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硅藻土负载ZnO制备及填充PLA/PBAT复合材料性能

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塑料 2024年第1期53卷 92-97页

作者：李美李玉富广东轻工职业技术学院轻化工技术学院广东高校高分子材料加工工程技术开发中心广东省高分子材料先进加工工程技术研究中心广东广州510300

将硅藻土原土作为载体,采用吸附-化学沉淀方法制备硅藻土负载ZnO(D-ZnO),用其填充制备抗菌性PLA/PBAT复合材料。对比研究了D-ZnO和市售纳米ZnO填充PLA/PBAT复合材料后,复合材料的抗菌、力学和结晶性能。结果表明,硅藻土表面成功负载六... 详细信息

将硅藻土原土作为载体,采用吸附-化学沉淀方法制备硅藻土负载ZnO(D-ZnO),用其填充制备抗菌性PLA/PBAT复合材料。对比研究了D-ZnO和市售纳米ZnO填充PLA/PBAT复合材料后,复合材料的抗菌、力学和结晶性能。结果表明,硅藻土表面成功负载六方纤锌矿型ZnO,负载率为12.81%。硅藻土原土对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌基本没有抑菌作用。而D-ZnO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有较强的杀菌作用,0.25 mg/mL D-ZnO水溶液处理大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率达到100%。当采用1份D-ZnO填充PLA/PBAT复合材料时,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率可以达到99.5%和98.9%;采用相同含量的纳米ZnO填充PLA/PBAT复合材料时,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率仅为91.7%和90.9%。当D-ZnO填充量为1份时,PLA/PBAT/D-ZnO复合材料的力学性能变化较小,结晶度由5.9%提高至17.5%;而采用相同含量的纳米ZnO填充时,PLA/PBAT/ZnO复合材料的力学性能约下降了50%,并且,纳米ZnO对PLA/PBAT成核具有抑制作用。

关键词：硅藻土纳米ZnO PLA/PBAT 抗菌性能力学性能

一种折流板单螺杆挤出机中流动与混合数值模拟

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塑料工业 2024年第6期52卷 89-96页

作者：冉可喻慧文陈金伟谈灵操黄卫扬徐百平五邑大学高分子材料智能制造重点实验室广东江门529020 广东轻工业职业技术学院广东省高分子材料先进加工程技术研究中心广东广州510300 广东仕诚塑料机械有限公司广东佛山528200

设计了一种折流板单螺杆结构,建立了熔体输送段几何模型。基于有限元叠加网格技术,采用Bird-Carreau纯黏性非牛顿流体本构模型,开展挤出过程三维流动与混合数值模拟研究。对比了机筒静止-螺杆正转与螺杆静止-机筒反转2种运动条件下的速... 详细信息

设计了一种折流板单螺杆结构,建立了熔体输送段几何模型。基于有限元叠加网格技术,采用Bird-Carreau纯黏性非牛顿流体本构模型,开展挤出过程三维流动与混合数值模拟研究。对比了机筒静止-螺杆正转与螺杆静止-机筒反转2种运动条件下的速度分布,发现两者的速度分布规律相同,证实2种运动条件下的流动特性与参考坐标系无关。相比普通单螺杆,新型折流板单螺杆的轴向速度沿程变化大,2种构型的挤出特性相似,相同压力梯度下,折流板单螺杆产量约降低20%。相同产量及螺杆转速条件下,折流板单螺杆混合指数提升、分离尺度减小,表明该结构进一步地提升了熔体输送段的分布分散混合能力。

关键词：折流板单螺杆数值模拟分离尺度混合指数混合能力

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高职工程材料课程教学改革研究

工程技术研究 2024年第14期9卷 160-162页

作者：毕君陈学文谢友义广东轻工职业技术大学广东广州510300 广东工程职业技术学院广东广州510520

工程材料是高职院校机械类专业的必修课,是一门十分重要的专业基础课。学生就业后从事产品研究开发、加工制造等工作时,均需对工程材料知识有一定的了解。文章以广东轻工职业技术大学工程材料课程为研究对象,从在线课堂建设、案例式教... 详细信息

工程材料是高职院校机械类专业的必修课,是一门十分重要的专业基础课。学生就业后从事产品研究开发、加工制造等工作时,均需对工程材料知识有一定的了解。文章以广东轻工职业技术大学工程材料课程为研究对象,从在线课堂建设、案例式教学、课程实验教学及教学考核评价四个方面提出了具体的教学改革内容。

关键词：工程材料课程在线课堂教学改革

PLA/PBS荧光复合材料的制备及性能研究

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包装工程 2024年第3期45卷 29-36页

作者：王希越黄丽婕曹畅黎怡杉莫琪薛美贵广西大学轻工与食品工程学院南宁530004 东莞职业技术学院广东东莞523808

目的聚乳酸(PLA)具有良好的加工性能和生物相容性,通过加入耐热性能好的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)可改善其力学性能和热力学性能,再加入365nm长波荧光粉和色母粒制得的复合材料使其获得荧光防伪性能与色彩性能。方法以聚乳酸为基体,利用双... 详细信息

目的聚乳酸(PLA)具有良好的加工性能和生物相容性,通过加入耐热性能好的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)可改善其力学性能和热力学性能,再加入365nm长波荧光粉和色母粒制得的复合材料使其获得荧光防伪性能与色彩性能。方法以聚乳酸为基体,利用双螺杆挤出机将PLA、PBS、荧光粉、普通色母熔融共混后挤出,得到含不同比例PBS的PLA/PBS共混材料,含不同比例荧光粉的PLA/PBS荧光复合材料,以及含不同比例色母的彩色PLA/PBS荧光复合材料,并对复合材料进行力学性能分析、热力学性能分析、红外分析、色彩性能分析、微观形貌分析等。结果通过实验得出,当PLA/PBS质量比为6/4、荧光粉质量分数为5%、色母质量分数为0.5%时综合性能最佳。结论制备了有色PLA/PBS荧光复合材料,赋予复合材料防伪的荧光性能和美观性,并且得到热力学性能有所改善的环境友好型复合材料,拓宽了PLA在3D打印领域和现代工业领域的应用。

关键词：聚乳酸聚丁二酸丁二醇酯荧光环境友好材料

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差速双螺杆非充满输送粘弹流体的可视化

高分子材料科学与工程 2018年第8期34卷 79-87页

作者：喻慧文徐百平吴宏武李美王玫瑰广东轻工职业技术学院广东高校高分子材料加工工程技术开发中心广东省高分子材料先进加工工程研究中心广东广州510300 华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心广东广州529020

给出了一种新型同向非对称双螺杆结构,2根螺杆的转速比为2∶1。为探索其物料流动以及混合特性,研制了全程可视化新型实验样机。采用一种常温粘弹性流体羧甲基纤维素钠着色后,观察流体在可视化设备中流动以及混合过程。采用4台摄像机采... 详细信息

给出了一种新型同向非对称双螺杆结构,2根螺杆的转速比为2∶1。为探索其物料流动以及混合特性,研制了全程可视化新型实验样机。采用一种常温粘弹性流体羧甲基纤维素钠着色后,观察流体在可视化设备中流动以及混合过程。采用4台摄像机采集挤出过程图片,提取图像关键尺寸后计算得到填充度,建立法向分布尺寸和填充度的关系模型。采用电导率法测定物料在各工况下的停留时间,考察了螺杆转速对物料轴向混合的影响。首次捕捉到新型双螺杆在非充满情况下的流动图像,发现上下啮合区及远离啮合区的非对称现象存在及单头螺槽内料陇的拉伸作用。

关键词：同向非对称双螺杆非充满可视化流动分析停留时间

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一种差速双螺杆非充满熔体输送模型

高分子材料科学与工程 2018年第8期34卷 88-95页

作者：喻慧文吴宏武徐百平周延辉蓝叶青王玫瑰华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心广东广州529020 广东轻工职业技术学院广东高校高分子材料加工工程技术开发中心广东省高分子材料先进加工工程研究中心广东广州510300

自主研制了可切换螺杆转速比的机筒全程透明的同向双螺杆挤出仪器,可分别进行等速及差速双螺杆挤出可视化实验研究。制备了羧甲基纤维素钠溶液作为加工流体,观察不同计量加料情况下,螺杆构型及双螺杆转速对流体输送行为的影响,提出了全... 详细信息

自主研制了可切换螺杆转速比的机筒全程透明的同向双螺杆挤出仪器,可分别进行等速及差速双螺杆挤出可视化实验研究。制备了羧甲基纤维素钠溶液作为加工流体,观察不同计量加料情况下,螺杆构型及双螺杆转速对流体输送行为的影响,提出了全新的包括正位移和拖曳流的部分充满流体输送模型。实验表明,在非充满情况下,流体输送的拓扑路线不同,与等速双螺杆相比,物料在差速双螺杆左右螺槽内充满度存在非对称现象,上下啮合区存在较大的堆积现象。2种螺杆构型输送机理相似,均存在拖曳流、正位移输送及螺杆机筒间隙漏流。在非充满情况下,初步建立了差速同向自洁双螺杆的流体输送解析理论,得到了不同情况下充满度计算公式。当产量一定时,随着螺杆转速的增加,螺槽充满度下降,漏流增大,拖曳流量减少,而正位移量增加。

关键词：差速双螺杆粘弹流体非充满可视化输送模型

再生PVDF/蒙脱土纳米复合材料制备与性能

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工程塑料应用 2020年第5期48卷 46-51页

作者：谭寿再孙永红林嘉定卢恩尧广东轻工职业技术学院广东省高分子材料先进加工工程研究中心广州510300

通过新型非对称双螺杆挤出机制备再生聚偏氟乙烯(PVDF)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、转矩流变仪和万能电子试验机等对材料进行表征测试,研究MMT含量对复合材... 详细信息

通过新型非对称双螺杆挤出机制备再生聚偏氟乙烯(PVDF)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、转矩流变仪和万能电子试验机等对材料进行表征测试,研究MMT含量对复合材料结构和性能的影响。结果表明,MMT对复合材料的结晶行为有一定的影响,添加MMT后复合材料的熔融温度、结晶温度和结晶度都有提高,添加1% MMT复合材料的熔融温度和结晶温度分别比未加MMT的再生PVDF提高1℃和0.94℃;再生PVDF/MMT复合材料的降解温度随着MMT含量增加而降低,失重50%的温度反而随MMT含量增加而升高;SEM发现,MMT以100~200 nm的片状分散在PVDF基体中,随着MMT含量增加,出现MMT团聚、脱落现象;在实验范围内,随着MMT含量的增加,复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度随之提高,添加5% MMT复合材料的拉伸强度比未添加MMT的提高33.5%,缺口冲击强度提高29.7%;转矩流变实验发现,适量的MMT增加了复合材料加工时的剪切作用,降低了熔体塑化平衡扭矩。

关键词：聚偏氟乙烯蒙脱土复合材料再生性能

不同错列角三角形转子作用下的分布混合数值模拟

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化工学报 2020年第8期71卷 3545-3555页

作者：徐百平刘彪刘尧谭寿再杜遥雪刘春太五邑大学智能制造学部广东江门529020 广东轻工职业技术学院广东省高分子材料先进加工工程技术研究中心广东广州510300 郑州大学橡塑模具国家工程研究中心河南郑州450002

以高黏度牛顿流体为研究对象,采用数值模拟方法研究了不同错列角的三角形转子搅拌作用下的腔内的混合过程。根据运动转子的对称性和周期性,用瞬态有限元法(FEM)结合网格叠加技术(MST)计算了三分之一的周期。提出了一种基于周期速度场的... 详细信息

以高黏度牛顿流体为研究对象,采用数值模拟方法研究了不同错列角的三角形转子搅拌作用下的腔内的混合过程。根据运动转子的对称性和周期性,用瞬态有限元法(FEM)结合网格叠加技术(MST)计算了三分之一的周期。提出了一种基于周期速度场的四阶Runge-Kutta算法。采用Poincaré截面、拉格朗日相干结构和混合方差指数等对混合进行表征。结果表明,不同错列角对混合和能耗的影响不明显,所有的混合情况都接近于相同的混合方差指数的渐近值,并具有相似的混合机制,属于部分混沌混合,贴近转子各边嵌入了规则的层流KAM(Komogorov-Arnold-Moser)岛。

关键词：计算流体力学层流混合拉格朗日相干结构混沌三角形转子

Pseudo-Anosov映射作用下拓扑混沌数值模拟

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化工学报 2014年第10期65卷 3861-3871页

作者：徐百平冯彦红陈金伟喻慧文何亮广东轻工职业技术学院广东高校高分子材料加工工程技术开发中心广东广州510300 华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心广东广州510640

对方腔内3个方形搅拌轴两两交替运动引发的Stokes流动的混合问题进行了数值模拟研究。提出了两种搅拌轴方形运动路径来引发相空间内Pseudo-Anosov(pA)映射。采用有限体积方法求解速度场,搅拌轴的周期性速度边界借助叠加网格技术来实现... 详细信息

对方腔内3个方形搅拌轴两两交替运动引发的Stokes流动的混合问题进行了数值模拟研究。提出了两种搅拌轴方形运动路径来引发相空间内Pseudo-Anosov(pA)映射。采用有限体积方法求解速度场,搅拌轴的周期性速度边界借助叠加网格技术来实现。流动区域采用交错网格划分,控制方程组采用具有二阶精度的中心差分格式离散。粒子运动前锋追踪计算采用具有四阶精度的Runge-Kutta方法实现。得到了Poincaré截面,表明pA起作用的空间尺度几乎覆盖整个方腔,只有4个角区域除外。计算了不同初始位置的示踪剂演化图像来表征混合过程。示踪剂增长将经历指数增长,其增长指数大于pA映射矩阵的预测值,这是由于搅拌轴形状、运动路径等流场细节导致的示踪剂界面局部二次折叠拉伸造成的。

关键词：流动混合数值模拟 Pseudo-Anosov映射拓扑混沌叠加网格技术