纤维新材料

• pH敏聚苯硫醚膜的制备及其油水分离性能

  李振环;张正群;吴迪;

  为了实现在极端条件下的智能油水分离，以聚苯硫醚（PPS）无纺布为基膜材料，使用正辛酸（CA）、钛酸丁酯[Ti(OBu)_4]、纳米气相二氧化硅（SNPs）为改性剂，采用沉积-热压法制备出一种智能pH敏膜（PPS-CA/TiO_2/SNPs）；对其表面化学结构组成、形貌及亲水性进行表征分析，同时测试其pH响应性能、耐高温性能及循环使用性能等。结果表明：PPS-CA/TiO_2/SNPs纤维膜具有灵敏的pH响应性，在水环境（pH=6.5）中表现出超疏水超亲油性，而在碱性水环境中（pH=12），膜表面改变为疏油和亲水；油水分离通量截留试验中氯苯、二氯乙烷通量能够达到25 000 L/（m~2·h）以上，截留率在95%以上；即使经过20次循环截留实验，膜对于二氯乙烷的分离效率依然可以达到95%以上。同时，在极端条件下的测试也表明膜具有良好的稳定性，使其具备了在极端环境下应用的潜力。

  2023年06期 v.42;No.213 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K]
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• PVDF纳米纤维膜的制备及其油水分离性能

  黄庆林;郑涵文;杜雄飞;孙昱旻;

  针对静电纺丝纳米纤维膜孔径偏大的问题，以聚偏氟乙烯（PVDF）为成膜聚合物，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）/丙酮为混合溶剂制得纺丝液，采用静电纺丝技术制备PVDF纳米纤维膜，并研究聚合物浓度对纳米纤维膜孔结构及油水分离性能的影响。结果表明：增大纺丝液浓度会明显提高PVDF纳米纤维直径，使得纳米纤维直径分布变窄；当PVDF质量分数为14%时，所得PVDF纳米纤维膜具有较好的表面形貌和拉伸强度；油水分离结果表明，重油体系（二氯甲烷+水）通量最大达2 900.86 L/（m~2·h），分离效率高达99.5%，高粘附油体系（玉米油+水）通量最小为32.98 L/（m~2·h），分离效率仅有91.7%。在进一步的油包水乳液分离过程中，PVDF纳米纤维膜（M-3）具有的油水分离通量为7.9 L/（m~2·h），分离效率高达97.6%。

  2023年06期 v.42;No.213 10-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1372K]
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• 交联PMMA@玻尿酸微胶囊的制备及其释放性能

  王建平;王凡;王喜睿;王学晨;李伟;张兴祥;

  为成功制备玻尿酸微胶囊,在水/油（W/O）反相乳液体系中通过自由基聚合制备了以玻尿酸水溶液为芯材、季戊四醇四丙烯酸酯（PET4A）交联甲基丙烯酸甲酯（MMA）聚合物为壁材的微胶囊。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、激光散射粒度分布分析仪（LSPSDA）、紫外分光光度计（UV）对微胶囊的形貌、结构、粒径分布、包覆率及释放性能进行了表征。结果表明：微胶囊具有不规则球形及核壳结构形貌。当油水比为10∶1、芯壁比为1∶1、玻尿酸用量为1.5 mg/mL、交联剂添加量为0.67%（相对于壁材）时，微胶囊包覆率与载药率分别达到极大值81.40%和1.221%，表面形貌最好，其粒径在1.4～2.0μm之间。微胶囊累计释放量随交联剂用量的升高而下降，同时微胶囊具有pH响应性，pH=5.5时累计释放量最大。

  2023年06期 v.42;No.213 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1322K]
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纺织与服装

• 含减纱2.5D机织碳/环氧复合材料低速冲击损伤机制

  张典堂;窦宏通;董放;江昊;

  针对锥形回转体构件常用的减纱工艺，设计和制备了不含减纱、含半列减纱和含整列减纱2.5D机织碳/环氧复合材料。分别设置54 J和72 J的冲击能量，采用落锤冲击仪对3种复合材料开展了低速冲击试验，获取了载荷-时间曲线，并采用Micro-CT开展了损伤形貌和损伤量化分析。基于低速冲击损伤“局部”分布特征，建立了一种宏-细观混合有限元模型，开展了3种复合材料的低速冲击数值模拟，并揭示了失效机理。结果表明：数值模拟的力学响应曲线及损伤形貌与对应试验结果吻合较好；相比于不含减纱试样，在54 J冲击能量下，含半列减纱和整列减纱试样的冲击损伤体积分别增加了21.0%和34.8%；在72 J冲击能量下，含半列减纱和整列减纱试样的冲击损伤体积分别增加了15.7%和24.4%。可以看出，减纱点的引入明显降低了结构的承载效率。

  2023年06期 v.42;No.213 24-32+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2859K]
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• 医用防护服的可重复使用性能研究进展

  高涵超;魏梦辰;张闪闪;付中平;刘雍;

  针对新冠疫情期间医用防护服废弃物处理困难，存在二次污染和危害环境的问题，对医用防护服的洗消标准、常用消毒灭菌方式（压力蒸汽灭菌、环氧乙烷灭菌、辐照灭菌、含氯消毒液灭菌、75%酒精灭菌）等进行总结。在对国内外医用防护服标准比较分析基础上，从防护性能、物理机械性能、舒适性能3方面对市场上常见的3种非织造布类医用防护服消毒灭菌后的性能变化及可重复使用性能进行评价，评价指标主要包含耐静水压、过滤效率、抗合成血液穿透、透湿率、断裂强力。最后，针对当前非织造布类医用防护服可重复使用性差的问题，提出意见和建议。

  2023年06期 v.42;No.213 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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染整与化工

• 阳离子表面活性剂在石英表面吸附行为的分子动力学模拟

  赵濉;贺红佳;张磊;严峰;张路;

  为深入了解支链化对阳离子表面活性剂在水/石英界面吸附性质的影响，用分子动力学方法模拟十六烷基醚羟丙基季铵盐（C_(16)PC）和支链十六烷基醚羟丙基季铵盐（C__(16)GPC）在水/石英界面的单层和双层吸附行为，分析了不同浓度（即分子排列紧密程度）下表面活性分子的倾斜角、界面层厚度、水分子和尾端碳原子密度排布。结果表明：C__(16)GPC在较低浓度（分子平均占有面积0.466 nm~2）形成紧密的吸附单层，明显低于C_(16)PC(0.272 nm~2)，说明支链结构有利于阳离子表面活性剂在水/石英界面的吸附，且在高浓度下C__(16)GPC被压缩的优先顺序依次为：主链>长支链>短支链。直链的C_(16)PC在较紧密的吸附单层上形成类似半胶束的双层结构；而支链的C__(16)GPC则是通过上下层长支链尾对尾的方式形成双层结构。

  2023年06期 v.42;No.213 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1959K]
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• 玻纤负载TiO_2/g-C_3N_4光催化膜的制备及降解染料性能

  高海燕;安仁德;赵永男;

  为解决光催化剂效率不高、粉末难回收且易造成二次污染等问题，采用浸渍法制备了玻璃纤维负载TiO_2/gC_3N_4光催化膜（命名为TCNGF）。TiO_2和g-C_3N_4纳米颗粒通过静电自组装在玻璃纤维表面形成了均匀无裂痕的薄膜，重量法测得催化剂负载量（质量分数）为4%。降解实验结果表明：以TCNGF为催化剂，在模拟太阳光下，10 mg/L的罗丹明B(RhB)溶液在40 min的降解率达到98%,4次循环降解实验的脱色降解率均高于99%，且溶液中无絮状沉淀产生，表明催化剂优异的催化活性、附着牢度和循环稳定性。催化结果表明：适量提高TiO_2和g-C_3N_4的质量比，催化膜内异质结量增多，促使光生活性自由基增多，染料降解速率增快；初始染料浓度对TCNGF光催化降解性能无明显影响。自由基捕获实验证明：超氧自由基（·O_2~-）和羟基自由基（·OH）在光催化反应过程中为主要活性物种；光催化反应机理研究表明，TCNGF属于Z型光催化体系。

  2023年06期 v.42;No.213 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1929K]
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• Cu掺杂FeP粉末负极材料的制备及其储钠性能

  张志佳;孙赫奕;

  针对磷化铁（FeP）在充放电过程中存在体积膨胀及导电性差等问题，阻碍了其作为钠离子负极材料的进一步发展。针对此问题，通过高速球磨法在FeP中添加Cu来调节纳米粉末的微观形貌和结构，从而调节负极的电化学性能。XRD表征结果表明：Cu的添加降低了FeP的结晶度，但是并未导致其他次要相的生成。电化学测试表明：Cu的添加提高了电极的循环稳定性和倍率性能，添加10%Cu的FeP钠离子负极表现出优异的电化学性能，容量显著提高100%以上，在50 mA/g的电流密度下，电压范围在0～3 V之间循环200次后容量稳定在180 mA·h/g。电化学性能的改善是由粉末的微观结构变化以及导电性的提高而导致的，在两者的协同作用下，缓解了FeP的体积膨胀，提高了电极的电子电导率和电化学可逆性。

  2023年06期 v.42;No.213 54-59+66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1991K]
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• Pt/COF-LZU1中空结构催化剂的制备及其催化性能

  刘巍;张静雯;孙佩芸;廖伟龙;代昭;魏俊富;

  为了提高对偶氮染料的去除效率，采用加热回流法、刻蚀法和浸渍法相结合，制备了Pt/COF-LZU1中空结构催化剂，对催化剂的形貌和结构进行了表征，并对亚甲基蓝溶液的催化降解效果进行了测试。结果表明：当二氧化硅微球、均苯三甲醛和对苯二胺的配比为1∶1∶1时，所制备的中空结构的COF-LZU1微球分散性更好，表面没有多余的共价有机框架材料（COFs）链生成，合成的Pt/COF-LZU1催化剂，Pt纳米颗粒负载量大，分布均匀；在室温条件下，在120 min时，40 mg的Pt/COF-LZU1中空催化剂+H_2O_2对150 mL 10 mg/L的亚甲基蓝的催化降解效率可达到93.45%。

  2023年06期 v.42;No.213 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1976K]
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• 硫化聚丙烯腈凝胶的制备及其锂硫电池性能

  赵永男;李杨;高海燕;

  为了提高硫化聚丙烯腈（SPAN）正极材料的电化学性能，以二甲基亚砜为溶剂，以去离子水为非溶剂，采用热致相分离法制备了聚丙烯腈凝胶（PAN)_g，然后引入水合肼使PANg的分子链间发生N—N交联，制备出化学交联的聚丙烯腈凝胶（PAN_(g+N)），最终通过高温载硫法制得了硫化聚丙烯腈凝胶（SPAN_(g+N)）。利用SEM、TEM、FTIR、XRD等方法研究了材料的结构和物相特征。结果表明：交联结构的SPAN_(g+N)具有高度互联的三维网络结构，结构稳定性及电化学性能均得到显著提高。在0.5 C的电流密度时，首圈放电比容量为1 219.8 mA·h/g，循环100圈后的比容量为1 000.6 mA·h/g，容量保持率达到82.03%，平均每圈衰减率为0.18%。

  2023年06期 v.42;No.213 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2211K]
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电子信息与自动化

• 可监测动脉血压波形的超声阵列柔性传感器

  刘皓;李斌;罗丹;牛鑫;刘璐;

  为了解决传统超声传感器硬度大而不易与皮肤贴合的缺陷，设计开发了一款可监测动脉血压波形的超声阵列柔性传感器。通过将“S”形可拉伸铜箔电极转印到Eco-flex基底上，然后在铜箔电极上焊接1-3压电复合材料，最后用Eco-flex封装，制备出一款柔性可拉伸的超声阵列传感器，同时研究了超声阵列柔性传感器的稳定性、重复性、轴向分辨率以及可拉伸性能。结果表明：超声阵列柔性传感器的轴向分辨率能够达到330μm，电极的断裂伸长率可达76.56%，在经历拉伸、扭曲和弯折后仍能够恢复初始状态，能够对人体动脉血压波形持续监测，血压监测结果与商用血压计相比误差在2 mm Hg以内。

  2023年06期 v.42;No.213 74-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2796K]
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• 基于深层多尺度聚合3D U-Net的肾脏与肾肿瘤分割方法

  张芳;郝思敏;耿磊;

  针对电子计算机断层扫描（CT）图像中肾肿瘤形态复杂多变、肿瘤目标小、肿瘤边缘复杂等问题，提出了深层多尺度聚合3D U-Net网络分割模型。该模型在U-Net++基础上新增了3个下采样操作，利用密集嵌套的3D U-Net和解码器层的跳跃连接以及各层级3D U-Net子网络之间的跳跃连接，促进各个层级和各个尺度的特征信息融合，增强了对细节特征的提取能力，从而提升了对小尺度肾肿瘤和肿瘤边缘的分割精度。实验结果表明：该模型能够准确分割边缘复杂以及尺度较小的肾肿瘤，在KiTS19公开数据集上进行评估，本文模型对肾脏分割的Dise系数为0.968 2，对肿瘤分割的Dise系数为0.790 8，分割性能良好。

  2023年06期 v.42;No.213 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2022K]
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• 《天津工业大学学报》2023年总目次（按栏目索引）（第42卷第1期—第6期）

  <正>~~

  2023年06期 v.42;No.213 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 578K]
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