纤维新材料

• 聚丙烯中空纤维膜表面微纳结构构建及其在膜蒸馏中的应用

  刘振;常国仓;陈俊波;

  为了提高聚丙烯中空纤维膜的膜蒸馏分离性能，采用溶胶凝胶法制备不同粒径的单分散二氧化硅（SiO_2）微球，使用无氟硅烷偶联剂十八烷基三氯硅烷（OTS）对SiO_2微球进行接枝改性，利用相转化技术将改性后的超疏水SiO_2颗粒涂覆到聚丙烯中空纤维膜表面对其表征，并进行膜蒸馏实验。结果表明：改性后，不同粒径的超疏水SiO_2微球均匀地分散在聚丙烯中空纤维膜表面，形成了粗糙的多孔微纳结构，表面粗糙度明显升高，接触角达到165°以上，具有极好的超疏水性；将其应用到膜蒸馏（MD）技术中进行高浓度盐水的海水淡化实验，改性后的聚丙烯中空纤维膜截留率高达99.99%，通量较原膜提高1倍；在连续脱盐80 h后，通量才有所下降，截留率的变化仍不明显。

  2022年06期 v.41;No.207 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 3305K]
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• 具有防伪标识功能的纤维素纳微米发光纤维的制备及性能

  西鹏;孟双;

  为制备具有荧光功能的纤维素纳微米发光纤维，将有机稀土发光材料引入到纤维素纺丝溶液中，通过对静电纺丝过程中的各工艺参数的优化，实现对纤维素基本形貌进行在线调控，成功制备了纤维丝束和直径分布较均匀的具有防伪标识功能的新型绿色环保纤维素纳微米发光纤维。场发射扫描电镜和荧光分光光度计的测试结果表明：当纺丝溶液质量分数为3.6%、纺丝电压为16 kV、推进速率为1.4 mL/h时所制备的样品结构和性能最佳；纤维样品的荧光强度随添加的稀土发光材料的增加而增强，当Tb(BAO)_3(Phen)的质量分数为10%时，所制备的样品在紫外光激发下会呈现出较好的荧光，其使用寿命也非常持久，纤维膜的荧光强度在480 d后无明显变化。因此，将纤维素的可降解性和稀土发光材料的优异荧光防伪特性有机结合可制备具有防伪标识功能的纤维素纳微米发光纤维。

  2022年06期 v.41;No.207 9-14+22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2399K]
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• 碳纤维表面ZnS/ZnO纳米阵列结构调控及宽频微波吸收性能

  何芳;丁佳威;张震;

  为增强碳纤维表面的界面极化效应，设计制备了一种轻薄且柔性的ZnS/ZnO修饰碳纤维（CC）高性能电磁波吸收材料，研究了异质界面极化作用对微波吸收性能的影响。结果表明：随着ZnO硫化时间的延长，ZnO和ZnS的异质界面的面积会出现先增加后减小的趋势，并且异质界面的面积变化会对界面极化效应产生较大的影响；当硫化时间为8 h时，CC@ZnS/ZnO复合材料中ZnS和ZnO的比例接近于1∶1（比值为1.30），此时异质界面的面积达到最大值，从而产生强的极化作用，提高了复合材料的电磁波吸收性能；CC@ZnS/ZnO-8的最小反射损耗为-48.6 dB，有效吸收带宽达到7.3 GHz(10.7～18.0 GHz)。

  2022年06期 v.41;No.207 15-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 4114K]
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• 自支撑碳纳米纤维的宏量制备及其储钠性能

  张志佳;李传齐;

  为大批量制备高储钠性能的电极材料，以乙炔为碳源气体，采用连续化学气相沉积（CVD）法原位催化生长碳纳米纤维材料，制备出自支撑式电极材料。通过扫描电子显微镜（SEM）和拉曼测试（Raman）表征分析样品的微观结构、形貌及结晶性，并对其钠离子存储电化学性能进行测试分析。结果表明：通过多温区连续大批量原位催化生长，制备出多尺寸三维结构碳纳米纤维（3D CNFs），结构的变化导致碳纳米纤维暴露出丰富的空位缺陷，这为钠离子提供了大量的吸附活性位点；三维立体的结构不仅使得电解液可以快速浸润活性材料，而且有效地增强了结构的稳定性；3D CNFs作为钠离子电池负极材料，在电流密度为0.1 A/g的条件下比容量高达150 mA·h/g，且在循环50圈之后没有明显的容量衰减，表现出优异的储钠性能和循环稳定性。

  2022年06期 v.41;No.207 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1524K]
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纺织与服装

• 超疏水亲油PDMS@mSiO_2-PP非织造布的制备及其油水分离性能

  刘延波;陈倩;杨波;RAMAKRISHNA Seeram;

  为了制备一种超疏水亲油的材料，通过硅烷偶联剂KH560对纳米二氧化硅进行改性，再将改性纳米二氧化硅（mSiO2）和低表面能的聚二甲基硅氧烷（PDMS）后处理聚丙烯（PP）熔喷非织造布，制备了一种绿色无污染超疏水亲油材料，并采用扫描电子显微镜、红外光谱仪、马尔文激光粒度仪、接触角测试仪、万能拉伸仪和油水分离等对超疏水亲油材料的结构及性能进行表征。结果表明：制得的超疏水亲油PDMS@mSiO2-PP材料具有良好的力学性能；同时该材料的静态接触角最高达155.89°，对食用油、机油和石蜡油的最大吸油倍率分别为40.21 g/g、33.96 g/g和33.68 g/g，能够快速分离油水混合物，具备优异的超疏水性亲油性能。

  2022年06期 v.41;No.207 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2634K]
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• 缝合泡沫夹层复合材料平压性能及数值模拟

  毛丽贺;耿浩河;尹春晖;焦亚男;

  针对泡沫夹层复合材料在压力作用下因易开裂导致性能下降的情况，使用碳纤维作为缝线，对碳纤维布和泡沫缝合制备了缝合泡沫夹层复合材料，探究其在受到平压载荷作用下的平压性能和平压破坏模式；利用ABAQUS模拟软件进行缝合泡沫夹层复合材料建模，并进行静力学分析；使用桁架单元模拟纤维树脂柱的受力情况，基于Hasin失效准则模拟上下纤维面板，使用三维实体单元模拟泡沫夹芯。研究结果表明：缝合夹层复合材料实验和模拟分析得到的压缩强度和压缩模量误差分别为13.74%和16.09%，说明该模型具有一定的可信度和可用性；在平压载荷作用下，缝合泡沫夹层复合材料的主要承力部分是纤维树脂柱，并且可以观察到纤维树脂柱与纤维面板处出现一定的应力集中现象；缝合泡沫夹层复合材料的破坏主要为纤维柱与面板连接处之间的断裂失效，泡沫压缩变形过程实验与模拟也较为相符。

  2022年06期 v.41;No.207 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2343K]
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• 不规则平板预制体机器人辅助缝合路径规划

  陈小明;魏玉莹;张一帆;李皎;陈利;

  针对大尺寸不规则平板预制体缝合点数多且缝合路径复杂的特点，设计了一种适用于大尺寸不规则平板预制体的机器人辅助缝合路径规划方法。首先研究离散点位置设计和坐标批量输出方法；进一步基于Python构建离散点自动排序和缝合点筛选CAD模块，以及机器人程序自动生成CAM模块；最后通过大尺寸不规则机翼缝合实验验证机器人辅助缝合路径规划方法的可行性。研究结果表明：离散点设计和坐标批量输出方法、离散点坐标自动排序和缝合点筛选CAD模块以及机器人程序自动生成CAM模块是可行的，可应用于大尺寸不规则平板预制体的机器人辅助缝合。大尺寸不规则平板预制体的路径规划方法具有通用性，可拓展至大尺寸不规则平板预制体的三维针刺、I纤维缝合和簇绒成型的路径规划。

  2022年06期 v.41;No.207 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K]
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染整与化工

• Box-Behnken响应面法优化β-环糊精艾草精油包合物的制备及其性能

  钱晓明;王浩;王立晶;宋兵;李芳;王举朝;

  为了提高包合物的包埋得率，设定壁芯比、反应时间、反应温度为影响因素，包埋得率为响应值，通过单因素实验和Box-Behnken响应面法探究最佳反应条件。结果表明：影响包埋得率的显著性顺序为壁芯比>反应温度>反应时间，最佳包埋组合是壁芯比3∶1、反应温度40℃、反应时间3 h，所制备的包合物包埋得率（75.4±0.46）%，与响应面回归方程预测值相近，说明该回归模型能够较好地优化配方。同时，通过热重分析、紫外分光光度仪法证明包合物形成且包合物具有耐高温性能。缓释和抗菌实验显示，纯艾草精油挥发极快，在37℃下经过24 h振荡艾草精油含量只剩下（39.36±0.05）%；而实验优化后的包合物在加热振荡216 h后包合物中的艾草精油含量仍有（37.16±0.12）%；包合物在大气下缓释30 d后抗菌率扔能达到（95.16±0.53）%，证明包合物具有长期缓释和长效抑菌效果。

  2022年06期 v.41;No.207 49-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1833K]
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• 2,2′-联嘧啶桥联的双金属铱（Ⅲ）配合物的制备及催化性能

  张建新;赵晴;

  为了研究配体对双金属中心配合物性质的影响，合成了4个2,2′-联嘧啶桥联的双金属铱（Ⅲ）配合物[Ir(C^N)_2(bpym)Ir(C^N)_2](PF6)_2，其中C^N分别为2-苯基-吡啶（ppy）、2-(4-甲基苯基）-吡啶（tpy）、2-(2,4-二氟苯基）-吡啶（dfppy）和2-噻吩-吡啶（thpy）；利用核磁共振氢谱，高分辨质谱和元素分析对其结构进行了表征，利用紫外-可见光谱和循环伏安对其光物理及电化学性质进行表征。结果表明：金属铱上的配体对2,2′-联嘧啶桥联的双金属铱（Ⅲ）配合物性能有影响，通过改变配体上的电子云密度，可以调控2,2′-联嘧啶桥联的双金属铱（Ⅲ）配合物的光物理性质与电化学性质；同时，还测试了2,2′-联嘧啶桥联的双金属铱（Ⅲ）配合物对过硫酸氢钾活化性能，发现2,2′-联嘧啶桥联的双金属铱（Ⅲ）配合物能有效地活化过硫酸氢钾降解低浓度的布洛芬。同时，对以2-噻吩-吡啶作为配体合成的双金属铱配合物的降解条件进行了考查，使用20 mg配合物活化200 mg过硫酸氢钾，能够在8 h左右降解1 200 mL质量浓度为20 mg/L的布洛芬溶液。

  2022年06期 v.41;No.207 57-62+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 951K]
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电子信息与自动化

• 基于稀疏矩阵的全聚焦阵列优化算法

  高铁成;王昊;李聪;远桂民;

  为了满足全聚焦阵列超声扫查实时成像、图像缺损清晰可辨等要求，建立了一种全聚焦成像（TFM）相控阵列的稀疏优化模型，利用最小冗余度阵列（MRLA）进行稀疏设计，利用遗传算法（GA）对扫查图像信噪比进行优化；将最终优化后的稀疏阵列与满阵、最小冗余阵、遗传算法优化阵列的声场波束图进行对比，并以此阵列为基础建立全聚焦扫查环境，对连续的20个点缺陷进行扫查测试。实验证明：37选16的阵列利用此模型稀疏优化后，最高旁瓣可获得4.902 8 dB的优化，稀疏率为0.27的阵列较满阵成像效率提高了58.3%，且API值为0.539 7，得到的扫查图像既可获得最小冗余下的最大信息量，又具有良好的旁瓣特性，同时阵列稀疏化，极大地提高了全聚焦扫查效率。

  2022年06期 v.41;No.207 63-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1647K]
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• 迷宫机器人外置磁编码器最优位置的确定

  袁臣虎;董佳丽;周佳文;米璐晗;闫园;

  为确定永磁体与磁传感器之间的最优安装间距，通过对磁偶极子的理论分析以及ANSYS有限元仿真确定了永磁体与磁编码器芯片之间最优的安装间距，并对磁编码器硬件电路与增量式PID闭环控制算法设计。结果表明：当永磁体与磁编码器芯片间距为1 mm时，磁感应强度范围为-80～80 mT，以0.2 mm的单位距离依次增加，磁感应强度逐渐减小，符合永磁体360°范围内正余弦曲线规律：在1.18～1.52 mm安装间距内，迷宫机器人电机在不同转速下闭环控制效果良好，可以实现走迷宫过程中的精准位置与速度反馈。

  2022年06期 v.41;No.207 70-75+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 3160K]
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• CCU数据的多模态融合在动态死亡风险预测中的应用

  李然;邱皖;娄岩;

  针对冠心病监护室（CCU）患者的死亡风险预测集中在重症监护室（ICU）的患者，并且CCU患者的大量多模态数据不能被充分地利用的情况，提出一种动态预测CCU患者死亡风险的多模态融合方法。首先分析了CCU多模态数据的特点，从结构和时间2个维度提出了一种分类模式，使用卷积神经网络（CNN）和文本数据聚类的方法处理心脏超声报告（ECHO），使用信号处理方法处理高频波形数据心电图（ECG），将这2种方法提取的特征与其他结构化数据相结合，通过加入时间维度的决策树模型进行预测，决策树模型根据时间戳区分不同时期生成的数据。在MIMIC-Ⅲ数据集上的实验表明：与基准的机器学习方法支持向量机（SVM）相比，本研究在AUC-ROC/AUC-PR上分别获得11.36%和25.31%的改进，与基于线性分类的机器学习方法相比，在AUC上获得11.42%的改进。

  2022年06期 v.41;No.207 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 753K]
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• 《天津工业大学学报》2022年总目次（按栏目索引）（第41卷第1期—第6期）

  <正>~~

  2022年06期 v.41;No.207 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 413K]
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