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电解液酸碱特性对碳纤维表面活化改性的影响研究

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电解液酸碱特性对碳纤维表面活化改性的影响研究

作者：马崇攀北京化工大学

学位级别：硕士

近年来,随着武器装备、航空航天、船舶交通和体育用品等领域对碳纤维增强复合材料需求量的不断增加,PAN基碳纤维行业持续发展。树脂基体与碳纤维间的界面结合决定了复合材料的性能,但由于碳纤维碳含量高达90%以上,表面呈惰性,为了使碳... 详细信息

近年来,随着武器装备、航空航天、船舶交通和体育用品等领域对碳纤维增强复合材料需求量的不断增加,PAN基碳纤维行业持续发展。树脂基体与碳纤维间的界面结合决定了复合材料的性能,但由于碳纤维碳含量高达90%以上,表面呈惰性,为了使碳纤维和树脂基体之间形成良好的界面结合,必须将碳纤维进行表面活化处理。本论文借助阳极氧化装置,使用不同酸碱电解液以及KH-792复合电解液对聚丙烯腈基碳纤维进行电化学氧化或电化学接枝,通过调控电解液电导率、电流强度、KH-792电解液浓度,以碳纤维表面物理化学结构变化、纤维与树脂基体界面相构建为研究对象,探索碳纤维表面性能与复合材料界面性能的关联机制,从提升碳纤维与树脂基体界面性能角度建立碳纤维表面物理化学结构多层次调控的方法,为制备氧化活化碳纤维及其复合材料界面性能的提高提供科学基础。本论文主要研究成果如下:（1）在相同电导率30 m S/cm的碱性NH4HCO3、酸性H2SO4溶液作为电解液条件下,碳纤维经电化学活化后,氧元素相对含量随电流增加迅速增高,碳纤维表面浸润性均得到显著改善;受p H影响,酸碱电解液氧化活化效果有明显差别,以H2SO4为电解质的酸性条件下,氧化效果高于以NH4HCO3为电解质的碱性条件。受表面活化和刻蚀的双重影响,碳纤维石墨化程度（R）略有降低;酸性溶液中R值降低的更多,且改变电场环境对其单丝拉伸性能无影响。受电化学活化碳纤维表面O元素相对含量、酸性条件下点蚀和碱性条件下碳层剥离的影响,NH4HCO3、H2SO4处理后的碳纤维与环氧树脂的界面剪切强度（IFSS）分别提高了28.7%、47.7%。（2）在相同电导率30 m S/cm的NH4HSO4、NH4H2PO4酸性溶液作为电解液条件下,受p H影响,以弱酸性NH4H2PO4为电解质的氧化效果优于以强酸性NH4HSO4为电解质的活化效果。NH4HSO4、NH4H2PO4处理后的碳纤维与环氧树脂的界面剪切强度分别提高至76.8 MPa、79.5 MPa,分别提高了47.1%、52.3%。（3）在不同电导率的NH4H2PO4溶液作为电解液条件下,氧化活化后碳纤维表面O元素相对含量随电导率增加先增后减,在40 m S/cm达到氧化饱和,碳纤维表面O/C与比值由未处理的17.6%提高至31.6%。阳极氧化处理后碳纤维表面浸润能力得到显著提高,碳纤维表面R值略有降低、单丝拉伸性能无影响。不同电导率的NH4H2PO4电解质处理后的碳纤维与环氧树脂的界面剪切强度最高可达到69.3 MPa,与未处理相比提高了32.8%。（4）经KH-792/NH4HCO3复合电解液电化学接枝改性后碳纤维的表面浸润性得到改善。电流强度影响KH-792缩聚物的接枝效果,电流3 A时,电化学接枝改性在碳纤维表面引入的-NH2、-NH、-OH含量最多,活性基团与环氧树脂发生开环反应,碳纤维复合材料界面剪切强度由52.2MPa提高到81.4 MPa,增加了55.9%,并对碳纤维单丝拉伸强度几乎无影响。固定电流条件为3 A,KH-792浓度为15 wt%时,在碳纤维表面引入的活性基团含量进一步增加,活性基团与环氧树脂发生开环反应,碳纤维复合材料界面剪切强度由52.2 MPa提高到83.5 MPa,增加了60%。（5）经KH-792/NH4HCO3复合电解液电化学二次接枝改性后碳纤维的表面浸润性得到改善。电流3 A为时,在碳纤维表面引入的-NH2、-OH含量最多,碳纤维复合材料界面剪切强度由52.2 MPa提高到86.3 MPa,增加了65.3%,改性对碳纤维单丝拉伸强度几乎无影响。固定电流条件为3 A,KH-792浓度为15 wt%时,碳纤维复合材料界面剪切强度由52.2 MPa提高到87.6 MPa,增加了67.8%。相较于一步法最佳改性效果,两步法改性后最佳条件下碳纤维树脂基复合材料IFSS提升更高。

关键词：碳纤维酸碱电解质阳极氧化电导率接枝改性

碳纤维增强含酯键环氧树脂基复合材料的化学降解与回收

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复合材料学报 2023年第9期40卷 5026-5034页

作者：张洋张隽爽马崇攀孙忠霄王宇北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 碳纤维及功能高分子教育部重点实验室北京100029

随着环氧树脂基碳纤维复合材料的广泛应用,其废旧产品的回收成为低碳发展的重要问题。采用GC-MS、FTIR、XPS、SEM等表征方法研究了含酯键的环氧树脂基碳纤维复合材料的树脂降解机制及降解过程对回收碳纤维结构和性能的影响。研究结果表... 详细信息

随着环氧树脂基碳纤维复合材料的广泛应用,其废旧产品的回收成为低碳发展的重要问题。采用GC-MS、FTIR、XPS、SEM等表征方法研究了含酯键的环氧树脂基碳纤维复合材料的树脂降解机制及降解过程对回收碳纤维结构和性能的影响。研究结果表明:在苯甲醇用量120 mL、质量比W(NaOH)∶W(ZnCl_(2))=1∶1和降解温度190℃的前提下,最佳降解时间为1 h,较优的降解配方为NaOH和树脂均为1 g。降解得到的产物静置分层,上层清液的苯甲醇含量达99%;环氧树脂的降解机制为苯甲醇在碱性环境下电离生成苄氧基,苄氧基进攻环氧树脂中的酯键,发生酯交换反应,使酯键断裂实现降解,生成苯甲醇酯及醇阴离子,苯甲醇酯在碱性环境下发生皂化反应重新生成苯甲醇,酯交换反应和皂化反应重复进行,直至最终降解完成;回收碳纤维与原始碳纤维的表面O/C、表面光洁程度均在一个水平,回收碳纤维的强度保留率达97%。

关键词：碳纤维复合材料降解回收含酯键的环氧树脂循环利用碱性环境

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酸碱电解质对碳纤维表面电化学活化的影响

石油化工 2023年第5期52卷 637-644页

作者：马崇攀张洋孙忠霄刘云芳王宇北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 碳纤维及功能高分子教育部重点实验室北京100029

以超高惰性表面沥青基碳纤维为研究对象,采用XPS、Raman光谱、动态接触角、单丝拉伸强度和层间剪切强度(ILSS)等方法考察了H_(2)SO_(4)和NH_(4)HCO_(3)电解质对碳纤维表面电化学活化的影响。实验结果表明,以1%(w)的H_(2)SO_(4)为电解质... 详细信息

以超高惰性表面沥青基碳纤维为研究对象,采用XPS、Raman光谱、动态接触角、单丝拉伸强度和层间剪切强度(ILSS)等方法考察了H_(2)SO_(4)和NH_(4)HCO_(3)电解质对碳纤维表面电化学活化的影响。实验结果表明,以1%(w)的H_(2)SO_(4)为电解质时最优电流强度为1 A,碳纤维的拉伸强度保留率为86%,ILSS为39.7 MPa,较未处理碳纤维提高了64%;以4%(w)的NH_(4)HCO_(3)为电解质时最优电流强度为2 A,处理后碳纤维的单丝拉伸强度不变,ILSS为39.3 MPa。受酸碱环境电解产生活性氧的机理影响,以NH_(4)HCO_(3)为电解质时,活性氧产生速率相对较慢,氧化环境相对温和,碳纤维表面受损较弱,力学性能保留率较高。

关键词：碳纤维电解质表面活化酸碱介质

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知识产权司法保护专门化与企业数字创新

系统工程理论与实践 2024年第5期44卷 1501-1521页

作者：郑攀攀庄子银武汉大学经济与管理学院武汉430072 湖北大学商学院武汉430062

文章以2008–2020年A股上市公司为研究对象,创新性地构建企业数字创新指数,实证检验了知识产权法院设立带来的“知识产权司法保护专门化效应”对企业数字创新的影响.研究发现:1)知识产权法院设立对企业数字创新具有显著促进效应;2)知识... 详细信息

文章以2008–2020年A股上市公司为研究对象,创新性地构建企业数字创新指数,实证检验了知识产权法院设立带来的“知识产权司法保护专门化效应”对企业数字创新的影响.研究发现:1)知识产权法院设立对企业数字创新具有显著促进效应;2)知识产权法院设立主要促进企业数字商业模式创新;3)知识产权法院设立会通过优化数字创新司法环境、降低数字创新溢出损失及缓解企业外部融资约束等机制促进企业数字创新;4)知识产权法院设立对小规模、非国有及低竞争行业企业数字创新的促进作用更为显著;5)知识产权法院设立显著提升了数字创新(尤其是数字商业模式创新)企业的市场价值.

关键词：知识产权司法专门化数字创新文本识别

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人文关怀在妊娠合并结核患者中的临床应用

中国防痨杂志 2024年第S1期46卷 247-249页

作者：泮攀攀浙江省临海市妇幼保健院手术室台州317000

目的:分析人文关怀在妊娠合并结核护理中的临床应用价值。方法:研究阶段为2021年1月至2023年12月,共纳入研究对象30例,均为妊娠合并结核患者,随机分为两组各15例,常规组采用常规护理模式,人文关怀组采用在常规护理基础上加强人文关怀,... 详细信息

目的:分析人文关怀在妊娠合并结核护理中的临床应用价值。方法:研究阶段为2021年1月至2023年12月,共纳入研究对象30例,均为妊娠合并结核患者,随机分为两组各15例,常规组采用常规护理模式,人文关怀组采用在常规护理基础上加强人文关怀,比较两组护理效果。结果:人文关怀组治疗依从性为93.33%,明显高于对照组的66.67%(P0.05);经护理后,人文关怀组SAS评分和SDS评分改善明显优于常规组,差异有统计学意义(P<0.05)。人文关怀组生活质量情况优于常规组,差异有统计学意义(P<0.05)。人文关怀组护理总满意率(93.33%)明显高于常规组(73.33%),差异有统计学意义(P<0.05)。结论:针对妊娠合并结核患者采用人文关怀护理,可改善其负性情绪,提高治疗依从性和生活质量,促进护患关系和谐,值得临床推广与应用。

关键词：人文关怀妊娠合并结核护理质量护理满意度

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热风黏合烘箱有限元仿真分析与结构优化

纺织学报 2024年第10期 216-223页

作者：吕汉明梁金辉马崇启端木德庆天津工业大学纺织科学与工程学院

为研究和提升热风黏合烘箱内部流场和温度场的均匀性，采用有限元分析方法对烘箱内部流场进行了仿真分析与优化。使用SolidWorks建立了烘箱流体域三维模型，根据烘箱工作时条件设定仿真计算的边界条件，通过实验测量得到纤维网的流阻数... 详细信息

为研究和提升热风黏合烘箱内部流场和温度场的均匀性，采用有限元分析方法对烘箱内部流场进行了仿真分析与优化。使用SolidWorks建立了烘箱流体域三维模型，根据烘箱工作时条件设定仿真计算的边界条件，通过实验测量得到纤维网的流阻数值，设定流阻相同的多孔介质模型代替纤维网实际结构，利用Fluent软件对烘箱内部流体域模型进行仿真计算，通过实验验证了仿真建模及计算的正确性。仿真结果表明：现有结构的烘箱上风道内流场不匀，纤维网表面温度场均匀性较差，针对仿真结果反映出的问题对烘箱结构进行了优化；优化后的烘箱仿真结果显示烘箱内部流场均匀性提升，纤维网上表面温度的总体均匀度由86.43%提升到93.06%。对烘箱进行结构优化后不仅提升了烘箱内部整体流场和温度场的均匀性，同时有利于降低烘箱的能耗。

关键词：有限元分析热风黏合烘箱多孔介质模型均匀性内部流场无胶棉

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现代种业销售环节中成本核算的问题分析

分子植物育种 2024年第21期 7260-7265页

作者：孔维攀济源职业技术学院

随着全球化和技术革新推动现代农业的快速发展，种业作为农业的基础行业，其市场竞争日益激烈。本研究旨在分析现代种业销售环节中成本核算存在的问题及其对企业竞争力的影响，特别是通过隆平高科和农发种业的案例分析，深入探讨成本核... 详细信息

随着全球化和技术革新推动现代农业的快速发展，种业作为农业的基础行业，其市场竞争日益激烈。本研究旨在分析现代种业销售环节中成本核算存在的问题及其对企业竞争力的影响，特别是通过隆平高科和农发种业的案例分析，深入探讨成本核算的准确性问题、信息不透明和数据不一致性的挑战。通过详细的理论与实践结合研究，本研究强调了精确成本核算在优化资源配置、提升盈利能力及增强市场竞争力中的核心作用，并对如何改进成本核算体系提出了具体建议。本研究不仅为种业企业提供了战略决策支持，还为相关政策的制定提供了理论依据和实践指导，具有重要的学术价值和实际意义。

关键词：种业公司成本核算成本管理市场策略企业竞争力

硕士生的就业焦虑因何而来?——基于生态压力过程模型的解释视角

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学位与研究生教育 2024年第7期 42-49页

作者：黄维要攀攀钟杲桦长沙理工大学经济与管理学院长沙410076

采用生态压力过程模型,考察了硕士生就业资本与其就业焦虑之间的关系,并从压力事件的角度进行了机制分析。通过第一手实地调查的数据发现:就业资本越低,硕士生就业焦虑水平越高;压力事件的缓解是就业资本对硕士生就业焦虑影响的重要作... 详细信息

采用生态压力过程模型,考察了硕士生就业资本与其就业焦虑之间的关系,并从压力事件的角度进行了机制分析。通过第一手实地调查的数据发现:就业资本越低,硕士生就业焦虑水平越高;压力事件的缓解是就业资本对硕士生就业焦虑影响的重要作用机制;就业资本对硕士生就业焦虑的影响具有群体差异性,表现为心理资本作为重要的自致性资源,无论对于学术型硕士生还是专业学位硕士生就业焦虑均产生显著影响,而人力资本、社会资本对不同群体的硕士生就业焦虑具有不同的影响效应。

关键词：硕士生就业资本就业焦虑生态压力过程模型研究生教育

由分化到平衡:面向共同富裕的乡村治理人才发展逻辑——基于扎根理论的探索性研究

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探索 2024年第3期 95-110页

作者：王正攀中共重庆市委党校(重庆行政学院)社会和生态文明教研部重庆400041

乡村治理人才在促进农村农民共同富裕中发挥着重要作用。既有研究侧重于探讨某类乡村治理人才与共同富裕的关系或其发展问题,缺乏乡村治理人才队伍整体与共同富裕相联系的针对性研究。对重庆的48名乡村治理人才采取半结构化访谈等方式... 详细信息

乡村治理人才在促进农村农民共同富裕中发挥着重要作用。既有研究侧重于探讨某类乡村治理人才与共同富裕的关系或其发展问题,缺乏乡村治理人才队伍整体与共同富裕相联系的针对性研究。对重庆的48名乡村治理人才采取半结构化访谈等方式获取原始材料,运用扎根理论探索乡村治理人才发展的内在逻辑及其与共同富裕的联系,逐步编码并提炼出41项初始概念、21项副范畴和5项主范畴,最终确定面向共同富裕的乡村治理人才发展逻辑。该逻辑涵盖了乡村治理人才发展所遵循的“需求—路径—能力—村庄形态”链条及其与村庄发展程度的关系,从而揭示了乡村治理人才在实践发展中的规律及其对共同富裕的影响与联系。乡村治理人才的发展需求集中在人才存量结构与人才保障体系不够完善、人才队伍稳定性不足、专业人才整体缺乏等方面,发展路径以党政机构主导为主体、乡村居民共治为根本、社会力量协同和企业主体参与为重要方式,基于结构、数量、规模、组织化程度、流动性5个维度建构的发展能力面临可持续挑战,乡村治理人才的不同发展需求、发展路径和发展能力的综合作用使村庄发展形塑出人才缺失型、人才流失型、人才稳定型、人才吸引型等不同形态。4种村庄形态与先富型、小康型、帮扶型3类村庄发展程度之间存在互为前提的联结关系。“分化”作为贯穿这一发展逻辑链条中的突出特征,事实上是农村农民共同富裕需解决的重要问题。面向全体人民共同富裕的现代化,从乡村人才振兴角度看,亟待推动人才缺失型、人才流失型村庄向人才稳定型或人才吸引型村庄转化,进而以乡村治理人才队伍的数量和质量平衡促进3类不同发展程度的村庄共同走上富裕道路。在政策选择上可从优化乡村治理人才资源配置、建立健全乡村治理人才引育机制、培养乡村治理专业人才、促进村(社)干部职业化、推动城乡人才自由流动等方面促进乡村治理人才队伍发展壮大。

关键词：乡村振兴共同富裕乡村治理人才发展逻辑扎根理论