• 2025年第17卷第4期文章目次
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    • >包装科技前沿
    • 被动式减振刀具技术研究进展

      2025, 17(4):1-11. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.4001

      摘要 (39) HTML (0) PDF 37.59 M (2182) 评论 (0) 收藏

      摘要:航空航天、包装机械等结构件中存在大量深孔、深腔特征,在进行切削加工时,对大长径比刀具有迫切需求。刀具刚度随长径比提高而下降,导致切削颤振频发,严重制约加工效率和加工精度。被动抑振技术减振效果明显、实施简单,能够有效改善长悬伸刀具的刚度/阻尼特性,其技术原理主要包括耗能减振和动力吸振。围绕车刀、铣刀与镗刀中的长悬伸刀具设计技术,介绍其国内外研究进展。随着结构设计、材料科学等技术的不断发展,减振刀具后续可从结构设计、新型材料的开发与应用、探索新型减振原理等方向开展更深入的研究。

    • 电化学适配体传感器在重金属离子检测中的研究进展

      2025, 17(4):12-23. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.4002

      摘要 (33) HTML (0) PDF 104.90 M (2195) 评论 (0) 收藏

      摘要:重金属离子,尤其是Cd2+、As3+、Pb2+和Hg2+,对环境和人类健康构成了巨大威胁。基于核酸适配体的电化学传感器成为重金属离子检测领域的研究热点。这类传感器因其适配体的高特异性、电化学分析的灵活性、操作的简便性及检测对象的多样性,在分子生物分析、食品检测和环境化学检验等多个领域得到了广泛的应用。按照信号来源,重金属离子电化学适配体传感器分为非标记型和标记型。非标记型电化学适配体传感器通过适配体与目标重金属离子结合引起电化学信号变化,实现对重金属离子的直接检测。但其对复杂样品检测的灵敏度和抗干扰能力有限。标记型电化学适配体传感器通过引入标记物如氧化还原分子或纳米材料,提高了检测性能。其中,纳米粒子标记型和石墨烯标记型传感器,在信号放大和目标分子识别方面具有独特优势。目前,电化学适配体传感器在重金属离子检测中仍存在一些挑战,如适配体筛选过程、传感器的稳定性和重复性都需要进一步优化,以及解决实际样品检测中基质干扰问题。未来,应进一步围绕材料创新、信号放大机制优化、便携化平台构建及实际应用拓展等关键方向深入推进,加速向微型化、集成化和智能化转型,满足现场监测和个人健康监测的需求。

    • >绿色包装与包装安全
    • 链霉菌红色素的稳定性及其对蚕丝织物的抗菌染色性能研究

      2025, 17(4):24-32. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.4003

      摘要 (28) HTML (0) PDF 131.44 M (2167) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了拓宽微生物色素在纺织印染、智能包装、医药健康等领域的适用性,对壮观链霉菌(Streptomyces spectabilis)菌株S-13所产红色素的稳定性及其对蚕丝织物的抗菌染色性能进行了初步探究。结果显示,色素最大吸收峰为535 nm,在不同温度、光照、黑暗久置、常见食品添加剂下均具有较高的稳定性;紫外光和还原剂Na2O4S2对其有消色作用,而红光、氧化剂H2O2和金属离子对其有增色作用。当pH在4.0~10.0范围内逐渐增大时,色素由玫红色变为鲜红色直至黄色,证实其为pH敏感性色素。此外,该色素对蚕丝织物具有良好的匀染性和透染性,染色蚕丝织物的耐皂洗、耐摩擦、耐汗渍色牢度均为5级,耐光色牢度为1级。染色蚕丝织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别可达49.7%和96.7%。

    • 食品接触用低密度聚乙烯中BHA扩散的分子动力学模拟

      2025, 17(4):33-40. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.0001

      摘要 (39) HTML (0) PDF 141.79 M (2166) 评论 (0) 收藏

      摘要:食品接触材料中有害化学物的迁移是污染食品和危害人们身体健康的主要途径之一。采用分子动力学模拟方法构建低密度聚乙烯/丁基羟基茴香醚(LDPE/BHA)单相模型和LDPE/BHA-食品模拟物两相模型,采用均方位移探究BHA分子在4个温度(278, 298, 310, 333 K)下的扩散行为,并进一步从扩散系数、自由体积分数、溶解度参数、相互作用能、BHA分子运行轨迹,以及所接触食品模拟物种类等方面阐述了BHA分子的扩散机理。结果表明,BHA分子的扩散受多种因素综合影响。在高温下,BHA分子具有较大的扩散系数,这主要归因于温度升高使分子获得更多能量,同时更高的自由体积分数及更显著的聚合物链节段运动为BHA分子的扩散提供了更多空穴。BHA分子与聚合物之间的强相互作用导致其扩散系数降低,与聚合物溶解度参数值相近的食品模拟物有助于BHA的迁移。

    • 基于包装安全的植物乳杆菌121对重金属铅吸附作用

      2025, 17(4):41-47. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.0013

      摘要 (28) HTML (0) PDF 69.95 M (2143) 评论 (0) 收藏

      摘要:包装材料中的重金属会迁移至食品和环境中,对环境以及人体健康产生危害。为了解决这一问题,从保健食品和发酵酸乳中分离实验菌株,包括双歧杆菌、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、嗜酸乳杆菌和肠膜明串珠菌等,主要用于重金属的吸附实验。从多种实验菌株中筛选出植物乳杆菌121,该菌株对重金属的吸附效果较优。通过对植物乳杆菌121生长曲线进行测定,确定了植物乳杆菌121在生长4~6 h时处于对数期,并收集处于对数期的菌体细胞进行实验。分别通过高温杀菌法和巴氏杀菌法灭活植物乳杆菌121,与未经灭活的植物乳杆菌121进行比较。结果表明,未经灭活的植物乳杆菌121对铅的去除效果最好。该菌株对重金属的吸附行为在绿色包装和环境治理领域具有一定前景。

    • >数智包装
    • 含线弹性易损件的EPE缓冲优化设计

      2025, 17(4):48-51. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.4006

      摘要 (20) HTML (0) PDF 29.20 M (2115) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于EPE缓冲材料跌落缓冲动态本构模型,分析耦合线弹性缓冲包装系统对易损件的缓冲特性,研究EPE缓冲衬垫的结构尺寸对含易损件的包装系统冲击特性影响。建立含易损件的非线性缓冲包装系统动力学模型,利用最小二乘法确立了影响易损件加速度变化与EPE的厚度和面积之间的关系。依据易损件响应加速度小于易损度及缓冲材料用量最经济两个原则,构建优化设计混合罚函数,并获得最优解。结果表明,EPE缓冲衬垫的厚度和面积对易损件的加速度影响巨大,最优值出现在某一较小的衬垫面积和适当厚度的优化组合下,且建立的EPE厚度和面积之间的关系,相对误差在0.37%内。此设计方法可有效降低缓冲包装体积,为验证EPE缓冲衬垫结构尺寸的合理性提供一种方法。

    • 模块化大尺度变形翼机构设计与运动学分析

      2025, 17(4):52-60. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.0010

      摘要 (16) HTML (0) PDF 113.34 M (2159) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高飞行器机翼的变形灵活度和刚度,使其具备更好的多任务适应能力,提出一种基于平行四边形机构的模块化大尺度变形翼机构,并对其机构组成、自由度与运动学特性进行分析。首先,介绍模块化大尺度变形翼机构的组成,计算机构自由度,分析变形过程;其次,采用闭环矢量法建立其运动学模型,分析杆件角度、角速度和角加速度等运动特性;最后,将运动学模型的数值计算结果与仿真结果进行对比。研究结果表明:仿真结果与数值计算结果高度吻合,验证了运动学理论建模的正确性;所提出的变形翼机构具有确定的相对运动,机构在变形过程中各杆件运动平滑稳定,可实现更高灵活度的大尺度稳定连续变形运动。

    • 软质滤棒取料机构设计及有限元分析

      2025, 17(4):61-67. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.4008

      摘要 (20) HTML (0) PDF 130.94 M (2103) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足新型软质滤棒的复合添加需求,设计了一种软质滤棒取料机构。该机构主要由滤棒拨叉、机械爪和斜面-导杆机构组成。运用ANSYS Workbench软件对软质滤棒进行瞬态动力学仿真,同时,对取料机构中的弹簧结构进行疲劳寿命分析。结果表明,软质滤棒的最大等效应力为8.3563 MPa,小于其材料PLA的许用应力33 MPa,这表明滤棒在取料过程中不会发生破坏。在实际工况下,弹簧结构的疲劳损伤较小,其最大等效交变应力为526.91 MPa,小于其许用应力786 MPa,这进一步说明了取料机构可靠。可见,所设计的软质滤棒取料机构在结构和性能上均能满足新型软质滤棒的复合添加需求。

    • >包装新材料
    • 铜铁钨酸盐电极制备及其降解医药废水的研究

      2025, 17(4):68-75. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.4009

      摘要 (28) HTML (0) PDF 119.81 M (2218) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水热合成法和煅烧法在碳纸基底上制备出铜铁钨酸盐/碳纸电催化复合电极,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对其进行表征分析,运用线性扫描伏安法(LSV)和交流阻抗法(EIS)测试其电化学性能,之后以双氯芬酸钠为医药废水污染物,使用制备出的电极对其进行电催化氧化降解实验。结果表明:纳米级的铜铁钨酸盐已经生成,并成功负载在碳纸的碳纤维表面;复合电极的析氧电位高于聚多巴胺修饰的碳纸电极;铜铁钨酸盐/碳纸复合电极EIS图的半圆弧半径比较小,说明电荷转移电阻小,电极反应速率比较大;当电极表面的n(铜):n(铁)=1:1时,对有机物的降解速率优于其他铜铁比例的电极材料;在降解实验中,当电流密度为50 mA/cm2、双氯芬酸钠初始浓度为2 mmol/L、电解质浓度为0.08 mol/L、pH值为7时,复合电极对双氯芬酸钠的降解率和化学需氧量(COD)去除率都超过90%。因此,该电极在医药废水处理领域具有较好的应用前景。

    • 耐温抗老化型丙烯酸酯压敏胶的制备及性能研究

      2025, 17(4):76-85. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.4010

      摘要 (26) HTML (0) PDF 118.41 M (2118) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对家电标签用丙烯酸酯压敏胶存在起泡、黄变、冷脆失黏等失效问题,通过分子设计,以丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)和丙烯酸丁酯(BA)为软单体,丙烯酸甲酯(MA)和醋酸乙烯酯(VAc)为硬单体,丙烯酸(AA)和丙烯酸脲酯(WAM-X)为功能单体,乙酸乙酯为溶剂,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,经自由基溶液聚合、添加交联剂和抗氧剂,制备了一种耐温抗老化型溶剂丙烯酸酯压敏胶。考察了加料工艺、单体配比、引发剂和交联剂用量等对压敏胶黏接性能的影响,并研究抗氧剂对压敏胶耐黄变老化性能的影响。采用流变仪和可见分光光度计分别测定了压敏胶的黏弹性及透光率。结果表明,当软硬单体质量分数为90%(软硬单体质量比为10:1),BA与2-EHA、及MA与VAc的质量比都为1:1,功能单体AA与WAM-X的质量分数分别为9.8%和0.2%,引发剂用量为总单体质量的0.5%,乙酰丙酮铝和抗氧剂Deox S80用量分别为总单体质量的0.5%和0.15%时,所制备的压敏胶表现出优异的综合性能。该压敏胶室温下初黏性为11#钢球,剥离强度大于25 N/25 mm,持黏时间超过100 h;在80 ℃下持黏超过24 h无滑移;且经冷热交变后,未出现黄变和冷脆现象,展现出良好的抗老化性能,满足家电标签严苛工况要求。

    • TiO2/CNF复合锌离子电池隔膜的制备与性能研究

      2025, 17(4):86-95. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.0011

      摘要 (29) HTML (0) PDF 81.26 M (2165) 评论 (0) 收藏

      摘要:锌离子电池(ZIBs)作为极具应用前景的大规模储能体系,其实际应用受限于传统玻璃纤维隔膜机械强度不足、厚度较大及界面阻抗较高等缺陷,这些问题严重影响了锌阳极的循环稳定性。开发能够有效抑制枝晶生长来提升锌阳极稳定性的新型隔膜仍是亟待解决的关键挑战。为此,设计了一种基于二氧化钛(TiO2)改性的纤维素纳米纤维(CNF)复合隔膜(TiO2/CNF),旨在通过调控锌离子的沉积行为来提高电池的循环寿命。系统研究了TiO2负载量对隔膜性能的影响,发现15%TiO2/CNF隔膜具有优异的力学性能,确保组装的电池具有足够的安全性。其组装的锌/锌对称电池在大电流密度下也能稳定运行,确保了电池的稳定性。组装的锌/二氧化锰(Zn||MnO2)全电池具有出色的循环稳定性和优异的容量保持率,1000圈充放电循环后的容量保持率高达71%。基于直接的界面工程策略制备的TiO2/CNF隔膜,为高性能ZIBs隔膜的制备提供了一种新思路。

    • 聚丙烯酰胺/Fe3O4磁诱导取向水凝胶的制备及性能研究

      2025, 17(4):96-103. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.0012

      摘要 (26) HTML (0) PDF 147.96 M (2134) 评论 (0) 收藏

      摘要:以丙烯酰胺(AM)为基体原料,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,在不同磁感应强度的磁场诱导条件下成功制备了聚丙烯酰胺/Fe3O4磁诱导取向水凝胶。傅里叶红外光谱表征结果表明,Fe3O4与聚丙烯酰胺之间形成了明显的分子间氢键。采用应变控制型旋转流变仪分别对聚丙烯酰胺/Fe3O4磁诱导取向水凝胶的力学性能和流变性能进行分析,并采用金相显微镜对该水凝胶的取向结构进行分析。结果表明,平行磁场取向水凝胶的拉伸强度、断裂伸长率都要优于垂直磁场取向水凝胶的;平行磁场取向水凝胶的力学性能优于零磁场取向水凝胶的;随着磁感应强度的增大,聚丙烯酰胺/Fe3O4磁诱导取向水凝胶的拉伸强度变大,取向结构更加明显;随着AM含量的增加,水凝胶的力学性能先升高后降低。聚丙烯酰胺/Fe3O4磁诱导取向水凝胶在磁响应智能仿生材料领域具有良好的应用前景。

    • 超声清洗工艺对Cr掺杂WC-Co硬质合金耐腐蚀性能的影响

      2025, 17(4):104-112. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.0014

      摘要 (26) HTML (0) PDF 211.53 M (1452) 评论 (0) 收藏

      摘要:以未添加Cr的硬质合金(WC-Co)和Cr添加质量分数为1%的硬质合金(WC-Co-Cr)作为研究对象,通过原子吸收光谱与电化学测试等手段,探究了涂敷涂层前清洗剂pH值和清洗温度对WC-Co和WC-Co-Cr硬质合金耐腐蚀性能的影响。研究发现,WC-Co硬质合金在清洗剂pH值为11、清洗温度为50 ℃时表现出最佳的耐腐蚀性能;而WC-Co-Cr硬质合金则在清洗剂pH值为10、清洗温度为30 ℃时具有最佳的耐腐蚀性能。在WC-Co硬质合金表面,Co作为阳极发生了选择性溶解。而添加Cr后,硬质合金表面生成了Cr2O3钝化膜,从而有效提高了WC-Co硬质合金的耐腐蚀性能。

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