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作者：张思肖陕西科技大学

学位级别：硕士

随着人造板行业的迅速发展,胶黏剂的需求量不断增大。合成高分子类胶黏剂主要以石化产品为原料,有的还会产生甲醛的问题,不利于环保,而生物质胶黏剂原材料来源广泛,无毒环保,符合循环经济的发展趋势。因此,开发绿色、环境友好型生物质... 详细信息

随着人造板行业的迅速发展,胶黏剂的需求量不断增大。合成高分子类胶黏剂主要以石化产品为原料,有的还会产生甲醛的问题,不利于环保,而生物质胶黏剂原材料来源广泛,无毒环保,符合循环经济的发展趋势。因此,开发绿色、环境友好型生物质胶黏剂就显得尤为重要。研究表明,耐水性和粘结强度较差是限制生物质胶黏剂发展的两大瓶颈,目前对生物质胶黏剂的研究大多也是围绕这两个问题开展。制革工业产生的皮革废弃物是一种动物生物质资源,其中还含有丰富的皮胶原。明胶是胶原部分水解或变性的产物,但因部分皮革废弃物中含有一定量的铬及其他化学物质,使得明胶的使用范围受到极大的限制,造成资源浪费。而聚氨酯自身就具有一定的粘性和疏水性,可以较好的改善明胶胶黏剂的耐水性和胶黏强度。针对以上问题,本研究以皮革废弃物中提取的工业明胶(INGE)为原料,合成出的三种不同的水性聚氨酯为交联剂,制备三种不同的聚氨酯改性工业明胶木材胶黏剂,从而实现皮革废弃物的资源化利用。论文研究主要有三方面内容:(1)以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG,Mn=1000)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,甲乙酮肟(MEKO)为封闭剂,制备了封闭型水性聚氨酯(MEKO-WPU),再以MEKO-WPU为交联剂,通过在高温热压条件下解封出活性异氰酸酯基团,使其与废弃皮革中提取的INGE交联,得到封闭型水性聚氨酯改性工业明胶胶黏剂(INGE/MEKO-WPU)。INGE和MEKO-WPU在常温条件下混和均匀后得到INGE/MEKO-WPU胶粘剂,再通过高温热压使MEKO-WPU解封出异氰酸酯基团与INGE发生交联反应,故对INGE/MEKO-WPU胶黏剂温度和时间单因素的优化是在胶黏剂应用过程中的热压工艺处进行的。因此,以胶黏强度为考核指标,确定其最佳制备条件为:MEKO-WPU的R为2.4,MEKO-WPU的用量为20%。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和示差扫描量热(DSC)分析表明,MEKO分子上的羟基与聚氨酯预聚体(PPU)上的异氰酸酯基团发生缩聚反应,成功的制备出了MEKO-WPU,在高温过程中MEKO-WPU也会解封出异氰酸酯基团与明胶反应,其最大解封温度约为126℃。应用结果表明,胶黏剂的湿剪切强度增加到0.97 MPa,表明MEKO-WPU可以提高INGE木材胶黏剂的耐水性。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,胶黏剂经高温固化后表面更为光滑,表明INGE与MEKO-WPU组分间的相容性得到提高。优化出的最佳热压条件为:热压温度150℃,热压时间4 min,施胶量300 g/m。(2)以IPDI、聚四氢呋喃(PTMG,Mn=1000)和DMPA为原料,2,4-二羟基苯甲醛(DBA)为改性剂,制备了水性聚氨酯交联剂(DBA-WPU),再通过交联剂分子链上的醛基与废弃皮革中提取的INGE的氨基发生交联反应制备木材胶黏剂苯甲醛型水性聚氨酯改性工业明胶胶黏剂(INGE/DBA-WPU)。紫外可见吸收光谱(UV-vis)、FT-IR和核磁共振氢谱(H-NMR)表明,DBA分子链上的羟基与聚氨酯预聚体上的异氰酸酯基反应制备出DBA-WPU交联剂。通过FT-IR、接触角、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和湿剪切强度对INGE/DBA-WPU胶黏剂进行结构表征和性能检测。结果表明,DBA-WPU与INGE成功的发生希夫碱反应。以胶黏强度为考核指标,确定其最佳制备条件为:DBA-WPU的R为3,DBA-WPU用量为30%,INGE和DBA-WPU的反应温度为35℃,反应时间为1 h。与INGE胶黏剂相比,INGE/DBA-WPU胶黏剂的热稳定性提高,结晶度降低至0.71%,接触角增加至92.3°,粘度增加至45 mPa·s。胶黏剂的湿剪切强度增加到1.1 MPa,表明引入DBA-WPU可以提高INGE木材胶黏剂的耐水性。优化出的最佳热压工艺为:热压温度为110℃,热压时间为4 min,施胶量为300 g/m。(3)利用高碘酸钠氧化壳寡糖(COS),得到具有活性醛基的氧化壳寡糖(OCOS)。通过FT-IR、UV-vis和醛基定性实验对氧化产物进行分析。结果表明,成功制备了OCOS,盐酸羟胺法测定其醛基含量为70%。然后以IPDI、PTMG和DMPA为原料,OCOS为改性剂,制备了氧化壳寡糖基水性聚氨酯(OCOS-WPU),最后以制备的OCOS-WPU为交联剂,通过OCOS-WPU的醛基和废弃皮革中提取的INGE的氨基发生交联反应制备得到氧化壳寡糖型水性聚氨酯改性工业明胶胶黏剂(INGE/OCOS-WPU),并采用FT-IR、XRD、SEM、TGA和湿剪切强度对INGE/OCOS-WPU胶黏剂进行了性能与结构检测。结果表明,OCOS与聚氨酯预聚体成功交联制备出OCOS-WPU交联剂,OCOS-WP

关键词：工业明胶聚氨酯交联改性木材胶黏剂性能

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聚氨酯交联改性工业明胶木材胶黏剂的制备与性能

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高分子材料科学与工程 2020年第2期36卷 20-26页

作者：王学川王利红张思肖刘新华陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西西安710021 中国轻工业皮革清洁生产重点实验室陕西西安710021

首先以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃(PTMG)和2,4-二羟基苯甲醛(DBA)为原料制备了水性聚氨酯(DBA-WPU),再以此为交联剂,通过其分子链上的醛基与废弃皮革中提取的工业明胶(INGE)的氨基发生Schiff碱交联反应制得木材胶黏剂INGE/DB... 详细信息

首先以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃(PTMG)和2,4-二羟基苯甲醛(DBA)为原料制备了水性聚氨酯(DBA-WPU),再以此为交联剂,通过其分子链上的醛基与废弃皮革中提取的工业明胶(INGE)的氨基发生Schiff碱交联反应制得木材胶黏剂INGE/DBA-WPU。紫外光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁分析(~1H-NMR)表明成功地将DBA引入到水性聚氨酯分子主链上,利用DBA分子链上的羟基与聚氨酯预聚体上的异氰酸酯基反应制备DBA-WPU交联剂。通过FT-IR、X射线衍射(XRD)、接触角、热重分析(TGA)和湿剪切强度对INGE/DBA-WPU黏合剂进行性能检测和结构表征。结果表明,DBA-WPU与INGE发生交联反应,使得胶黏剂的接触角和热稳定性提高。应用试验结果表明,当DBA-WPU用量为30%时,胶黏剂的湿剪切强度高达1.1 MPa,满足GB/T 9846.3-2004中Ⅱ类胶合板的使用要求(≥0.7 MPa),表明引入DBA-WPU可以提高INGE木材黏合剂的耐水性。

关键词：工业明胶聚氨酯改性木材胶黏剂

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高温致活工业明胶木材胶黏剂的制备及应用

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精细化工 2020年第3期37卷 622-628页

作者：王学川王利红张思肖刘新华蓝晓梅陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西西安710021 中国轻工业皮革清洁生产重点实验室陕西西安710021

以废弃皮革中提取的工业明胶为原料,甲乙酮肟制备的封闭型水性聚氨酯为交联剂,通过在高温热压条件下解封出活性异氰酸酯基团,使其与明胶产生交联,合成出高温致活封闭型工业明胶木材胶黏剂。FTIR和DSC结果表明,甲乙酮肟分子上的羟基与聚... 详细信息

以废弃皮革中提取的工业明胶为原料,甲乙酮肟制备的封闭型水性聚氨酯为交联剂,通过在高温热压条件下解封出活性异氰酸酯基团,使其与明胶产生交联,合成出高温致活封闭型工业明胶木材胶黏剂。FTIR和DSC结果表明,甲乙酮肟分子上的羟基与聚氨酯预聚体上的异氰酸酯基团发生缩聚反应,其最大解封温度约126℃。SEM结果显示,胶黏剂经高温固化后表面更为光滑,说明明胶与封闭型水性聚氨酯组分间的相容性得到了提高。应用测试结果表明,当封闭型水性聚氨酯占明胶水溶液质量的20%时,胶黏剂的湿剪切强度高达0.97MPa,满足国家Ⅱ类胶合板的使用要求,且最佳的热压工艺条件是热压温度150℃、热压时间4min、涂胶量300 g/m2。

关键词：工业明胶封闭型水性聚氨酯木材胶黏剂剪切强度

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工业用木材胶粘剂的研究进展

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中国胶粘剂 2018年第9期27卷 51-56页

作者：王学川张思肖刘新华王建华陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西西安710021 中国轻工业皮革清洁生产重点实验室陕西西安710021 浙江永泰纸业集团股份有限公司浙江富阳311421

分类阐述了合成类与天然高分子类木材胶粘剂的研究进展及应用现状,主要综述了两类胶粘剂的性能优缺点、功能改性手段。最后对工业用木材胶粘剂的发展趋势进行了展望。

关键词：木材工业胶粘剂研究进展

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中国高技术产业创新生态系统效率测度及提升路径研究

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系统工程理论与实践 2024年第2期44卷 546-562页

作者：何郁冰张思林婷福州大学经济与管理学院福州350108

基于生态效率视角将产业创新生态系统创新流程划分为同化、生长和利用三个阶段,构建产业创新生态系统效率评价指标体系,运用Super-SBM模型和Malmquist指数法对中国15个高技术产业创新生态系统效率进行测度,并提出相应的提升路径.研究结... 详细信息

基于生态效率视角将产业创新生态系统创新流程划分为同化、生长和利用三个阶段,构建产业创新生态系统效率评价指标体系,运用Super-SBM模型和Malmquist指数法对中国15个高技术产业创新生态系统效率进行测度,并提出相应的提升路径.研究结果表明:中国高技术产业创新生态系统效率处于中等水平,总体呈持续增长趋势,产业间差异性和两极化现象显著,需进一步协同发展;三个阶段效率差异明显,利用效率最高,生长效率次之,同化效率最低,演化趋势中,同化效率增长速度最快,利用效率次之,生长效率最慢(负增长);结合产业分阶段效率的差异性发现,“双三高”效率产业尚未形成,无法发挥“创新生态效应”的引领推动作用;中国高技术产业创新生态系统效率可表征为高效率-快增长、低效率-快增长、低效率-慢增长、高效率-慢增长四种类型,不同类型产业可通过流程优化式、机制完善式和双边突破式等路径提升创新生态系统效率.

关键词：创新生态系统静态效率动态效率中国高技术产业提升路径

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优化谱对齐的三维模型簇一致性对应关系计算

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哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 84-92页

作者：吴衍杨军张思洋兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 福建技术师范学院大数据与人工智能学院福建福清350300 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070

为了解决非刚性三维模型簇对应关系计算准确率低、一致性差,且难以实现双射的问题,提出了一种采用优化谱对齐算法和规范一致潜在基的非刚性三维模型簇对应关系计算新方法。首先,利用函数映射的伴随算子实现模型间谱域信息的对齐,计算模... 详细信息

为了解决非刚性三维模型簇对应关系计算准确率低、一致性差,且难以实现双射的问题,提出了一种采用优化谱对齐算法和规范一致潜在基的非刚性三维模型簇对应关系计算新方法。首先,利用函数映射的伴随算子实现模型间谱域信息的对齐,计算模型簇中每个模型对的函数映射矩阵,解决函数映射与逐点映射方向不一致的问题;其次,使用改进的模型映射集合算法为每个模型对的函数映射矩阵赋予相应权重,降低初始化参数的噪声对模型簇对应关系计算结果的影响;最后,在模型簇的对应关系计算过程中加入极限模型的规范一致潜在基,极限模型可以看成模型簇中所有模型的类型结构,是一个具有几何可变性的中间模型,提高算法的一致性和双射性。实验结果表明:与已有算法相比,本算法在FAUST、SCAPE、TOSCA和SHERC’16 Topology数据集上构建的对应关系测地误差最小,能够减少初始化参数的噪声,解决模型自身对称性影响对应关系计算的问题,更加精确地构建出具有一致性和双射性的非刚性三维模型簇对应关系。

关键词：对应关系非刚性三维模型簇优化谱对齐规范一致潜在基函数映射

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平滑注意力与谱上采样细化的非等距三维点云模型对应关系计算

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电子与信息学报 2024年第8期46卷 3285-3294页

作者：杨军张思洋吴衍兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 福建技术师范学院大数据与人工智能学院福清350300

为了解决非等距3维点云模型对应关系计算易受模型大尺度形变影响而导致对应失真、准确率低且平滑性差的问题,该文提出一种结合平滑注意力与谱上采样细化的非等距3维点云模型对应关系计算新方法。首先,利用点所在表面的几何特征信息设计... 详细信息

为了解决非等距3维点云模型对应关系计算易受模型大尺度形变影响而导致对应失真、准确率低且平滑性差的问题,该文提出一种结合平滑注意力与谱上采样细化的非等距3维点云模型对应关系计算新方法。首先,利用点所在表面的几何特征信息设计平滑注意力机制与平滑感知模块,提高特征对大尺度形变区域非刚性变换的感知能力;其次,将深度函数映射模块与平滑正则化约束相结合,提升函数映射计算结果的平滑性;最后,在谱上采样细化模块中,以多分辨率重建的方式得到最终的逐点映射结果。实验结果表明,与已有算法相比,本算法在FAUST、SCAPE和SMAL数据集上构建的对应关系测地误差最小,处理大尺度形变模型时,能够提升逐点映射的平滑性和全局准确率。

关键词：对应关系非等距3维模型平滑注意力函数映射谱上采样细化

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自监督非等距三维模型簇对应关系计算方法

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模式识别与人工智能 2024年第3期37卷 253-266页

作者：吴衍杨军张思洋兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 福建技术师范学院大数据与人工智能学院福清350300 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070

针对现有非等距三维模型簇对应关系计算方法准确率较低且泛化能力较差的问题,文中提出采用深度内外特征对齐算法的自监督非等距三维模型簇对应关系计算方法.首先,利用DiffusionNet直接学习原始的三维模型特征,获取具有鉴别力的特征描述... 详细信息

针对现有非等距三维模型簇对应关系计算方法准确率较低且泛化能力较差的问题,文中提出采用深度内外特征对齐算法的自监督非等距三维模型簇对应关系计算方法.首先,利用DiffusionNet直接学习原始的三维模型特征,获取具有鉴别力的特征描述符.然后,使用深度内外特征对齐算法计算非等距模型对之间的对应关系,采用局部流形调和基作为模型本征信息,并结合笛卡尔坐标等外部信息,实现内外部信息对齐一致,以无监督的方式自动生成对应结果.最后,构建非等距模型簇的加权无向图,根据相似几何模型存在内在相关性的原则,设计自监督多模型匹配算法,不断增强模型图最短路径的循环一致性,获得最优的非等距三维模型簇对应关系.实验表明,文中方法对应关系测地误差较小,结果较准确,能处理模型自身对称性影响对应关系计算的问题,具有良好的泛化能力.

关键词：对应关系非等距模型簇自监督深度学习内外特征对齐

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星座寿命后碎片飞越轨道设计与优化

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宇航学报 2024年第6期45卷 866-880页

作者：张思扬王蜀泉中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院大学北京100049

针对星座卫星寿命结束后转变为大规模碎片的主动清理问题,提出一种多目标飞越方案,以SL(StarLink)星座为例设计从停泊轨道出发对多个轨道面、多枚碎片的飞越探测最优轨道。首先根据SL星座的轨道特征将目标按照轨道面进行聚类,然后根据... 详细信息

针对星座卫星寿命结束后转变为大规模碎片的主动清理问题,提出一种多目标飞越方案,以SL(StarLink)星座为例设计从停泊轨道出发对多个轨道面、多枚碎片的飞越探测最优轨道。首先根据SL星座的轨道特征将目标按照轨道面进行聚类,然后根据球面几何关系和Gibbs公式对轨道机动参数进行降维,在开普勒运动假设下快速设计考虑航天器空飞、套圈飞行的单脉冲飞越多目标的轨道机动参数初值。最后基于分支定界广度优先方法,考虑J2引力摄动搜索单脉冲飞越双目标的飞行序列,得到燃耗最小的飞越轨道。数值仿真结果表明航天器通过24次轨道机动后,共飞越探测了48颗SL卫星,共需速度脉冲1.66 km/s,飞行时间9.64天,证明了所提出方法的有效性,为未来大规模空间碎片清理任务设计提供参考。

关键词：空间碎片单脉冲多目标飞越轨道优化星座

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基于改进Ratio统计量的重尾AR(p)时间序列均值变点检验

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统计与决策 2024年第2期40卷 52-57页

作者：张思刘叶金浩西安科技大学理学院西安710600 西安科技大学计算机科学与技术学院西安710600

文章提出两个改进的Ratio统计量来研究重尾AR(p)时间序列均值变点检验问题,在原假设下推导了统计量的渐近分布,且在备择假设下证明了其一致性。由于重尾指数未知且难以估计,因此结合Wild Bootstrap重抽样方法来确定渐近分布的临界值;在... 详细信息

文章提出两个改进的Ratio统计量来研究重尾AR(p)时间序列均值变点检验问题,在原假设下推导了统计量的渐近分布,且在备择假设下证明了其一致性。由于重尾指数未知且难以估计,因此结合Wild Bootstrap重抽样方法来确定渐近分布的临界值;在均值变点存在的情形下,给出了变点位置的一致估计量。数值模拟结果表明:统计量的临界值均不受重尾指数和自回归系数的影响,其经验水平和经验势均取得满意的效果;尤其在原假设下,积分型Ratio统计量的经验水平表现出更好的稳健性,而在备择假设下,最值型Ratio统计量则具备更好的显著性。最后,基于一组股票数据,从实际应用角度进一步阐明所提方法的有效性和可行性。

关键词：重尾序列 Ratio统计量均值变点 Wild Bootstrap

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