官能化聚四氢呋喃-b-聚异丁烯-b-聚四氢呋喃三嵌段共聚物的合成与性能

采用2-氯-2,4,4-三甲基戊烷或对二枯基氯为引发剂和TiCl4或FeCl3为共引发剂,引发异丁烯(IB)可控/活性正离子聚合与官能端基转化,设计合成不同分子量及窄分子量分布的端基官能化聚异丁烯,如双端烯丙基溴官能化聚异丁烯(Br-PIB-Br)或双端烯丙基胺官能化聚异丁烯(H2N-PIB-NH2).采用烯丙基溴/高氯酸银体系引发四氢呋喃(THF)开环聚合,合成聚四氢呋喃活性链(PTHF+).进一步通过将IB可控/活性正离子聚合与THF可控/活性正离子开环聚合2种方法相结合,设计合成2种新型官能化聚四氢呋喃-b-聚异丁烯-b-聚四氢呋喃(PTHF-b-PIB-b-PTHF)三嵌段共聚物:(1)以上述Br-PIB-Br为大分子引发剂,在AgClO4作用下引发THF活性正离子开环聚合,采用水终止活性链端,设计合成双端为羟基的HO-PTHF-b-PIB-b-PTHF-OH三嵌段共聚物(简称:FIBF-OH);(2)以上述合成的PTHF+活性链与H2NPIB-NH2链端胺基发生高效亲核取代反应,设计合成中间链段连接点含―NH―官能基团的PTHF-b-HNPIB-NH-b-PTHF三嵌段共聚物(简称:FIBF-NH).在上述三嵌段共聚物中,极性PTHF链段与非极性PIB链段的热力学不相容,导致其呈现明显的微相分离,且微观形态与共聚组成相关.PTHF均聚物易结晶,在上述共聚物中由于PTHF链段单端受限致其结晶性减弱.三嵌段共聚物分子链的中间连接点含―NH―官能基团,具有更强的氢键作用,促进PTHF链段重排并结晶,易形成更紧密的超分子网络结构,导致即使在PTHF链段相对分子量为0.7 kg·mol^-1时仍具有较强的结晶性,且结晶熔融温度明显提高.此外,由于FIBF-NH中形成超分子网络结构,使材料具有优异的自修复性能,材料表面的切痕在常温下10 min后可以完全自愈合.本文设计合成的新型官能化PTHF-b-PIB-b-PTHF三嵌段共聚物兼具有PTHF与PIB的优良性能,在生物医用、智能修复等功能材料领域具有潜在的应用前景.     

雾霾的实时监测

雾霾天气越来越严重,对大家的生活影响越来越大。但是在对雾霾监测的技术上,却没有足够的成果来实现对雾霾的监测。本论文是基于51单片机原理,针对水分含量和杂质颗粒浓度大小,利用水分传感器和杂质颗粒浓度传感器来检测雾霾的大小,从而显示雾霾的严重程度。该雾霾监测仪可以精确的监测雾霾浓度,从而判断对实时雾霾应该采取什么办法进行预防和控制。     

基于密集连接和空谱变换器的双支路高光谱图像分类模型

为了减少高光谱图像的训练样本,同时得到更好的分类结果,本文提出了一种基于密集连接网络和空谱变换器的双支路深度网络模型。该模型包含两个支路并行提取图像的空谱特征。首先,两支路分别使用3D和2D卷积对子图像的空间信息和光谱信息进行初步提取,然后经过由批归一化、Mish函数和3D卷积组成的密集连接网络进行深度特征提取。接着两支路分别使用光谱变换器和空间变换器以进一步增强网络提取特征的能力。最后两支路的输出特征图进行融合并得到最终的分类结果。模型在Indian Pines、University of Pavia、Salinas Valley和Kennedy Space Center数据集上进行了测试,并与6种现有方法进行了对比。结果表明,在Indian Pines数据集的训练集比例为3%,其他数据集的训练集比例为0.5%的条件下,算法的总体分类精度分别为95.75%、96.75%、95.63%和98.01%,总体性能优于比较的方法。     

无线多径信道中基于时间反演的物理层安全传输机制

宽带无线通信用户大多处在复杂的环境中,其时变多径传播和开放特性将严重影响通信系统的性能.针对物理层安全研究中的窃听信道问题,提出了一种适用于宽带无线多径信道的联合时间反演技术和发端人工噪声的物理层安全传输机制.首先,在一个典型窃听信道模型中采用时间反演技术,利用其时空聚焦性来提高信息在传输过程中的安全性;其次,由于时间反演的时空聚焦性,信息在聚焦点附近容易被窃听,通过在发送端加入人工噪声来扰乱窃听用户对保密信息的窃听,由于合法用户采用零空间人工噪声法,人工噪声对合法用户没有影响.理论分析和仿真结果表明,与已有物理层安全机制相比,所提机制可以有效地提高系统的保密信干噪比和可达保密速率,降低合法用户的误比特率,系统的保密性能得到提升.     

聚异丁烯基热塑弹性体设计合成与性能

通过双端羟基聚异丁烯(HO-PIB-OH)与4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)及1,4-丁二醇(BDO)反应,设计合成一系列具有不同聚氨基甲酸丁二酯硬段长度的聚异丁烯基热塑弹性体(PIB-TPE),研究HMDI/PIB摩尔比值对PIB-TPE的聚集态结构、弹性回复、自修复性能、表面亲/疏水性、动态力学性能和拉伸性能的影响.结果表明:在PIB-TPE中,软段是完全饱和结构的PIB柔性链段,聚氨基甲酸丁二酯硬段通过氢键(无序氢键、有序氢键)形成结晶物理交联微区((3.6±0.5)nm),软段与硬段呈现明显的微相分离现象,常温下形成了三维超分子网络结构,高温下发生结晶熔融与氢键解离,超分子网络结构解散,形成黏流态,降低温度又可形成三维超分子网络结构;随着材料储存时间延长,无序氢键逐渐向有序氢键转变,有利于提高材料的拉伸强度和断裂伸长率.结晶熔融与氢键解离温度依赖于PIB-TPE中硬段长度,当HMDI/PIB摩尔比值小于19,硬段结晶熔融峰温度可达119℃以上,提高了PIB-TPE服役温度.PIB-TPE材料具有良好的弹性回复和自修复性能,且其膜表面的亲/疏水性可以通过HMDI/PIB摩尔比值或正己烷蒸汽常温下诱导表面自组装来调节,当HMDI/PIB摩尔比值从6增加至21,PIB-TPE膜表面的水接触角(WCA)由98.7°降低至77.8°,即由疏水性转变为亲水性.此外,PIB-TPE热塑弹性体中的完全饱和柔性PIB软段赋予其优良的减振阻尼性能,其损耗因子(tanδ)大于0.3的温域较宽(?55~25℃),且tanδ最大值(tanδ_max)达到1.05.上述多嵌段聚异丁烯基热塑弹性体在生物医用、减振阻尼、自修复等功能材料领域具有潜在的应用前景.