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磁调控制备热管理氮化硼/高分子复合材料

磁调控制备热管理氮化硼/高分子复合材料

作者：邝凤霞郑州大学

学位级别：硕士

随航空航天、5G、虚拟现实、人工智能、柔性可穿戴、新能源等技术飞速发展,对热管理材料的需求越来越多样化。对于新一代高功率、高度集成、体积更小的电子产品需要解决电子器件散热问题;对于能源设备要解决热源或环境温度急剧变化维持... 详细信息

随航空航天、5G、虚拟现实、人工智能、柔性可穿戴、新能源等技术飞速发展,对热管理材料的需求越来越多样化。对于新一代高功率、高度集成、体积更小的电子产品需要解决电子器件散热问题;对于能源设备要解决热源或环境温度急剧变化维持自身温度稳定问题。因此,高热导及热导可逆突变材料具有广阔应用前景和重要战略价值,成为近年来研究的重点。六方氮化硼(h-BN)具有优异的导热性、绝缘性和机械性能,广泛用于制备热功能复合材料。氮化硼优异的导热性能极度依赖于片层尺寸、厚度,以及取向程度,这是当前制备高性能氮化硼复合材料的难点。为充分发挥氮化硼的导热各向异性的潜力,本论文从氮化硼纳米片的制备及磁取向开展研究。本文主要研究结果:1磁取向氮化硼/环氧树脂复合材料。首先,通过控制超声功率及剥离液的表面张力,获得平面尺寸大、层数小的纳米氮化硼(BNNSs)保证其本征高导热及导热的各向异性。然后,利用原位共沉淀法在BNNSs表面沉积超顺磁性四氧化三铁纳米粒子获得具有磁性响应的氮化硼(m-BNNSs)。将m-BNNSs与环氧复合,通过调控磁场强度、方向会影响m-BNNSs颗粒的取向排列状态,以此影响导热效果。所得m-BNNSs/环氧树脂复合材料的热导率既在一定范围内可控,又具有各向异性。氮化硼含量30 wt%时,取向良好的复合材料热导率到15.18 W·m·K,比未取向的复合材料高4.5倍。2磁调控热导可逆突的氮化硼/有机相变复合材料。1)利用上述m-BNNSs与聚乙烯醇改性的聚乙二醇熔融混合制备复合材料。在磁场和热场的作用下,磁诱导磁响应导热粒子平行于热流方向取向、组装,增强固态导热,热导率达3.17 W·m·K;复合材料处于液态时,磁控制磁响应导热粒子垂直于热流方向取向、组装,削弱导热,导热率仅为0.49 W·m·K,复合材料固/液态热导突变率达到6.5倍,满足不同热导率需求的要求。2)m-BNNSs与十二烷基三乙氧基硅烷的石蜡熔融混合,相容性明显改善。且具有良好取向的复合材料,不仅能够有效提高材料热导突变率,同时还可以维持复合材料的形状稳定,解决相变材料在熔融状态时发生石蜡泄漏问题。

关键词：氮化硼取向结构导热系数热导突变率复合材料

湿法纺丝制备定向排列纳米纤维素纤维丝的研究

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湿法纺丝制备定向排列纳米纤维素纤维丝的研究

作者：高倩广西大学

学位级别：硕士

纤维素纳米晶体具有可再生、可持续、高强度等优异的性能,引起研究人员的广泛关注,如利用纤维素纳米晶体(CNCs)制备成薄膜、气凝胶、水凝胶等并对这些材料的性能进行研究。研究表明,CNCs的定向排列能够优化和提高材料的整体性能。湿法... 详细信息

纤维素纳米晶体具有可再生、可持续、高强度等优异的性能,引起研究人员的广泛关注,如利用纤维素纳米晶体(CNCs)制备成薄膜、气凝胶、水凝胶等并对这些材料的性能进行研究。研究表明,CNCs的定向排列能够优化和提高材料的整体性能。湿法纺丝是利用剪切力作用使CNCs单轴取向的简单方法。本论文利用NaS对CNCs末端区域进行氧化改性,制成了末端氧化纳米纤维素(RO-CNC)。研究了氧化工艺对RO-CNC羧基含量、透光率及热稳定性的影响,分析了RO-CNC的物理以及化学结构变化。利用湿法纺丝制备了定向排列的RO-CNC纤维丝,用于增强纤维丝的定向排列和力学性能。利用同轴湿法纺丝制备了定向排列的壳聚糖(CS)/RO-CNC复合丝,用于增强复合丝的力学性能。结果如下:(1)利用NaS对CNCs末端区域进行氧化改性,制备了RO-CNC。通过固体核磁、傅里叶红外和原子力显微镜对RO-CNC分析,结果表明NaS可在CNCs表面引入羧基,且氧化产生的羧基位于CNCs的末端区域。与CNCs相比,所制备的RO-CNC结晶度提高,分散性稳定,能够保持良好的热稳定性。(2)采用湿法纺丝工艺制备了具有优异力学性能的定向排列末端氧化纳米纤维素纤维丝。结果表明:纺丝液在甲醇中的凝结速率更快,有利于凝胶的形成,同时加入Ca Cl来降低静电排斥作用增加可纺性。随着纺丝速度和纺丝液浓度的增加,纤维间的剪切力作用增加,纤维丝表现出良好的取向。RO-CNC纤维丝的力学性能提高了57.4%,力学性能的提高表明Ca与RO-CNC末端的COO之间发生离子间交联,产生较强的牵引作用,有利于取向结构的形成。(3)利用壳聚糖溶液(CS)和RO-CNC通过同轴湿法纺丝成功地制备了具有优异力学性能的定向复合纤维丝。结果表明:壳聚糖溶液具有剪切变稀的特性,使复合纤维丝的可纺性增加。添加3 wt%壳聚糖时,纺丝液流动性减弱,浸入凝固浴后不易分散。当洗涤时间增加到1 h,有效的去除复合纤维丝表面残留的杂质,使CS/RO-CNC复合丝的结构更致密,提高了力学性能。当纺丝速度差为50:70,复合丝表现出良好的取向0.73和优异的力学性能,拉伸强度达到104 MPa,拉伸模量为3.8 GPa。

关键词：纤维素纳米晶体多硫化钠壳聚糖湿法纺丝取向结构

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张力条件下聚丙烯腈初生纤维的粘弹响应

张力条件下聚丙烯腈初生纤维的粘弹响应

作者：郭朝钰北京化工大学

学位级别：硕士

聚丙烯腈(PAN)原丝纺丝成型时在牵伸阶段形成的取向结构,作为特征基因结构将在纺丝后处理、热稳定化以及碳化石墨化过程中不断演变并遗传至最终的碳纤维,对于碳纤维的各项机械性能具有决定性的作用。在这一阶段中,表观上纤维发生了较大... 详细信息

聚丙烯腈(PAN)原丝纺丝成型时在牵伸阶段形成的取向结构,作为特征基因结构将在纺丝后处理、热稳定化以及碳化石墨化过程中不断演变并遗传至最终的碳纤维,对于碳纤维的各项机械性能具有决定性的作用。在这一阶段中,表观上纤维发生了较大的形变,从高分子运动学的角度,这一过程的本质是PAN凝固纤维中的分子链在张力作用下产生的不同类型的沿着作用力方向的粘性和弹性运动,从而决定了纤维中分子链取向结构的形成。因此,研究牵伸过程中纤维的粘弹特性变化对于原丝取向结构的设计与调控具有重要的指导意义。本论文建立了特定四元件粘弹性模型以探究PAN纤维牵伸过程分子链运动的响应机制,获得了牵伸过程的应力及模量的粘弹本构方程,并在此基础上采用动态力学分析(DMA)的手段,通过PAN纤维的粘弹性温度扫描,从动态力学参数包括储能模量、损耗模量、损耗角正切变化的角度描述了纤维在恒应变状态下的分子链运动过程,研究了牵伸对于PAN纤维粘弹特性的影响并分析了其实质原因,同时探明了凝固环境,包括凝固浴浓度和温度对PAN纤维牵伸过程纤维粘弹性变化的影响规律。在此基础上采用偏振红外的方法测定了 PAN纤维的取向因子,建立了 PAN纤维取向结构形成与分子链粘弹性变化之间的构效关系。研究结果表明:1、PAN纤维牵伸过程可以用“弹簧-弹簧/黏壶并联-黏壶”四元件串联构成的粘弹性模型来描述其分子链的运动响应机制,在这一过程中,纤维中的瞬时应力是PAN线性分子链的应力松弛和由物理交联点产生的残留瞬时应力的加和,而瞬时模量则与初始模量、平衡模量以及松弛时间存在相应的数学关系。2、PAN纤维的储能模量随温度的升高逐渐减小,这是由于温度的升高造成分子振动的自由体积增大到一定程度后,链段开始运动以及更大的链段群开始运动从而导致储能模量的降低;损耗模量随温度的提高先小幅增大再逐渐减小,这是因为纤维的黏性响应在相转变的同时跟不上应力导致损耗模量达到峰值;而损耗角正切的峰值则对应于次级松弛转变以及玻璃化转变等相变过程。3、牵伸越大,PAN纤维常温下的储能模量越高,但随温度下降的速率也越快,这是由于牵伸越大,所造成的分子链熵弹回复也较大的结果;同时随着牵伸倍率的提高,由于物理交联点的减少,纤维发生储能模量迅速下降的松弛转变温度呈现出下降的趋势;牵伸越大,PAN纤维常温下的损耗模量也越大,而在高温区域,呈现出相反的趋势,同时,玻璃化转变温度也降低,这是由于黏壶运动的特性造成的。PAN纤维的损耗角正切在低温条件下随着牵伸倍率的增加而增大,而在高温条件下呈现出相反的趋势。4、凝固浴浓度或者温度的升高,使得在一定的牵伸倍率下纤维的储能模量和损耗模量呈现减小的趋势,同时凝固浴浓度或温度的影响程度随着牵伸倍数的增加而增大。这是由于不同的凝固环境造成的纤维凝固程度不同,其分子链伸展状态以及聚集态结构的差异导致了这一现象的发生。5、凝固浴的浓度及温度的降低有利于牵伸对纤维分子链取向因子的提高效率。代表分子链黏性特性的损耗模量的变化率,由于和塑性变形相关,对PAN纤维取向结构的形成具有关键的贡献,纤维的取向因子和损耗模量G"的变化率呈现准线性关系,凝固浴浓度或者温度的越低,对牵伸过程取向结构形成与损耗模量变化率的关联性的影响也越大。

关键词：聚丙烯腈原丝粘弹性取向结构牵伸动态力学分析

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用光学显微镜研究苎麻脱胶过程中的形态变化

广州化学 1988年第1期 38-44页

作者：聂辉泉常凤眉赵汉强林伟生梁佩源余爱芳

脱皮苎麻经酸解、碱煮和漂白后,纤维两个方向上的折射率都有所提高,而双折射率下降,表明非纤维素物质被溶出,对纤维的晶体结构和取向结构影响不大。经后处理后,纤维两个方向的折射率和双折射率都下降很大,表明纤维晶体结构和取向结构受... 详细信息

脱皮苎麻经酸解、碱煮和漂白后,纤维两个方向上的折射率都有所提高,而双折射率下降,表明非纤维素物质被溶出,对纤维的晶体结构和取向结构影响不大。经后处理后,纤维两个方向的折射率和双折射率都下降很大,表明纤维晶体结构和取向结构受到破坏,发生了相态改变。纤维的螺旋角随各工艺处理后而逐渐增大,而后处理的原纤的螺旋角增大又比酸解和漂白作用要大些。纤维细胞在第二次碱煮时才能较好地分散开来,纤维的截面形态以后处理后变化最大。

关键词：麻纤维取向结构晶体结构原纤溶出麻类作物结晶构造固体结构纤维素双折射率碱煮光学显微镜形态变化

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带形中间相沥青纤维的制备与不熔化研究

炭素 2005年第1期 27-30页

作者：马兆昆史景利刘朗中国科学院山西煤炭化学研究所太原030001

考察了不同温度下芳香基中间相沥青带形截面纤维的纺制,发现303℃为最佳的纺丝温度。通过分析带形截面中间相沥青基纤维的氧化热失重图,确定其不熔化阶段升温制度。并且对比了带形与圆形截面中间相沥青纤维在不同条件下得到的不熔化... 详细信息

考察了不同温度下芳香基中间相沥青带形截面纤维的纺制,发现303℃为最佳的纺丝温度。通过分析带形截面中间相沥青基纤维的氧化热失重图,确定其不熔化阶段升温制度。并且对比了带形与圆形截面中间相沥青纤维在不同条件下得到的不熔化纤维的红外谱图,分析了它们在不熔化过程中各基团的变化。证明带形纤维在300℃就能达到适度的不熔化效果,即在此温度下,带形不熔化纤维在一定压力下具有自粘结性而不破坏纤维的基本取向结构。圆形纤维在360℃不熔化才能达到同样效果。

关键词：中间相沥青熔化纤维纺丝温度化纤热失重制备截面基团取向结构

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基础理论

化纤文摘 1996年第1期25卷 5-7页

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商品学教学点滴

广西商业高等专科学校学报 1990年第2期7卷 54-55页

作者：舒美娥

商品学是服务于商品流通的一门应用科学。商品学教材由概论和分论两大部分组成,教材体系庞大,涉及面广。概论以商品质量为中心,从不同的角度研究商品在流通领域里的质量及其变化规律。涉及商品学基础理论、基本概念、基本知识,理论性强... 详细信息

商品学是服务于商品流通的一门应用科学。商品学教材由概论和分论两大部分组成,教材体系庞大,涉及面广。概论以商品质量为中心,从不同的角度研究商品在流通领域里的质量及其变化规律。涉及商品学基础理论、基本概念、基本知识,理论性强,知识面广,对分论的学习起到指导作用,引路作用,是学好商品分论的基础。

关键词：商品学商品质量食品营养成分日用工业品塑料制品服装商品感性知识取向结构企业管理人员直观教具

基于取向纳米层间的静电排斥作用构筑减震水凝胶材料

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基于取向纳米层间的静电排斥作用构筑减震水凝胶材料

2015年全国高分子学术论文报告会

作者：刘明杰北京航空航天大学化学与环境学院

传统的软物质材料设计绝大多数情况下都是关注有吸引力的相互作用,例如聚合物复合材料就是利用无机纳米材料与聚合物间的吸引作用增强其机械性能。但人体的关节软骨是基于组分间的静电排斥作用来获得优异的机械性能,可以缓冲相连骨在人... 详细信息

传统的软物质材料设计绝大多数情况下都是关注有吸引力的相互作用,例如聚合物复合材料就是利用无机纳米材料与聚合物间的吸引作用增强其机械性能。但人体的关节软骨是基于组分间的静电排斥作用来获得优异的机械性能,可以缓冲相连骨在人体走、跳及其他运动时的震动和冲击。我们受软骨启发,制备了基于取向的层状纳米材料间的静电排斥力来调控其机械性能的水凝胶材料。我们发现发现胶体分散的单层氧化钛纳米片在磁场中可以垂直于磁感线方向面对面取向,形成长程有序的层层取向结构,并通过理论模拟及计算解释了这一特殊的取向行为。该水凝胶材料当受到与纳米层平行的剪切力作用时很容易变形,但却能抵抗正交施加的压力,该各向异性的机械性能可以使水凝胶作为一种理想的减震材料。

关键词：复合水凝胶取向结构各向异性减震

来源： cnki会议评论

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机械力取向制备各向异性水凝胶材料

机械力取向制备各向异性水凝胶材料