，结果表明，升高固化温度延长固化时间对聚苯腈树脂的性能有积极作用。

关键词：聚邻苯二甲腈树脂耐高温热氧稳定性动态力学性能吸水性

聚苯腈树脂及其纳米复合材料的制备及性能研究

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聚苯腈树脂及其纳米复合材料的制备及性能研究

作者：康超河北工业大学

学位级别：硕士

做为耐热高分子材料中的一员，聚苯腈具有优异的机械性能和阻燃性能，可广泛应用于航空航天、微电子等领域，开发新型苯腈树脂进一步提高聚苯腈综合性能成为研究热点。纳米金刚石（ND）因其良好耐磨性、低摩擦系数、高硬度、良好的导热... 详细信息

做为耐热高分子材料中的一员，聚苯腈具有优异的机械性能和阻燃性能，可广泛应用于航空航天、微电子等领域，开发新型苯腈树脂进一步提高聚苯腈综合性能成为研究热点。纳米金刚石（ND）因其良好耐磨性、低摩擦系数、高硬度、良好的导热性、优异的化学及热稳定性等诸多优异特性。选用纳米金刚石制备聚苯腈纳米复合材料，可进一步提高聚苯腈的综合性能。为了提高纳米金刚石在基体中的分散性，本实验对纳米金刚石进行了化学改性。在混合浓酸（H2SO4:HNO3=3:1）中对ND进行酸化改性，并通过FTIR、TGA等测试手段对表面功能化的ND进行了分析，结果表明在ND表面接枝上了羧基基团，且羧基化纳米金刚石ND-COOH其热性能好于未处理的ND。实验制备出R-CN型聚苯腈纳米复合材料，并对其进行DMA和TGA分析，得到结论：纳米金刚石改性的聚苯腈性能有所提高，复合材料在1000℃下氮气中的残炭率高于73%;430℃之前未发生明显的玻璃化转变，且当纳米金刚石含量为1wt.%时，复合材料的热稳定性和热机械性能最佳。通过在4-硝基邻苯二甲腈（NPN）和萘二酚(2,7-二羟基萘2,7-DHN，1,6-二羟基萘1,6-DHN，1,5-二羟基萘1,5-DHN)合成新型含萘基苯腈单体，并在4,4′-二氨基二苯醚(ODA)参与下通过两步法（预聚和后固化）制备聚苯腈树脂。所得产物具有良好的耐热性能，2,7-BDCN和1,6-BDCN两种聚合物在氮气和空气中起始分解温度（Tid）均高于488℃，氮气条件下1000℃残炭率高达75%以上;其中1,6-BDCN聚合物具有良好的抗氧化稳定性，可在400℃保持长时间的结构稳定性;三种聚合物在470℃以下没有发生玻璃化转变，室温下储能模量高于3GPa，表现出极好的热机械性能。实验通过引入芳香醚柔性链段改性含萘基单体，制备出六种含萘基低熔点型苯腈单体及其聚合物，并对其进行合成、加工性能、耐热性、玻璃化转变温度的测试。结果表明：固化加工窗口为125-155℃，改善了原有单体加工性能差的缺点;六种固化后的树脂起始分解温度都高于465℃，残炭率高于75%，表现出了良好的耐热性能;380℃时未发生玻璃化转变，表现出优异的热机械性能。

关键词：聚苯腈复合材料纳米金刚石热稳定性功能化

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异步电机能效在线检测与效率优化技术研究

异步电机能效在线检测与效率优化技术研究

作者：李海彬沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

电动机作为一种动力设备,广泛的应用于工业、农业以及人们生活的各个领域,并占据着非常重要的地位。电动机在各种设备上消耗的电能占到全国用电总量的2/3,而交流异步电动机占到了其中的3/4。随着电力电子技术的发展,可采用多种途径来提... 详细信息

电动机作为一种动力设备,广泛的应用于工业、农业以及人们生活的各个领域,并占据着非常重要的地位。电动机在各种设备上消耗的电能占到全国用电总量的2/3,而交流异步电动机占到了其中的3/4。随着电力电子技术的发展,可采用多种途径来提高电机运行时的效率,节能控制作为一种重要的手段,能够使电机效率得到极大地改善。因此,研究异步电动机的能效检测与节能技术,具有很大的现实意义。本文首先根据电机定子表面和铁心上的齿槽会在气隙磁场中产生相应谐波,直接对定子电流进行谐波检测和分析,从而检测与转子转速成正比的齿谐波频率以达到辨识转速的目的,以此得到用于检测电机转子转速、轴输出转矩等效率计算所需的关键参数。接着详细说明了异步电机的各部分损耗,并对各种损耗降低的可行性进行了分析,深入研究了异步电机轻载稳态时的效率优化问题。经Clarke和Park矢量坐标变换后,采用黄金分割点法对异步电机进行效率最优控制,通过改变电机中励磁电流和转矩电流,减小系统可控损耗,进而达到提高电机的效率。最后在硬件的基础上,完成了基于TMS320F2812DSP的异步电机能效在线检测与效率优化系统。给出了电源供电、电流和电压检测及智能化功率模块IPM等部分硬件电路及系统程序流程图,得到了大量的实验结果及数据。研究结果表明矢量控制的异步电机,在轻载时具有很大的节能空间,验证了理论分析的正确性。

关键词：异步电机能效在线检测效率优化

含萘环自催化型聚苯腈树脂及氨基邻苯二甲腈/环氧树脂固化物的制备与性能研究

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含萘环自催化型聚苯腈树脂及氨基邻苯二甲腈/环氧树脂固化物的制...

作者：王建河北工业大学

学位级别：硕士

聚苯腈树脂是一种由邻苯二甲腈单体通过本体加成聚合形成的高性能热固性树脂,自上世纪70年代被美国海军实验室开发出至今,由于其优异的耐热性能、阻燃性能和化学稳定性,可以应用在航空航天、舰船、电子封装等领域。环氧树脂是一类具有... 详细信息

聚苯腈树脂是一种由邻苯二甲腈单体通过本体加成聚合形成的高性能热固性树脂,自上世纪70年代被美国海军实验室开发出至今,由于其优异的耐热性能、阻燃性能和化学稳定性,可以应用在航空航天、舰船、电子封装等领域。环氧树脂是一类具有良好黏结、电气绝缘、耐腐蚀、高强度、易加工等优异性能的热固性高分子材料,其早已被广泛地应用于胶黏剂、涂料、电气绝缘材料、复合材料等领域,已成为各工业领域中不可或缺的基础材料。但是环氧树脂也存在着热稳定性及阻燃性能差的缺点,已满足不了目前各高精尖科技对材料的要求。首先,本文通过亲核取代反应合成出了一种含有萘环结构的自催化型苯腈单体,该单体具有加工窗口大、粘度低的优良加工性能。采用Starink积分等转化率法求得单体固化反应的表观活化能(E)为87.08±4.70 kJ/mol,从而为单体固化工艺的设计提供理论基础。该单体在固化温度较低时间较短的情况下,固化物仍表现出了高玻璃化转变温度、高模量、较低的平均线膨胀系数和优异的热稳定性。其次,合成出了三种自催化型邻苯二甲腈单体,并将其分别与环氧树脂(EP)共混且固化得到其固化物。利用DSC研究了共混物的自催化和加工性能并计算了各体系的E,利用TG和DMA分析研究了其固化物的热稳定性和热机械性能。结果表明,所制得的固化物热稳定性、热氧稳定性及热机械性能都要优于作为对比体系的4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)固化的环氧树脂固化物。其储能模量在80°C之前都保持在3GPa以上,玻璃化温度都大于180°C,而且经计算得到的极限氧指数都大于37,此固化物可以作为阻燃、耐热材料使用。再次,合成出了一种EP固化剂—含两个氨基的酚类单体(DHTM),并将其作为中间体与4-硝基邻苯二甲腈反应制得含双氨基的自催化型苯腈单体(DPN)。利用DSC证明了DHTM和DPN对EP的固化作用以及DPN的自催化性能。将DHTM与DPN分别与EP制得共混体系,然后将其固化。将制得的两种固化物分别进行了热失重和动态热机械性能测试,发现DPN-EP固化体系的各项性能都要优于DHTM-EP固化体系。其在氮气和空气下的初始分解温度(T)分别提高了27和68°C,计算得到的极限氧指数提高了9.12,达到36.36,其玻璃化温度提高了42°C,展现出了良好的耐热和阻燃性能。

关键词：聚邻苯二甲腈树脂自催化耐高温环氧树脂高性能

电动飞机主推进三相永磁同步电机控制系统研究

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电动飞机主推进三相永磁同步电机控制系统研究

作者：王淼沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

近年来,随着半导体技术的迅速发展,蓄电池储电能力明显提升,新能源电动飞机走进人们的视野,成为航空领域的研究热点之一。电推进系统是电动飞机的动力核心,为飞机的稳定安全飞行提供保障。永磁同步电机因其体积小、功率密度高等鲜明特... 详细信息

近年来,随着半导体技术的迅速发展,蓄电池储电能力明显提升,新能源电动飞机走进人们的视野,成为航空领域的研究热点之一。电推进系统是电动飞机的动力核心,为飞机的稳定安全飞行提供保障。永磁同步电机因其体积小、功率密度高等鲜明特点成为电推进系统电机的首选,因此,对电动飞机主推进永磁同步电机控制系统的研究具有十分重要的现实意义及价值。本文围绕电动飞机主推进三相永磁同步电机控制系统进行相关研究,针对永磁同步电机特性,采用矢量控制技术,对转速电流双闭环控制系统进行设计与分析。进一步针对带有容错功能的永磁同步电机的实际工程需求,提出电机对于断相故障的容错策略,并最终完成控制系统软硬件电路的设计与实现。首先,阐述通用航空电动飞机及控制技术的国内外研究进展,对比分析矢量控制的优越性,结合电动飞机永磁同步电机的结构特点,建立永磁同步电机转速电流双闭环调速系统的数学模型。其次,对所建模型进行仿真分析,完成SVPWM控制策略以及CHBPWM控制策略的分析,研究模拟带载启动和变载运行的运行工况,通过仿真实验验证模型的正确性和方案的可行性。进一步针对加减速常见运行工况,对控制系统进行改进,引入滑模控制方法代替转速环的PI控制,有效提高系统的鲁棒性。再次,针对永磁同步电机实际工程中的断相故障问题,仿真对比分析SVPWM控制和CHBPWM控制方案下电机发生断相故障时的输出特性。仿真结果表明断相故障下,SVPWM控制较CHBPWM控制电机速度和电流脉动更小,系统更稳定。并在此基础上,提出系统断相故障容错策略,仿真结果验证所提容错策略具有较好的控制效果。最后,设计以英飞凌TC1728为主控芯片的永磁同步电机控制系统,建立Dave和TASKING的编程环境,完成控制系统的制作和实验平台的搭建,对三相永磁同步电机控制系统进行实验测试,输出波形表明控制系统满足电机控制要求,该方案为通用航空电动飞机主推进电机控制系统的深入研究和控制策略的优化提供一定的参考。

关键词：电动飞机三相永磁同步电机矢量控制断相容错 TC1728

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纳米金刚石的表面功能化与解团聚研究

纳米金刚石的表面功能化与解团聚研究

作者：李文芳河北工业大学

学位级别：硕士

纳米金刚石(nanodiamond,简称ND)作为碳纳米材料中重要的成员之一,不仅具有纳米粒子的基本特点,如小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应及表面与界面效应,而且还具有金刚石本身所固有的基本特性如超高的硬度、高的热导率和优良... 详细信息

纳米金刚石(nanodiamond,简称ND)作为碳纳米材料中重要的成员之一,不仅具有纳米粒子的基本特点,如小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应及表面与界面效应,而且还具有金刚石本身所固有的基本特性如超高的硬度、高的热导率和优良的化学稳定性等。因此得到了广泛应用。然而,由于纳米粒子巨大的比表面积及纳米金刚石的特殊结构,纳米金刚石极易团聚,常常以亚微米级甚至微米级团聚体的形式存在,这使其丧失了作为纳米粒子特有的功能,极大地限制了其应用范围。另外,由于纳米金刚石表面官能团比较单一,这也限制了其应用范围。因此,对纳米金刚石进行表面功能化的同时解除其团聚具有重要的意义。本文采用化学接枝的方法将疏水性聚合物和生物相容性共聚物接枝到纳米金刚石表面,旨在对纳米金刚石功能化的同时提高其分散稳定性。主要包括以下两部分:(1)通过“grafting from”的方法将疏水性的两种聚合物共价嫁接到纳米金刚石表面通过依次用混酸、二氯亚砜、乙二醇和丙烯酰氯对纳米金刚石进行表面化学修饰,在其表面共价引入双键。在引发剂过氧化苯甲酰(BPO)的作用下,利用纳米金刚石表面的双键分别与含有双键的单体苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯进行原位自由基共聚合,将聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)链嫁接到纳米金刚石表面,实现了表面共价功能化和解团聚的同步进行。(2)通过“grafting to”的方法将生物相容性共聚物共价嫁接到纳米金刚石表面在惰性气体保护下,以聚乙二醇(PEG)和辛酸亚锡(Sn(Oct))为共引发剂,引发ε-己内酯单体开环聚合反应成功制备了聚ε-己内酯-聚乙二醇-聚ε-己内酯(PCL-PEG-PCL)共聚物;逐步用混酸和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)对纳米金刚石进行化学改性,成功在其表面引入了异氰酸酯基。采用“grafting to”的方法,利用纳米金刚石表面的异氰酸酯基与PCL-PEG-PCL链段末端的羟基反应,将PCL-PEG-PCL成功接枝到ND表面。因此改善ND分散性的同时也提高了其生物相容性。

关键词：纳米金刚石疏水性聚合物 PCL-PEG-PCL 功能化解团聚

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聚苯腈树脂及其共聚物的制备与性能研究

聚苯腈树脂及其共聚物的制备与性能研究

作者：郗朕捷河北工业大学

学位级别：硕士

聚苯腈是由邻苯二甲腈化合物在芳香胺类等固化剂的作用下加成聚合得到的热固性树脂。作为一种新型的高性能树脂,聚苯腈具有突出的热稳定性、力学性能、低吸水性和阻燃性能,这些性能甚至优于其他传统的高性能聚合物,诸如聚酰亚胺、聚苯... 详细信息

聚苯腈是由邻苯二甲腈化合物在芳香胺类等固化剂的作用下加成聚合得到的热固性树脂。作为一种新型的高性能树脂,聚苯腈具有突出的热稳定性、力学性能、低吸水性和阻燃性能,这些性能甚至优于其他传统的高性能聚合物,诸如聚酰亚胺、聚苯并恶嗪、聚醚醚酮等,因而受到了广泛关注。同时,由于其加成聚合机理,在固化过程中无小分子副产物产生,邻苯二甲腈单体可以较容易地加工成密致无空穴的聚合产品。由于上述这些方面的种种优点,聚苯腈树脂有望在航空航天、船舶、微电子等领域实现广泛的应用。本文首次将吡啶结构引入到苯腈单体分子中,针对目前多数研究侧重改良加工性能却损失部分原有性能的现状,结合吡啶基团的特点,设计并合成出新型含吡啶结构邻苯二甲腈单体2,6-双[4-(3,4-二腈基苯氧基)苯甲酰基]吡啶(BCBP),之后,使用4-氨基苯氧基邻苯二甲腈(APPH)作催化剂制备出聚苯腈树脂。红外光谱结果说明该单体聚合主要形成了酞菁和异吲哚啉结构。该单体的熔点较高(191 C),加工窗口也不够宽(64 C)。催化剂的加入量会影响聚合程度从而使BCBP树脂表现出性能上的差异。该聚苯腈拥有很高的储能模量(2.3 GPa)、超高的玻璃化转变温度T(>400 C)、优异的高温稳定性以及很低的吸水率。这些优点证明吡啶基团的引入对于聚苯腈树脂的性能提升具有较明显的作用。由于环氧树脂本身玻璃化温度和热分解温度较低,在高温条件下难以满足需求,很大程度限制了这种通用树脂在高温环境下的应用。为了提升环氧树脂的耐热性能,选用加工性较好的一种萘基型苯腈单体与环氧树脂进行了共聚。DSC结果表明,两者发生了良好的共聚。DMA结果显示,少量苯腈单体的加入使得共聚物的玻璃化转变温度明显提升,具有优异的力学性能和耐热性能。TG结果表明,共聚物的热稳定性提高明显,并具有良好的阻燃性能。为了研究不同分子结构对聚苯腈各方面性能的影响,合成了两种含有硫原子的邻苯二甲腈单体并与结构类似的传统苯腈单体进行对比。测试结果表明,刚性基团会提高单体熔点,使加工窗口较窄,柔性链段则相反;单体分子中含有吸电子基团会使聚合反应更容易,但是快速的固化会使反应时间缩短以及体系粘度增大,这不利于加工和后处理;同时,含有柔性链段的单体分子容易获得更高的聚合度,从而具有更好的热稳定性。

关键词：聚邻苯二甲腈高性能聚合物环氧树脂耐高温阻燃材料

埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

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埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

作者：李媛媛河北工业大学

学位级别：硕士

石油危机和白色污染是传统石油基塑料使用所面临的两大难题。石油基包装材料的禁用和限用,使得大力发展可再生和可生物降解高分子材料成为了可持续发展的必然趋势。聚乳酸(PLA)是一种源自于可再生资源的环境友好型高分子材料,具有良好... 详细信息

石油危机和白色污染是传统石油基塑料使用所面临的两大难题。石油基包装材料的禁用和限用,使得大力发展可再生和可生物降解高分子材料成为了可持续发展的必然趋势。聚乳酸(PLA)是一种源自于可再生资源的环境友好型高分子材料,具有良好的生物相容性、优异的透明度和易加工成型等优点,是最有发展前景的石油基塑料产品的代替品。但是聚乳酸高脆性、结晶速率慢和热稳定性差等缺点,限制了其在包装材料等领域的广泛应用。埃洛石纳米管(HNTs)是一种天然无机纳米材料,具有较大的长径比、独特的中空管状结构、出色的热稳定性和良好的生物相容性等优点。在聚乳酸基体中加入埃洛石纳米管是改善聚乳酸结晶性能,同时提高其力学性能和热稳定性的有效方法。但埃洛石纳米管的高表面能和比表面积使它们易于团聚,这不仅阻碍了埃洛石纳米管优异性能的发挥,也会影响复合材料的综合性能。本论文主要研究埃洛石纳米管的表面改性及其作为纳米填料对聚乳酸复合材料性能的影响。主要研究内容为以下两方面:(1)为了使埃洛石纳米管均匀分散在聚乳酸基体中发挥其纳米效应,并且增强埃洛石纳米管与聚乳酸基体之间的界面相容性,以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)为中间体,在埃洛石纳米管表面接枝聚乳酸,通过上述改性,埃洛石纳米管的团聚问题得到了改善。在此基础上,分别以改性前和改性后的埃洛石纳米管为纳米增强材料,制备了一系列聚乳酸复合材料。结果显示,添加改性前和改性后的埃洛石纳米管均能提高聚乳酸的结晶性能,增强复合材料的热稳定性和力学性能。对比之下,加入改性后的埃洛石纳米管,复合材料的结晶性能和力学性能得到了更有效的提高。改性后埃洛石纳米管对聚乳酸复合材料同时起到了增强和增韧作用,当添加量为2 wt%时,与纯聚乳酸相比,复合材料的拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率分别提高了15.3%、5.9%和254.3%。(2)为了提高亲水性埃洛石纳米管在疏水性聚乳酸基体中的分散性,通过十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)和四乙氧基硅烷(TEOS)水解缩合得到聚硅氧烷改性的埃洛石纳米管,其表面性质由亲水性转变为疏水性。改性后埃洛石纳米管在聚乳酸基体中分散均匀,所制备复合材料的力学性能、热稳定性和结晶性能均得到了有效改善。当改性后埃洛石纳米管的添加量为4 wt%时,复合材料表现出最佳的综合性能。

关键词：埃洛石纳米管聚乳酸复合材料力学性能结晶性能