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高透明度、高雾度塑料纸在有机发光器件中的应用及其性能提升

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陕西科技大学学报 2024年第2期42卷 9-16页

作者：宋忠铭刘国栋王银凤吴家豪袁俊钊陕西科技大学、轻工科学与工程学院轻化工程国家级实验教学示范中心、陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室、中国轻工业功能印刷与运输包装重点实验室、中国轻工业纸基功能材料重点实验室陕西西安710021

随着柔性电子行业的发展,传统的PET、PEN等塑料衬底由于成本更高,光取出效率低下等问题已经无法满足人们的需求.纸张由于其获取途径广泛,成本低廉,更加轻薄是一种前景广阔的柔性衬底.通过浸渍涂布工艺,将环氧树脂与硫酸纸进行结合,制备... 详细信息

随着柔性电子行业的发展,传统的PET、PEN等塑料衬底由于成本更高,光取出效率低下等问题已经无法满足人们的需求.纸张由于其获取途径广泛,成本低廉,更加轻薄是一种前景广阔的柔性衬底.通过浸渍涂布工艺,将环氧树脂与硫酸纸进行结合,制备了一种新的基材,即塑料纸.通过测试发现,塑料纸具有优异的光学性能、机械性能以及水和化学稳定.研究结果表明,通过环氧树脂涂布处理后,不仅提高了纸张表面的平整性,而且改善了纸张的润湿性.制备出的塑料纸光透过率高达88.25%,达到与PET基材同一水平,并且塑料纸的雾度达到62.9%,远远高于PET基材.塑料纸的拉伸强度为108.4 MPa,还兼具良好的水和化学稳定性.在大气环境下,基于发光电化池(LEC)的原理,成功地在塑料纸表面制备出有机发光器件,并实现均匀地发光.该器件的最大亮度为396.2 cd m^(-2),最大电流效率为0.64 cd A-1,是PET衬底的2.9倍,具有更加优异的光电性能.所研制的高透光率、高光雾度的塑料纸在柔性光电器件中具有很大的应用潜力.

关键词：塑料纸透光率雾度光电性能

SiO_(2)基光子晶体与非晶光子晶体结构色构筑

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陕西科技大学学报 2024年第5期42卷 84-91页

作者：迟聪聪李嘉昊屈盼盼张丹洁线佳荣任蒋雪徐星根陕西科技大学轻工科学与工程学院轻化工程国家级实验教学示范中心中国轻工业功能印刷与运输包装重点实验室陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室中国轻工业纸基功能材料重点实验室陕西西安710021

近年来,结构色因其颜色明艳、生态环保等优点而得到广泛关注.本研究基于多步滴加硅源法制备不同粒径的SiO_(2)微球,分别采用垂直自组装和旋涂组装法,构筑长程有序的光子晶体和短程有序长程无序的非晶光子晶体,探究过程参数对组装质量的... 详细信息

近年来,结构色因其颜色明艳、生态环保等优点而得到广泛关注.本研究基于多步滴加硅源法制备不同粒径的SiO_(2)微球,分别采用垂直自组装和旋涂组装法,构筑长程有序的光子晶体和短程有序长程无序的非晶光子晶体,探究过程参数对组装质量的影响.研究发现,SiO_(2)粒径增加,结构色红移,反之蓝移;0.5 wt%的SiO_(2)乙醇悬浮液在60℃下垂直组装光子晶体,结构色具有角度依赖性;2 wt%的SiO_(2)乙醇/乙二醇(质量比8.5∶1.5)悬浮液在3000 rpm转速下旋涂组装非晶光子晶体,结构色不具有角度依赖性,且色彩饱和度低于前者.本研究为组装高质量SiO_(2)光子晶体与非晶光子晶体薄膜提供了一种简单、有效的组装工艺,在装饰、防伪、汽车涂料、纺织等领域展示出较大潜力.

关键词：二氧化硅光子晶体非晶光子晶体结构色

常压下酸催化多元醇液化纤维素反应机理的研究

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2577-2581页

作者：张妍高壮志乔文朴杨宇杰常紫阳刘忠浙江科技大学浙江省废弃生物质循环利用与生态处理技术重点实验室浙江杭州310023 天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室天津300457

开发农林废弃物高值化利用路径与“深入推进能源绿色低碳转型”国家重大战略需求高度契合。实验探索农业废弃物玉米秸秆中纤维素组分常压酸(H3PO4)催化多元醇[丙二醇(PG)与二甘醇(DEG)混合液]液化反应路径为研究目标,了解酸催化多元醇... 详细信息

开发农林废弃物高值化利用路径与“深入推进能源绿色低碳转型”国家重大战略需求高度契合。实验探索农业废弃物玉米秸秆中纤维素组分常压酸(H3PO4)催化多元醇[丙二醇(PG)与二甘醇(DEG)混合液]液化反应路径为研究目标,了解酸催化多元醇作用条件下的木质生物质液化反应机理。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振波谱(NMR)及热重分析(TGA)对不同反应时间下纤维素液化所得生物油的化学基团、分子量及其分布、分子结构、热解等进行了分析。FTIR检测表明,不同反应时间所得生物油具有相似FTIR特征;液化初期,纤维素降解生成了较多的烃类、醚类和含羰基化合物;液化后期,纤维素中的糖类降解产物、羟基或烯烃与PG/DEG反应生成了难溶于1,4-二氧六环的有机物。GPC分析表明,随着液化的进行,纤维素分子链发生断裂程度加剧,降解生成低分子量(LMW)物质越来越多,降解反应占主导地位;而当反应时间达到某一值时,其降解产物与PG/DEG发生聚合反应产生越来越多的大分子量物质,使生物油的分子量不再降低,即聚合反应占主导地位。^(1)H-和^(13)C-NMR表明,纤维素在液化作用下发生降解使得分子链断裂,仍保留了部分葡萄糖单元结构;随着液化反应的进行,这些结构单元再次发生转化产生LMW化合物;反应继续进行时,这些产物之间或与PG/DEG之间可进行聚合反应,形成结构趋于一致、性质逐渐稳定的新物质。TGA分析结果:生物油中含有70%~85%碳数小于25和5%~10%碳数高于25的化合物,最终残炭率随着反应时间的延长先降低再升高。实验通过研究纤维素在多元醇液化过程中的结构变化,揭示其液化的反应历程,为探索秸秆全组分的液化机理奠定理论基础。

关键词：纤维素生物油红外光谱凝胶渗透色谱核磁共振热重分析

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纳米纤维素基湿度响应智能器件的研究进展

复合材料学报 2024年第5期41卷 2294-2307页

作者：沈湘凌陈广杰李知行郭大亮李静童欣浙江科技学院环境与资源学院杭州310023 陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室西安710021 陕西科技大学陕西省轻化工助剂化学与技术协同创新中心西安710021

纳米纤维素来源广泛、绿色可再生,作为纤维素衍生材料,由于其特殊的结构特性,使其具有高机械强度、高结晶度、大比表面积等特点。基于纳米纤维素的湿度响应智能器件因其丰富的亲水基团(例如羟基和羧基)而显示出出色的响应性能,因此纳米... 详细信息

纳米纤维素来源广泛、绿色可再生,作为纤维素衍生材料,由于其特殊的结构特性,使其具有高机械强度、高结晶度、大比表面积等特点。基于纳米纤维素的湿度响应智能器件因其丰富的亲水基团(例如羟基和羧基)而显示出出色的响应性能,因此纳米纤维素可以作为一种湿度敏感材料来制备高性能湿度响应智能器件。本文介绍了纳米纤维素的分类、来源及湿度响应智能器件的分类及响应原理,重点阐述了不同纳米纤维素在湿度响应智能器件方面的制备及应用,总结了不同类型纳米纤维素与导电材料复合的湿度响应智能器件的性能及优缺点,最后对纳米纤维素基湿度响应智能器件的研究应用存在的问题与挑战进行归纳总结,以期为纳米纤维素基复合材料在湿度响应智能器件中的发展提供理论支持。

关键词：纳米纤维素湿度响应传感器致动器柔性复合材料

CNF-CMC梯度网络结构固定有机颜料对纸纱原纸着色效果的影响

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陕西科技大学学报 2024年第1期42卷 6-11页

作者：梁晏搏修慧娟温亚兵邓自立江峰严金英李金宝陕西科技大学轻工科学与工程学院轻化工程国家级实验教学示范中心陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室陕西西安710021 浙江舜浦新材料科技有限公司浙江衢州324400

相比传统造纸染料光热条件下易褪色的缺陷,水性有机颜料具有优异的着色力和高耐光耐候性,能够满足高端纸纱对着色剂着色效果和耐晒等级的要求.但有机颜料颗粒和植物纤维之间缺乏化学键和氢键作用,导致颜料在纸页结构中固定困难.本研究... 详细信息

相比传统造纸染料光热条件下易褪色的缺陷,水性有机颜料具有优异的着色力和高耐光耐候性,能够满足高端纸纱对着色剂着色效果和耐晒等级的要求.但有机颜料颗粒和植物纤维之间缺乏化学键和氢键作用,导致颜料在纸页结构中固定困难.本研究以纤维素纳米纤丝(CNF/TOCNF)为一级骨架网络,羧甲基纤维素(CMC)大分子为二级补强网络,共同构建多级梯度网络包络固定有机颜料颗粒,通过双层涂覆形式实现对颜料颗粒的分散和固定.结果表明,以梯度网络固定颜料颗粒可显著提升纸纱原纸的着色效果和色牢度,并对改善纸张强度和粗糙度也有积极作用.本研究对解决高端纸纱原纸生产中的着色技术难题具有重要的推动作用.

关键词：有机颜料纸纱梯度网络着色色牢度

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大倾角煤层伪俯斜工作面平行四边形液压支架结构设计与运动响应

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煤炭科学技术 2024年第4期52卷 314-325页

作者：伍永平杜玉乾解盘石王红伟胡博胜闫壮壮王同胡涛西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 西安科技大学能源学院陕西西安710054

液压支架是大倾角煤层伪俯斜工作面“围岩-装备”系统稳定性的核心,现有液压支架结构无法适应伪俯斜开采空间稳定性要求,严重影响了该类条件下工作面安全高效开采。以大倾角煤层伪俯斜开采工作面为研究背景,采用工程类比、结构运动学分... 详细信息

液压支架是大倾角煤层伪俯斜工作面“围岩-装备”系统稳定性的核心,现有液压支架结构无法适应伪俯斜开采空间稳定性要求,严重影响了该类条件下工作面安全高效开采。以大倾角煤层伪俯斜开采工作面为研究背景,采用工程类比、结构运动学分析、数值仿真的综合研究方法,分析了大倾角伪俯斜工作面“支架-围岩”稳定性特征,并以ZY7000/22/45型液压支架为基础,发明一种新型平行四边形液压支架,进行了结构合理性设计,分析了关键构件运动学响应特征。研究表明:大倾角伪俯斜综采工作面垮落矸石非均匀填充以及矸石对支架的砸、压、推作用是影响支架稳定性的关键因素,平行四边形顶梁与底座更适应伪俯斜工作面。设计的平行四边形支架顶梁、底座及立柱排布方式为平行四边形,异形掩护梁与后连杆、油缸连杆、底座构成柔性四连杆结构。平行四边形支架立柱为主要承载结构,油缸连杆为主要运动机构,其运动特征影响因素主要为上下柱窝间距和前后连杆与掩护梁铰接位置间距,其中掩护梁与后连杆是支架位姿调控的关键,且支架运动过程中无双扭线产生。研究结果为该类条件工作面支架提供了一种选型,一定程度上保障了该类煤层的安全生产。

关键词：大倾角煤层伪俯斜平行四边形液压支架结构设计运动响应

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富水沟谷区浅埋煤层导水裂隙演化特征

煤炭科学技术 2024年第4期52卷 1-11页

作者：来兴平乔浩单鹏飞吴龙泉朱浩宇赵浩州戴自强西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室陕西西安710054

富水沟谷区域下浅埋煤层赋存条件特殊,采场上覆岩层导水裂隙发育演化特征复杂。为了揭示沟谷区浅埋煤层在回采扰动作用下覆岩裂隙演化规律,以朱家峁煤矿1305-2工作面过沟谷区回采阶段为工程背景,采用理论分析、物理相似模拟、数值模拟... 详细信息

富水沟谷区域下浅埋煤层赋存条件特殊,采场上覆岩层导水裂隙发育演化特征复杂。为了揭示沟谷区浅埋煤层在回采扰动作用下覆岩裂隙演化规律,以朱家峁煤矿1305-2工作面过沟谷区回采阶段为工程背景,采用理论分析、物理相似模拟、数值模拟与现场效果验证的方法,建立了覆岩裂隙−渗流场概念模型,开展了覆岩结构发育与微震能量演化研究,分析了覆岩变形与塑性破坏分布特征,提出了针对沟谷区下浅埋煤层导水裂隙防治措施,并应用于现场工程实践。结果表明:开采扰动下裂隙−渗流场模型呈“梯台”结构,并依次划分为初渗区域、稳渗区域、紊渗区域3个区域;将所研究矿井的工况数据代入模型结构,计算出各个渗透区域范围,并根据计算结果对矿井的稳渗区域采取注浆措施。工作面回采至沟谷区段,覆岩裂隙域形态呈现“拱形-梯形-复合梯形”的扩展演化特征,裂隙纵向发育高度达到163 m,并与沟谷区地表贯通。随工作面推进,地表裂隙依次经历“滑移-挤压-撕裂”过程;沟谷区域位移云图呈现出滞后开采“高位梯形”破断形态,在沟底处下沉位移最大,达3.47 m。针对开采导致的裂隙大范围扩展贯通,提出在地面进行采动裂缝注浆处理,在工作面上覆岩层进行注浆封堵,实现过沟谷区开采“井上−井下”联合防治,保证安全开采。该研究结果可为浅埋煤层的过沟谷区开采、采动裂隙防治及富水区“保水采煤”提供新的科学依据。

关键词：浅埋煤层覆岩裂隙发育形态裂隙治理沟谷区开采

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锂渣作为造纸填料的可行性探讨

中国造纸 2024年第2期43卷 65-71页

作者：何卓凡宋顺喜杜盛静屈新皓李瑶殷志刚朱宏伟张美云陕西科技大学轻工科学与工程学院轻化工程国家级实验教学示范中心陕西省造纸技术与特种纸重点实验室陕西西安10021 天齐鑫隆科技(成都)有限公司四川成都610213 天齐锂业股份有限公司锂资源与锂材料四川省重点实验室四川成都610000 岳阳林纸股份有限公司湖南岳阳414000

本研究分析了2种锂渣的理化性能,探究了锂渣含量对纸张性能的影响。结果表明,锂渣微观形貌呈不规则的块状,具有较大内表面积的多孔结构,粒径较大且分布范围较广。1^(#)锂渣与2^(#)锂渣的白度分别为66.4%和76.5%,加填会降低纸张白度。锂... 详细信息

本研究分析了2种锂渣的理化性能,探究了锂渣含量对纸张性能的影响。结果表明,锂渣微观形貌呈不规则的块状,具有较大内表面积的多孔结构,粒径较大且分布范围较广。1^(#)锂渣与2^(#)锂渣的白度分别为66.4%和76.5%,加填会降低纸张白度。锂渣加填纸的强度性能优于沉淀碳酸钙加填纸。填料含量为18%时,1^(#)锂渣加填纸的抗张指数较沉淀碳酸钙加填纸提高了38%。填料含量为12%时,2^(#)锂渣加填纸的撕裂指数较沉淀碳酸钙加填纸提高了41%。此外,2^(#)锂渣加填纸的防水性能与沉淀碳酸钙加填纸相当,可以满足纸张防水性的要求。因此,锂渣可应用于对白度要求较低的包装纸中。

关键词：锂渣造纸填料抗张指数撕裂指数

大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采理论与技术

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煤炭学报 2024年第1期49卷 280-297页

作者：伍永平皇甫靖宇王红伟胡博胜罗生虎西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 西安科技大学理学院陕西西安710054

大倾角煤层走向长壁采场围岩结构及应力环境异化,工作面不同位置“支架-围岩”系统的构成因素及灾变模式不同,导致工作面安全事故频发、煤炭采出率较低、巷道掘进率高。通过对大倾角采场围岩采动力学行为的分析,提出了大倾角走向长壁工... 详细信息

大倾角煤层走向长壁采场围岩结构及应力环境异化,工作面不同位置“支架-围岩”系统的构成因素及灾变模式不同,导致工作面安全事故频发、煤炭采出率较低、巷道掘进率高。通过对大倾角采场围岩采动力学行为的分析,提出了大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采技术构想,工作面走向推进过程中沿倾向对采空区下部进行局部充填,充填体既与巷旁支护作用形成沿空巷道,取消区段保护煤柱,实现大倾角煤层无煤柱开采,又增大了工作面倾向下部充填压实区长度,加强了工作面“支架-围岩”系统稳定性。根据大倾角走向长壁采场特点,优选确定了大倾角膏体局部充填工艺,设计了大倾角局部充填回采系统、采充工艺。并采用理论分析、模拟实验、数值计算等相结合的方法,分析了局部充填对大倾角走向长壁采场围岩采动力学行为的调节机制。结果表明:充填体影响基本顶岩梁的变形破坏及采场倾向下侧煤岩体承载特征,基本顶、运输巷顶板变形量及运输巷倾向下侧煤岩体所受约束均随充填长度的增大而减小;为防止采空区未充填区悬顶灾害,充填长度不应超过工作面长度的1/3。局部充填体限制了工作面下部区域顶板破断,降低覆岩关键域形成层位,形成稳定的巷帮,减小沿空留巷围岩变形量;同时工作面倾向下部充填区长度增大,中、上部围岩结构不稳定区域的长度缩小,“支架-围岩”系统稳定性提升。充填体改变了采场围岩应力传递路径,承担了部分覆岩载荷,工作面下侧支承压力及超前支承压力均随充填长度的增大而减小,工作面倾向下部充填区域的超前支承压力降幅最大,沿空巷道及工作面应力状态得到改善。大倾角走向长壁工作面局部充填无煤柱开采技术具有提高资源采出率、降低掘进率、缓解采掘接替紧张、加强工作面“支架-围岩”系统稳定性等优势。

关键词：大倾角煤层无煤柱开采局部充填沿空留巷采动应力