• 2023年第15卷第3期文章目次
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    • >绿色包装与包装安全
    • 油茶果壳氧化纳米纤维素-海藻酸钠复合薄膜的 制备及性能

      2023, 15(3):1-8.

      摘要 (48583) HTML (0) PDF 52.37 M (1511) 评论 (0) 收藏

      摘要:以油茶果壳为研究对象,利用碱煮漂白法提取纤维素,并利用2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化法,制备TEMPO氧化纳米纤维素(TOCNs),经离子交联法建立TEMPO氧化纳米纤维素与海藻酸钠(SA)的半互穿交联网络,制得综合性能优异的复合薄膜。对复合薄膜进行了结构表征,力学性能测试,热稳定性和阻氧性能测试。实验结果表明: TOCN/SA薄膜表面平整,有致密的内部层状结构,适量SA和TOCNs具有较好的相容性。当SA的掺杂质量分数达到42%时,TOCN/SA薄膜的断后伸长率较TOCN薄膜增长138.6%,氧气透过率降低15.55%,碳残余量较TOCN薄膜提高21.4%。因此,油茶果壳氧化纳米纤维素TOCN/SA复合薄膜,具有良好的力学性能和热稳定性,同时保持了较好的阻氧性能。

    • 基于演化博弈的我国电商绿色包装稳定策略分析

      2023, 15(3):9-16.

      摘要 (19208) HTML (0) PDF 33.14 M (1206) 评论 (0) 收藏

      摘要:实施绿色包装是在电商快速发展过程中亟待解决的问题。在演化博弈理论的假设前提下,构建了以政府-电商企业-消费者三方为主体的博弈模型;探讨三方的期望收益模型、复制动态方程及由此构成的雅可比矩阵;分析三方博弈模型的均衡点,并判断出稳定点;最后通过数值仿真加以验证。研究结果表明,政府消极监管、电商企业提供绿色包装、消费者参与所构成的策略集是三方演化博弈的稳定点。

    • 双向拉伸工艺对PLA薄膜结晶、力学、阻隔及光学性能的影响

      2023, 15(3):17-24.

      摘要 (18294) HTML (0) PDF 110.81 M (1245) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究不同拉伸工艺对双向拉伸聚乳酸(BOPLA)薄膜的晶体结构及宏观性能的影响。采用挤出流延工艺制备PLA预制膜,在双向拉伸试验机上制备了不同拉伸工艺下的BOPLA薄膜,研究了薄膜的结晶、力学、阻隔及光学性能。结果表明,随着拉伸比的增大,拉伸诱导PLA薄膜结晶,相对结晶度提高至37.84%,较1×1(未拉伸)的BOPLA薄膜提高了近3倍,玻璃化转变温度(Tg)提高至65.32 ℃。沿纵向(MD)、横向(TD)的抗拉强度得到提升,分别达到84.47, 93.44 MPa,而断后伸长率在拉伸比为2×2时达到最大值,分别为39.81%、42.29%。拉伸温度的升高,导致分子链热运动加快,链段向晶核扩散和堆砌速度提高,结晶速率加快,从而相对结晶度提高,提升至48.99%,且热诱导结晶促进了更加完善的晶型(α晶型)的生成。拉伸温度升高有利于提高双向拉伸PLA薄膜的氧气阻隔性能,130 ℃时氧气透过系数下降至8.61×10-16 cm3·cm/(cm2·s·Pa),相比80 ℃拉伸温度下降了59.7%,但抗拉强度、断后伸长率都呈下降趋势。这是因为快速的链松弛会促使分子链解取向,限制应变诱导结晶,破坏分子链的缠结网络。拉伸速率的增加,增强了非晶链的取向和结晶。当拉伸速率为600%/s时,薄膜沿MD方向的断后伸长率得到大幅提升,能提升至37.62%。

    • 聚乙烯醇/纳米零价铁复合膜的制备及性能

      2023, 15(3):25-30.

      摘要 (39630) HTML (0) PDF 64.07 M (1456) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了克服脱氧剂小袋包装与食品混装带来的工艺不足和安全问题,采用水热法制备了纳米零价铁(nZVI),并将其与聚乙烯醇(PVA)进行溶液共混,制备了结构及阻氧性能更为优异的聚乙烯醇/纳米零价铁复合膜。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、差示扫描量热法(DSC)等对膜的结构和性能进行表征。结果表明:复合膜中PVA和nZVI实现了良好复合;加入nZVI后,复合膜的玻璃化温度(Tg)升高、热稳定性降低;随着nZVI含量的增加,复合膜的力学性能先增强后减弱,在nZVI质量分数为2%时,复合膜的抗拉强度和断后伸长率达到最大;复合膜的氧气透过系数随着nZVI含量的增加呈现先减小后增大的趋势,在nVZI质量分数为3%时,复合膜的氧气透过系数最小。在复合膜中,nZVI和PVA的羟基之间能形成一种强的相互作用,改善了复合材料的结构和性能,但nZVI及其表面部分氧化的变价铁催化加速了PVA的热降解。

    • 超高压技术在大米保鲜中的应用

      2023, 15(3):31-36.

      摘要 (19574) HTML (0) PDF 445.04 K (1111) 评论 (0) 收藏

      摘要:总结和回顾超高压技术在大米保鲜应用中的研究概况和主要成果,分析了过去研究中存在的问题,对今后的发展提出了建议。

    • >新材料 新技术 新工艺
    • 烧结温度和保温时间对Ti(C, N)基金属陶瓷微观组织结构和性能的影响

      2023, 15(3):37-45.

      摘要 (23383) HTML (0) PDF 212.87 M (1171) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过氮气氛烧结制备了Ti(C, N)-WC-TaC-NbC-Co-Ni金属陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对Ti(C, N)基金属陶瓷芯部和表面的微观组织结构及性能的影响。结果表明:Ti(C, N)基金属陶瓷表面在渗氮的作用下会形成富无环黑芯和黏结相层;随着烧结温度的升高,样品的平衡氮分解压力增大,渗氮作用减弱,表层富无环黑芯和黏结相层变薄;而随着保温时间的延长,表层富无环黑芯和黏结相层逐渐变厚,次表层缺黑芯越来越明显。随着烧结温度升高和保温时间延长,溶解再析出过程加剧,芯部Ti(C, N)黑芯体积分数减少,环相变厚且无环黑芯数量减少,硬质相晶粒尺寸增加。随着烧结温度的升高,合金硬度、钴磁和矫顽磁力逐渐减小,断裂韧性先增加后减小;随着保温时间的延长,硬度和断裂韧性均有先下降后升高的趋势,而钴磁和矫顽磁力逐渐增大。在1500 ℃保温40 min烧结的样品综合性能最好,维氏硬度达到1544 HV30,断裂韧性为9.0 MPa·m1/2,钴磁和矫顽磁力分别为4.74和9.42 kA/m。

    • 用于文物清洁的多功能水凝胶研究进展

      2023, 15(3):46-55.

      摘要 (52103) HTML (0) PDF 110.02 M (1449) 评论 (0) 收藏

      摘要:文物的清洁与修复是一项精细而富有挑战性的工作。许多文物不仅具有粗糙和坑洼的表面,还对有机溶剂或水性溶剂表现出较强的敏感性。传统的清洁方法已无法达到良好的清洁效果,甚至会对文物造成损坏。水凝胶材料可以有效控制溶剂释放,且对文物表面污渍具有良好的清洁效果,因而备受修复人员关注。比较分析了传统清洁方式与水凝胶清洁方式的特点,概括阐述了水凝胶结构和分类,并列举了不同种类水凝胶的文物清洁案例,最后提出了水凝胶当前存在的问题和未来发展趋势。

    • 近红外光响应抗菌水凝胶的制备及其性能

      2023, 15(3):56-64.

      摘要 (22849) HTML (0) PDF 119.43 M (1198) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足创面治疗的各种需求,迫切需要开发具有良好的黏附性、生物相容性和抗菌性能的多功能创面敷料,以促进损伤组织的愈合与再生。基于化学交联策略,以茶多酚(TP)、聚多巴胺纳米粒子(PDA NPs)、季铵化羧甲基壳聚糖(QCMCS)和多巴胺修饰的氧化葡聚糖(ODex-DA)为原料,制备了一类多糖基QCMCS/ODex-DA/TP/PDA(QOTP)近红外光响应抗菌水凝胶。丰富的邻二酚基团赋予QOTP水凝胶良好的黏附性,使其对器官组织(心、肝、胃和肌肉组织)在空气中与水下都表现出牢固的黏附性。此外,QCMCS和PDA NPs之间的协同抗菌作用,使得QOTP水凝胶在近红外(NIR)光照射下具备高效杀菌特性(对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率均高于99%)。这种具有双重协同抗菌作用的近红外光响应抗菌水凝胶预期在临床创面治疗中具有广阔的应用前景。

    • 钒基普鲁士蓝类似物VHCF用于水系铜电池正极

      2023, 15(3):65-75.

      摘要 (24726) HTML (0) PDF 157.25 M (1213) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对开发高性能水系铜电池电极材料的迫切需求,通过简易的共沉淀法制备钒基普鲁士蓝类似物铁氰化钒(VHCF)用作水系铜电池正极,考察反应温度及转速对VHCF样品表面形貌及微观结构的影响,探究不同VHCF样品在电化学性能上的差异,并分析VHCF样品的铜离子储存机理。研究结果表明:通过适当提升反应温度及搅拌器的转速,可以制备出[Fe(CN)6]4-含量多,粒径小且结构稳定的立方相VHCF;丰富的[Fe(CN)6]4-可以为Cu2+离子提供更多的化学活位点,较小的粒径有利于提高Cu2+离子的扩散速率,与普鲁士蓝骨架结合更稳定的结晶水则能改善电池循环稳定性;电化学反应过程中,Cu2+离子会取代VHCF骨架中的V5+离子形成不可逆新相。VHCF正极在0.1 A/g电流密度下的首次放电比容量高达146.5 mA·h/g,循环500次后,保留了56.1 mA·h/g的可逆容量;在1.0 A/g的大电流密度下的放电比容量仍有60.1 mA·h/g。因此,钒基普鲁士蓝类似物VHCF在水系铜电池中的应用,为设计及发展水系铜电池高性能电极材料提供了新的可能性。

    • >图文信息处理
    • 基于改进模拟退火遗传算法的自动化立体仓库 货位优化

      2023, 15(3):76-84.

      摘要 (33653) HTML (0) PDF 28.70 M (1162) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对自动化立体仓库出入库作业量大、品类复杂等特点,对仓库货位展开优化研究,遵循周转率原则、货架稳定原则、关联原则等,构建了提高出库效率、提高货架稳定性、增强货物相关性的货位优化模型。使用传统模拟退火算法、遗传算法与改进模拟退火遗传算法求解模型,得出货位优化结果。对比分析结果证明了在解决货位优化问题时,改进算法比传统基础算法更加有效,能更好地改善自动化立体仓库空间使用率低、拣选效率低、货位摆放混乱的现状。

    • 基于峰谷特征和组合投票法的钢板计数算法

      2023, 15(3):85-90.

      摘要 (12478) HTML (0) PDF 97.82 M (1181) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的人工计数方法存在效率低和危险系数高等问题,设计了一种基于峰谷特征和组合投票法的钢板计数算法。采用帧差法检测感兴趣区域,并对其进行图像预处理和边缘检测,利用每块切分的钢板边缘图像进行纵向投影获得灰度投影曲线并去噪,对投影曲线做一阶向前差分和二阶向前差分,得到钢板的波峰、波谷点,再对多块图像的波峰和波谷点进行组合投票,得到钢板数。实验结果表明,本文算法的钢板点张准确率在95%以上,能满足实际业务需求。

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