祝贺东华大学材料学科创建70周年 | 《东华大学学报（自然科学版）》2019年至今材料学院发文被引前20

《东华大学学报(自然科学版)》2019年至今材料学院发文被引前20

超级电容器电极材料的研究进展

关键词：超级电容器;电极材料;赝电容材料;混合电容型材料;电池型材料;研究进展

智能服装的现状及其发展趋势

顾伟，侯成义，张青红，李耀刚，王宏志 |  2019-12-13

摘要：数字信息化时代的到来促进服装向智能方向发展,通过赋予服装信息传感和通信等功能,便于用户更好地感知自身与外界信息,从而达到人机交互的功能。综述了智能服装的由来,讨论了智能变色、能量储存与采集、柔性智能传感和智能变形4个智能服装主要发展方向,阐述了智能服装的发展趋势及技术瓶颈,可以预期未来智能服装将向高集成度、多功能、低成本和安全耐用的方向发展。

关键词：智能服装;智能变色;能量储存与采集;柔性智能传感;智能变形

环氧氯丙烷交联聚乙烯醇膜的制备与性能

孙俊芬；顾亚峰；陈龙 |  2019-02-15

摘要：在碱性条件下用环氧氯丙烷(EPI)溶液对聚乙烯醇(PVA)膜进行交联改性,研究了EPI质量分数对PVA膜的耐水性、力学性能和表面亲水性的影响。研究结果表明:通过交联反应,提高了PVA膜的耐水性和力学性能,降低了其表面亲水性;随着EPI质量分数的增加,PVA膜的拉伸强度不断增强,当EPI质量分数为8%时,PVA膜的拉伸强度可达43.9MPa。

关键词：环氧氯丙烷;聚乙烯醇;交联;耐水性

基于高透明、可拉伸离子凝胶的多功能传感器

孙利杰；黄洪飞；郭一凡；孙巍；管清宝；游正伟 | 2021-08-15

摘要：采用自由基聚合法,将单体3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐(DMAPS)、丙烯酸(AA)与离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺([EMI][DCA])在紫外光下一步法制备离子凝胶。利用傅里叶红外光谱(FTIR)对离子凝胶的结构进行表征,采用热失重分析仪(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)进行热学性能表征,利用电子万能试验机测试其力学性能,并通过数字万用表与LCR数字电桥分别测试离子凝胶的应变和压力传感性能。结果表明:合成的离子凝胶表现出高透明度、高拉伸性(断裂伸长率约为650%)和高离子电导率(约为1.31mS/cm)的特点;通过循环拉伸和压缩试验表明该离子凝胶具有良好的弹性;离子凝胶作为电阻式传感器,对不同应变的传感表现出高灵敏度和稳定性,由该离子凝胶构建的电容式传感器能够有效地感知压力。

关键词：离子凝胶;电阻式传感器;电容式传感器;高透明;可拉伸

碳纳米管/聚氨酯复合薄膜的制备及其拉伸传感性能

汪文龙；王江楠；赵昕 |  2021-04-27

摘要：采用静电纺丝制备聚氨酯纳米纤维薄膜作为可拉伸柔性基体,将碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)作为导电材料,利用真空浸渍和超声辅助将CNTs负载在聚氨酯纤维表面,形成的三维导电纤维薄膜用作拉伸传感器。利用扫描电子显微镜对复合材料进行形貌表征,利用傅里叶红外光谱仪和热量分析仪的测试来证明聚氨酯和碳纳米管之间存在强的相互作用力。研究浸渍时间对复合薄膜性能的影响发现,浸渍12h时,复合薄膜的灵敏性最大,肩峰最小。通过500圈循环测试,进一步证明了传感器的结构具有良好的稳定性,电阻具有可重复性。将传感器贴合在人体不同部位上,对人体活动进行了简单检测,证明传感器具有一定的实际应用价值。

关键词：聚氨酯薄膜;碳纳米管;传感器;真空浸渍;静电纺丝;灵敏性

温度对生物基聚酰胺56氢键的影响

杨婷婷；高远博；MUTUA Fredrick Nzioka；胡红梅；刘修才；郑毅；王学利；何勇 |  2020-04-13

摘要：利用傅里叶变换红外光谱仪测定了升降温过程中聚酰胺56(PA56)的系列红外光谱,考察了PA56红外光谱中酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带及N—H伸缩振动谱带随温度变化的情况,分析了温度对PA56氢键的影响。研究发现,随着温度的升高,氢键键合羰基与氨基的红外吸收谱带的峰强逐渐减小,而游离羰基、氨基的红外吸收谱带的峰强缓慢增大。由此表明PA56的氢键密度随着温度的升高而降低。

关键词：聚酰胺56;傅里叶变换红外光谱;氢键

利用低共熔溶剂制备甲壳素纳米晶须

刘雪芬；卜一帆；吉亚丽 |  2020-09-16

摘要：低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)是一种新兴的绿色溶剂,具有可回收利用的优点。利用氯化胆碱与苯磺酸形成的低共熔溶剂作为酸解体系成功制备了甲壳素纳米晶须(chitin nanowhiskers,CNWs),结合酸解时间、反应配比的研究获得了最佳的工艺条件,并通过扫描电子显微镜、红外光谱、Zeta电位以及光学显微镜对CNWs的结构形貌进行了表征。结果表明:当甲壳素与DES的质量配比为1∶20、反应时间为2h时,可获得形态均匀、长径比为30～40的CNWs,产率达到61.0%;以制备的CNWs为皮克林乳化剂,可获得稳定的水包油型(O/W)皮克林乳液。

关键词：材料学;甲壳素纳米晶须;低共熔溶剂;氯化胆碱;皮克林乳化剂

玻璃纤维增强聚丙烯复合纤维的制备及其力学性能

刘津；谢泽金；章宦耀；汪庆卫；朱娟娟；王宏志；罗理达 |  2023-04-27

摘要：为探索玻璃和聚丙烯两相间的界面结合效果和长期稳定性，实现玻璃纤维增强聚丙烯复合纤维的产业化制备，采用不同质量分数的玻璃纤维(增强剂)和聚丙烯接枝马来酸酐(相容剂),以及玻璃纤维表面改性和不同纺丝速度等试验方案，制备玻璃纤维增强聚丙烯复合纤维并研究其力学性能。通过差示扫描量热仪和熔融指数仪确定了样品的可纺性；通过红外光谱仪、扫描电镜等分析了表面改性玻璃纤维(表面改性剂为硅烷偶联剂KH550)与聚丙烯之间的界面结合机理和效果。力学测试结果表明：玻璃纤维增强聚丙烯复合纤维的拉伸强度相比纯聚丙烯纤维最多提高29.7%;相比纯聚丙烯的注塑样品，二次熔融制备的玻璃纤维增强聚丙烯注塑样品的拉伸强度、弯曲模量、抗冲击强度分别提高29.2%、37.5%、22.3%。

关键词：玻璃纤维增强聚丙烯;复合纤维;力学性能;熔融纺丝

柔性莫来石纤维的离心纺丝制备及其结构调控

李洋；孟胜楠；张旋；斯阳；俞建勇；丁彬 |  2023-08-15

摘要：为探究莫来石纤维的制备工艺及其结构调控规律，通过铝源、硅源的水解-缩聚反应获得可纺性溶胶，结合高速离心纺丝法和陶瓷化工艺制得柔性莫来石纤维。采用黏度分析仪、扫描电子显微镜以及X射线衍射仪，探究可纺性溶胶的黏度、初生纤维及陶瓷纤维的形貌、陶瓷纤维的晶型的影响因素。试验结果表明，氧化物质量分数为28%、聚合物质量分数为10%的可纺溶胶(黏度为12.67 Pa·s),经60℃离心纺丝并于40℃干燥10 h后可获得溶剂残留量少、纤维形貌良好的初生纤维，同时莫来石初生纤维经1 300℃高温陶瓷化，所制备的莫来石纤维柔性好、纤维致密性高。

关键词：陶瓷纤维;莫来石;柔性;溶胶-凝胶;离心纺丝

耐磨改性超高分子量聚乙烯纤维的制备及性能

冯园；王宏球；于俊荣 |  2022-10-05

摘要：利用萃取改性技术将γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-ATPS)引入超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维，再通过喷涂技术在纤维表面构筑一层氧化石墨烯(GO)涂层，以提高UHMWPE纤维的耐磨性能，研究GO涂层改性对纤维结构性能的影响。结果表明：GO与γ-ATPS间的化学反应使其牢固结合在UHMWPE纤维表面；随着γ-ATPS处理液质量分数的提高，纤维表面GO涂覆量增多，纤维熔点提高，结晶度和横向晶粒尺寸降低，纤维力学性能降低，纤维耐磨性则明显提高。综合纤维的力学性能和耐磨性能的测试结果，最佳的γ-ATPS质量分数为1%,此时改性UHMWPE纤维的耐磨系数较纯UHMWPE纤维提高了257%,而纤维强度仅降低3.8%左右。

关键词：超高分子量聚乙烯纤维;氧化石墨烯;涂层改性;耐磨性能;力学性能

正交试验法优化天然彩色棉色素碱溶液萃取条件

朱新月；张琪；刘海峰；肖茹 |  2019-03-27

摘要：为优化天然绿色棉和棕色棉色素的碱溶液萃取条件,选择L25正交表研究萃取温度、萃取时间、NaOH质量分数对萃取效率的影响,对正交结果进行直观分析和方差分析,并通过X射线衍射谱（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）研究经NaOH萃取色素后的纤维结构。结果表明:天然棕色棉的直观分析结果与方差分析结果一致,即本试验中萃取效率在萃取温度、时间、碱溶液质量分数分别为50℃、20min和7%时最高;碱溶液萃取天然绿色棉时,各水平因素之间存在交叉影响;碱溶液萃取后彩色棉纤维表面粗糙、结晶度下降,但其化学结构无明显变化。

关键词：正交试验法;彩色棉;碱溶液萃取

石墨烯基复合水凝胶的制备及其在海水脱盐净化中的应用

李亚玲；杨曙光；王义 | 2021-01-13

摘要：利用一步化学还原法将二硫化钼（MoS2）纳米花嵌入石墨烯中,制得一种多孔的光热复合水凝胶,即二硫化钼夹层石墨烯水凝胶,其与人工蒸腾装置相结合用于构筑太阳能驱动的界面水蒸发体系。通过扫描电镜、透射电镜、X射线粉末衍射仪、紫外可见-近红外分光光度计及红外热像仪测试材料的形貌和理化性能,并将复合水凝胶置于模拟太阳光下进行水蒸发及脱盐试验。结果表明:MoS2能稳定分散在石墨烯纳米片中,且二者的结合有助于增强材料的光热性能。结合人工蒸腾装置的特殊热定位和快速补水优势,该光热体系能够实现水的快速蒸发,在3.6 kW/m2光照下水蒸发速率（15.6 kg·m2/h）约为自然蒸发的33倍,并且复合水凝胶具有良好的稳定性和高效的脱盐效果,具有清洁水生产的应用前景。

关键词：复合水凝胶;光热材料;人工蒸腾装置;太阳能;界面水蒸发

衣物洗涤过程中纤维微塑料释放的试验评估及其产生机制

崔盼盼；张晶晶；胥荣威；王松林；端小平；李光 | 2022-10-15

摘要：为了全面评估衣物洗涤过程中纤维微塑料的产生并探讨其形成机制，以日常穿着的不同材质衣物为研究对象，使用家用洗衣机，在不同洗涤条件下对衣物进行洗涤，收集洗涤过程中释放的纤维微塑料，研究纤维原料、洗涤条件对纤维微塑料释放量的影响。结果表明：棉和黏胶纤维衣物释放的纤维微塑料较多，为1 000～3 900 mg/kg,聚酯类衣物的纤维微塑料释放量为400～1 000 mg/kg;不同类型衣物释放的纤维微塑料平均长度为600～1 700μm,随着洗涤温度的升高，纤维微塑料的释放量增加，平均长度变短。通过将织物摩擦过程中的质量损失率与衣物洗涤过程中纤维微塑料的释放量进行关联分析，发现两者成线性正相关，即摩擦过程中质量损失率高的织物，其衣物洗涤过程中纤维微塑料的释放量也多。

关键词：纤维微塑料;衣物洗涤;耐磨性

多羰基聚酰亚胺正极材料的制备及其电化学性能

李珺;赵昕;巴兆虎;董杰;张清华 | 2020-05-26

摘要：以3,3′,4,4′二苯酮四酸二酐(BTDA)和2,6二氨基蒽醌(DAAQ)为原料,采用溶剂热合成法制备多羰基聚酰亚胺(BTAQ)。通过改变溶剂的种类得到不同表面形貌的聚合物,利用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振仪(NMR)、扫描电子显微镜(SEM)等对其结构与形貌进行表征。将得到的聚合物作为锂离子电池正极材料,进行恒流充放电、循环伏安(CV)、交流阻抗等测试,以研究其电化学性能。结果表明,当聚合物溶液固含量为5%,并以N,N二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂时,所获得的聚合物可形成由均匀片状结构组成的"灯笼形"球体结构。这种结构有利于材料与电解液的充分接触,可加快离子的传输速率,从而提高多羰基聚酰亚胺的电化学性能,表现为较高的比容量和循环稳定性。在50mA/g的电流密度下,聚合物的首次放电比容量达到230.4mA·h/g,50圈充放电循环后保持在33.2mA·h/g,经过最高为500mA/g的不同电流密度充放电后,该材料表现出较好的倍率性能。

关键词：多羰基;聚酰亚胺;溶剂热合成法;正极材料;电化学性能

3D打印纳米摩擦发电足弓压力传感器

宋本燕；陈硕；左涵；郭一凡；游正伟 | 2020-09-16

摘要：采用3D打印的方法制备了由聚癸二酸甘油酯(PGS)和碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)组成的具有多级孔隙结构的柔性纳米摩擦发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)。结合TENG对压力变化的响应性以及PGS复合材料良好的弹性,设计了一种能够实现实时监测的可穿戴柔性足弓压力传感器。利用扫描电子显微镜和电子万能试验机分别对3D打印纳米摩擦发电机(3DP-TENGs)的微观结构和力学性能进行表征,并通过高功率数字源表获得3DP-TENGs足弓压力传感器对压力的感应性能和灵敏度参数。结果表明:3DP-TENGs具有多级孔隙结构;在最大压缩应变为30%时,循环压缩50次后3DP-TENGs的弹性滞后可忽略不计,表明其具有良好的弹性与抗疲劳性;设计的足弓压力传感器对压力的感应较为灵敏,能够准确区分出不同条件下的足底压力。

关键词：纳米摩擦发电机;3D打印;可穿戴;柔性压力传感器

聚氨酯/氨基化氧化石墨烯杂化膜的制备及性能

孙俊芬；郑龙；陈龙 | 2019-03-29

摘要：将三乙烯四胺和硅烷偶联剂KH 560作为氨基化试剂,制得氨基化的氧化石墨烯（NH2-GO）,然后在聚氨酯（PU）的聚合过程中将NH2-GO和1,2-乙二胺作为扩链剂依次加入到反应液中,制得PU/NH2-GO杂化膜。研究了NH2-GO质量分数对杂化膜的力学性能、热稳定性、疏水性和对染料吸附性能的影响。结果表明:随着NH2-GO质量分数的增加,杂化膜的拉伸强度不断增大,初始分解温度不断提高,疏水性先快速增强,然后稍有下降;当pH值为4时,随着NH2-GO质量分数的增加,杂化膜对茜素绿染料的吸附量逐渐增高。

关键词：聚氨酯;氨基化氧化石墨烯;杂化膜;力学性能;染料吸附

KOH超声萃取/气相色谱—质谱法同时检测纺织品中19种含氯苯酚

吕明旭；胡苹；廖耀祖 | 2021-11-24

摘要：针对现有的纺织品中含氯苯酚检测方法存在的不足，采用氢氧化钾(KOH)溶液对纺织品中的含氯苯酚进行超声萃取，建立气相色谱-质谱(GC-MS)同时检测纺织品中19种含氯苯酚的方法。优化了KOH溶液超声萃取条件，在70℃下，用浓度为2.0 mol/L的KOH溶液超声萃取纺织品样品2.0 h,萃取溶液经乙酸酐乙酰化后，生成含氯苯酚乙酸酯，采用正己烷液液萃取目标物。试验结果表明，在质量浓度1～40μg/L内19种含氯苯酚乙酸酯的峰面积与其质量浓度呈良好的线性关系，相关系数均大于0.995,方法检出限为0.006～0.025 mg/kg,定量下限为0.020～0.082 mg/kg。在0.05、0.50和1.00 mg/kg含氯苯酚的加标水平下，其平均回收率为82.7%～113.3%,相对标准偏差(RSD,n=6)均小于15.0%。该方法操作简便、快速、准确，适用于纺织品中多种含氯苯酚的定量检测。

关键词：氢氧化钾;气相色谱-质谱法;纺织品;含氯苯酚;超声萃取

新型仿皮肤液晶聚氨酯弹性体的合成及其电子器件的制备

郭越；王洋；管清宝；孙巍；游正伟 | 2023-04-15

摘要：为研制与人体具有适配性的柔性基材，采用简单的一锅法合成了新型仿皮肤交联液晶聚氨酯(crosslinked liquid crystal polyurethane, CLCPU)弹性体。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对液晶聚氨酯的结构进行了表征，采用TG和DSC对其进行热学性能表征，用动态热机械分析仪(DMA)测试其黏弹性行为，利用热台偏光显微镜(POM)和电子万能试验机分别测试液晶聚氨酯的液晶相行为和力学性能。进一步将所制备材料作为介电弹性体组装柔性摩擦纳米发电机(TENG),并用静电计对所获的TENG进行电输出性能测试。研究结果表明：合成的CLCPU表现出向列相液晶纹理，具有宽液晶相区间(30～200℃);其具有低模量((0.143±0.009)MPa)、高拉伸性(约1 200%)及良好的弹性等类皮肤力学性能特点。由该CLCPU构建的TENG具有出色的电学性能(开路电压约275 V),有望应用于可穿戴式电源和生理监测领域。 

关键词：液晶聚氨酯弹性体;电子器件;仿皮肤;柔性;摩擦纳米发电机

熔融沉积成型喷嘴内聚偏氟乙烯熔体温度场仿真与工艺参数研究

肖洁；范天翔；张慧颖；陈烨；王华平 | 2023-01-09

摘要：熔融沉积成型通过线材熔融沉积和冷却黏结的方式制备打印制件，但是线材在喷嘴内的温度会直接影响熔丝的黏结质量，从而影响打印制件的力学性能，而喷嘴内熔体温度对制件黏结质量的影响缺乏相应的理论研究。利用Fluent软件建立聚偏氟乙烯(PVDF)熔体在喷嘴内的温度场模型，研究打印参数对喷嘴内熔体温度场与打印制件黏结性能的影响，通过优化工艺参数为进一步提高打印制件的力学性能提供理论指导。结果表明：喷嘴温度升高时，喷嘴内的熔体温度升高，当喷嘴温度高于230℃时，PVDF线材可在喷嘴中充分熔融，喷嘴直径的改变对熔体温度的影响较小；提高喷嘴温度和减小喷嘴直径有利于熔丝黏结，喷嘴温度为250℃、喷嘴直径为0.4 mm时，打印制件的力学性能最佳。

关键词：熔丝沉积成型;聚偏氟乙烯;温度场;有限元分析;工艺参数;力学性能

硼酸基富氮共轭微孔聚合物的制备及其CO₂吸附性能

陈荐；吕伟；程中桦；左宏瑜；廖耀祖 | 2023-04-28

关键词：共轭微孔聚合物;CO₂吸附;Buchwald-Hartwig偶联反应;孔径调控

引用格式：

[1]李洋,孟胜楠,张旋,等. 柔性莫来石纤维的离心纺丝制备及其结构调控 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2023, 49 (4): 16-22. 

[2]陈荐,吕伟,程中桦,等. 硼酸基富氮共轭微孔聚合物的制备及其CO2吸附性能 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2023, 49 (03): 68-73. 

[3]刘津,谢泽金,章宦耀,等. 玻璃纤维增强聚丙烯复合纤维的制备及其力学性能 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2023, 49 (03): 39-45. 

[4]郭越,王洋,管清宝,等. 新型仿皮肤液晶聚氨酯弹性体的合成及其电子器件的制备 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2023, 49 (2): 30-37. 

[5]肖洁,范天翔,张慧颖,等. 熔融沉积成型喷嘴内聚偏氟乙烯熔体温度场仿真与工艺参数研究 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2023, 49 (2): 68-76. 

[6]吕明旭,胡苹,廖耀祖. KOH超声萃取/气相色谱—质谱法同时检测纺织品中19种含氯苯酚 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2022, 48 (6): 71-76. 

[7]崔盼盼,张晶晶,胥荣威,等. 衣物洗涤过程中纤维微塑料释放的试验评估及其产生机制 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2022, 48 (5): 55-61. 

[8]冯园,王宏球,于俊荣. 耐磨改性超高分子量聚乙烯纤维的制备及性能 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2022, 48 (5): 42-47. 

[9]钱宇宸,杨晓晓,张晶晶,等. 超级电容器电极材料的研究进展 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2022, 48 (6): 1-13. 

[10]孙利杰,黄洪飞,郭一凡,等. 基于高透明、可拉伸离子凝胶的多功能传感器 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2021, 47 (4): 7-11. 

[11]汪文龙,王江楠,赵昕. 碳纳米管/聚氨酯复合薄膜的制备及其拉伸传感性能 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2021, 47 (2): 12-18. 

[12]李亚玲,杨曙光,王义. 石墨烯基复合水凝胶的制备及其在海水脱盐净化中的应用 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2021, 47 (6): 1-6. 

[13]刘雪芬,卜一帆,吉亚丽. 利用低共熔溶剂制备甲壳素纳米晶须 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2020, 46 (4): 584-588.

[14]宋本燕,陈硕,左涵,等. 3D打印纳米摩擦发电足弓压力传感器 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2020, 46 (4): 529-534.

[15]李珺,赵昕,巴兆虎,等. 多羰基聚酰亚胺正极材料的制备及其电化学性能 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2020, 46 (3): 383-390.

[16]杨婷婷,高远博,MUTUA Fredrick Nzioka,等. 温度对生物基聚酰胺56氢键的影响 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2020, 46 (2): 237-242.

[17]顾伟,侯成义,张青红,等. 智能服装的现状及其发展趋势 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2019, 45 (6): 837-843.

[18]孙俊芬,郑龙,陈龙. 聚氨酯/氨基化氧化石墨烯杂化膜的制备及性能 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2019, 45 (2): 163-168.

[19]朱新月,张琪,刘海峰,等. 正交试验法优化天然彩色棉色素碱溶液萃取条件 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2019, 45 (2): 263-269.

[20]孙俊芬,顾亚峰,陈龙. 环氧氯丙烷交联聚乙烯醇膜的制备与性能 [J]. 东华大学学报(自然科学版), 2019, 45 (1): 23-28.

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