持续攀升 2024年 第41卷 第1期
2024, 41(1): 1-15.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230921.002
摘要:
相比于传统液态锂电池，固态锂电池兼具高安全性和高比能量，在学术界和工业界引起了广泛关注。发展具备优异力学性能、高离子电导率和宽电化学窗口的有机-无机复合固态电解质是开发高性能固态锂电池的有效途径之一。近年来，基于聚合物电解质与无机材料的复合型固态电解质成为了研究的热点。基于此，本文回顾了有机-无机复合固态电解质的研究进展，综述了改善固态电解质离子电导率的研究策略，梳理了有机-无机复合固态电解质在固态锂金属电池、固态锂-硫电池和固态锂-空气电池等领域的应用，并对固态锂电池用有机-无机复合固态电解质存在的挑战和未来的发展趋势进行了展望。
相比于传统液态锂电池，固态锂电池兼具高安全性和高比能量，在学术界和工业界引起了广泛关注。发展具备优异力学性能、高离子电导率和宽电化学窗口的有机-无机复合固态电解质是开发高性能固态锂电池的有效途径之一。近年来，基于聚合物电解质与无机材料的复合型固态电解质成为了研究的热点。基于此，本文回顾了有机-无机复合固态电解质的研究进展，综述了改善固态电解质离子电导率的研究策略，梳理了有机-无机复合固态电解质在固态锂金属电池、固态锂-硫电池和固态锂-空气电池等领域的应用，并对固态锂电池用有机-无机复合固态电解质存在的挑战和未来的发展趋势进行了展望。
2024, 41(1): 16-37.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230814.002
摘要:
导热复合材料在电子封装、电机材料、电池及换热设备等领域具有广泛的应用价值。聚偏氟乙烯 (PVDF) 具有优异的电气性能、良好的机械强度和耐高温性能，是应用于电子电器、航空航天等行业的理想材料之一，但较低的热导率制约其进一步发展，亟待开发PVDF基高导热复合材料。其制备的关键在于如何选择高导热填料、设计导热通路及调控界面热阻。本文在聚合物基导热复合材料的机制、模型、方程及数值模拟等理论知识的基础上，结合PVDF自身晶体结构，介绍目前PVDF基导热复合材料热导率的发展水平，各种填料及制备工艺对其热导率的不同影响程度等内容，从复合策略、网络结构、界面结合等角度综述了高导热PVDF复合材料的最新研究进展。此外，对其未来发展也进行了展望。
导热复合材料在电子封装、电机材料、电池及换热设备等领域具有广泛的应用价值。聚偏氟乙烯 (PVDF) 具有优异的电气性能、良好的机械强度和耐高温性能，是应用于电子电器、航空航天等行业的理想材料之一，但较低的热导率制约其进一步发展，亟待开发PVDF基高导热复合材料。其制备的关键在于如何选择高导热填料、设计导热通路及调控界面热阻。本文在聚合物基导热复合材料的机制、模型、方程及数值模拟等理论知识的基础上，结合PVDF自身晶体结构，介绍目前PVDF基导热复合材料热导率的发展水平，各种填料及制备工艺对其热导率的不同影响程度等内容，从复合策略、网络结构、界面结合等角度综述了高导热PVDF复合材料的最新研究进展。此外，对其未来发展也进行了展望。
2024, 41(1): 38-49.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230423.001
摘要:
骨缺损引起的骨疾病是现代医学非常棘手的一种疾病，正常的骨组织发生病变或外部因素的物理损伤都会形成难愈合的骨缺损；骨缺损部位复杂的微环境决定其治疗条件也更苛刻。构建可以用于骨缺损的支架是骨组织工程技术的一个重要方向，也是解决骨缺损疾病难题的重要手段。本文简单介绍了羟基磷灰石/氧化石墨烯(HA/GO)复合材料的制备原理和方法，细胞实验表明HA/GO对骨细胞没有明显的毒性，粗糙的表面结构更有利于骨细胞的增殖分化，在此基础上详细介绍了用于治疗骨缺损疾病HA/GO复合支架的构建方式及其性能。最后讨论了HA/GO复合支架在骨疾病治疗中的发展前景和面临的挑战。
骨缺损引起的骨疾病是现代医学非常棘手的一种疾病，正常的骨组织发生病变或外部因素的物理损伤都会形成难愈合的骨缺损；骨缺损部位复杂的微环境决定其治疗条件也更苛刻。构建可以用于骨缺损的支架是骨组织工程技术的一个重要方向，也是解决骨缺损疾病难题的重要手段。本文简单介绍了羟基磷灰石/氧化石墨烯(HA/GO)复合材料的制备原理和方法，细胞实验表明HA/GO对骨细胞没有明显的毒性，粗糙的表面结构更有利于骨细胞的增殖分化，在此基础上详细介绍了用于治疗骨缺损疾病HA/GO复合支架的构建方式及其性能。最后讨论了HA/GO复合支架在骨疾病治疗中的发展前景和面临的挑战。
2024, 41(1): 50-59.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230731.004
摘要:
纳米结构催化材料被认为是各种能量转换和存储系统的有利设计理念。负载在氧化物载体上的纳米金属催化剂已被应用于燃料电池、气体传感器和化学重整装置等众多领域。然而，纳米金属催化剂经常存在耐久性问题。尽管表面修饰的纳米金属催化剂可以提供足够的催化活性，但其在恶劣的操作环境中的耐久性问题仍然存在。最近，原位出溶产生的纳米催化剂已被证明可以克服传统纳米金属催化剂的应用局限。出溶被定义为钙钛矿氧化物中具有催化活性的掺杂剂作为高度分散的纳米金属催化剂在其表面上出溶的过程。特别地，嵌入钙钛矿氧化物的出溶纳米催化剂比传统的纳米金属催化剂表现出更高的纳米颗粒密度和更强的抗烧结能力。本文概述了用于能源应用中出溶材料的最新进展，包括基本机制、主体氧化物的设计策略和实际应用。还讨论了这些材料的未来前景和进一步优化的途径。
纳米结构催化材料被认为是各种能量转换和存储系统的有利设计理念。负载在氧化物载体上的纳米金属催化剂已被应用于燃料电池、气体传感器和化学重整装置等众多领域。然而，纳米金属催化剂经常存在耐久性问题。尽管表面修饰的纳米金属催化剂可以提供足够的催化活性，但其在恶劣的操作环境中的耐久性问题仍然存在。最近，原位出溶产生的纳米催化剂已被证明可以克服传统纳米金属催化剂的应用局限。出溶被定义为钙钛矿氧化物中具有催化活性的掺杂剂作为高度分散的纳米金属催化剂在其表面上出溶的过程。特别地，嵌入钙钛矿氧化物的出溶纳米催化剂比传统的纳米金属催化剂表现出更高的纳米颗粒密度和更强的抗烧结能力。本文概述了用于能源应用中出溶材料的最新进展，包括基本机制、主体氧化物的设计策略和实际应用。还讨论了这些材料的未来前景和进一步优化的途径。
2024, 41(1): 60-77.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230802.001
摘要:
纺织品具有比表面积大、柔韧性好、适用性广、对药物具有良好的负载及缓释控释能力等优点，被广泛用于药物负载。载药纺织品的制备方法主要包括纺丝法、后整理法及复合法，以其制备方法为切入点对载药纺织品进行分类，然后阐述了各类载药纺织品制备方法、释药特征、适用性及其研究现状，并归纳了各类载药纺织品的制备方法的特征和优缺点，最后提出了载药纺织品的未来研究方向，为进一步研究载药纺织品及其制备方法提供参考。
纺织品具有比表面积大、柔韧性好、适用性广、对药物具有良好的负载及缓释控释能力等优点，被广泛用于药物负载。载药纺织品的制备方法主要包括纺丝法、后整理法及复合法，以其制备方法为切入点对载药纺织品进行分类，然后阐述了各类载药纺织品制备方法、释药特征、适用性及其研究现状，并归纳了各类载药纺织品的制备方法的特征和优缺点，最后提出了载药纺织品的未来研究方向，为进一步研究载药纺织品及其制备方法提供参考。
2024, 41(1): 78-91.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230731.003
摘要:
MXene材料目前已在电磁屏蔽、传感、污水处理等多个领域具有广泛应用，其优异的电化学性能使得其在储能领域也展现出广阔的应用前景。然而，MXene的自堆叠与易氧化等特性，限制了其进一步发展。将MXene组装成三维(3D)结构复合材料是解决上述问题的有效途径之一。3D多孔结构能为离子传输/存储提供更多通道和活性位点，可有效提高电化学性能。本文主要回顾MXene复合气凝胶的最新研究进展，详细阐述MXene复合气凝胶的制备方法以及其在电池、超级电容器等储能方面的应用。最后，对其发展方向进行了展望。
MXene材料目前已在电磁屏蔽、传感、污水处理等多个领域具有广泛应用，其优异的电化学性能使得其在储能领域也展现出广阔的应用前景。然而，MXene的自堆叠与易氧化等特性，限制了其进一步发展。将MXene组装成三维(3D)结构复合材料是解决上述问题的有效途径之一。3D多孔结构能为离子传输/存储提供更多通道和活性位点，可有效提高电化学性能。本文主要回顾MXene复合气凝胶的最新研究进展，详细阐述MXene复合气凝胶的制备方法以及其在电池、超级电容器等储能方面的应用。最后，对其发展方向进行了展望。
2024, 41(1): 92-107.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230728.002
摘要:
碳点(CDs)具有低毒性、水溶性、良好的生物相容性、易修饰性、优良的电化学活性和光学性能等优点，可用于高分子材料的改性，赋予其良好的光学性能及其他多种特殊性能。将其加入到聚乙烯醇(PVA)中，不仅可以使PVA力学性能和热稳定性得到有效改善，还赋予PVA一些新的性能，诸如电导率、介电性、热电性等多种电参数得到提高，呈现出荧光、磷光和耐紫外线等光学特性，同时具有抗菌性、抗氧化性和耐水性等一些优异的性能。使其在电磁屏蔽、存储器件、电容器、传感器、光学器件及功能性包装袋等领域崭露头角。本文就CDs改性PVA复合材料(CDs/PVA)性能的最新研究进展进行重点介绍，并对CDs/PVA复合材料未来应用方面进行了展望，对拓展其应用领域具有重要意义。
碳点(CDs)具有低毒性、水溶性、良好的生物相容性、易修饰性、优良的电化学活性和光学性能等优点，可用于高分子材料的改性，赋予其良好的光学性能及其他多种特殊性能。将其加入到聚乙烯醇(PVA)中，不仅可以使PVA力学性能和热稳定性得到有效改善，还赋予PVA一些新的性能，诸如电导率、介电性、热电性等多种电参数得到提高，呈现出荧光、磷光和耐紫外线等光学特性，同时具有抗菌性、抗氧化性和耐水性等一些优异的性能。使其在电磁屏蔽、存储器件、电容器、传感器、光学器件及功能性包装袋等领域崭露头角。本文就CDs改性PVA复合材料(CDs/PVA)性能的最新研究进展进行重点介绍，并对CDs/PVA复合材料未来应用方面进行了展望，对拓展其应用领域具有重要意义。
2024, 41(1): 108-120.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230802.003
摘要:
建筑保温可以有效降低建筑材料的热损失，对于保持建筑内部的舒适度起着重要的作用。提高建筑材料的保温性能至关重要，特别是通过减少加热-冷却的热量损失来实现节能。因此，研究具有优良保温性能的建筑材料已成为当前保温领域研究的重点之一。与传统的保温建筑材料相比，生物质基纤维素保温气凝胶具有低导热系数、高比表面积、可再生性、成本效益和环境友好型等优越的物理和化学特性，是未来建筑节能技术的理想新型建筑材料。本文综述了近年来生物质基纤维素保温气凝胶的制备技术、研究现状、存在的问题及在建筑材料(屋顶、内外墙和玻璃等)中的应用。最后，简要讨论了生物质基纤维素气凝胶在保温材料应用中面临的挑战，并对其未来的发展方向进行了展望。
建筑保温可以有效降低建筑材料的热损失，对于保持建筑内部的舒适度起着重要的作用。提高建筑材料的保温性能至关重要，特别是通过减少加热-冷却的热量损失来实现节能。因此，研究具有优良保温性能的建筑材料已成为当前保温领域研究的重点之一。与传统的保温建筑材料相比，生物质基纤维素保温气凝胶具有低导热系数、高比表面积、可再生性、成本效益和环境友好型等优越的物理和化学特性，是未来建筑节能技术的理想新型建筑材料。本文综述了近年来生物质基纤维素保温气凝胶的制备技术、研究现状、存在的问题及在建筑材料(屋顶、内外墙和玻璃等)中的应用。最后，简要讨论了生物质基纤维素气凝胶在保温材料应用中面临的挑战，并对其未来的发展方向进行了展望。
2024, 41(1): 121-133.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230724.003
摘要:
在“双碳”战略背景下，生物基荧光智能材料的研究进展及其多功能应用备受瞩目。纤维素是自然界储量最丰富的天然高分子材料，基于纤维素的固态荧光传感器不但具备绿色、成本低、可降解、亲水性好、生物相容性好、无毒等优点，相较于传统的荧光分子探针，还拥有更便携、高效、寿命长、稳定性高、适用场景广泛等优势。综述了近些年来利用化学改性制备纤维素基固态荧光传感器的研究进展，阐明了纤维素与不同荧光分子结合的机制，即通过共价交联或者引入官能团，将荧光分子引到纤维素表面进行改性。分类介绍了各种纤维素基固态荧光传感器的类型，包括阳离子型、阴离子型、pH型、硝基芳香型、气体型和双(多)重响应型等，以及在环境检测、生物成像、食品安全、荧光印刷及防伪等应用领域的优势。最后，详细探讨了纤维素基荧光智能传感器的相关研究，并对其发展机遇和未来挑战进行展望。
在“双碳”战略背景下，生物基荧光智能材料的研究进展及其多功能应用备受瞩目。纤维素是自然界储量最丰富的天然高分子材料，基于纤维素的固态荧光传感器不但具备绿色、成本低、可降解、亲水性好、生物相容性好、无毒等优点，相较于传统的荧光分子探针，还拥有更便携、高效、寿命长、稳定性高、适用场景广泛等优势。综述了近些年来利用化学改性制备纤维素基固态荧光传感器的研究进展，阐明了纤维素与不同荧光分子结合的机制，即通过共价交联或者引入官能团，将荧光分子引到纤维素表面进行改性。分类介绍了各种纤维素基固态荧光传感器的类型，包括阳离子型、阴离子型、pH型、硝基芳香型、气体型和双(多)重响应型等，以及在环境检测、生物成像、食品安全、荧光印刷及防伪等应用领域的优势。最后，详细探讨了纤维素基荧光智能传感器的相关研究，并对其发展机遇和未来挑战进行展望。
2024, 41(1): 134-143.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230404.002
摘要:
随着电子产品的集成密度和功率密度不断增加，优化热界面材料变的尤为重要。本文以一维碳化硅晶须(SiCw)为填料，硅橡胶为基体制备出导热硅橡胶复合材料，综合分析了复合材料的微观形貌、物相结构、导热性及绝缘性。首先通过共沉淀法制备出Fe3O4对SiCw包覆的改性材料，其次将包覆Fe3O4的SiCw在液体硅橡胶基体中分散均匀，最后将其置于恒稳磁场中完成晶须取向及基体固化。结果表明：SiCw晶须表面包覆一层Fe3O4纳米颗粒且在硅橡胶基体中呈现取向排列，制备出SiCw取向结构的硅橡胶复合材料。当取向SiCw含量达到10wt%时，相比于纯硅橡胶导热系数可提升72%，比未取向10wt%SiCw填充的高40%。相比于纯硅橡胶体积电阻率下降两个数量级，但仍然具有良好的绝缘性。通过COMSOL对SiCw随机分散与取向排列的硅橡胶复合材料进行模拟仿真，仿真结果表明，含量10wt%的SiCw可使硅橡胶导热系数提升60%，体积电阻率在1015 Ω∙cm以上，而10wt%取向SiCw可使硅橡胶导热系数提升170%，体积电阻率在1014 Ω∙cm以上，与实验结果的趋势相一致。
随着电子产品的集成密度和功率密度不断增加，优化热界面材料变的尤为重要。本文以一维碳化硅晶须(SiCw)为填料，硅橡胶为基体制备出导热硅橡胶复合材料，综合分析了复合材料的微观形貌、物相结构、导热性及绝缘性。首先通过共沉淀法制备出Fe3O4对SiCw包覆的改性材料，其次将包覆Fe3O4的SiCw在液体硅橡胶基体中分散均匀，最后将其置于恒稳磁场中完成晶须取向及基体固化。结果表明：SiCw晶须表面包覆一层Fe3O4纳米颗粒且在硅橡胶基体中呈现取向排列，制备出SiCw取向结构的硅橡胶复合材料。当取向SiCw含量达到10wt%时，相比于纯硅橡胶导热系数可提升72%，比未取向10wt%SiCw填充的高40%。相比于纯硅橡胶体积电阻率下降两个数量级，但仍然具有良好的绝缘性。通过COMSOL对SiCw随机分散与取向排列的硅橡胶复合材料进行模拟仿真，仿真结果表明，含量10wt%的SiCw可使硅橡胶导热系数提升60%，体积电阻率在1015 Ω∙cm以上，而10wt%取向SiCw可使硅橡胶导热系数提升170%，体积电阻率在1014 Ω∙cm以上，与实验结果的趋势相一致。
2024, 41(1): 144-154.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230616.006
摘要:
采用三维纺织技术与树脂传递模塑工艺(RTM)制备了2.5D机织碳纤维-玻璃纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料，分别在室温(25℃)和高温(150℃、240℃、300℃)环境下对复合材料进行了三点弯曲和层间剪切力学性能测试，探究了温度对复合材料力学行为及损伤机制的影响。结果表明：温度对2.5D机织碳纤维-玻璃纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料的力学特性和损伤模式均有显著影响。温度上升导致纤维/基体界面结合力减弱，复合材料在300℃下的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度相比室温环境分别降低了23.06%、70.01%和18.93%。弯曲载荷下，2.5D机织混杂复合材料的室温破坏模式主要以局部的纤维断裂和基体开裂为主，而高温损伤则以纤维/基体界面脱粘为主导。剪切载荷下，2.5D机织混杂复合材料的室温破坏模式主要为分层破坏，而随着温度升高，复合材料因基体软化出现塑性变形，基体开裂、界面脱粘及分层破坏决定了材料的最终失效。
采用三维纺织技术与树脂传递模塑工艺(RTM)制备了2.5D机织碳纤维-玻璃纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料，分别在室温(25℃)和高温(150℃、240℃、300℃)环境下对复合材料进行了三点弯曲和层间剪切力学性能测试，探究了温度对复合材料力学行为及损伤机制的影响。结果表明：温度对2.5D机织碳纤维-玻璃纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料的力学特性和损伤模式均有显著影响。温度上升导致纤维/基体界面结合力减弱，复合材料在300℃下的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度相比室温环境分别降低了23.06%、70.01%和18.93%。弯曲载荷下，2.5D机织混杂复合材料的室温破坏模式主要以局部的纤维断裂和基体开裂为主，而高温损伤则以纤维/基体界面脱粘为主导。剪切载荷下，2.5D机织混杂复合材料的室温破坏模式主要为分层破坏，而随着温度升高，复合材料因基体软化出现塑性变形，基体开裂、界面脱粘及分层破坏决定了材料的最终失效。
2024, 41(1): 155-169.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230529.006
摘要:
聚双环戊二烯(PDCPD)作为一种综合性能优异的热固性树脂，可与连续碳纤维进行复合，应用在工程领域上，以满足轻量化和节能环保需求。本文首先通过调节双环戊二烯单体(DCPD)与Grubbs 2代催化剂的质量比使其只聚合不交联，调节黏度以满足真空辅助灌注成型(VARI)工艺对树脂特性的要求。随后对碳纤维表面进行丙酮去浆处理，再与上述加入足量催化剂的预聚物进行复合。对比PDCPD复合材料与通用型环氧树脂复合材料的拉伸、弯曲、V型缺口剪切、层间I型以及II型断裂韧性、冲击和热力学性能，研究PDCPD复合材料在不同加载模式下的失效机制，探寻其在工程领域应用的关键点和方向。结果表明，去浆后碳纤维与PDCPD界面结合良好，PDCPD复合材料在强度上与环氧树脂相当，在抵抗变形能力上较弱，但是在遭受高于极限强度的载荷后，仍然具有一定程度的承载能力；从层间断裂韧性来看，PDCPD复合材料I型断裂韧性和II型断裂韧性分别相当于环氧树脂复合材料的406%和250%，具有优异的抵抗分层能力；对比两种复合材料抗冲击性能，3.2 mm的PDCPD复合材料层合板在40 J能量的冲击下，表面产生层合板勉强可见冲击损伤(BVID)，背面无明显纤维破裂现象，剩余冲击压缩强度比环氧树脂复合材料高34.7%。
聚双环戊二烯(PDCPD)作为一种综合性能优异的热固性树脂，可与连续碳纤维进行复合，应用在工程领域上，以满足轻量化和节能环保需求。本文首先通过调节双环戊二烯单体(DCPD)与Grubbs 2代催化剂的质量比使其只聚合不交联，调节黏度以满足真空辅助灌注成型(VARI)工艺对树脂特性的要求。随后对碳纤维表面进行丙酮去浆处理，再与上述加入足量催化剂的预聚物进行复合。对比PDCPD复合材料与通用型环氧树脂复合材料的拉伸、弯曲、V型缺口剪切、层间I型以及II型断裂韧性、冲击和热力学性能，研究PDCPD复合材料在不同加载模式下的失效机制，探寻其在工程领域应用的关键点和方向。结果表明，去浆后碳纤维与PDCPD界面结合良好，PDCPD复合材料在强度上与环氧树脂相当，在抵抗变形能力上较弱，但是在遭受高于极限强度的载荷后，仍然具有一定程度的承载能力；从层间断裂韧性来看，PDCPD复合材料I型断裂韧性和II型断裂韧性分别相当于环氧树脂复合材料的406%和250%，具有优异的抵抗分层能力；对比两种复合材料抗冲击性能，3.2 mm的PDCPD复合材料层合板在40 J能量的冲击下，表面产生层合板勉强可见冲击损伤(BVID)，背面无明显纤维破裂现象，剩余冲击压缩强度比环氧树脂复合材料高34.7%。
2024, 41(1): 170-179.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230515.003
摘要:
碳纤维/环氧树脂复合材料液氧贮箱对重型火箭和空天飞机等新一代航天器减重具有重要意义。然而，环氧树脂与液氧不相容制约了其应用。采用热重分析、Kissinger方法、Coasts-Redfern方法、热重-红外-气质联用技术对10-(2, 5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)改性液氧相容环氧树脂(ODOPB-EP)的热降解行为及机制进行了研究。结果表明：ODOPB-EP的热降解机制为相边界反应，对应的降解机制函数g(α)=1−(1−α)1/3，α为转化率。在热降解过程中，树脂先从C—N和C—O弱键处断裂，随着温度升高，释放出苯酚及其衍生物等芳香类物质，且ODOPB在树脂中会分解产生联苯等物质，在这个过程中会伴随着含磷自由基的释放，在气相能起到淬灭作用，有利于提高树脂的液氧相容性，为探明聚合物的液氧相容机制提供了理论基础。
碳纤维/环氧树脂复合材料液氧贮箱对重型火箭和空天飞机等新一代航天器减重具有重要意义。然而，环氧树脂与液氧不相容制约了其应用。采用热重分析、Kissinger方法、Coasts-Redfern方法、热重-红外-气质联用技术对10-(2, 5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)改性液氧相容环氧树脂(ODOPB-EP)的热降解行为及机制进行了研究。结果表明：ODOPB-EP的热降解机制为相边界反应，对应的降解机制函数g(α)=1−(1−α)1/3，α为转化率。在热降解过程中，树脂先从C—N和C—O弱键处断裂，随着温度升高，释放出苯酚及其衍生物等芳香类物质，且ODOPB在树脂中会分解产生联苯等物质，在这个过程中会伴随着含磷自由基的释放，在气相能起到淬灭作用，有利于提高树脂的液氧相容性，为探明聚合物的液氧相容机制提供了理论基础。
2024, 41(1): 180-187.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230525.001
摘要:
碳黑粒子(CSPS)具有纳米级的尺寸和良好的光热性能，是光热涂层材料的重要候选原料。本文通过不完全燃烧大豆油制得CSPS，以CSPS、碱改性聚偏氟乙烯(MPVDF)和环氧树脂(ER)为主要原料构建CSPS/MPVDF-ER复合涂层，并对影响复合涂层的光热性能、疏水性等各种因素进行了研究。结果发现：CSPS/MPVDF-ER的拒水性能随着CSPS的加入显著提升(水接触角(WCA)>163°，水滚动角(WSA)<1°)。随着CSPS添加量增大，CSPS/MPVDF-ER涂层的光热转化效率逐渐增强，其接触角和抗水流冲击能力呈现出逐步增强的趋势，在CSPS/MPVDF-ER质量比为0.05时涂层达到最大光热转化效果(与环境的温度差ΔT=88℃)。CSPS/MPVDF-ER涂层具有较好的耐受酸、碱及紫外线性能。由来源广泛CSPS通过简单的方法制得的CSPS/MPVDF-ER涂层具有优良的光热转化效果和超疏水性能，为低成本高强度超疏水防污光热涂层的制备提供了一种新的思路。
碳黑粒子(CSPS)具有纳米级的尺寸和良好的光热性能，是光热涂层材料的重要候选原料。本文通过不完全燃烧大豆油制得CSPS，以CSPS、碱改性聚偏氟乙烯(MPVDF)和环氧树脂(ER)为主要原料构建CSPS/MPVDF-ER复合涂层，并对影响复合涂层的光热性能、疏水性等各种因素进行了研究。结果发现：CSPS/MPVDF-ER的拒水性能随着CSPS的加入显著提升(水接触角(WCA)>163°，水滚动角(WSA)<1°)。随着CSPS添加量增大，CSPS/MPVDF-ER涂层的光热转化效率逐渐增强，其接触角和抗水流冲击能力呈现出逐步增强的趋势，在CSPS/MPVDF-ER质量比为0.05时涂层达到最大光热转化效果(与环境的温度差ΔT=88℃)。CSPS/MPVDF-ER涂层具有较好的耐受酸、碱及紫外线性能。由来源广泛CSPS通过简单的方法制得的CSPS/MPVDF-ER涂层具有优良的光热转化效果和超疏水性能，为低成本高强度超疏水防污光热涂层的制备提供了一种新的思路。
2024, 41(1): 188-195.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230512.002
摘要:
研究用于宽频蜂窝夹层结构吸波复合材料的介质超材料的低频隐身性能，分析碳纤维介质超材料单元的电磁响应特性及其对蜂窝夹层结构吸波复合材料电性能和力学性能的影响。结果表明：制备的碳纤维介质超材料单元可以实现与金属超材料单元相当的电磁响应效果；当吸波蜂窝高度为50 mm、透波面板厚度为1 mm时，碳纤维介质超材料单元的引入，可以使吸波蜂窝夹层结构复合材料低频吸波性能得到显著提升，L波段反射率最弱值提升2 dB以上，平均反射率提升4 dB以上；含碳纤维介质超材料单元透波面板基本力学性能与透波面板复合材料自身力学性能基本相当，引入碳纤维介质超材料单元不会降低透波面板力学性能。
研究用于宽频蜂窝夹层结构吸波复合材料的介质超材料的低频隐身性能，分析碳纤维介质超材料单元的电磁响应特性及其对蜂窝夹层结构吸波复合材料电性能和力学性能的影响。结果表明：制备的碳纤维介质超材料单元可以实现与金属超材料单元相当的电磁响应效果；当吸波蜂窝高度为50 mm、透波面板厚度为1 mm时，碳纤维介质超材料单元的引入，可以使吸波蜂窝夹层结构复合材料低频吸波性能得到显著提升，L波段反射率最弱值提升2 dB以上，平均反射率提升4 dB以上；含碳纤维介质超材料单元透波面板基本力学性能与透波面板复合材料自身力学性能基本相当，引入碳纤维介质超材料单元不会降低透波面板力学性能。
2024, 41(1): 196-206.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230427.002
摘要:
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)导电性差，无法满足飞机航行过程中的雷击防护需求。金属化碳纳米管薄膜具备轻质、高导电、高载流的特点，可应用于复合材料雷击防护。采用电化学沉积工艺成功制备了一种碳纳米管(CNT)/Cu复合薄膜，并对其微观结构、电学性能及载流失效行为进行了表征分析。结果表明，CNT/Cu复合薄膜柔性较好，具有明显的梯度结构，铜的含量在薄膜厚度方向上逐渐递减。复合薄膜电导率与Cu同一量级，比电导率为Cu的2倍，载流量及比载流量分别为商用铜网的1.4倍和7倍。复合薄膜中的CNT抑制了Cu在大载流作用下电迁移的发生，进而延长其载流失效时间。基于CNT/Cu复合薄膜制备了CFRP雷击防护试样，进行人工模拟雷击试验及高精度损伤分析，评估雷击防护效果。与商用铜网雷击防护材料相比，CNT/Cu复合薄膜质量减轻61%，且表现出更为优异的雷击防护性能。
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)导电性差，无法满足飞机航行过程中的雷击防护需求。金属化碳纳米管薄膜具备轻质、高导电、高载流的特点，可应用于复合材料雷击防护。采用电化学沉积工艺成功制备了一种碳纳米管(CNT)/Cu复合薄膜，并对其微观结构、电学性能及载流失效行为进行了表征分析。结果表明，CNT/Cu复合薄膜柔性较好，具有明显的梯度结构，铜的含量在薄膜厚度方向上逐渐递减。复合薄膜电导率与Cu同一量级，比电导率为Cu的2倍，载流量及比载流量分别为商用铜网的1.4倍和7倍。复合薄膜中的CNT抑制了Cu在大载流作用下电迁移的发生，进而延长其载流失效时间。基于CNT/Cu复合薄膜制备了CFRP雷击防护试样，进行人工模拟雷击试验及高精度损伤分析，评估雷击防护效果。与商用铜网雷击防护材料相比，CNT/Cu复合薄膜质量减轻61%，且表现出更为优异的雷击防护性能。
2024, 41(1): 207-218.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230531.003
摘要:
微结构化是提高柔性压力传感器性能的重要技术手段之一，本文提出一种基于微纳米纤维的多层次微结构设计与快速制备方法。首先采用近场直写与熔融沉积成型一体化成形工艺制备出具有多尺度纤维的牺牲支架，在聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)中掺杂碳纳米管(Carbon nanotubes，CNTs)作为柔性传感器的介电层材料，通过牺牲模板法制备出具有多层次微结构的CNTs/PDMS柔性介电层；进一步研究了多层次微结构的设计参数对其传感性能的影响。实验结果表明：设计的微结构能显著增强柔性传感器的输出电性能。其中高度为1.3 mm、间距为1.5 mm的多层次微结构在频率为3 Hz、压力载荷为14 N下输出电性能最为优异；此外，制备的传感器经过20000次循环测试，表现出良好的稳定性与耐久性。最后，设计了一款用于观察足底压力分布及步态检测的柔性压力传感鞋垫，结果表现出良好灵敏度和稳定性。本文为低成本快速制备多层次微结构提供新的思路，为制备高性能柔性压力传感器提供参考与借鉴。
微结构化是提高柔性压力传感器性能的重要技术手段之一，本文提出一种基于微纳米纤维的多层次微结构设计与快速制备方法。首先采用近场直写与熔融沉积成型一体化成形工艺制备出具有多尺度纤维的牺牲支架，在聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)中掺杂碳纳米管(Carbon nanotubes，CNTs)作为柔性传感器的介电层材料，通过牺牲模板法制备出具有多层次微结构的CNTs/PDMS柔性介电层；进一步研究了多层次微结构的设计参数对其传感性能的影响。实验结果表明：设计的微结构能显著增强柔性传感器的输出电性能。其中高度为1.3 mm、间距为1.5 mm的多层次微结构在频率为3 Hz、压力载荷为14 N下输出电性能最为优异；此外，制备的传感器经过20000次循环测试，表现出良好的稳定性与耐久性。最后，设计了一款用于观察足底压力分布及步态检测的柔性压力传感鞋垫，结果表现出良好灵敏度和稳定性。本文为低成本快速制备多层次微结构提供新的思路，为制备高性能柔性压力传感器提供参考与借鉴。
2024, 41(1): 219-226.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230614.001
摘要:
贵金属作为助催化剂，可以提高石墨相氮化碳(g-C3N4)光催化产氢的性能，引起了人们的广泛关注。但是，由于贵金属的不可再生性和高价格，“更少的贵金属，更好的性能”始终是目标。为了实现这一目标，通过光沉积还原法成功制备了一系列不同铂负载量氮化碳复合材料(Pt/CN)，并用于光催化产H2。结果表明：不同Pt负载量的Pt/CN复合材料都表现出优异的光催化产氢性能。并发现当Pt的负载量为0.5wt%时， Pt/CN复合材料具有最优异的光催化产氢活性，产氢量为409.2 μmol/g，是纯CN (17.8 μmol/g)的23倍，同时证实了Pt和CN二者之间形成了肖特基势垒，使导带的电子快速迁移到Pt上，降低了CN的电子-空穴复合速率。并且Pt作为光催化分解水的活性位点，促进水中的绝大部分氢质子快速吸附到Pt位点，得到电子被还原为H2，实现了高效光催化产氢。
贵金属作为助催化剂，可以提高石墨相氮化碳(g-C3N4)光催化产氢的性能，引起了人们的广泛关注。但是，由于贵金属的不可再生性和高价格，“更少的贵金属，更好的性能”始终是目标。为了实现这一目标，通过光沉积还原法成功制备了一系列不同铂负载量氮化碳复合材料(Pt/CN)，并用于光催化产H2。结果表明：不同Pt负载量的Pt/CN复合材料都表现出优异的光催化产氢性能。并发现当Pt的负载量为0.5wt%时， Pt/CN复合材料具有最优异的光催化产氢活性，产氢量为409.2 μmol/g，是纯CN (17.8 μmol/g)的23倍，同时证实了Pt和CN二者之间形成了肖特基势垒，使导带的电子快速迁移到Pt上，降低了CN的电子-空穴复合速率。并且Pt作为光催化分解水的活性位点，促进水中的绝大部分氢质子快速吸附到Pt位点，得到电子被还原为H2，实现了高效光催化产氢。
2024, 41(1): 227-239.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230511.001
摘要:
为了提高超疏水涂层的耐久性，通过设计“基底-黏性自修复聚合物-疏水粒子”自下而上的涂层体系，制备了具有自修复功能的超疏水表面：以含有丰富氢键的超支化聚硅氧烷(HB-PDMS)作为黏性自修复聚合物，通过十四酸(MA)对纳米SiO2进行疏水改性作为疏水粒子以构筑表面粗糙结构。探究了SiO2改性的最佳工艺：当MA与SiO2质量比为1∶1，改性时间为3 h时，所制备的超疏水涂层接触角为152.61°，滚动角为1.9°，具有优异的防污性能。涂层经受刀片划伤后通过简单热处理即可修复划痕，自修复性能优异。与纯铝相比，该复合涂层具有良好的防腐性能，缓蚀效率可达87.53%。此外，经历5次胶带剥离、磨损长度为30 cm的线性耐磨测试、50 min的超声振荡测试、10次温差循环和24 h紫外照射后，接触角依旧保持在150°以上，说明该涂层具有良好的耐候性和机械稳定性。该研究为自修复超疏水涂层的制备提供了新策略，有望应用于建筑防污领域。
为了提高超疏水涂层的耐久性，通过设计“基底-黏性自修复聚合物-疏水粒子”自下而上的涂层体系，制备了具有自修复功能的超疏水表面：以含有丰富氢键的超支化聚硅氧烷(HB-PDMS)作为黏性自修复聚合物，通过十四酸(MA)对纳米SiO2进行疏水改性作为疏水粒子以构筑表面粗糙结构。探究了SiO2改性的最佳工艺：当MA与SiO2质量比为1∶1，改性时间为3 h时，所制备的超疏水涂层接触角为152.61°，滚动角为1.9°，具有优异的防污性能。涂层经受刀片划伤后通过简单热处理即可修复划痕，自修复性能优异。与纯铝相比，该复合涂层具有良好的防腐性能，缓蚀效率可达87.53%。此外，经历5次胶带剥离、磨损长度为30 cm的线性耐磨测试、50 min的超声振荡测试、10次温差循环和24 h紫外照射后，接触角依旧保持在150°以上，说明该涂层具有良好的耐候性和机械稳定性。该研究为自修复超疏水涂层的制备提供了新策略，有望应用于建筑防污领域。
2024, 41(1): 240-249.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230417.002
摘要:
为提高活性物质的利用率，选取壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮作为基材，以甘油为增塑剂、戊二醛为交联剂、茶多酚为抗氧化剂制备了具有pH响应的负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜。通过SEM、FTIR表征薄膜的微观结构，测试了薄膜的水蒸气透过率、力学性能、溶胀度、凝胶含量及抗氧化能力，进而通过测定不同pH值环境下水凝胶膜中茶多酚的释放速率，探究其pH响应性，构建动力学模型确定茶多酚的释放规律。结果表明：交联剂与壳聚糖之间的相互作用形成了稳定的水凝胶结构，而茶多酚的加入使各组分之间的交联强度进一步提高，结构更加稳定；交联剂和茶多酚的加入在整体上改善了薄膜的理化性质，水凝胶膜水蒸气透过率为(0.159±0.010) g·mm/(m2·h·kPa)、抗拉强度为(40.58±2.11) MPa、断裂伸长率为62.32%±3.50%、溶胀平衡时的溶胀度为346.27%±3.16%、凝胶含量为87.94%±0.50%，抗氧化活性相对于传统薄膜提高了近5倍；负载茶多酚的水凝胶膜能够对pH变化有效响应，当pH值越小，茶多酚的累积释放率越大，相对于Higuchi、Ritger-Peppas模型，茶多酚的释放规律与一级动力学模型相吻合。负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜能够有效实现茶多酚等活性物质的pH响应释放，有潜力应用于食品包装领域。
为提高活性物质的利用率，选取壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮作为基材，以甘油为增塑剂、戊二醛为交联剂、茶多酚为抗氧化剂制备了具有pH响应的负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜。通过SEM、FTIR表征薄膜的微观结构，测试了薄膜的水蒸气透过率、力学性能、溶胀度、凝胶含量及抗氧化能力，进而通过测定不同pH值环境下水凝胶膜中茶多酚的释放速率，探究其pH响应性，构建动力学模型确定茶多酚的释放规律。结果表明：交联剂与壳聚糖之间的相互作用形成了稳定的水凝胶结构，而茶多酚的加入使各组分之间的交联强度进一步提高，结构更加稳定；交联剂和茶多酚的加入在整体上改善了薄膜的理化性质，水凝胶膜水蒸气透过率为(0.159±0.010) g·mm/(m2·h·kPa)、抗拉强度为(40.58±2.11) MPa、断裂伸长率为62.32%±3.50%、溶胀平衡时的溶胀度为346.27%±3.16%、凝胶含量为87.94%±0.50%，抗氧化活性相对于传统薄膜提高了近5倍；负载茶多酚的水凝胶膜能够对pH变化有效响应，当pH值越小，茶多酚的累积释放率越大，相对于Higuchi、Ritger-Peppas模型，茶多酚的释放规律与一级动力学模型相吻合。负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜能够有效实现茶多酚等活性物质的pH响应释放，有潜力应用于食品包装领域。
2024, 41(1): 250-260.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230504.003
摘要:
本文通过溶液-熔融共混法制备了石墨烯-碳纳米管-聚乳酸/聚乙二醇(Gr-CNT-PLA/PEG)相变储能复合材料，详细探究了导电粒子和PEG对PLA相变储能复合材料结晶性能、导电性能和温敏响应行为的影响。在溶液-熔融共混过程中，二维结构的石墨烯和一维结构的碳纳米管在热力学和动力学因素的作用下可以物理复配为三维结构的Gr-CNT杂化粒子，改善导电粒子在复合材料内部的分散性，使复合材料具有较低的导电逾渗域值，约为0.51wt%。此外，在PEG相变储能材料和导电粒子的作用下，进一步改善了Gr-CNT-PLA/PEG复合材料的导电性能和结晶性能，结晶温度从100℃(PLA)提高到了约130℃((Gr-CNT50)0.6-PLA/PEG10)。在恒温温度-电阻测试中发现Gr-CNT-PLA/PEG复合材料的电导率随等温热处理温度的提高表现出先降低后升高的现象；在循环变温温度-电阻测试中，Gr-CNT-PLA复合材料在37℃到140℃的循环温度区间内表现出了低温正温度系数(PTC)和高温负温度系数(NTC)效应；而通过相变储能材料PEG和循环温度值的协同调控，Gr-CNT-PLA/PEG复合材料在降温过程中表现出良好的相转变储能平台，成功地实现了复合材料单调的PTC效应和高温度灵敏度，灵敏度(ΔR/R0)可达3000%；且随着PEG质量含量的提高可以有效地实现复合材料的储能平台越宽，可达16.28 min，为高灵敏度温度传感器的制备奠定了基础。
本文通过溶液-熔融共混法制备了石墨烯-碳纳米管-聚乳酸/聚乙二醇(Gr-CNT-PLA/PEG)相变储能复合材料，详细探究了导电粒子和PEG对PLA相变储能复合材料结晶性能、导电性能和温敏响应行为的影响。在溶液-熔融共混过程中，二维结构的石墨烯和一维结构的碳纳米管在热力学和动力学因素的作用下可以物理复配为三维结构的Gr-CNT杂化粒子，改善导电粒子在复合材料内部的分散性，使复合材料具有较低的导电逾渗域值，约为0.51wt%。此外，在PEG相变储能材料和导电粒子的作用下，进一步改善了Gr-CNT-PLA/PEG复合材料的导电性能和结晶性能，结晶温度从100℃(PLA)提高到了约130℃((Gr-CNT50)0.6-PLA/PEG10)。在恒温温度-电阻测试中发现Gr-CNT-PLA/PEG复合材料的电导率随等温热处理温度的提高表现出先降低后升高的现象；在循环变温温度-电阻测试中，Gr-CNT-PLA复合材料在37℃到140℃的循环温度区间内表现出了低温正温度系数(PTC)和高温负温度系数(NTC)效应；而通过相变储能材料PEG和循环温度值的协同调控，Gr-CNT-PLA/PEG复合材料在降温过程中表现出良好的相转变储能平台，成功地实现了复合材料单调的PTC效应和高温度灵敏度，灵敏度(ΔR/R0)可达3000%；且随着PEG质量含量的提高可以有效地实现复合材料的储能平台越宽，可达16.28 min，为高灵敏度温度传感器的制备奠定了基础。
2024, 41(1): 261-270.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230504.001
摘要:
用于制备水性阻尼涂层的苯丙乳液需进一步提升阻尼因子并拓宽有效阻尼温域范围。为改进苯丙乳液阻尼性能，本文以油酸(OA)修饰的纳米Fe3O4 (OA-Fe3O4)为被包覆填料，采用细乳液聚合法制备了Fe3O4/聚(苯乙烯-丙烯酸异辛酯) (Fe3O4/P(St-2-EHA))复合乳液，使用FTIR、XRD、TEM、SEM、DLS、TG和DMA等方法对复合乳液及其胶膜进行表征，研究了共聚物组成、纳米Fe3O4表面特性与掺量对乳液及胶膜结构与性能的影响。结果表明，OA-Fe3O4颗粒的直接团聚现象减弱，在复合乳液中的分散性显著改善。单体St与2-EHA质量比为5∶5时，所得P(St-2-EHA)胶膜具有最高的损耗因子(tanδ)峰值1.926。当OA-Fe3O4用量为St、2-EHA 总质量的10wt%时，所得Fe3O4/P(St-2-EHA)复合胶膜的性能最佳，其tanδ峰值和有效阻尼温域分别为2.066和59.2℃，均优于纯P(St-2-EHA)胶膜和共混法制备的复合胶膜；其吸水率比后两者分别降低3.4%和10.4%，且初始热分解温度升高，热稳定性改善。
用于制备水性阻尼涂层的苯丙乳液需进一步提升阻尼因子并拓宽有效阻尼温域范围。为改进苯丙乳液阻尼性能，本文以油酸(OA)修饰的纳米Fe3O4 (OA-Fe3O4)为被包覆填料，采用细乳液聚合法制备了Fe3O4/聚(苯乙烯-丙烯酸异辛酯) (Fe3O4/P(St-2-EHA))复合乳液，使用FTIR、XRD、TEM、SEM、DLS、TG和DMA等方法对复合乳液及其胶膜进行表征，研究了共聚物组成、纳米Fe3O4表面特性与掺量对乳液及胶膜结构与性能的影响。结果表明，OA-Fe3O4颗粒的直接团聚现象减弱，在复合乳液中的分散性显著改善。单体St与2-EHA质量比为5∶5时，所得P(St-2-EHA)胶膜具有最高的损耗因子(tanδ)峰值1.926。当OA-Fe3O4用量为St、2-EHA 总质量的10wt%时，所得Fe3O4/P(St-2-EHA)复合胶膜的性能最佳，其tanδ峰值和有效阻尼温域分别为2.066和59.2℃，均优于纯P(St-2-EHA)胶膜和共混法制备的复合胶膜；其吸水率比后两者分别降低3.4%和10.4%，且初始热分解温度升高，热稳定性改善。
2024, 41(1): 271-280.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230524.001
摘要:
本文分别以传统酚醛树脂和新型有机硅树脂为树脂基体，针刺缝合石英纤维织物为增强材料，双层电阻性超材料为吸波层，采用高压树脂传递模塑成型工艺(HP-RTM)制备了两种烧蚀防热/吸波多功能一体化复合材料。系统研究了材料的微观组织、力学性能及烧蚀对其吸波性能的影响机制。结果表明：采用传统酚醛树脂和有机硅树脂制备的两种多功能一体化复合材料组织均匀、力学性能优异，材料在2~18 GHz的平均反射率低于−10 dB，尤其在S、C、X中低频段吸波性能优异，吸收率大于90%的有效带宽大于9 GHz，这主要归因于介质层的良好透波性和双层超材料的谐振吸波效应。然而，酚醛树脂基一体化复合材料在石英灯烧蚀后，表面形成了高电导率的连续碳层，成为雷达波强反射体，导致其吸波性能几乎全部丧失，相比之下，由于有机硅树脂基一体化复合材料在烧蚀后残碳量少、不连续，其吸波性能没有明显降低，仅波形向高频偏移了2 dB，该材料在高温烧蚀隐身领域具有较大的应用潜力。
本文分别以传统酚醛树脂和新型有机硅树脂为树脂基体，针刺缝合石英纤维织物为增强材料，双层电阻性超材料为吸波层，采用高压树脂传递模塑成型工艺(HP-RTM)制备了两种烧蚀防热/吸波多功能一体化复合材料。系统研究了材料的微观组织、力学性能及烧蚀对其吸波性能的影响机制。结果表明：采用传统酚醛树脂和有机硅树脂制备的两种多功能一体化复合材料组织均匀、力学性能优异，材料在2~18 GHz的平均反射率低于−10 dB，尤其在S、C、X中低频段吸波性能优异，吸收率大于90%的有效带宽大于9 GHz，这主要归因于介质层的良好透波性和双层超材料的谐振吸波效应。然而，酚醛树脂基一体化复合材料在石英灯烧蚀后，表面形成了高电导率的连续碳层，成为雷达波强反射体，导致其吸波性能几乎全部丧失，相比之下，由于有机硅树脂基一体化复合材料在烧蚀后残碳量少、不连续，其吸波性能没有明显降低，仅波形向高频偏移了2 dB，该材料在高温烧蚀隐身领域具有较大的应用潜力。
2024, 41(1): 281-292.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230511.005
摘要:
形貌结构的调控对材料的电化学性能具有重要影响。本文采用溶剂热法结合煅烧在不同溶剂比及温度下合成不同形貌结构的钴酸镍，利用XRD及SEM和TEM等对样品的物相组成及形貌结构进行了表征，并对其电化学性能进行了分析。结果表明：当水与乙醇体积比为1∶1时，样品为中空的海胆状NiCo2O4，随着水比例的增加，形貌逐渐转变为规则的中心放射状的针状形貌，且有第二相物质的存在。在水与乙醇体积比为1∶1时，随着温度的增加，形貌主要由毛绒球向花状、海胆状、中心放射状的针状过渡，而样品均为纯NiCo2O4。90℃合成的样品具有较好的电化学性能，在1 A·g−1电流密度下，比电容高达1287.5 F·g−1，当扫速从20~100 mV·s−1变化时，电容保持率达到59.4%，循环1500圈，比电容保持率高达80.1%，此外，在整个电化学反应过程中扩散控制过程起主导作用。
形貌结构的调控对材料的电化学性能具有重要影响。本文采用溶剂热法结合煅烧在不同溶剂比及温度下合成不同形貌结构的钴酸镍，利用XRD及SEM和TEM等对样品的物相组成及形貌结构进行了表征，并对其电化学性能进行了分析。结果表明：当水与乙醇体积比为1∶1时，样品为中空的海胆状NiCo2O4，随着水比例的增加，形貌逐渐转变为规则的中心放射状的针状形貌，且有第二相物质的存在。在水与乙醇体积比为1∶1时，随着温度的增加，形貌主要由毛绒球向花状、海胆状、中心放射状的针状过渡，而样品均为纯NiCo2O4。90℃合成的样品具有较好的电化学性能，在1 A·g−1电流密度下，比电容高达1287.5 F·g−1，当扫速从20~100 mV·s−1变化时，电容保持率达到59.4%，循环1500圈，比电容保持率高达80.1%，此外，在整个电化学反应过程中扩散控制过程起主导作用。
2024, 41(1): 293-306.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230425.004
摘要:
随着废水零排放的标准与要求不断深化，高效可持续的膜分离水处理技术成为研究热点，但面临着水通量低、易污染等问题。本研究通过石墨相氮化碳(g-C3N4)、细菌纤维素(BC)和硫化铋(Bi2S3)三者的有机结合，经真空辅助抽滤法制备得到光催化自清洁复合膜。通过一系列表征手段对粉末及膜材料进行物相结构与元素能态分析，研究了g-C3N4和Bi2S3不同添加量对复合膜染料分离性能的影响规律，探讨了两者在光催化下对染料的降解机制。结果表明，60wt%的g-C3N4、10wt%的BC、30wt%的Bi2S3与复合膜的综合性能最佳，水通量和截留率分别为23.48 L·m−2· h−1和100%，长时间过滤中依然保持16.65 L·m−2·h−1的水通量和90%左右的染料截留，在光照下浸泡3 h后通量恢复率达到96.5%，表明了该膜具有良好的光催化自清洁性能。该研究为高通量、可持续分离膜的设计提供了新的思路及基础探索。
随着废水零排放的标准与要求不断深化，高效可持续的膜分离水处理技术成为研究热点，但面临着水通量低、易污染等问题。本研究通过石墨相氮化碳(g-C3N4)、细菌纤维素(BC)和硫化铋(Bi2S3)三者的有机结合，经真空辅助抽滤法制备得到光催化自清洁复合膜。通过一系列表征手段对粉末及膜材料进行物相结构与元素能态分析，研究了g-C3N4和Bi2S3不同添加量对复合膜染料分离性能的影响规律，探讨了两者在光催化下对染料的降解机制。结果表明，60wt%的g-C3N4、10wt%的BC、30wt%的Bi2S3与复合膜的综合性能最佳，水通量和截留率分别为23.48 L·m−2· h−1和100%，长时间过滤中依然保持16.65 L·m−2·h−1的水通量和90%左右的染料截留，在光照下浸泡3 h后通量恢复率达到96.5%，表明了该膜具有良好的光催化自清洁性能。该研究为高通量、可持续分离膜的设计提供了新的思路及基础探索。
2024, 41(1): 307-314.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230523.004
摘要:
Janus笼独特的内外表面化学性质或组成的非对称性使其可以用作特殊微容器，用于分离富集、传输和受限反应等。在一定程度上，更大的孔径能够加强Janus笼和环境之间的物质传输效率。本文介绍了一种两步制备具有pH响应性的大孔径磁性有机/无机复合Janus笼的方法。首先是通过乳液界面硅烷偶联剂的溶胶凝胶和两种表面活性剂在界面微相分离制备支撑性良好、表面孔径可调的磁性无机Janus笼。其内表面修饰上的卤素基团可通过可控自由基聚合接枝上pH响应性聚合物得到聚合物/无机复合功能Janus笼。通过SEM、TEM、FTIR及TGA对复合Janus笼进行表征，其粒径在1~3 μm，孔径在40 nm~1 μm可调，聚合物的质量占复合笼的41.7wt%。制备的复合Janus笼可以通过改变环境pH值控制其对油相的富集和释放，并可同时通过磁操控实现定向传输，有望用于药物装载和体内靶向释放等领域。
Janus笼独特的内外表面化学性质或组成的非对称性使其可以用作特殊微容器，用于分离富集、传输和受限反应等。在一定程度上，更大的孔径能够加强Janus笼和环境之间的物质传输效率。本文介绍了一种两步制备具有pH响应性的大孔径磁性有机/无机复合Janus笼的方法。首先是通过乳液界面硅烷偶联剂的溶胶凝胶和两种表面活性剂在界面微相分离制备支撑性良好、表面孔径可调的磁性无机Janus笼。其内表面修饰上的卤素基团可通过可控自由基聚合接枝上pH响应性聚合物得到聚合物/无机复合功能Janus笼。通过SEM、TEM、FTIR及TGA对复合Janus笼进行表征，其粒径在1~3 μm，孔径在40 nm~1 μm可调，聚合物的质量占复合笼的41.7wt%。制备的复合Janus笼可以通过改变环境pH值控制其对油相的富集和释放，并可同时通过磁操控实现定向传输，有望用于药物装载和体内靶向释放等领域。
2024, 41(1): 315-322.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230509.003
摘要:
随着移动通讯、智能制造、汽车电子与电子新能源等新兴领域的快速发展，对磁粉芯的损耗及其他方面的性能提出了更高的要求。将环氧树脂与有机硅树脂进行共混改性，并对磷化处理后的羰基铁粉进行有机绝缘包覆，再对包覆后的磁粉进行压制成型及固化处理制备成铁基磁粉芯(SMCs)。研究了不同成分共混树脂对铁基磁粉芯组织结构与电磁学性能的影响。结果表明，共混树脂通过形成有效的包覆层结构，减少粉末颗粒在压制过程所引入的应变，同时隔离颗粒间的接触以切断涡流，使所制备的磁粉芯密度达到6.82 g/cm3、电阻率高达1.1×106 Ω·cm，并提高了品质因数，降低了高频损耗。当共混树脂由33.3wt%环氧树脂与66.7wt%有机硅树脂组成时，铁基磁粉芯的综合性能最佳，在200 kHz下的功率损耗仅为1182.7 kW/m3。通过选用合适成分的共混树脂包覆剂，进一步优化铁基磁粉芯的磁性能，在中高频领域具有广阔的应用前景。
随着移动通讯、智能制造、汽车电子与电子新能源等新兴领域的快速发展，对磁粉芯的损耗及其他方面的性能提出了更高的要求。将环氧树脂与有机硅树脂进行共混改性，并对磷化处理后的羰基铁粉进行有机绝缘包覆，再对包覆后的磁粉进行压制成型及固化处理制备成铁基磁粉芯(SMCs)。研究了不同成分共混树脂对铁基磁粉芯组织结构与电磁学性能的影响。结果表明，共混树脂通过形成有效的包覆层结构，减少粉末颗粒在压制过程所引入的应变，同时隔离颗粒间的接触以切断涡流，使所制备的磁粉芯密度达到6.82 g/cm3、电阻率高达1.1×106 Ω·cm，并提高了品质因数，降低了高频损耗。当共混树脂由33.3wt%环氧树脂与66.7wt%有机硅树脂组成时，铁基磁粉芯的综合性能最佳，在200 kHz下的功率损耗仅为1182.7 kW/m3。通过选用合适成分的共混树脂包覆剂，进一步优化铁基磁粉芯的磁性能，在中高频领域具有广阔的应用前景。
2024, 41(1): 323-334.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230522.001
摘要:
为了探究地质聚合物混凝土(GPC)在多轴应力状态下的应力-应变关系，开展了碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)约束GPC圆柱的轴压试验，揭示了GPC在不同约束条件下的应力-应变曲线特征，据此建立了完整的轴向应力-应变模型、抗压强度模型和极限轴向压应变模型，特别是针对CFRP约束普通强度GPC，提出了新的模型参数表达式，并利用文献试验结果予以验证。结果表明：抗压强度模型具有良好的预测能力，预测值的平均绝对误差为3.55%；极限轴向压应变模型也能较精准地对其他研究的试验结果做出预测，预测值的平均绝对误差为17.03%。新的轴向应力-应变模型参数表达式不仅适用于CFRP约束高强GPC也适用于CFRP约束普通强度GPC。
为了探究地质聚合物混凝土(GPC)在多轴应力状态下的应力-应变关系，开展了碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)约束GPC圆柱的轴压试验，揭示了GPC在不同约束条件下的应力-应变曲线特征，据此建立了完整的轴向应力-应变模型、抗压强度模型和极限轴向压应变模型，特别是针对CFRP约束普通强度GPC，提出了新的模型参数表达式，并利用文献试验结果予以验证。结果表明：抗压强度模型具有良好的预测能力，预测值的平均绝对误差为3.55%；极限轴向压应变模型也能较精准地对其他研究的试验结果做出预测，预测值的平均绝对误差为17.03%。新的轴向应力-应变模型参数表达式不仅适用于CFRP约束高强GPC也适用于CFRP约束普通强度GPC。
2024, 41(1): 323-332.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230516.003
摘要:
连续玻璃纤维增强聚丙烯(GFRPP)复合材料杆集成了热塑性树脂可多次成型、环境友好、可回收利用和玻璃纤维高应变、低成本等优点，在混凝土结构领域，GFRPP复合材料有望替代钢筋和热固性纤维增强聚合物(FRP)筋成为新型热塑性复合材料。本文采用加速实验研究了模拟海水-海砂混凝土环境下GFRPP杆的水吸收及层间剪切性能长期演化规律与退化机制。研究结果表明：GFRPP杆吸水行为符合Fick定律，21℃、40℃和60℃浸泡温度下GFRPP杆的饱和吸水率分别为0.63%、0.78%和0.81%；经120天21℃、40℃和60℃模拟海水-海砂混凝土孔溶液浸泡后，GFRPP杆层间剪切强度保留率分别为80.5%、72.8%和66.5%。最后，结合SEM和FTIR表征技术，揭示模拟海水-海砂混凝土孔溶液浸泡下GFRPP杆性能退化机制。
连续玻璃纤维增强聚丙烯(GFRPP)复合材料杆集成了热塑性树脂可多次成型、环境友好、可回收利用和玻璃纤维高应变、低成本等优点，在混凝土结构领域，GFRPP复合材料有望替代钢筋和热固性纤维增强聚合物(FRP)筋成为新型热塑性复合材料。本文采用加速实验研究了模拟海水-海砂混凝土环境下GFRPP杆的水吸收及层间剪切性能长期演化规律与退化机制。研究结果表明：GFRPP杆吸水行为符合Fick定律，21℃、40℃和60℃浸泡温度下GFRPP杆的饱和吸水率分别为0.63%、0.78%和0.81%；经120天21℃、40℃和60℃模拟海水-海砂混凝土孔溶液浸泡后，GFRPP杆层间剪切强度保留率分别为80.5%、72.8%和66.5%。最后，结合SEM和FTIR表征技术，揭示模拟海水-海砂混凝土孔溶液浸泡下GFRPP杆性能退化机制。
2024, 41(1): 333-347.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230612.003
摘要:
针对蒸汽养护易引起混凝土初始损伤及耐久性差等问题。本文采用纳米水化硅酸钙-聚羧酸醚复合材料(n-C-S-H-PCE)制备免蒸养高强混凝土。通过水化热、低场核磁等试验研究了n-C-S-H-PCE对混凝土抗压强度、水化速率、孔径分布、自收缩及耐久性的影响。结果表明：纳米水化硅酸钙(C-S-H)晶核为水化产物提供了成核位点，降低了成核的临界离子浓度Ksp，诱导期和加速期显著提前，显著提高了混凝土早期抗压强度，1天混凝土抗压强度提高64%，且28天以后混凝土没有发生强度倒缩。掺入n-C-S-H-PCE后，混凝土基体孔径细化，凝胶孔和毛细孔比例均增加，导致混凝土自干燥过程中毛细孔负压增大，增大混凝土自收缩；然而，混凝土基体的最可几孔径和50~100 nm孔隙累计体积降低，提高了混凝土的抗氯离子侵蚀性能；孔径大于14 nm (临界孔径)的孔隙含量降低(由0.0287 mL/g降低到0.0156 mL/g)，从而提高了混凝土的抗冻性能；此外，掺入n-C-S-H-PCE后，混凝土孔隙率降低，且随着矿粉掺量的增加，铝酸钙相和Ca2+的浓度降低，混凝土抗硫酸盐侵蚀能力提高。该研究为免蒸养、低收缩、高耐久、高强混凝土制备与应用提供了理论依据。
针对蒸汽养护易引起混凝土初始损伤及耐久性差等问题。本文采用纳米水化硅酸钙-聚羧酸醚复合材料(n-C-S-H-PCE)制备免蒸养高强混凝土。通过水化热、低场核磁等试验研究了n-C-S-H-PCE对混凝土抗压强度、水化速率、孔径分布、自收缩及耐久性的影响。结果表明：纳米水化硅酸钙(C-S-H)晶核为水化产物提供了成核位点，降低了成核的临界离子浓度Ksp，诱导期和加速期显著提前，显著提高了混凝土早期抗压强度，1天混凝土抗压强度提高64%，且28天以后混凝土没有发生强度倒缩。掺入n-C-S-H-PCE后，混凝土基体孔径细化，凝胶孔和毛细孔比例均增加，导致混凝土自干燥过程中毛细孔负压增大，增大混凝土自收缩；然而，混凝土基体的最可几孔径和50~100 nm孔隙累计体积降低，提高了混凝土的抗氯离子侵蚀性能；孔径大于14 nm (临界孔径)的孔隙含量降低(由0.0287 mL/g降低到0.0156 mL/g)，从而提高了混凝土的抗冻性能；此外，掺入n-C-S-H-PCE后，混凝土孔隙率降低，且随着矿粉掺量的增加，铝酸钙相和Ca2+的浓度降低，混凝土抗硫酸盐侵蚀能力提高。该研究为免蒸养、低收缩、高耐久、高强混凝土制备与应用提供了理论依据。
2024, 41(1): 348-360.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230529.004
摘要:
以沙漠砂(DS)和粉煤灰微珠(FAC)部分代替河砂，并掺入聚合物乳液(PL)制备新型陶粒混凝土—粉煤灰微珠-沙漠砂陶粒混凝土(FDCC)。通过单因素变量研究DS替代率、FAC替代率和PL掺量对FDCC工作性能及力学性能影响规律，并建立了FDCC抗压强度预测模型。研究结果表明：DS和FAC可部分替代河砂用于制备轻骨料混凝土。FDCC表观密度与抗压强度呈线性关系，坍落度随DS替代率的增加而降低，随FAC替代率和PL掺量的增加而增加。FDCC抗压强度随DS替代率增加先上升后下降，随FAC替代率增加先下降后上升。DS、FAC最优替代率及PL最优掺量分别为20vol%、30vol%和1wt%。FDCC劈裂抗拉强度随DS替代率、FAC替代率和PL掺量增加而降低。DS和FAC的掺入能促进水化产物生成，对FDCC混凝土微观结构有利。
以沙漠砂(DS)和粉煤灰微珠(FAC)部分代替河砂，并掺入聚合物乳液(PL)制备新型陶粒混凝土—粉煤灰微珠-沙漠砂陶粒混凝土(FDCC)。通过单因素变量研究DS替代率、FAC替代率和PL掺量对FDCC工作性能及力学性能影响规律，并建立了FDCC抗压强度预测模型。研究结果表明：DS和FAC可部分替代河砂用于制备轻骨料混凝土。FDCC表观密度与抗压强度呈线性关系，坍落度随DS替代率的增加而降低，随FAC替代率和PL掺量的增加而增加。FDCC抗压强度随DS替代率增加先上升后下降，随FAC替代率增加先下降后上升。DS、FAC最优替代率及PL最优掺量分别为20vol%、30vol%和1wt%。FDCC劈裂抗拉强度随DS替代率、FAC替代率和PL掺量增加而降低。DS和FAC的掺入能促进水化产物生成，对FDCC混凝土微观结构有利。
2024, 41(1): 350-361.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230529.003
摘要:
为进一步提升酶诱导碳酸盐沉淀(EICP)固化砂土的抗剪强度特性，改善固化砂土的脆性破坏特征，向未固化砂土中添加废弃的一次性口罩进行改良。基于三轴压缩试验等，研究不同口罩纤维掺量对EICP固化砂土抗剪强度的影响，并分析改变EICP滴注轮次和砂土初始相对密实度后，改良砂土的抗剪强度特性和口罩加筋效益的变化情况。结果表明：口罩最优掺量为0.2%，不同围压下可以使改良砂土的峰值偏应力提高59.9%~34%，黏聚力提高188%，内摩擦角提高14.5%，且能有效减少峰后强度损失，改善固化砂土的脆性破坏特征；增加滴注轮次和相对密实度可以提高峰值偏应力、黏聚力和内摩擦角，但口罩的加筋效果略微减弱；碳酸钙生成率随滴注轮次增加而增大，随相对密实度增加而减小，加筋可以提高碳酸钙生成率。
为进一步提升酶诱导碳酸盐沉淀(EICP)固化砂土的抗剪强度特性，改善固化砂土的脆性破坏特征，向未固化砂土中添加废弃的一次性口罩进行改良。基于三轴压缩试验等，研究不同口罩纤维掺量对EICP固化砂土抗剪强度的影响，并分析改变EICP滴注轮次和砂土初始相对密实度后，改良砂土的抗剪强度特性和口罩加筋效益的变化情况。结果表明：口罩最优掺量为0.2%，不同围压下可以使改良砂土的峰值偏应力提高59.9%~34%，黏聚力提高188%，内摩擦角提高14.5%，且能有效减少峰后强度损失，改善固化砂土的脆性破坏特征；增加滴注轮次和相对密实度可以提高峰值偏应力、黏聚力和内摩擦角，但口罩的加筋效果略微减弱；碳酸钙生成率随滴注轮次增加而增大，随相对密实度增加而减小，加筋可以提高碳酸钙生成率。
2024, 41(1): 361-372.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230529.005
摘要:
热电水泥基复合材料可以将建筑物环境中的热能转化成电能，作为一种新型的能源转换途径，近年来受到了广泛关注和研究。热电水泥基复合材料在应用过程中存在最佳工作温度与环境温度不匹配的问题及热电转换效率过低，制约了热电水泥的应用。本文将熔融共混制备的膨胀石墨(EG)/石蜡(PW)相变复合材料掺入水泥基材料中，制备相变膨胀石墨/水泥复合材料。研究相变复合材料掺入量对水泥基材料热电性能的影响。相变复合材料含量的增加调节了水泥基复合材料最佳热电性能的温度区间。测试结果表明热电性能最大值对应的温度点由55℃调节至60℃和65℃，其对应的Seebeck系数分别为−24.65、−30.97和−30.90 μV/K，功率因数分别为1.39、1.57和1.67 μW·m−1·K−2；热电优值(ZT)分别为5.53×10−5、6.50×10−5和7.07×10−5。相变复合材料在相变过程中吸收热量，降低了水泥基材料的升温速率，削弱了因温度升高导致载流子浓度增加引起Seebeck系数的下降，调节了水泥基材料功率因数峰值对应的温度区间，调控了热电水泥基复合材料的使用温度范围。本文为改善热电水泥基复合材料性能提供了新的途径和方法。
热电水泥基复合材料可以将建筑物环境中的热能转化成电能，作为一种新型的能源转换途径，近年来受到了广泛关注和研究。热电水泥基复合材料在应用过程中存在最佳工作温度与环境温度不匹配的问题及热电转换效率过低，制约了热电水泥的应用。本文将熔融共混制备的膨胀石墨(EG)/石蜡(PW)相变复合材料掺入水泥基材料中，制备相变膨胀石墨/水泥复合材料。研究相变复合材料掺入量对水泥基材料热电性能的影响。相变复合材料含量的增加调节了水泥基复合材料最佳热电性能的温度区间。测试结果表明热电性能最大值对应的温度点由55℃调节至60℃和65℃，其对应的Seebeck系数分别为−24.65、−30.97和−30.90 μV/K，功率因数分别为1.39、1.57和1.67 μW·m−1·K−2；热电优值(ZT)分别为5.53×10−5、6.50×10−5和7.07×10−5。相变复合材料在相变过程中吸收热量，降低了水泥基材料的升温速率，削弱了因温度升高导致载流子浓度增加引起Seebeck系数的下降，调节了水泥基材料功率因数峰值对应的温度区间，调控了热电水泥基复合材料的使用温度范围。本文为改善热电水泥基复合材料性能提供了新的途径和方法。
2024, 41(1): 373-382.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230524.003
摘要:
为探究共聚甲醛纤维超高性能水泥基复合材料(UHPFRC)的抗弯力学性能，设计并测试了5组抗弯试件，包括3组纤维单掺型试件和2组纤维混杂型试件。结果表明：共聚甲醛纤维UHPFRC试件中，纤维体积掺量为2vol%时，UHPFRC试件具有更好的抗弯强度，平均强度可达13.4 MPa；适量的共聚甲醛纤维可延缓UHPFRC基体的开裂，增强其裂前变形能力，5组试件中，2vol%共聚甲醛纤维UHPFRC试件的开裂挠度最大，可达0.65 mm；混杂纤维可更好地增强UHPFRC的抗弯强度和韧性，1.5vol%共聚甲醛纤维和1.5vol%钢纤维混掺时，UHPFRC试件抗弯强度可达13.9 MPa，同时该组试件的韧性最好。本文揭示了共聚甲醛纤维在UHPFRC抗弯力学性能方面的作用效果，对其在UHPFRC中的应用及UHPFRC的推广具有重要参考价值。
为探究共聚甲醛纤维超高性能水泥基复合材料(UHPFRC)的抗弯力学性能，设计并测试了5组抗弯试件，包括3组纤维单掺型试件和2组纤维混杂型试件。结果表明：共聚甲醛纤维UHPFRC试件中，纤维体积掺量为2vol%时，UHPFRC试件具有更好的抗弯强度，平均强度可达13.4 MPa；适量的共聚甲醛纤维可延缓UHPFRC基体的开裂，增强其裂前变形能力，5组试件中，2vol%共聚甲醛纤维UHPFRC试件的开裂挠度最大，可达0.65 mm；混杂纤维可更好地增强UHPFRC的抗弯强度和韧性，1.5vol%共聚甲醛纤维和1.5vol%钢纤维混掺时，UHPFRC试件抗弯强度可达13.9 MPa，同时该组试件的韧性最好。本文揭示了共聚甲醛纤维在UHPFRC抗弯力学性能方面的作用效果，对其在UHPFRC中的应用及UHPFRC的推广具有重要参考价值。
2024, 41(1): 383-394.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230529.002
摘要:
通过单轴受拉试验，研究了平直型(短直、长直)和端钩钢纤维混掺的超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete，UHPC)轴心受拉力学性能，基于试验结果分析了钢纤维掺量和混杂配比对UHPC抗拉强度、应变能力、韧性等的影响。结果表明：UHPC轴拉试件发生多缝延性破坏，且宏观主裂缝的倾斜、弯曲程度随端钩纤维的混掺越发明显；混杂短直和端勾钢纤维UHPC的轴拉性能随着端勾纤维掺量的增大而显著提升，而混掺长直和端勾钢纤维UHPC的轴拉性能呈相反变化趋势；混杂钢纤维在UHPC受拉过程中呈现出逐级、分层次、相互作用的阻裂增韧特点，短直和端钩钢纤维掺量均为1.0vol%的UHPC轴拉力学性能最佳，其抗拉强度、应变能力和韧性同比单掺短直纤维试件分别提高28.2%、147%和31.1%。基于实测轴拉应力-应变曲线分析，提出了考虑纤维相互作用和纤维增强因子的混杂钢纤维UHPC轴拉本构模型，与相关试验曲线吻合良好，可用于预测UHPC受拉应力-应变关系。
通过单轴受拉试验，研究了平直型(短直、长直)和端钩钢纤维混掺的超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete，UHPC)轴心受拉力学性能，基于试验结果分析了钢纤维掺量和混杂配比对UHPC抗拉强度、应变能力、韧性等的影响。结果表明：UHPC轴拉试件发生多缝延性破坏，且宏观主裂缝的倾斜、弯曲程度随端钩纤维的混掺越发明显；混杂短直和端勾钢纤维UHPC的轴拉性能随着端勾纤维掺量的增大而显著提升，而混掺长直和端勾钢纤维UHPC的轴拉性能呈相反变化趋势；混杂钢纤维在UHPC受拉过程中呈现出逐级、分层次、相互作用的阻裂增韧特点，短直和端钩钢纤维掺量均为1.0vol%的UHPC轴拉力学性能最佳，其抗拉强度、应变能力和韧性同比单掺短直纤维试件分别提高28.2%、147%和31.1%。基于实测轴拉应力-应变曲线分析，提出了考虑纤维相互作用和纤维增强因子的混杂钢纤维UHPC轴拉本构模型，与相关试验曲线吻合良好，可用于预测UHPC受拉应力-应变关系。
2024, 41(1): 395-403.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230511.004
摘要:
为增强硫氧镁水泥(MOS)的力学性能，本文以煅烧前后硅灰石粉末(WS)作为外掺料，研究了其对 MOS 力学性能的影响，并利用DSC-TG、XRD、FTIR、NMR、SEM、压汞法(MIP)对煅烧前后(1000℃)的硅灰石粉和 WS/MOS 混合体系进行分析。试验表明，煅烧可以激发硅灰石粉中29Si的水化活性，并且煅烧后的硅灰石粉在镁碱环境中可以激发其水化活性导致WS/MOS复合材料的性能更优。硅灰石能增强MOS的力学性能，同时煅烧后的硅灰石粉对WS/MOS复合体系强度的增幅更明显，当煅烧后WS掺量为20wt%时，MOS 28天的抗折强度和抗压强度达到最大值，分别为11.4 MPa和63.4 MPa，增量可达71.4%和21.2%。WS优化了MOS孔隙结构，降低了MOS大于100 nm的孔的比例，煅烧后的WS与MOS具有良好的界面相容性，更有利于MOS的力学性能的提升。
为增强硫氧镁水泥(MOS)的力学性能，本文以煅烧前后硅灰石粉末(WS)作为外掺料，研究了其对 MOS 力学性能的影响，并利用DSC-TG、XRD、FTIR、NMR、SEM、压汞法(MIP)对煅烧前后(1000℃)的硅灰石粉和 WS/MOS 混合体系进行分析。试验表明，煅烧可以激发硅灰石粉中29Si的水化活性，并且煅烧后的硅灰石粉在镁碱环境中可以激发其水化活性导致WS/MOS复合材料的性能更优。硅灰石能增强MOS的力学性能，同时煅烧后的硅灰石粉对WS/MOS复合体系强度的增幅更明显，当煅烧后WS掺量为20wt%时，MOS 28天的抗折强度和抗压强度达到最大值，分别为11.4 MPa和63.4 MPa，增量可达71.4%和21.2%。WS优化了MOS孔隙结构，降低了MOS大于100 nm的孔的比例，煅烧后的WS与MOS具有良好的界面相容性，更有利于MOS的力学性能的提升。
2024, 41(1): 404-413.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230506.001
摘要:
在混凝土中应用珊瑚废弃物是制备适用于远海岛礁建设所需建筑材料的有效策略，然而过量应用珊瑚废弃物会导致混凝土性能急剧降低。为保证砂浆性能的同时提升珊瑚废弃物的应用率，本文联合应用珊瑚砂(CS)和珊瑚粉(CP)分别取代部分骨料和粘结剂制备砂浆，研究了CS取代率对砂浆的力学性能、自收缩和干燥收缩的影响，并结合微观形貌和孔隙结构分析其影响机制。结果表明：相比于未掺加CS的砂浆，联合应用10wt%~40wt%CS和10wt%CP制备的砂浆具有更高的力学性能。当CS的取代率为30wt%时，砂浆的强度最高，并且其28天抗压强度较基准组提升29.5%。同时，随着CS含量的升高，砂浆的自收缩变形降低。当CS的含量为40wt%时，砂浆的28天自收缩变形与基准组相比降低33.74%。另外，掺加CS也有益于降低砂浆的干燥收缩，当CS的取代率为30wt%时砂浆的干燥收缩值达到最低。CS的多孔结构使其与水泥基体间紧密咬合，并且其内养护作用也促进了界面性能的提升。通过氮吸附测试的孔隙结果也表明掺加30wt%的CS使样品的孔隙率降低，但进一步增加CS的掺量不利于样品的孔隙结构发展。
在混凝土中应用珊瑚废弃物是制备适用于远海岛礁建设所需建筑材料的有效策略，然而过量应用珊瑚废弃物会导致混凝土性能急剧降低。为保证砂浆性能的同时提升珊瑚废弃物的应用率，本文联合应用珊瑚砂(CS)和珊瑚粉(CP)分别取代部分骨料和粘结剂制备砂浆，研究了CS取代率对砂浆的力学性能、自收缩和干燥收缩的影响，并结合微观形貌和孔隙结构分析其影响机制。结果表明：相比于未掺加CS的砂浆，联合应用10wt%~40wt%CS和10wt%CP制备的砂浆具有更高的力学性能。当CS的取代率为30wt%时，砂浆的强度最高，并且其28天抗压强度较基准组提升29.5%。同时，随着CS含量的升高，砂浆的自收缩变形降低。当CS的含量为40wt%时，砂浆的28天自收缩变形与基准组相比降低33.74%。另外，掺加CS也有益于降低砂浆的干燥收缩，当CS的取代率为30wt%时砂浆的干燥收缩值达到最低。CS的多孔结构使其与水泥基体间紧密咬合，并且其内养护作用也促进了界面性能的提升。通过氮吸附测试的孔隙结果也表明掺加30wt%的CS使样品的孔隙率降低，但进一步增加CS的掺量不利于样品的孔隙结构发展。
2024, 41(1): 427-445.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230511.003
摘要:
随着化石燃料的快速消耗，能源安全、气候变化问题日益突出，清洁、可持续能源发展技术及储能技术的研究成为热点。本文采用分子动力学模拟和实验研究相结合的方式，展开界面效应对混合硝酸盐复合相变材料(CPCM)热输运特性的影响研究。首先分别采用激光导热仪和差示扫描量热仪测试了CPCM的热导率和比热容。然后使用Materials Studio软件建立共晶状态下不同NaNO3和KNO3配比、不同骨架的CPCM模型，对其热导率和定压比热进行分子动力学模拟计算，通过径向分布函数、界面结合能和体热膨胀系数的变化分析了实验结果的内在机制，进而深入分析了界面效应与混合硝酸盐配比对热物性影响的竞争关系。结果表明：NaNO3与KNO3质量比为4∶6时离子间相互作用弱于其他配比，界面结合能最大，热导率最大。界面结合能的增加对热导率的增强强于离子间相互作用的减弱对热导率的削弱，界面效应在CPCM热导率的变化中占主导地位；CPCM定压比热受离子对比例变化及骨架材料变化的影响，界面结合能及离子间相互作用对定压比热没有明显影响。
随着化石燃料的快速消耗，能源安全、气候变化问题日益突出，清洁、可持续能源发展技术及储能技术的研究成为热点。本文采用分子动力学模拟和实验研究相结合的方式，展开界面效应对混合硝酸盐复合相变材料(CPCM)热输运特性的影响研究。首先分别采用激光导热仪和差示扫描量热仪测试了CPCM的热导率和比热容。然后使用Materials Studio软件建立共晶状态下不同NaNO3和KNO3配比、不同骨架的CPCM模型，对其热导率和定压比热进行分子动力学模拟计算，通过径向分布函数、界面结合能和体热膨胀系数的变化分析了实验结果的内在机制，进而深入分析了界面效应与混合硝酸盐配比对热物性影响的竞争关系。结果表明：NaNO3与KNO3质量比为4∶6时离子间相互作用弱于其他配比，界面结合能最大，热导率最大。界面结合能的增加对热导率的增强强于离子间相互作用的减弱对热导率的削弱，界面效应在CPCM热导率的变化中占主导地位；CPCM定压比热受离子对比例变化及骨架材料变化的影响，界面结合能及离子间相互作用对定压比热没有明显影响。
2024, 41(1): 438-447.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230511.002
摘要:
选用CuAlNi形状记忆合金作为阻尼增强相，设计并制备了新型枣糕状CuAlNi/Al复合材料。制备过程主要由两个步骤组成，首先基于造孔剂颗粒的空间占位和溶除，通过粉末冶金工艺制备了CuAlNi泡沫，随后在此基础上，采用真空负压渗流技术制备了CuAlNi/Al复合材料。详细考察了复合材料的微观结构、阻尼和压缩力学性能。内耗测试表明，CuAlNi/Al复合材料可以实现超高的阻尼能力，远高于相应的Al基体，在室温附近的阻尼值甚至是纯Al的6倍。复合材料优异的阻尼能力不仅来源于CuAlNi合金增强相的高本征阻尼能力，还与CuAlNi和纯Al之间引入的弱结合界面阻尼及复合材料中与残余微孔相关的附加阻尼有关。此外，当CuAlNi/Al复合材料中Al体积分数高于59.5vol%时，具有和纯Al相似的压缩应力-应变曲线和形变机制，但呈现更高的压缩力学强度和能量吸收能力。
选用CuAlNi形状记忆合金作为阻尼增强相，设计并制备了新型枣糕状CuAlNi/Al复合材料。制备过程主要由两个步骤组成，首先基于造孔剂颗粒的空间占位和溶除，通过粉末冶金工艺制备了CuAlNi泡沫，随后在此基础上，采用真空负压渗流技术制备了CuAlNi/Al复合材料。详细考察了复合材料的微观结构、阻尼和压缩力学性能。内耗测试表明，CuAlNi/Al复合材料可以实现超高的阻尼能力，远高于相应的Al基体，在室温附近的阻尼值甚至是纯Al的6倍。复合材料优异的阻尼能力不仅来源于CuAlNi合金增强相的高本征阻尼能力，还与CuAlNi和纯Al之间引入的弱结合界面阻尼及复合材料中与残余微孔相关的附加阻尼有关。此外，当CuAlNi/Al复合材料中Al体积分数高于59.5vol%时，具有和纯Al相似的压缩应力-应变曲线和形变机制，但呈现更高的压缩力学强度和能量吸收能力。
2024, 41(1): 467-480.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230623.002
摘要:
复合材料结构在航空航天、海洋工程和轨道交通等领域中占有重要地位。但由于复合材料在抗冲击性能方面存在缺陷，实时在线的冲击监测技术越来越受到关注。本文提出了基于自适应时间反转聚焦的加筋复材板冲击定位方法。首先，利用结构表面布置的压电传感器网络接收冲击响应信号；然后，利用连续小波变换提取冲击响应信号的窄带Lamb波信号，使用窄带Lamb波信号的包络特征，根据时间反转聚焦原理，构建以冲击位置坐标和窄带Lamb波群速度为变量的虚拟时间反转成像函数；最后，迭代计算不同群速度下对应的虚拟时间反转成像结果，根据不同群速度对应的图像最大像素曲线获得自适应时间反转聚焦图像，从而实现冲击定位。利用尺寸为800 mm×400 mm (长×宽)的加筋编织复材板进行落球冲击实验，验证该方法的有效性。结果表明该方法可以准确的识别冲击位置，且在引入噪声、传感器数量减少和变温情况下仍然具有较好的精度。
复合材料结构在航空航天、海洋工程和轨道交通等领域中占有重要地位。但由于复合材料在抗冲击性能方面存在缺陷，实时在线的冲击监测技术越来越受到关注。本文提出了基于自适应时间反转聚焦的加筋复材板冲击定位方法。首先，利用结构表面布置的压电传感器网络接收冲击响应信号；然后，利用连续小波变换提取冲击响应信号的窄带Lamb波信号，使用窄带Lamb波信号的包络特征，根据时间反转聚焦原理，构建以冲击位置坐标和窄带Lamb波群速度为变量的虚拟时间反转成像函数；最后，迭代计算不同群速度下对应的虚拟时间反转成像结果，根据不同群速度对应的图像最大像素曲线获得自适应时间反转聚焦图像，从而实现冲击定位。利用尺寸为800 mm×400 mm (长×宽)的加筋编织复材板进行落球冲击实验，验证该方法的有效性。结果表明该方法可以准确的识别冲击位置，且在引入噪声、传感器数量减少和变温情况下仍然具有较好的精度。
2024, 41(1): 467-476.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230516.001
摘要:
负泊松比材料作为一种新型的超材料，鉴于其优异的力学性能，在航天、航空、工业、医药科学等领域具有广泛的应用前景。为得到性能、结构可主动调节的超材料，首先以负泊松比结构为基础，结合形状记忆智能材料，设计出性能可调控的超材料结构单元模型。然后通过基本梁理论计算，获得宏观结构泊松比正负转变与刚体结构之间的临界参数。其次，通过有限元仿真，确定材料泊松比正负调节与填充单元组合比例及排列方式之间的关系。最后对这种二维结构材料的振动特性和力学性能进行了详细的分析。结果表明：这种材料在调节结构力学性能和振动调控方面表现出优异的性能。调节内部单元的填充形式和排列方式，可以得到不同的力学性能和吸能效果；同时，通过引入形状记忆材料和微结构，使材料表现出优异的宏观结构和刚度智能调节性能。
负泊松比材料作为一种新型的超材料，鉴于其优异的力学性能，在航天、航空、工业、医药科学等领域具有广泛的应用前景。为得到性能、结构可主动调节的超材料，首先以负泊松比结构为基础，结合形状记忆智能材料，设计出性能可调控的超材料结构单元模型。然后通过基本梁理论计算，获得宏观结构泊松比正负转变与刚体结构之间的临界参数。其次，通过有限元仿真，确定材料泊松比正负调节与填充单元组合比例及排列方式之间的关系。最后对这种二维结构材料的振动特性和力学性能进行了详细的分析。结果表明：这种材料在调节结构力学性能和振动调控方面表现出优异的性能。调节内部单元的填充形式和排列方式，可以得到不同的力学性能和吸能效果；同时，通过引入形状记忆材料和微结构，使材料表现出优异的宏观结构和刚度智能调节性能。
2024, 41(1): 477-484.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230609.001
摘要:
负泊松比结构作为一种典型的超材料结构，凭借其独特的变形机制与吸能特性，在航空航天、汽车交通等领域被广泛应用，但关于其减振特性的研究相对较少，研发同时具有高承载和优异缓冲吸能、阻尼减振等性能的多功能负泊松比结构的研究则更稀缺。受星形及内凹形负泊松比结构启发，提出了一种新型手性负泊松比结构，设计并使用3D打印技术制备了4种不同几何参数的构型。在前期的研究中，已发现该新型结构表现出优异的静力学性能及能量吸收特性。基于此，本文通过实验与数值模拟相结合的方式表征新型结构的减振性能，并与传统非手性负泊松比结构进行了对比。研究结果表明：该新型手性负泊松比结构负泊松比效应越强，减振性能越优。相关结果与规律可为新型手性负泊松比减振结构的设计提供理论指导。
负泊松比结构作为一种典型的超材料结构，凭借其独特的变形机制与吸能特性，在航空航天、汽车交通等领域被广泛应用，但关于其减振特性的研究相对较少，研发同时具有高承载和优异缓冲吸能、阻尼减振等性能的多功能负泊松比结构的研究则更稀缺。受星形及内凹形负泊松比结构启发，提出了一种新型手性负泊松比结构，设计并使用3D打印技术制备了4种不同几何参数的构型。在前期的研究中，已发现该新型结构表现出优异的静力学性能及能量吸收特性。基于此，本文通过实验与数值模拟相结合的方式表征新型结构的减振性能，并与传统非手性负泊松比结构进行了对比。研究结果表明：该新型手性负泊松比结构负泊松比效应越强，减振性能越优。相关结果与规律可为新型手性负泊松比减振结构的设计提供理论指导。
2024, 41(1): 495-506.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230411.001
摘要:
从宏观、微观角度分别对S2/430LV在热-力联合作用下拉伸损伤失效模式和高温热损伤形貌进行研究，并应用DMA和TG等技术手段对材料进行热性能分析，重点揭示了S2/430LV拉伸试样在20~180℃拉伸损伤失效机制及拉伸强度/模量随温度变化规律，并进行预报。研究表明：随着环境温度的增加，430LV树脂软化程度和流动性增加，树脂与纤维丝束粘接能力降低；在热-力联合作用下，拉伸强度和模量随着温度升高而降低，并且均在100℃附近降低最快；试样失效模式随着温度增加也发生变化，在100℃之前，失效模式表现为纤维完全断裂破坏，应力-应变曲线呈显著线弹性特征，但在100℃以后，失效模式变为层间分层失效，失效模式的变化也对材料拉伸承载方式产生一定影响，导致拉伸模量保留率高于强度保留率，应力-应变曲线也出现凹曲线特征；根据Gibson预报模型和Bisby预报模型，利用Origin软件快速、准确获取预报模型未知参数最优值，发现两种模型拟合结果与试验结果高度吻合。
从宏观、微观角度分别对S2/430LV在热-力联合作用下拉伸损伤失效模式和高温热损伤形貌进行研究，并应用DMA和TG等技术手段对材料进行热性能分析，重点揭示了S2/430LV拉伸试样在20~180℃拉伸损伤失效机制及拉伸强度/模量随温度变化规律，并进行预报。研究表明：随着环境温度的增加，430LV树脂软化程度和流动性增加，树脂与纤维丝束粘接能力降低；在热-力联合作用下，拉伸强度和模量随着温度升高而降低，并且均在100℃附近降低最快；试样失效模式随着温度增加也发生变化，在100℃之前，失效模式表现为纤维完全断裂破坏，应力-应变曲线呈显著线弹性特征，但在100℃以后，失效模式变为层间分层失效，失效模式的变化也对材料拉伸承载方式产生一定影响，导致拉伸模量保留率高于强度保留率，应力-应变曲线也出现凹曲线特征；根据Gibson预报模型和Bisby预报模型，利用Origin软件快速、准确获取预报模型未知参数最优值，发现两种模型拟合结果与试验结果高度吻合。
2024, 41(1): 521-532.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230526.001
摘要:
对S2/430LV进行热-力联合作用下压缩性能试验研究，重点揭示S2/430LV在20~180℃压缩损伤失效机制及强度/模量随温度变化规律；提出一种基于Ha-Springer模型的分段曲线拟合方法，并对强度/模量随温度变化规律进行预报。研究表明：在热-力联合作用下，压缩强度和模量随着温度升高而降低，但模量保留率高于强度；随着温度增加，试样最终失效模式发生改变，在100℃之前，试样呈整体剪切失效模式，纤维束发生扭结，并伴随纤维断裂和损伤路径出现断口；但在100℃以后，最终失效模式表现为树脂基体剪切损伤，而纤维织物形态基本不变；强度和模量随温度变化规律呈“S”形趋势，其中强度-温度曲线在20~80℃为凸曲线，80~180℃则为凹曲线；模量-温度曲线在20~100℃为凸曲线，100~180℃为凹曲线；提出了一种基于Ha-Springer模型的分段曲线拟合方法，并利用Origin软件对强度/模量随温度变化规律进行预报，预报结果与试验结果高度吻合，且吻合程度优于Mahieux模型。
对S2/430LV进行热-力联合作用下压缩性能试验研究，重点揭示S2/430LV在20~180℃压缩损伤失效机制及强度/模量随温度变化规律；提出一种基于Ha-Springer模型的分段曲线拟合方法，并对强度/模量随温度变化规律进行预报。研究表明：在热-力联合作用下，压缩强度和模量随着温度升高而降低，但模量保留率高于强度；随着温度增加，试样最终失效模式发生改变，在100℃之前，试样呈整体剪切失效模式，纤维束发生扭结，并伴随纤维断裂和损伤路径出现断口；但在100℃以后，最终失效模式表现为树脂基体剪切损伤，而纤维织物形态基本不变；强度和模量随温度变化规律呈“S”形趋势，其中强度-温度曲线在20~80℃为凸曲线，80~180℃则为凹曲线；模量-温度曲线在20~100℃为凸曲线，100~180℃为凹曲线；提出了一种基于Ha-Springer模型的分段曲线拟合方法，并利用Origin软件对强度/模量随温度变化规律进行预报，预报结果与试验结果高度吻合，且吻合程度优于Mahieux模型。
2024, 41(1): 525-534.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20230516.002
摘要:
聚丙烯(PP)作为环境友好型热塑性材料，在超特高压电缆线路的应用中具有巨大潜力。但其在实际应用中，热、力学性能难以协同提升，所处的潮湿环境加速了水树枝的引发，严重掣肘了PP的快速发展。为此，基于分子动力学模拟技术，搭建纯PP、半径分别为0.4 nm和0.6 nm的球型纳米粒子ZnO/PP复合模型及含水分子的模型，利用热、力学性能等参数指标的变化情况，从分子层面研究球型纳米ZnO对PP性能的影响。结果表明：纳米ZnO能够在提高PP热稳定性的同时，改善其力学性能，且不同半径的ZnO颗粒提升效果有所不同。其中，半径为0.6 nm的纳米ZnO使PP的玻璃化转变温度提高56 K，能够明显降低其杨氏模量和剪切模量，对PP分子链运动和水分子运动具有较好的抑制作用。水分子使均方位移有明显的提高，玻璃化转变温度和力学参数均下降，扩散能力随着温度的升高不断增强；由于纳米ZnO与水分子之间的氢键作用，该复合体系中水分子运动受限，从而保持良好的热稳定性。研究结果对抑制PP水树枝生长、老化及开发实用型和环境友好型电缆料提供了微观层面的参考。
聚丙烯(PP)作为环境友好型热塑性材料，在超特高压电缆线路的应用中具有巨大潜力。但其在实际应用中，热、力学性能难以协同提升，所处的潮湿环境加速了水树枝的引发，严重掣肘了PP的快速发展。为此，基于分子动力学模拟技术，搭建纯PP、半径分别为0.4 nm和0.6 nm的球型纳米粒子ZnO/PP复合模型及含水分子的模型，利用热、力学性能等参数指标的变化情况，从分子层面研究球型纳米ZnO对PP性能的影响。结果表明：纳米ZnO能够在提高PP热稳定性的同时，改善其力学性能，且不同半径的ZnO颗粒提升效果有所不同。其中，半径为0.6 nm的纳米ZnO使PP的玻璃化转变温度提高56 K，能够明显降低其杨氏模量和剪切模量，对PP分子链运动和水分子运动具有较好的抑制作用。水分子使均方位移有明显的提高，玻璃化转变温度和力学参数均下降，扩散能力随着温度的升高不断增强；由于纳米ZnO与水分子之间的氢键作用，该复合体系中水分子运动受限，从而保持良好的热稳定性。研究结果对抑制PP水树枝生长、老化及开发实用型和环境友好型电缆料提供了微观层面的参考。
