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偏氯乙烯（VDC）单体的结构中含有高对称性和强极性的氯原子,这赋予了聚偏氯乙烯（PVDC）出色的阻隔性能和防腐性能。但是,PVDC在实际应用领域同样有着各项缺点。为了改善PVDC乳液成膜性差和附着力低的缺陷以及进一步提升PVDC涂层的阻隔性能,使其更好的涂覆在环保性能优良的一次性可降解淀粉基餐具上,研究并制备综合性能更优异的PVDC聚合物必不可少。本论文采用种子乳液技术制备了一系列核壳结构水性基础PVDC乳液及有机硅改性后的PVDC乳液,在实际应用中检验乳液的综合性能。本论文研究主要包括以下三个部分。采用种子乳液聚合技术,合成了一系列具有核壳结构的PVDC接枝聚合物,并考察其乳液及涂层的各项性能。研究表明,以VDC、丙烯酸甲酯（MA）、丙烯酸异辛酯（EHA）为核层单体,且MA/EHA为5:5,以VDC、MA为壳层单体时PVMEH乳液的稳定性良好,涂层综合性能优异。此时PVMEH涂层的氧气渗透率为7.56cc/m·24hr。力学性能分析显示PVMEH的拉伸强度为21.23 MPa,断裂伸长率为8.78%。以PVMEH为基础配方,以乙烯基封端聚二甲基硅氧烷（VT-PDMS）为改性剂,合成了一系列聚硅氧烷改性核壳结构的PVDC-C乳液。考察了VT-PDMS含量及VT-PDMS在核层、壳层的位置对PVDC-C乳液及涂层的性能的影响。VT-PDMS的化学结构中含有乙烯基和二甲基硅氧烷基团,这使其一方面能够与VDC成功发生反应,另一方面,引入二甲基硅氧烷基团会导致聚合物产生涂层缩孔的现象,提高聚合物的结晶度,进一步改善了PVDC的阻隔性能。研究表明,当PVDC-C核中VT-PDMS的含量为2 wt%时,聚合物附着力提高到0.527 MPa,氧透过率为5.68 cc/m·24hr。在淀粉基餐具上进行涂覆后,发现其隔水时间超过12 h,此时PVDC-C的综合性能最佳。以PVMEH为基础配方,以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）为交联剂,合成了一系列硅烷偶联剂改性核壳结构的水性PVDCK乳液,考察了KH570含量对PVDCK乳液及涂层的性能的影响。研究表明,当PVDCK中KH570含量为2wt%时,涂层的附着力为0.461 MPa,水接触角为92.8°,氧渗透率4.02 cc/m·24hr,涂覆后纸杯的实际隔水时间可达48 h以上,此时PVDCK乳胶粒子的综合性能最佳。与PVDC-C相比,PVDCK涂层在实际应用中的隔水性能更为优异。

关键词：聚偏氯乙烯阻隔性能乳液聚合核壳结构有机硅化合物

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双幅大悬臂翼缘板超长连续箱梁桥横向拼接受力特性研究

双幅大悬臂翼缘板超长连续箱梁桥横向拼接受力特性研究

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作者：孟松山东交通学院

学位级别：硕士

本文以女姑口特大桥旧桥左右幅横向拼接为依托工程,采用Midas Civil2022有限元软件与ABAQUS有限元软件研究了双幅大悬臂翼缘板超长连续箱梁桥横向拼接的受力特性。主要研究结论如下:(1)基于Midas Civil2022有限元软件建立双幅大悬臂翼... 详细信息

本文以女姑口特大桥旧桥左右幅横向拼接为依托工程,采用Midas Civil2022有限元软件与ABAQUS有限元软件研究了双幅大悬臂翼缘板超长连续箱梁桥横向拼接的受力特性。主要研究结论如下:(1)基于Midas Civil2022有限元软件建立双幅大悬臂翼缘板超长连续箱梁桥横向拼接整体模型,研究了双幅大悬臂翼缘板超长连续箱梁桥横向拼接在工况1、工况2、工况3作用下的受力及位移状况。结果表明:工况3为桥梁的最不利工况,在最不利工况下左、右幅箱梁的受力最不利位置均为第2、15跨跨中,并且在最不利工况下第2、15跨跨中附近的横肋受力最为不利。这为后续局部精细化分析提供了有力依据。(2)基于ABAQUS有限元软件建立双幅大悬臂翼缘板超长连续箱梁桥横向拼接局部精细化模型,研究了在最不利工况下桥梁受力最不利位置处横肋、榫卯、套箍的受力状况。结果表明:横肋顺桥向应力最大值出现在横肋两端,横肋横桥向应力最大值出现在横肋中部区域,横肋竖向压应力最大值出现在横肋顶面中间位置、横肋竖向拉应力最大值出现在横肋顶面左侧套箍两端的竖向钢筋所在区域;各榫卯最大主应力峰值均出现在靠近横肋侧面的两根榫卯钢筋的中部位置,5号榫卯最大主应力峰值为最大值,为20.37MPa;各套箍最大主应力峰值均出现在靠近横肋顺桥向两侧的竖向钢筋中部位置,4号套箍最大主应力峰值为最大值,为70.84MPa。并根据以上有限元计算结果对构件的设计提出了改进建议。(3)基于Midas Civil2022有限元软件,在第3章双幅大悬臂翼缘板超长连续箱梁桥横向拼接整体有限元模型基础上,研究车道偏载作用下不同横肋布置间距时,桥梁的位移及受力状况。结果表明:车道偏载作用下,随着横肋布置间距的增加,左幅箱梁应力变化不明显。但是右幅箱梁第2～15跨各跨跨中截面上缘应力逐渐降低,右幅箱梁第3～14跨各跨两端截面下缘应力逐渐降低。这是因为横肋数量减少,导致了应力横向传力路径的减少,从而阻碍了应力的横向传递;应力横向传力路径的减少,导致单根横肋的传力效率大幅提升,横肋传力负担加重,如果横肋间距过大,横肋拉应力则会超过混凝土极限抗拉强度,导致横肋、翼缘板接缝断裂,桥梁无法正常运营。因此在以后大悬臂翼缘板连续箱梁桥横向拼接工程中,应合理控制好横肋布置间距,不得盲目加大横肋布置间距。

关键词：大悬臂翼缘板超长连续箱梁桥横向拼接受力特性横肋布置间距

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碳纤维增韧陶瓷基复合材料高温氧化性能研究进展：氧化机制、氧化损伤实验与模型

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4518-4534页

作者：方国东王章文李赛王兵孟松鹤哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所

碳纤维增韧陶瓷基复合材料兼具陶瓷材料优良的抗氧化腐蚀性能和碳纤维材料增强增韧的力学性能，已成为最有潜力的高超声速飞行器热防护候选材料。碳纤维增韧陶瓷基复合材料在多物理场耦合服役环境下的高温氧化损伤失效机制对热防护材料... 详细信息

碳纤维增韧陶瓷基复合材料兼具陶瓷材料优良的抗氧化腐蚀性能和碳纤维材料增强增韧的力学性能，已成为最有潜力的高超声速飞行器热防护候选材料。碳纤维增韧陶瓷基复合材料在多物理场耦合服役环境下的高温氧化损伤失效机制对热防护材料设计及性能表征与评价至关重要，也一直是国内外学者研究的热点。本文从高温氧化机制、耦合失效实验、高温氧化模型3个方面对C/SiC和C/ZrB2-SiC复合材料进行详细论述和总结，对相应的研究方法的局限性和适用范围进行分析和评价，并展望了碳纤维增韧陶瓷基复合材料氧化损伤研究的发展趋势，进而为碳纤维增韧陶瓷基复合材料在热力氧耦合条件下的热/力响应及性能评价研究起到指导作用。

关键词：碳纤维增韧陶瓷基复合材料氧化机制损伤失效实验氧化模型

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