检索结果-南通市图书馆

作者：赵帅北京化工大学

学位级别：硕士

空气弹簧作为汽车的减震部件,决定了车辆的行驶安全性和乘坐舒适性。然而,目前空气弹簧的发展面临着严峻问题,其中最主要的问题是橡胶气囊的疲劳失效导致空气弹簧寿命缩短。目前市面上橡胶气囊的主要原材料是氯丁橡胶和天然橡胶,但二者... 详细信息

空气弹簧作为汽车的减震部件,决定了车辆的行驶安全性和乘坐舒适性。然而,目前空气弹簧的发展面临着严峻问题,其中最主要的问题是橡胶气囊的疲劳失效导致空气弹簧寿命缩短。目前市面上橡胶气囊的主要原材料是氯丁橡胶和天然橡胶,但二者的并用已经无法解决气囊疲劳性能不足的问题。而杜仲胶作为我国特有的一种天然高分子材料,是一种高结晶、高模量以及耐疲劳性能优异的生物基弹性体。针对上述问题,本文采用杜仲胶与传统橡胶材料并用的方法,来制备高性能纳米复合材料,以提高橡胶气囊的耐疲劳性能,达到延长空气弹簧寿命的目的。(1)第一部分内容即论文的第三章,探究了杜仲胶的用量对于氯丁橡胶/天然橡胶复合材料的性能影响。在制备空气弹簧橡胶气囊时,氯丁橡胶与天然橡胶的最佳并用比例为70:30,考虑到杜仲胶与天然橡胶具有相似的结构,因此将杜仲胶代替部分天然橡胶以提高复合材料的耐疲劳性能。研究表明,适量的杜仲胶可以提高复合材料的抗裂纹扩展能力、抗撕裂能力,并降低了生热,杜仲胶的用量超过15份数之后,会出现明显的相分离,导致复合材料综合性能降低。此外,本章内容还探讨了交联密度对于复合材料的耐疲劳性能影响。增加硫磺用量可以增强氯丁橡胶和天然橡胶之间形成的共交联网络,提高综合性能。但会这也会破坏杜仲胶的结晶性和分子链规整性,降低耐疲劳性能。研究发现,当硫磺的用量低于0.9份时既可以增强共交联网络,又对杜仲胶的结晶破坏程度较低,此时复合材料综合性能达到平衡,但是距离预期目标仍有不足。因此,需要进一步优化配方以提高复合材料的性能。(2)第二部分内容即论文的第四章,在上一部分内容中利用杜仲胶改性氯丁/天然橡胶复合材料效果并不明显,因此本章内容中直接使用杜仲胶与氯丁橡胶共混,制备了氯丁/杜仲纳米复合材料,对样品进行了表征测试,发现当氯丁橡胶和杜仲胶并用比例在80/20时,硫磺用量在1份时,复合材料的综合性能较好。通过对材料的微观结构和宏观性能进行表征测试,当杜仲胶用量在20份时,杜仲胶能以微晶结构均匀地分散在氯丁橡胶内部,形成了海-岛结构,储能模量达到了10.4 MPa,撕裂强度达到了46 k N/m,屈挠疲劳一级龟裂次数达到了1000万次以上。这些结果表明了复合材料的物理机械性能和疲劳性能得到了显著提高,达到了制备橡胶气囊材料的性能要求。(3)第三部分内容即论文的第五章,考虑到杜仲胶与氯丁橡胶之间相容性不足的问题,引入了环氧化天然橡胶作为相容剂。环氧化天然橡胶的环氧基团与氯丁橡胶上的氯原子极性相近,而非极性部分与杜仲胶的结构相似,因此期望通过环氧化天然橡胶改善氯丁橡胶和杜仲胶之间的相容性。研究结果表明:当环氧化天然橡胶用量在6份时,相较于未添加相容剂时,材料的拉伸强度提高了1.5 MPa,300%定伸应力提高了2.2 MPa,撕裂强度提高了2 k N/m,同时屈挠疲劳的一级龟裂次数达到1330万次,裂纹扩展速率降低了10.7 nm/cycle,压缩温升降低了2.6℃。通过引入环氧化天然橡胶作为相容剂,成功改善了氯丁橡胶和杜仲胶之间的相容性,提高了复合材料的综合性能,为解决杜仲胶与氯丁橡胶之间相容性问题提供了一种有效的解决方案。

关键词：杜仲胶氯丁橡胶环氧化天然橡胶疲劳

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基于深度学习的岩石破裂监测系统研究

基于深度学习的岩石破裂监测系统研究

作者：李铁锋华北理工大学

学位级别：硕士

在岩石破裂监测中,对岩石表面裂隙发展方向的跟踪预测是避免部分岩土工程灾害发生的一种方式。鉴于此,针对岩石单轴压缩实验中产生的岩石裂隙,提出了一种对岩石表面裂隙发展方向跟踪预测的方法。基于岩石失稳破裂前的热红外前兆具有平... 详细信息

在岩石破裂监测中,对岩石表面裂隙发展方向的跟踪预测是避免部分岩土工程灾害发生的一种方式。鉴于此,针对岩石单轴压缩实验中产生的岩石裂隙,提出了一种对岩石表面裂隙发展方向跟踪预测的方法。基于岩石失稳破裂前的热红外前兆具有平均红外辐射温度-时间曲线异常的现象,以红外热像图中的岩石裂隙作为检测目标,提出了基于深度学习的红外热像图中岩石裂隙目标检测的算法,然后结合目标区域的平均红外辐射温度-时间曲线并分析从而跟踪预测岩石裂隙的发展方向。具体内容如下:1)提出了将深度学习应用于岩石破裂监测中岩石裂隙发展方向跟踪预测中的方法,为了验证方法有效性,首先通过进行符合岩石力学实验要求的花岗岩单轴压缩实验收集岩石裂隙红外热像图并建立数据集。2)提出了基于Faster R-CNN(Faster Regions with Convolutional Neural Networks Features)的岩石裂隙目标检测算法,并将原来的特征提取网络改用为Res Net-50(Residual Neural Network),使之具备更强的拟合能力。然后针对尺寸相对较小的岩石裂隙定位有一定偏差的问题,提出了利用ROIAlign(Region of Interest Align)替代之前的结构,使得裂隙特征与空间拥有更准确的对应关系。并针对岩石裂隙尺寸差异大的特点加入了FPN(Feature Pyramid Networks)结构,优化了所提取的岩石裂隙特征,从而提升了对不同尺寸裂隙的检测效果。考虑到监测区域准确性对后续分析结果有一定影响,故为了提升检测框定位准确度,加入了Cascade结构,从而进一步提升检测框的准确度,最终在不同测试集准确率分别达到93.8%和84.12%。3)利用提出的岩石裂隙目标检测模型结合平均红外辐射温度-时间曲线,进行设计和仿真了一个针对岩石裂隙发展跟踪预测的岩石破裂监测系统。针对系统设计中遇到的两个问题进行了分析并提出了解决方案。4)对系统仿真中的所绘出的曲线图进行分析,验证了方法的有效性。图45幅;表6个;参51篇。

关键词：岩石破裂监测目标检测红外热像图岩石裂隙跟踪预测深度学习

杜仲胶/天然橡胶及其共混胶介晶结构的研究和表征

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杜仲胶/天然橡胶及其共混胶介晶结构的研究和表征

作者：傅镕臻北京化工大学

学位级别：硕士

传统结晶高分子材料可用结晶相和无定形相两相理论解释,但是目前人们逐步提出结晶、介晶、无定型三相理论来解释结晶高分子的相态结构。但是目前人们只能定性研究结晶高分子的三相结构,不能够定量的测出结晶高分子的三相组成。天然橡胶(... 详细信息

传统结晶高分子材料可用结晶相和无定形相两相理论解释,但是目前人们逐步提出结晶、介晶、无定型三相理论来解释结晶高分子的相态结构。但是目前人们只能定性研究结晶高分子的三相结构,不能够定量的测出结晶高分子的三相组成。天然橡胶(NR)和杜仲胶(EU gum)作为塑料和橡胶材料的中间过渡材料,可以作为三相结晶聚合物很好的研究平台。天然橡胶和杜仲胶作为绿色可持续的橡胶材料,均具有较大的研究价值和战略意义,天然橡胶具有优异的弹性和力学性能,杜仲胶具有特殊的橡塑二重性,两种橡胶能够拥有优异性能的原因之一就是二者均可以发生结晶,天然橡胶能够实现拉伸和低温诱导结晶(SIC和TIC),杜仲胶常温下就能够结晶,高温下结晶消失体现出橡胶的弹性。所以为了更好地使用两种橡胶,研究它们的结晶特性是必要的。本论文以中介相多步生长理论为理论基础,研究了NR和EU gum及其共混物的结晶相态分布。利用广角X射线衍射(WAXD)和小角X射线散射(SAXS)测试天然胶拉伸过程、杜仲胶拉伸过程和熔融过程以及共混胶拉伸过程的结晶相态变化,同时利用Porod定律和相关函数的方法印证其介晶的存在并且计算其含量,以开拓橡胶结晶研究新的思路和方向。通过WAXD和SAXS的方法对NR的生胶和硫化胶的拉伸诱导结晶过程进行了研究。利用SAXS探究NR的拉伸过程发现整个过程的二维图像变化只体现出分子链取向的变化,没有出现结晶的特殊图像,一维曲线也没有呈现出相应的峰位,并且不同应变下的曲线几乎重合。利用Porod定律进行验证,无法从图像中辨别出介晶相的存在。天然硫化胶呈现出相同的情况,NR的拉伸结晶过程由于发生取向,使得整体电子密度的涨落,无法通过SAXS表征出来。通过WAXD和SAXS对杜仲胶生胶的熔融过程结晶变化进行了研究。在熔融过程中,SAXS曲线在30和40下呈现出一个峰位,70和80峰位消失曲线重合,50峰位虽然消失,但其散射强度较高。通过Porod定律发现50以下,曲线呈现出负偏离趋势,表明此时杜仲胶存在过渡的介晶态,通过拟合曲线求得过渡层厚度分别为1.25,1.21和1.28 nm。随后利用相关函数处理得到杜仲胶熔融的相关函数曲线,求得其介晶层和结晶层厚度,随着温度的升高,介晶度从9.93%增加到11.46%,结晶度从19.93%下降至16.75%。对于杜仲胶拉伸过程,通过WAXD的结果发现随着应变增加,杜仲胶的结晶的峰强逐渐降低。利用SAXS对EU gum拉伸过程研究发现,杜仲胶二维图存在分子链取向和结晶取向,其一维曲线出现明显的散射峰,并且峰值随着应变增加而增大同时长周期减小。Porod定律曲线呈现出存在中间过渡态,介晶层厚度由0.81 nm降至0.49 nm。通过相关函数曲线得出介晶度由10.42%减小到6.42%,结晶度由23.23%减小到17.39%。为了探究EU gum/NR共混胶相态分布,制备了不同比例的共混胶。这些共混胶的SAXS显示出不同的二维图像,但一维曲线均存在散射峰。通过Porod定律和相关函数发现不同杜仲胶含量的SAXS存在过渡的介晶层,20 phr杜仲胶介晶度和结晶度分别为2.75%和8.18%,80 phr杜仲胶介晶度和结晶度分别增加至4.43%和15.3%。对于共混胶的拉伸过程,300%应变下不同杜仲胶含量的取向程度不同,SAXS曲线呈现出明显的散射峰,但通过Porod定理处理的曲线发现,所有共混胶在300%应变下均呈现正偏离的状态,无法分辨出明显的过渡层。

关键词：杜仲胶天然橡胶 Porod定理中介相多步生长理论相关函数

胚胎期吗啡暴露对大鼠情感通路相关脑区影响的初步探究

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胚胎期吗啡暴露对大鼠情感通路相关脑区影响的初步探究

作者：关欣昆明理工大学

学位级别：硕士

目的:目前的研究发现胚胎期阿片暴露对围生儿的生长发育、大脑结构、大脑功能有广泛影响。应激显著影响生物体的生长发育和大脑的功能,但其对胚胎期吗啡暴露大鼠的影响尚不清楚。奖赏通路不仅是成瘾的关键靶点,其本身在高级脑功能中有... 详细信息

目的:目前的研究发现胚胎期阿片暴露对围生儿的生长发育、大脑结构、大脑功能有广泛影响。应激显著影响生物体的生长发育和大脑的功能,但其对胚胎期吗啡暴露大鼠的影响尚不清楚。奖赏通路不仅是成瘾的关键靶点,其本身在高级脑功能中有重要作用。本研究将探索胚胎期吗啡暴露大鼠以及生命早期应激通过奖赏系统对情绪的调节。方法:建立SD大鼠胚胎期吗啡暴露及早期母婴分离模型,通过行为学研究二者对情绪的影响以及电生理学、分子生物学等手段研究胚胎期吗啡暴露对奖励通路的影响。结果:1)情绪方面:利用开放场实验、高架十字迷宫实验、糖水偏好实验和强迫游泳实验的行为学实验手段检测大鼠的情绪。结果发现经历胚胎期吗啡暴露联合早期母婴分离应激降低了雌性大鼠的焦虑水平;然而却不影响雄性大鼠在开放场实验中的焦虑水平和高架十字迷宫中的运动能力。同时增加大鼠的抑郁样行为。2)电生理方面:同时记录mPFC、BLA、NAc及VTA的局部场电位,结果发现,注射吗啡后各脑区功率谱均发生改变,其相对功率的改变呈脑区和频段特异性,而且mPFC-NAc的LFP之间的相关性在胚胎期吗啡暴露组有显著改变。3)分子方面:在经历胚胎期吗啡暴露大鼠的伏隔核中,雌性D1R和D2R表达均低于对照组。雄性D2R高于对照组,而TH低于对照组。结论:1)胚胎期吗啡暴露联合早期母婴分离应激降低大鼠焦虑情绪但存在性别差异;并且增加大鼠抑郁样行为。2)胚胎期吗啡暴露显著影响BLA和NAc的活动以及伏隔核中D1R、D2R和TH的表达水平。

关键词：胚胎期吗啡暴露母婴分离应激情绪伏隔核 DA受体 TH

丁腈/杜仲橡胶纳米复合材料结构与声学性能关系的研究

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丁腈/杜仲橡胶纳米复合材料结构与声学性能关系的研究

作者：刘国鑫北京化工大学

学位级别：硕士

随着海洋军事的不断发展,水下探测技术的作用越来越重要,因此对水下声学材料提出了更高的要求,比如随着潜艇潜水深度的不断提高,需要声学材料有更好的抗压性能,从而在压力不断变化的环境中保持稳定的声学性能。橡胶与水较容易实现特性... 详细信息

随着海洋军事的不断发展,水下探测技术的作用越来越重要,因此对水下声学材料提出了更高的要求,比如随着潜艇潜水深度的不断提高,需要声学材料有更好的抗压性能,从而在压力不断变化的环境中保持稳定的声学性能。橡胶与水较容易实现特性声阻抗匹配,再加上橡胶的粘弹性,在水下声学领域应用广泛,本文从基胶出发,通过不同层次的配方设计,进行加工与测试来探究橡胶材料结构与声学性能之间的关系,并制备出了三种抗压效果较好的橡胶纳米复合材料,主要研究内容包括以下几个方面:（1）对声学材料的吸声、透声、隔声机理进行阐述与分析,通过声学机理可知橡胶材料的模量和自身损耗与其声学性能具有较大关联,因此本文选用低模量高损耗的丁腈胶和高模量低损耗的杜仲胶两种胶种,从交联密度、填料复合、橡胶共混、纤维复合四个层次,进行了不同材料结构的配方设计,来探究材料结构与声学性能的关系。（2）对丁腈胶和杜仲胶交联密度与其力学声学性能进行了测试与分析,发现交联密度对材料的玻璃化转变温度、拉伸强度等力学性能具有较大影响,但是对吸声、透射、反射的影响较小;在硫化丁腈胶基础上加入炭黑后透射系数达到0.8以上,各压力下保持一致,抗水压深度超过300 m,进一步引入玻璃微珠、偶联剂、氧化铝填料,验证了填料表面摩擦对吸声性能的主导提高作用。（3）利用杜仲胶作为载体,对常用的五种增强纤维进行声学性能的测试,得出了纤维对声波吸声、透射、反射作用的定量分析,为纤维对声学橡胶的增强提供选择依据,并得到了一种抗压隔声玻璃纤维复合材料,其中低频的反射系数可达0.8,压敏性降低。（4）在丁腈胶复合材料的基础引入杜仲胶共混,通过杜仲胶的高模量来提高材料的抗压能力,对不同共混比的丁腈/杜仲氧化铝纳米复合材料进行了力学声学测试,探究其力学、动态热力学、声学之间的性能与联系,加入少量的杜仲胶共混,有利于提高吸声性能和抗压性能,确定了丁腈杜仲最佳的共混比为95/15,在该共混比下常压吸声性能平均可达到0.7,抗压性能也有较大的改善,吸声抗压效果均高于填料复合下的丁腈胶材料,并且探究了 WLF时温等效方程,探究了方程常数C1、C2与材料之间的内在联系。

关键词：橡胶声学丁腈胶杜仲胶交联密度橡胶共混

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热致杜仲胶形状记忆医疗器械的制备及应用

热致杜仲胶形状记忆医疗器械的制备及应用

作者：赵锐锋北京化工大学

学位级别：硕士

随着人口老龄化的加剧、骨质疏松症患者的增多,我国骨折病例在逐年增加。骨折的治疗方式分为手术治疗和保守治疗两大类,由于手术治疗会给患者造成较大创伤,且对医疗条件要求较为苛刻,更多情况下患者会采用保守的外固定疗法进行一期或终... 详细信息

随着人口老龄化的加剧、骨质疏松症患者的增多,我国骨折病例在逐年增加。骨折的治疗方式分为手术治疗和保守治疗两大类,由于手术治疗会给患者造成较大创伤,且对医疗条件要求较为苛刻,更多情况下患者会采用保守的外固定疗法进行一期或终极治疗。现阶段应用最广泛的骨折外固定装置(如石膏、外固定支架等)存在质地笨重、操作复杂、不易携带等缺点,并不适用于医疗环境恶劣的野外或战地急救。为改进当前骨折外固定装置存在的缺陷,本文探索了具有橡塑二重性的天然高分子材料——杜仲胶用于骨折外固定治疗的可行性。作为一类低温热塑性高分子,低交联度的杜仲胶可用于骨科固定领域的形状记忆材料,其中由交联网络控制的固定相和结晶区域控制的可逆相共同决定了杜仲胶具有优异的形状记忆性能。本文主要从材料优化、装置制备、有效性验证三个方面进行研究,具体内容如下:(1)通过物理共混的方法向杜仲胶中添加无机填料(滑石粉)和有机聚合物填料(聚丙烯)充当结晶成核颗粒,旨在保证良好力学性能的前提下,提高复合材料的模量和硬度,并通过加快结晶速率来提高杜仲胶在加热软化后的固定效率。结果表明:添加适量滑石粉(Talc)可以在一定程度上提高杜仲胶的结晶速率和形状固定率,但材料在常温下的模量和硬度并未改善;聚丙烯(PP)的粒径和用量对杜仲胶结晶行为及综合性能的影响都较为显著,添加30份粒径为500目的PP粉末后杜仲胶结晶速率最快,形状固定率从75.2%提高至93.1%,模量从132.4 MPa提高至161.6 MPa,邵D硬度从42提高至47,综合性能达到最佳,继续减小PP粒径或增大PP添加量会使形状回复率下降明显。由于材料的形状固定率、形状回复率和常温下的模量、硬度是用于骨折外固定较为重要的性能,综合考虑后选择添加30份500目PP的杜仲胶复合材料用于杜仲胶形状记忆骨折外固定医疗器件的制备。(2)设计并制备了一款自加热杜仲胶形状记忆医疗器械,由两部分组成:第一部分是通过优化出的杜仲胶复合材料制备了两种杜仲胶形状记忆医疗器件,分别为适用于韧带扭伤的形状记忆绷带和骨折外固定的形状记忆夹板。本文主要对杜仲胶骨折外固定夹板在使用过程中涉及到的力学性能进行测试,发现夹板在60℃软化塑形和37℃硬化固定阶段不会因为蠕变和松弛而导致固定的失效,在60℃下将样条循环拉伸80次后,在应变为2 mm时的载荷仅从12.5 N下降至11.5 N,说明杜仲胶夹板在使用过程中具有良好的力学稳定性和重复使用性能;第二部分是将器件的形状记忆响应温度和化学自加热技术结合起来,制备了一款适用于杜仲胶医疗器件的便携式自加热装置,在放热反应触发后约6 min即可将器件均匀加热软化,设计的自加热装置具有加热快、安全性好等优点,可将杜仲胶医疗器件的应用场景拓展至野外及战地急救。(3)通过生物力学仿真和动物体实验对杜仲胶夹板的冲击防护性能和骨折固定疗效进行了验证。将有限元分析与CT影像技术结合,建立了尺骨骨折的前臂有限元模型及杜仲胶夹板固定前臂的有限元模型,模拟了在30 N外力撞击下夹板对骨折前臂的保护效果,仿真结果显示:30 N外力直接作用在软组织上会使骨折端发生约0.62 mm的错位,而佩戴杜仲胶夹板后骨折端仅发生0.09 mm的错位,表明杜仲胶夹板在固定骨折过程中可以有效防止外力碰撞造成的骨折端错位;通过基于兔骨折模型的外固定实验,对比了杜仲胶夹板与石膏固定兔子胫骨骨折的疗效。结果显示杜仲胶夹板组发生肿胀、压疮的兔子数量比石膏组少,固定六周后通过X射线影像计算出杜仲胶夹板组和石膏组的骨折断端灰度均值分别为167.2和159.9,说明杜仲胶夹板组的兔子骨折断端形成的骨痂密度更高,结合骨组织形态推测杜仲胶夹板组骨折愈合的速度有快于石膏组的趋势。

关键词：杜仲胶结晶动力学骨折外固定自加热有限元

胚胎期吗啡暴露对青春期大鼠情绪与记忆的影响研究

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胚胎期吗啡暴露对青春期大鼠情绪与记忆的影响研究

作者：康娜昆明理工大学

学位级别：硕士

药物滥用被认为是一种成瘾性的脑疾病。了解药物滥用和毒品成瘾的脑机制,特别是其所涉及的神经回路及其分子机制是解决成瘾问题的一大关键。以往的研究主要集中在直接使用药物的人员身上,对间接暴露于药物作用下的子代的研究不多。孕期... 详细信息

药物滥用被认为是一种成瘾性的脑疾病。了解药物滥用和毒品成瘾的脑机制,特别是其所涉及的神经回路及其分子机制是解决成瘾问题的一大关键。以往的研究主要集中在直接使用药物的人员身上,对间接暴露于药物作用下的子代的研究不多。孕期毒品暴露不仅影响胚胎的生长发育,也会影响子代的生理和心理发育。但由于社会环境的复杂性,结论并不统一。因此有必要利用相对简单的动物模型进行研究。我们之前的研究发现胚胎期吗啡暴露对成年大鼠的成瘾行为、情绪、认知等有影响。青春期是生理和心理发育的一个关键期,但胚胎期吗啡暴露对青春期大鼠的影响研究甚少。本研究主要探索胚胎期吗啡暴露对青春期大鼠的情绪、成瘾以及学习记忆的影响,及相关分子机制。我们首先建立胚胎期吗啡暴露SD大鼠动物模型,通过旷场和高架十字迷宫实验检测青春期大鼠的焦虑水平,通过糖水偏好实验和强迫游泳实验检测青春期大鼠的抑郁水平,通过条件位置偏好实验和行为敏感化实验检测青春期大鼠的成瘾行为,通过条件恐惧实验检测青春期大鼠和成年大鼠的学习记忆能力,通过蛋白免疫印迹检测相关分子蛋白的表达。本论文的主要研究结果如下:(1)情绪方面:胚胎期吗啡暴露性别差异性的降低青春期大鼠的焦虑水平;胚胎期吗啡暴露的青春期大鼠比正常组更不容易有抑郁样行为。(2)成瘾方面:胚胎期吗啡暴露的青春期大鼠不易形成条件位置偏好,但不影响行为敏感化。(3)学习记忆方面:胚胎期吗啡暴露不会影响青春期大鼠、成年大鼠的恐惧学习记忆;在吗啡戒断期间,正常组雌性成年大鼠的线索恐惧记忆会降低,而胚胎期吗啡暴露会拮抗这种因吗啡引起的雌性成年大鼠对线索恐惧记忆的损伤。(4)分子方面:胚胎期吗啡暴露性别差异性的增加青春期大鼠伏隔核区多巴胺D1受体蛋白的表达,但不影响多巴胺D2受体蛋白的表达。小结:胚胎期吗啡暴露会降低青春期大鼠的焦虑和抑郁样行为,可能与伏隔核中多巴胺D1受体蛋白的表达变化有关。青春期大鼠更不易成瘾。雌性成年大鼠戒断时其线索记忆不易受损。结合我们以前成年大鼠的实验,发现胚胎期吗啡暴露对青春期和成年期大鼠影响有很大区别,这提示胚胎期吗啡暴露对青春期这一发育关键期的基因表达存在特异性的调控,从而体现出青春期和成年期相反的行为和情绪表现,但是相关分子机制以及调节该行为的神经元回路还需要进一步的探索研究。

关键词：胚胎期吗啡暴露成瘾情绪学习记忆伏隔核多巴胺受体

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杜仲胶软硬梯度运动复合材料设计及应用研究

杜仲胶软硬梯度运动复合材料设计及应用研究

作者：林金剑北京化工大学

学位级别：硕士

随着《全民健身计划(2021-2025年)》的发布与北京2022冬奥会的成功举办,人们参与体育运动的热情也在逐渐增强。与之相对,发生运动损伤的概率也在增大。选择和使用合适的运动护具是避免在体育运动中出现运动损伤的有效措施。传统的体育... 详细信息

随着《全民健身计划(2021-2025年)》的发布与北京2022冬奥会的成功举办,人们参与体育运动的热情也在逐渐增强。与之相对,发生运动损伤的概率也在增大。选择和使用合适的运动护具是避免在体育运动中出现运动损伤的有效措施。传统的体育护具可能会因为形状的不可变性导致不能完全适用所有使用者,从而影响人们运动的灵活性与护具的防护性能。杜仲胶作为我国特有的天然高分子材料,具有独特的“橡塑二重性”,可根据使用需求加工成为硬质塑料或软质橡胶,同时由于其良好的形状记忆特性,可根据使用要求不同塑形为理想的形状,因此杜仲胶是一种潜在的制备个性化体育护具的优良材料。本文通过化学改性及物理共混并用塑料粉体的方法提升杜仲胶的硬度以取得更好的防护效果,同时通过硫化交联、物理或化学发泡的方法降低杜仲胶硬度,使其能够应用于护具软衬,最后通过共硫化工艺制备软硬梯度复合材料,这对扩宽杜仲胶应用领域和制备个性化杜仲胶运动护具有重要意义。本课题的研究分为三个部分:第一部分为杜仲胶增硬研究。通过不饱和羧酸盐化学改性,以及物理共混微纳米级粉末塑料等两种方法来提高杜仲胶的硬度,探究不同种类及用量下不饱和羧酸盐与塑料粉末对杜仲胶硬度、力学性能、形状记忆特性与冲击防护性能的影响。化学改性增硬方面,确定了使用丙烯酸与氧化锌原位反应生成丙烯酸锌增硬杜仲胶的效果要优于直接使用商品不饱和羧酸盐;随着原位反应程度增加,杜仲胶硬度及屈服强度明显提高,刚性增加,材料抵抗外界变形能力增强,防护性能更好;在丙烯酸和氧化锌的配比为30/30时,杜仲胶邵D硬度为48度,相较于未增硬杜仲胶提高了14%。物理共混并用增硬方面,确定了添加微纳米聚丙烯(PP)粉末能够有效增硬杜仲胶,随着PP粉末添加量增多,杜仲胶的硬度有明显提升,材料抵抗变形能力增强;添加60phr PP粉末时,杜仲胶邵D硬度为53度,相较于未增硬杜仲胶提高了26%。此外,两种增硬方式还可以改善杜仲胶的形状记忆特性、调控杜仲胶的硬化时间、缩短杜仲胶从临时形状回复至原始状态的时间,拓宽了个性化杜仲胶形状记忆护具的设计空间。第二部分为杜仲胶软化研究。通过调控交联密度、添加物理微球发泡剂(Expancel920DU40)、化学发泡剂(SA5000D)发泡杜仲胶的方法,大幅度降低了杜仲胶的硬度。结果表明:发泡微球用量越多,杜仲胶硬度越低,材料在受到外界冲击时会发生更大的形变,穿透力越小;通过调整发泡剂用量能够获得发泡倍数为1-5倍的轻量化、高韧性的发泡杜仲橡胶,在添加30phr微球时材料的邵A硬度只有73度,远远低于杜仲纯胶,并且能够阻挡83.2%的外界冲击力;在硫磺用量为1.5phr时,能够兼具优异发泡效果与较好力学性能表现。化学发泡法能够获得发泡程度更高(2-11倍)、硬度更低的杜仲胶发泡材料,发泡剂用量为25phr、硫磺用量为1.5phr时发泡杜仲胶邵A硬度为37度,材料表观较好且泡孔尺寸均匀,发泡剂用量为15phr时,材料的邵A硬度为55度,材料最多能削减89.5%的外界冲击力。第三部分为软硬梯度运动复合材料设计及制备。由于较硬的杜仲橡胶能够阻挡外界冲击过程的进行,降低冲击造成的形变,但是穿戴体感较差;而较软的发泡杜仲胶能够吸收更多外界冲击能量,但自身强度较差,受到外力作用容易变形破碎;单独使用软、硬杜仲胶均不适于制备护具制品。因此本文将增硬杜仲胶、天然橡胶以及发泡杜仲胶,通过一体化共硫化工艺,制备成具有形状记忆功能的硬度梯度复合材料,应用于人体不同器官不同形状的个性化体育护具的制备。根据扫描电镜观察及180°剥离测试结果,三种不同硬度的橡胶材料之间共硫化效果良好,对复合材料进行力学冲击测试,单位厚度的复合材料最高能降低11.6%的外界冲击力,对比市面上已有的两种商业护腿板产品,所制备的软硬梯度运动复合材料单位厚度对外界冲击力的削减最高,展现出更加优异的冲击防护效果。

关键词：杜仲胶硬度形状记忆发泡材料一体化共硫化防护性能

聚醚醚酮多孔结构的构建及其生物活性化的研究

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聚醚醚酮多孔结构的构建及其生物活性化的研究

作者：谢纹奇北京化工大学

学位级别：硕士

聚醚醚酮(PEEK),作为一种新兴的高性能热塑性聚合物,由于其优良的力学性能、化学稳定性、良好的生物相容性和射线透过性,在生物医学领域特别是骨科植入物如柱间融合、髋关节修复和颅骨重建有着广泛的应用。但由于其稳定的化学性质而导... 详细信息

聚醚醚酮(PEEK),作为一种新兴的高性能热塑性聚合物,由于其优良的力学性能、化学稳定性、良好的生物相容性和射线透过性,在生物医学领域特别是骨科植入物如柱间融合、髋关节修复和颅骨重建有着广泛的应用。但由于其稳定的化学性质而导致的疏水性和低表面能,使其具有生物惰性,在长期植入中周围会产生纤维组织,不能与周围骨组织形成整合,容易发生松动和骨不连现象,所以改善其的生物惰性,使其具有生物活性,从而有良好的骨整合和传导性能,这对PEEK在生物医学领域的应用有着重要的意义。在PEEK表面构建多孔结构,不仅会极大的增加其比表面积,并且能为细胞提供合适的生长空间,三维空间有利于营养物的输送和代谢物的排出,允许血管的生成和骨长入,最终植入物和骨组织形成机械互锁,且有着极大的接触面积,能够防止植入物的松动,与周围骨组织形成融合,从而提高其骨整合能力。本课题通过氯化钠和羟基磷灰石复合致孔粒子的制备,一步构建孔内表面具有羟基磷灰石活性层的多孔PEEK,孔径分布为380μm～700μm,三维空间不仅适合细胞生长,并且内表面羟基磷灰石活性层的加入改变了其表面的化学性质,负载羟基磷灰石(HAp)的PEEK(PEEK-HAp)水接触角显著低于多孔PEEK(PEEK-Porous),亲水性得到了提高,通过对小鼠成骨前体细胞(MC3T3-E1)的共培养,发现PEEK-HAp无细胞毒性且相对于PEEK-Porous有着良好的细胞黏附和增殖性能。PEEK-HAp内表面的多孔中空羟基磷灰石微球可以作为药物缓释载体来负载成骨药物淫羊藿苷(ICA)和抗菌药物莫西沙星盐酸盐(MOX),通过药物的体外释放实验可以看出,PEEK-HAp对ICA和MOX有一定的缓释效果。通过菌的体外抑菌实验可以看出,负载MOX后的PEEK-HAp有着良好的抑菌性能,通过小鼠成骨前体细胞骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原(COLI)、碱性磷酸酶(ALP)的表达,负载ICA后的PEEK-HAp具有良好的成骨性能。所以,本课题是通过PEEK多孔结构的设计和应用,从而改善其生物惰性,使其具有生物活性,有着良好成骨和抑菌性能,有望能够解决其骨整合的问题,这对PEEK在生物医学的应用有着积极的作用。

关键词：聚醚醚酮羟基磷灰石多孔结构成骨抑菌

氮化硼/古塔波胶纳米复合材料导热及流动性能研究

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氮化硼/古塔波胶纳米复合材料导热及流动性能研究

作者：曲秀波北京化工大学

学位级别：硕士

氮化硼(BN)为各向异性的二维平面片层结构,它的理论面导热率可达到2000 W(m·K)-1。为改善根管充填材料牙胶尖的导热性能以及流动性能,本论文将BN引入牙胶尖,以期在根管治疗过程中尽可能地提高治疗效率,减轻病人疼痛。(1)将氮化硼(BN)... 详细信息

氮化硼(BN)为各向异性的二维平面片层结构,它的理论面导热率可达到2000 W(m·K)-1。为改善根管充填材料牙胶尖的导热性能以及流动性能,本论文将BN引入牙胶尖,以期在根管治疗过程中尽可能地提高治疗效率,减轻病人疼痛。(1)将氮化硼(BN)引入到古塔波胶@氧化锌(GP@ZnO)复合材料中分别制备了 GP@ZnO/BN复合材料。通过填料复配以及采用自制可控加热拉伸装置对复合材料进行拉伸取向,复合材料的导热性提高明显。当BN添加量为5 phr时,GP@ZnO/BN复合材料的导热率为0.885 W(m1·K)-1,经自制高温拉伸仪器拉伸后的GP@ZnO/BN复合材料热导系数为1.65 W(m·K)-1,取向GP@ZnO/BN复合材料比未取向的材料热导增长率高86.4%,而取向GP@ZnO/BN复合材料比GP@ZnO复合材料热导增长率为266.7%,复合材料中存在填料复配的协同作用以及取向的双重作用。(2)在测试熔融质量流动速率中发现,当BN含量为5phr时,GP@ZnO/5-BN复合材料比GP@ZnO复合材料的熔体体积流动指数(MVR)提升了 4.2%,遂提出“滑板效应”的理论,并用氮化硼,滑石粉(talc)以及球磨氮化硼在毛细管流变仪中做对比实验,以验证“滑板效应”。发现当氮化硼添加量为5phr时,GP@ZnO/5-BN复合材料剪切黏度比GP@ZnO复合材料降低了 48.9%(取四个点的平均剪切黏度);滑石粉添加量为2 phr的GP@ZnO/2-talc复合材料剪切粘度比GP@ZnO复合材料降低了 13.05%(取剪切黏度平均值同上);球磨氮化硼中没有发现滑板效应。此结果验证了“滑板效应”,说明二维材料BN和滑石粉与0维填料氧化锌填料间能够相互作用促进高分子材料的流动。(3)将GP@ZnO/BN/P(GP@ZnO:BN:P=100:1:6)复合材料制备为牙胶尖,研究其体外性能,结果表明取向GP@ZnO/BN/P复合材料牙胶尖牙根表面温升为10.6℃,牙根表面温升性能优异,且优于商品牙胶DPP牙胶;侧支根管充填深度实验中GP@ZnO/BN/P复合材料在WL-3水平填充深度为0.263 mm,大于商品牙胶DPP在WL-3水平填充深度(0.099 mm);GP@ZnO/BN/P复合材料细胞毒性等级为1级(轻微毒性,合格)并具有良好的X光阻射性能,体外性能优异。

关键词：流动性滑板效应氮化硼牙胶尖