人工软骨材料——聚乙烯醇水凝胶的研制

聚乙烯醇溶液经反复冷冻－融化、真空脱水及辐射交联处理后,制得一种人工软骨材料ＰＶＡ－水凝胶。通过光学显微镜和扫描电镜观察ＰＶＡ－水凝胶的微观形貌;通过差示扫描量热法（ＤＳＣ）及相应的力学性能试验研究反复冷冻－融化、真空脱水和辐照交联对ＰＶＡ－水凝胶结晶和力学性能的影响。该ＰＶＡ－水凝胶的力学性能与人关节软骨相近,可望用于人工软骨材料。     

物理交联聚乙烯醇凝胶中氢键作用研究

采用反复冷冻-解冻法制备聚乙烯醇(PVA)凝胶.采用Hakee RS300动态应力流变仪,利用动态力学分析方法研究PVA物理交联凝胶的力学性能及氢键作用.结果表明,PVA水凝胶及PVA/DMSO凝胶的剪切模量,物理交联密度及最大抗张强度均随着PVA浓度的增加而增大;同一浓度下,PVA水凝胶的剪切模量及物理交联密度大于PVA/DMSO凝胶,但氢键活化能小于PVA/DMSO凝胶.     

医用聚乙烯醇水凝胶的制备及性能

采用反复冷冻、融化的方法制备了不同浓度、相同循环次数的聚乙烯醇(PVA)水凝胶和相同浓度、不同循环次数的PVA水凝胶。测试了PVA水凝胶的拉伸性能、溶胀率,再溶胀动力学。结果表明,拉伸强度随PVA含量的增加而增加;当浓度相同、循环次数不同时,再溶胀率随循环次数的增加而增加;当达到一个峰值时,随循环次数的增加而降低;当循环次数相同、浓度不同时,再溶胀率随浓度的增加而增加;当达到一个峰值时,随浓度的增加而降低。用物理交联和化学交联的方法制备了PVA/PAA互穿网络水凝胶,测试再溶胀行为,发现PVA/PAA互穿网络水凝胶具有温度敏感性。     

纤维素纳米晶对聚乙烯醇水凝胶吸附性能的影响

为了提高聚乙烯醇(PVA)水凝胶的吸附性能,本文通过冷冻-融化工艺制备了PVA/纤维素纳米晶(CNC)复合水凝胶.利用红外吸收光谱测试CNC的结构.PVA/CNC水凝胶的吸附性能结果证明:随着CNC含量的增加,PVA/CNC水凝胶的吸附容量显著增加.通过吸附动力学模型和等温吸附模型模拟可知,PVA/CNC水凝胶的吸附性能符合准二阶吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型.通过计算可知,当CNC含量为1wt%时,PVA/CNC水凝胶的最大吸附容量为31.44mg/g.     

高强度物理-化学混杂双网络水凝胶的制备及性质

以聚乙烯醇（polyvinyl alcohol, PVA）和丙烯酰胺（acrylamide, AM）为原料, 采用“一锅煮”及紫外辐照结合冷冻 解冻两步聚合法制备聚乙烯醇/聚丙烯酰胺(PVA/PAM)混杂双网络水凝胶, 并对水凝胶的力学性能、 溶胀性能、 失水性能以及自愈合性进行测试和分析. 结果表明, PVA/PAM混杂双网络水凝胶具有较高的力学强度, 其拉伸强度为428 kPa, 失水速率和单网络水凝胶相比较慢, 具有一定的自愈合性.     

辐照交联制备高性能PVC电线电缆料

本文采用Co60射线辐照交联的方法研究了交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸脂（TMPTA）、改性剂乙烯－醋酸乙烯共聚物（EVA）、辐照剂量对聚氯乙稀（PVC）电缆料力学性能的影响.通过凝胶含量、断裂伸长率、断裂应力的测定，分析了TMPTA、EVA、辐照剂量对PVC电缆料力学性能的影响.结果表明EVA含量一定时（15wPhr）， 电缆料凝胶含量随TMPTA含量的增加、辐照剂量的增大而增大，该体系的力学性能与其凝胶含量存在正比例关系；当TMPTA含量一定时(12Phr)，加入EVA不利于电缆料凝胶含量的提高，并且与凝胶含量间无对应关系.可能由于辐照条件下TMPTA优先与EVA接枝交联，形成EVA交联体系，该体系与交联的PVC基体间的界面相容性较差，从而导致材料力学性能的下降.该研究结论对于高性能PVC电缆料改性剂的选择具有重要的指导意义.     

聚乙烯醇水凝胶人工软骨的连接试验

首先使水凝胶与金属纤维网实现微观机械嵌锁连接，然后用骨水泥（ＰＭＭＡ）将纤维网面与底层骨（或金属）粘接．这种方法可实现人工软骨与底层骨（或金属）的机械一化学连接．微观结构分析及力学测试表明界面连接牢固．     

聚乙烯醇/壳聚糖互穿网络水凝胶的制备及溶胀性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为主要原料,采用物理交联与化学交联相结合的制备工艺,即通过循环冷冻—解冻法结合京尼平交联法,制备了具有互穿网络结构(IPN)的聚乙烯醇/壳聚糖复合水凝胶,并分别通过红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征了其分子结构和形态结构;探讨了不同制备工艺对复合水凝胶溶胀性能的影响,并将其与单一原料常规工艺制备的水凝胶作对比.结果表明,与单一原料常规工艺制备的水凝胶相比,具有IPN结构的水凝胶在溶胀性能上表现出更好的稳定性.最佳制备工艺为京尼平用量4%,反应温度55℃,冷冻—解冻循环3次.     

低温水凝胶中水的状态研究

采用示差扫描量热法(DSC)和热重分折法(TGA),分析了低温PVA水凝胶中水的状态.结果表明,该水凝胶中所含的水至少是存在三种状态:非冷冻水(non-freezing water),束缚水(bound water)和自由水(free water).发现对于一定浓度的水凝胶,非冷冻水的量几乎是一个常数,而束缚水及自由水的量明显受冷冻条件的影响.     

高力学性能水凝胶研究进展

水凝胶是一类具有三维交联网络结构的软湿性高分子材料。由于含水量高、网络结构不均匀、能量耗散机制低效及网络单元功能单一等不足，传统水凝胶普遍存在机械强度差、形变自恢复性能不佳等问题，严重制约了其实际应用。因此如何提高传统水凝胶的力学性能一直是功能高分子材料研究领域的前沿课题。总结和评述了近年来关于双网络结构、拓扑网络结构及非共价相互作用三种高力学性能水凝胶的研究进展，归纳分析了高力学性能水凝胶的常见应用，最后对其发展前景进行了展望。     

基于尺度制约规则耦合距离约束的图像匹配算法

为了提高图像的匹配精度及其鲁棒性,本文提出了基于尺度制约规则耦合距离约束的图像匹配算法.首先,采用箱式滤波器对高斯函数二阶偏导进行逼近,对特征点进行检测;同时,利用特征点对应的空间尺度来建立尺度制约规则,剔除伪特征点.然后,以特征点为中心,形成圆形区域,计算其Haar小波响应,获取特征点的主方向以及特征向量,形成特征描述子.随后,利用特征点的尺度相似性以及角度相似性来建立空间相似法则,完成特征点的匹配.最后,利用特征点欧氏度量的结果,建立距离约束模型,对匹配特征点之间的距离进行约束,剔除错误的匹配特征点.实验结果显示,与当前图像匹配算法相比,本文算法匹配的图像具有更好的匹配准确度及匹配精度.     

喷涂机器人关节PID控制器自适应模型的建立

针对喷涂机器人各关节传递函数时变的特点,提出一种PID自适应控制的新方法。在对喷涂机器人进行动力学分析的基础上,应用数值法简化关节动力学方程,进而建立各关节的传递函数,并通过试验,设计在不同位置的PID控制器,获取相应的PID参数。应用最小二乘法建立PID参数与关节转角位置的关系模型。为验证模型的准确性,利用该模型指导了下一时刻关节PID控制器的设计,并进行了仿真试验。结果表明,在模型指导下所设计的PID控制器响应速度快,基本可满足喷涂作业的要求。     

一种基于灰熵的区间数灰色局势决策方法

基于区间数距离和灰熵分析,研究了灰色局势的多属性决策问题.首先给出了一种新的灰熵定义,并通过预处理得到一致效果测度矩阵.然后,提取正负理想值,结合灰熵定义建立多目标规划模型,通过拉格朗日乘数法给出了目标权重的计算公式,将多目标的一致效果测度矩阵集成为综合效果测度矩阵.最后,利用可能度和排序向量法找到各事件下的最优对策和各对策下的最优事件,从而得到最优局势,并通过实例分析验证了所提决策方法的有效性和实用性.     

阳离子聚丙烯酰胺表征及其阳离子度测定方法

采用反相微乳法，合成丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)的阳离子聚合物，并采用胶体滴定法测试聚合物的阳离子度，分析了溶液pH值、指示剂用量、滴定速度及残余乳化剂对阳离子度测试准确性的影响，并用红外光谱法确定了聚合物阳离子链节的存在。     

船用活塞环的离子软氮化及摩擦磨损特性

用离子软氮化工艺对船用活塞环进行了表面处理，测量了在不同条件下未经表面处理和表面经过离子软氮化处理的活塞环的磨损失重和摩擦系数，并对润滑油进行了光谱分析和铁谱分析．结果表明，在流体润滑和混合润滑状态，经离子软氮化处理的活塞环具有较高的耐磨性，且润滑性亦能得到改善，使缸套的磨损减小。     

制备N-异丙基对氟苯胺的新工艺

研究了以对氟硝基苯、丙酮和氢气为原料,在压力釜中进行加氢和烷基化反应,制备N-异丙基对氟苯胺的"一锅煮"新工艺.通过实验筛选出改性Pt/C催化剂,降低了催化剂主要成分Pt的含量.克服了原工艺步骤多、设备投资大,安全保护和防空气氧化难的缺点.并通过正交试验获得了生产工艺的优化条件.产品的收率可达97.5%,该工艺可实现清洁化生产.     

粒状FeCu纳米颗粒体磁性和磁粘滞性的研究

溶胶法制备了不同粒度的ＦｅＣｕ纳米颗粒体,Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）确定了样品的相组成和颗粒的平均粒度,振动样品磁强计（ＶＳＭ）测量了样品在不同温度下的磁化曲线,磁滞回线,涨落场和有效激活体积．“趋近饱和定律”方法求出了样品的有效磁各向异性常数．利用均匀反磁化模型计算了样品的矫顽力,计算值与测量值基本相符．结果表明,样品的激活体积随颗粒体积的增大而增大,激活体积与颗粒的平均体积的大小基本属于同一数量级,粒状ＦｅＣｕ纳米颗粒的反磁化基本符合均匀反磁化．     

网架结构新型节点单向受压试验研究

本文研究了运用正交设计方法安排的新型空心螺栓球节点试验。根据正交设计试验结果,还针对性地进行了补充试验,共计试验了二十个以45号钢机加工制成的不同尺寸的原型节点。通过测试,得出节点在单向受压情况下的破坏特征以及节点表面应力应变分布规律;通过极差分析,找出了影响节点单向受压承载能力的主要因素;最后,给出了经回归分析得到的新型节点几何尺寸和受压极限承载力的关系式。     

Nonequilibrium solvation theory： Comparison,modification and application

Faults existing in the current theories of nonequilibrium solvation have been clarified in this report.Based on a novel expression of solvation free energy for nonequilibrium, generalized formulations of solvent reorganization energy for electron transfer and of solvation shift for spectrum have been established. Furthermore, a new form of solvent reorganization energy for electron transfer in two-sphere case, which greatly differs from the one by Marcus, has been deduced. A single-sphere model for solvation shift of spectrum has been put forward both by deducing the generalized formulations and by showing the correct forms of self-energy of reaction field. It has been concluded that the current theories overestimate the solvent reorganization energy and the solvation shift by a factor of about 2. By applying the models established, the discrepancies between the theory and experiments before have been perfectly explained.