纤维新材料

• 环境友好型呋喃基聚酰胺材料的制备与性能

  李振环;杨雪晴;苏坤梅;张马亮;

  为制备一种可再生环境友好型呋喃基化合物，利用生物质化合物2,5-呋喃二甲酸二甲酯代替石油基化合物分别与己二胺和癸二胺通过改进熔融缩聚法聚合得到新型环境友好型呋喃基聚酰胺材料，并通过傅里叶红外光谱仪、核磁共振光谱仪、凝胶色谱分析仪、X-射线衍射、差示扫描量热分析和热失重分析分别对合成聚合物的性能进行分析和表征。结果表明：成功制备了纯度高且粘均分子质量可以达到30 ku以上的聚酰胺材料；材料的最大热分解温度分别可以达到达到441.90和457.10℃，由于呋喃环结构导致所得呋喃基聚酰胺为半结晶聚合物，无明显熔点，玻璃化转变温度分别为116.52和129.95℃；紫外光照测试结果显示制备的呋喃基聚酰胺在720 h紫外光照后，颜色、重量及分子键内部结构均未发生明显变化。所制备的新型环境友好型呋喃基聚酰胺材料具有较高的分子质量、优异的热稳定性能与耐紫外性能。

  2022年04期 v.41;No.205 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K]
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• 面向海水淡化脱硼的多级孔高内相乳液聚合材料的制备

  孟建强;胡立楠;

  为了从海水中得到可用的淡水资源，缓解水资源短缺问题，制备兼备高吸附量和高吸附速率的多级孔材料，使用高内相乳液聚合法制备多级孔材料用于海水淡化除硼。首先制备带有邻羟基结构的大分子聚乙烯亚胺（PEI）作为表面活性剂，以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为单体，1-羟基环己基苯基甲酮为引发剂，连续相为水相，分散相为甲苯，制备具有多级孔结构的吸附材料。结果表明：环氧丙醇与PEI反应成功，与低分子质量（M_n=600 g/mol）的PEI相比，较高分子质量的PEI(Mn=60 000 g/mol)对于稳定水包油的高内相体系更有优势。多级孔材料对硼的吸附量随着硼初始浓度增加而增加，在硼初始质量浓度为300 mg/L时表现出较高的吸附量（2.32 mmol/g），吸附等温线呈S型，同时多级孔材料循环10次，再生率在80%以上。

  2022年04期 v.41;No.205 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1784K]
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• 正二十二酸对相变材料微胶囊性能的影响

  王建平;张雅婷;杨沉;王学晨;张兴祥;

  为了促进相变材料微胶囊的成核结晶，通过原位聚合法成功制备了芯材为正十八烷（其中包含微量正二十二酸作成核剂）、壁材为蜜胺树脂的相变材料微胶囊；采用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、冷场扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TG）对微胶囊的化学结构、结晶性能、表面形貌、储热性能、热稳定性进行表征。结果表明：当微胶囊芯壁比为1∶1时制得的微胶囊粒径均匀，表面光滑；随着正二十二酸含量的增加，微胶囊间的分散性变差；异相成核结晶峰（α峰）占比逐渐增大，当正二十二酸添加量为芯材含量的1.2%时，α峰占比为70.12%，包覆率可达63.74%；微胶囊壁材的分解温度升高了27℃，增强了壁材的热稳定性。

  2022年04期 v.41;No.205 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1538K]
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纺织与服装

• 具有压力感知的柔性加热织物的研制与开发

  李津;王探宇;刘皓;李悦;杨颖;张朋莉;

  针对目前柔性加热服装服饰内置的加热元件存在加热不匀、功能单一等问题，探索了一种多功能柔性加热织物的制备方法。以碳纳米管（CNTs）薄膜作为发热材料与尼龙镀银织物进行工艺结合，同时制备并集成具有不同微结构的压阻传感器，制备出一款具有压力感知的柔性加热织物，并测试表征其微观形貌、力学性能、电热性能及传感性能。结果表明：砂纸表面凹凸随机分布状结构完整复制在导电膜上；在老化温度为60℃及80℃环境测试中，碳纳米管薄膜电阻最大变化率分别为13.57%和17.67%；在5 V电压条件下，表面最大平衡温度可达到60.19℃，制备的柔性加热元件具有良好的温度响应特性。同时，采用模板法制备出带有240目砂纸表面随机分布状表面微结构的柔性压阻压力传感器在0～12 kPa，其灵敏度可以达到62.46 kPa-1，从而探究出工艺简单、传感性能优良且加热均匀可控的多功能柔性加热织物的制备方法。

  2022年04期 v.41;No.205 22-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 4215K]
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• 面向2.5D结构织物的连续氧化铝纤维可织性评价方法

  张剑;崔凤单;孙志强;陈建;高文博;吴宁;

  为了开发氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料，提出连续氧化铝纤维用于2.5D结构织物时的可织性评价方法。通过模仿2.5D结构织物编织时的纤维受力状态，对纤维束织造过程损伤进行试验模拟，优选出合适的摩擦试验参数，并设计专用弯折工装对纤维束的耐磨、耐弯等性能进行评价。研究结果表明：通过评价纤维的摩擦损伤程度和弯折损伤程度，可以评价纤维用于2.5D结构织物的可织性；通过纤维/纤维摩擦实验进行可织性评价时，优选的参数为加载力0.35 N、张力0.3 N、摩擦频率3 Hz、摩擦时间80 s；同样参数下弯折，纤维断裂强力保持率越高，纤维的可织性越好；针对不同参数的编织结构而言，纤维的可织性是不同的。

  2022年04期 v.41;No.205 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K]
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染整与化工

• N-P-Si三元阻燃剂的合成及其在Lyocell纤维中的应用

  宋俊;史开敏;

  为提高Lyocell纤维的阻燃性能，将六氯环三磷腈与3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应，合成一种新型绿色环保的三元一体P-N-Si无卤阻燃剂六（3-氨基丙基三乙氧基硅）环三磷腈，采用1H NMR、FTIR、XPS及TG/DTG对阻燃剂的结构与性能进行表征；将合成的阻燃剂六（3-氨基丙基三乙氧基硅）环三磷腈应用于Lyocell纤维，采用三浸三轧的后整理法制备了阻燃Lyocell纤维，对阻燃Lyocell纤维进行FTIR和XPS表征，并测试了阻燃Lyocell纤维的TG/DTG、极限氧指数（limiting oxygen index,LOI）、燃烧后形貌和热裂解-气相质谱，通过测试结果对阻燃Lyocell纤维的阻燃机理进行了分析。结果表明：阻燃剂初始分解温度为214℃，在798℃时炭残留量约为27.03%;LOI值显示合成的阻燃剂可赋予Lyocell较好的阻燃性能，当阻燃剂的质量分数为30%、水洗次数为20次时，整理后的Lyocell纤维LOI为26.4%；热重分析结果表明整理后的Lyocell纤维在798℃时的残炭量提高16.9%；热裂解-气相质谱及燃烧后纤维形貌表明，合成的阻燃剂对Lyocell纤维的阻燃改性，主要基于凝聚相和气相阻燃模式协同作用。

  2022年04期 v.41;No.205 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2166K]
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• Ru@ZrO_2/C-273催化剂的制备及其在锂氧电池中的电化学性能

  阮艳莉;顾祥顺;王天宇;

  为开发具有高能量密度的锂氧电池，以PS微球为模板，合成了Uio-66衍生的ZrO_2/C-273复合材料，负载Ru后得到Ru@ZrO_2/C-273正极材料，组装锂氧电池，并对其性能进行了测试。实验结果表明：Ru@ZrO_2/C-273锂氧电池可以有效提高锂氧电池的放电性能，当电流密度为100 mA/g时，具有7 429 m Ah/g的放电比容量，高于Ru@ZrO_2/C锂氧电池的放电比容量（6 164 mAh/g）；随电流密度的不断增加，Ru@ZrO_2/C-273锂氧电池在200 mA/g和300 mA/g的电流密度下分别可以获得6 598 m Ah/g和4 533 mAh/g的放电比容量；在限制比容量为500 mAh/g的循环测试中，Ru@ZrO_2/C-273锂氧电池具有较好的稳定性，可以稳定循环45圈。

  2022年04期 v.41;No.205 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2196K]
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• 2,5-呋喃二甲酸二甲酯的绿色高效制备

  苏坤梅;孟春宇;李振环;张马亮;

  为提高2,5-呋喃二甲酸二甲酯的产品收率，开发了一种生物质基聚酯单体2,5-呋喃二甲酸二甲酯（DMFDCA）高效绿色制备方法。在四丁基溴化铵（TBAB）的协同作用下，以MgO作为催化剂，在温和条件下催化2,5-呋喃二甲酸（FDCA）与碳酸二甲酯（DMC）反应合成DMFDCA并研究反应时间、反应温度、催化剂用量等因素对产率的影响，同时对催化剂进行了表征。结果表明：在反应温度为150℃，反应时间为6 h的条件下，DMFDCA的产率达到66.7%。此外，在循环反应5次后催化剂MgO仍保持较高的活性，DMFDCA的产率为61.3%，表明MgO在该反应体系下循环稳定性良好。最后，解析了催化剂催化效率下降的原因是催化剂表面晶格氧的缺失以及晶面暴露程度的减少。

  2022年04期 v.41;No.205 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K]
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• Pd_8Ag_1/PVA电催化剂的制备及其对乙二醇的催化氧化性能

  赵永男;陈江红;余建国;王帅;宋汝杰;

  为克服钯基催化剂由于负载量低且在碱性介质中对醇的电催化氧化的活性、稳定性以及抗中毒能力较弱等缺点，通过一步水热法合成了适用于乙二醇氧化的PdAg/PVA双金属纳米催化剂；采用透射电子显微镜（TEM）、高倍透射显微镜（HRTEM）、电化学工作站等测试手段对样品的组成结构和醇氧化性能进行分析测试。结果表明：所制备的Pd8Ag1纳米颗粒分布均匀，平均粒径为9 nm，其中Pd和Ag的摩尔比为8∶1的Pd8Ag1/PVA纳米催化剂对乙二醇（EG）的质量电流密度为5 225 m A/mg，是商业Pd/C的14.37倍；经过5 000 s计时安培测试（CA）后保留的质量电流密度为387.7 mA/mg，是商业Pd/C的24.2倍，表现出良好的稳定性。其优异的醇氧化性能源自于PdAg合金的协同作用。

  2022年04期 v.41;No.205 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1823K]
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电子信息与自动化

• 含电动汽车充电站的风/光/柴独立微电网分层优化调度

  肖朝霞;张可信;冯冀;

  为解决电动汽车通过有序充/放电参与微电网运行的多利益主体优化调度问题，提出一种含电动汽车充电站的风/光/柴微电网多时间尺度分层优化调度方法。首先分析电动汽车充电站和微电网运营商之间的利益关系，建立含电动汽车充电站的风/光/柴微电网分层调度体系；然后考虑风/光/柴微电网不同工况下的发电成本和电动汽车放电成本建立充/放电定价机制，引导电动汽车群有序充电与短时放电；接着考虑分布式电源和负荷预测的准确度，建立含电动汽车充电站的风/光/柴微电网日前/短时优化调度模型；最后采用混合整数线性规划算法对模型进行求解。仿真结果表明：该方法能够实现电动汽车群对风/光/柴微电网的“有序充电-能量支持，短时放电-功率支持”以及电动汽车充电站和微电网运营商两个利益主体之间的协同增效，并验证了该方法的正确性和有效性。

  2022年04期 v.41;No.205 61-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 3259K]
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• 碳纤维软磁复合材料在无线电能传输电磁耦合机构中的应用

  张欣;韩瑜;宋子晗;王文斌;

  为解决电动汽车无线充电应用中电磁耦合机构长时间工作中铁氧体受振易碎、电磁耦合机构体积和质量大的问题，利用碳纤维屏蔽电磁波和吸能减振的特性，将碳纤维软磁复合材料作为导磁材料，分别建立了基于铁氧体和碳纤维软磁复合材料的仿真模型，设计并制作出碳纤维软磁复合材料，建立无线电能传输测试平台进行实验验证。结果表明：整块铁氧体的电场和磁场屏蔽最大数值分别为0.29 V/m和1.23×10~(-3)mT；碳纤维软磁复合材料的电场和磁场屏蔽最大数值分别为0.22 V/m和0.79×10~(-3)mT，铁氧体外侧加入两层碳纤维编织结构制成屏蔽材料，其磁场和电场屏蔽效果均优于铁氧体。

  2022年04期 v.41;No.205 75-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2106K]
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• 基于数值模拟的城市隧道环境参数对洞外亮度的影响

  孙建明;熊伟;张扬;田会娟;邓琳琳;

  针对城市隧道照明设计中洞外亮度获取困难、多参数相互影响等问题，提出一种基于数值模拟的城市隧道洞外亮度的计算方法。该方法基于DIALux4.13软件构建城市隧道模型，结合国际照明委员会CIE 88-2004规范推荐的环境简图法和不规则面积计算方法实现对洞外亮度L20(S)的数值模拟计算。基于该方法，系统研究了城市隧道环境各参数对洞外亮度的影响规律。结果表明：光气候分区对隧道洞外亮度有一定的影响，尤其对南洞口的影响较大；当洞口朝向位于东北、东南、西南、西北之间时，洞外亮度与角度近似呈线性关系；洞外亮度折减系数与光过渡长度基本都呈线性关系；在城市隧道设计中，应适当考虑纵坡对洞外亮度的影响。该工作可为城市隧道照明设计提供更为方便、快捷的技术支持。

  2022年04期 v.41;No.205 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K]
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