高温形状记忆聚酰亚胺的合成

作为一种典型的智能材料,形状记忆聚酰亚胺(Shape Memory Polyimide,SMPI)因其优异的高温形状记忆效应和做功能力,在航空航天和智能光电等尖端领域展示了广阔的应用前景。本实验通过设计一种简单、有效的装置实现无水无氧条件,以1,3-双(3-氨基苯氧基)苯与4,4’-氧代双邻苯二甲酸酐为原料合成聚酰胺酸前驱体,采用梯度升温法制得SMPI。通过凝胶色谱、红外光谱、动态热机械分析和热重分析等方法对产物进行表征。所得SMPI呈现优异的形状记忆效应,高温下可推翻超过自身重量11.93倍的金属板,具有良好的做功能力。本实验涵盖了高分子化学合成、产物结构表征、力学性能测试及应用,具有较强的综合性;此外,实验现象稳定、重现性好,适合本科实验教学。通过模拟“天问一号”红旗的展开,激发学生科研兴趣,培养创新思维,提高综合素质;同时让学生领略到中国航天的独特风采,增强民族自豪感。     

基于UV-Vis吸收光谱的活性大红BES的光催化降解BPNN模拟研究

以对Plackett-Burman设计实验结果筛选确定的TiO₂用量、溶液初始浓度ｃ₀、光照射时间t、溶液初始pH值4个因素为自变量,脱色率为因变量,采用BP神经网络基于Box-Behnken设计和U₁₀(10×52×2)设计实验数据建模,对活性大红BES溶液进行光催化降解模拟研究。降解过程中BES溶液的脱色率通过紫外-可见分光光度法测定后计算获得。建立的BPNN模型对训练集和预测集计算结果相关系数r分别为0.996 4和0.963 6,脱色率实验值与预测值的平均相对误差MRE分别为6.14%和7.76%。将该模型用于分析各因素对BES光催化降解的影响,表明初始浓度较低时,pH 5.0和适当的c_TiO2条件下有利于提高BES的降解率。根据该模型分析得出ｃ₀为40 mg·L-1时的优化实验条件为pH 5.0,c_TiO2=1.20 g·L-1,t=35 min,该条件下BES脱色率的模型计算值为99.16%。经实验验证获得的脱色率为98.20%,脱色率计算值与实验值十分接近,相对误差仅为-0.96%。     

用Eshelby理论研究复合材料线粘弹性本构关系

本文用Eshelby微力学理论分析,得到短纤维增强材料(SFRC)和基体材料两者的粘弹性本构方程之间存在简单的正比关系。发现体积含量为f的短纤维无序取向SFRC一维力学行为,等效于体积含量为F的短纤维单轴取向SFRC在取向轴上的力学行为。