2022年, 第0卷, 第23期　
刊出日期：2022-12-15

  

• 全选
  |

• Select
  纤维素纳米纤维在食品包装领域的研究进展

  陈倩茜, 常春雨

  . 2022, (23): 1-8. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 对纤维素纳米纤维的制备及其在食品包装领域的研究进行综述，以期为食品包装材料的发展提供理论支持。方法 总结近几年纤维素纳米纤维的不同加工制造方法，关注食品包装材料的气体阻隔性能、抑菌性能、紫外线阻隔性能、疏水性能和新鲜度监测性能等，阐明纤维素纳米纤维在食品包装中的研究进展。结果 可以通过化学法、化学法结合机械法和酶法等方法制备纤维素纳米纤维，但均存在产率低、能耗高、尺寸分布不均匀等问题。纤维素纳米纤维可以应用于气体阻隔、抗菌、防紫外线、疏水及智能包装材料，现阶段的纳米纤维制品很难兼顾多功能性。结论 纤维素纳米纤维食品包装材料有望取代石油基塑料包装，在食品包装领域具有较大的应用前景。
• Select
  可用于包装的纤维素基电磁屏蔽材料研究进展

  韩明睿, 郑司南, 李宾, 曾志辉

  . 2022, (23): 9-17. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为推动可用于包装的纤维素基电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)屏蔽材料更深入的研究，综述一些具有包装材料潜质和EMI屏蔽功能的纤维素基薄膜、织物和气凝胶的最新研究进展。方法 主要介绍纤维素基薄膜、织物和气凝胶等3类EMI屏蔽材料的制备方法、EMI屏蔽性能、多功能性和在包装上应用的潜力。结果 当下纤维素基EMI屏蔽材料表现出令人满意的EMI屏蔽效能(EMI Shielding Effectiveness, EMI SE)和力学性能，有望作为包装材料。同时一些材料还显示出抗菌、隔热、抗冲击等特性，使得这些材料能在复杂的场景下应用。结论 通过合理的设计，纤维素基EMI屏蔽材料可拥有优异的EMI屏蔽性能、出色的力学性能和良好的耐用性。归因于上述优势和绿色可降解的特性，这类材料有望在未来取代传统的EMI屏蔽包装材料，然而这些材料通常需要精细的制备工艺，材料的量产和实际应用依然是亟待解决的问题。
• Select
  废弃棉织物高阻氧性再生纤维素膜的制备及性能研究

  唐亚丽, 蒋宝强, 卢立新, 潘嘹, 丘晓琳

  . 2022, (23): 18-24. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为提高废弃棉织物的利用价值和利用率，将回收的废弃棉织物溶解于LiCl/DMAc溶液中，随后以水、体积分数为50%的乙醇水溶液、甲醇、乙醇、丙酮为凝固浴，通过溶胶–凝胶法成功制备高阻氧性再生纤维素(RC)薄膜。方法 采用氧气透过测试仪、水蒸气透过测试仪、拉伸测试仪、红外光谱和热重对RC膜的结构和性能进行探究。结果 不同的凝固浴条件下制备出的RC膜均具有极高的氧气阻隔性和较高的拉伸强度。其中丙酮为凝固浴的条件下制备出的RC膜的氧气阻隔性能最佳，其透氧系数可低至2.093 5×10⁻¹⁷ cm³.cm/(cm².s.Pa)，远低于相同测试条件下的普通塑料薄膜透氧系数2～4个数量级。此外，该薄膜还具有很高的力学性能，拉伸强度可达98 MPa，远高于普通聚乙烯薄膜的拉伸强度。结论 该工作制备了一种具有高阻氧性和高强度的可降解RC膜，这为废弃棉织物的回收和二次利用提供了一种新的途径。
• Select
  不同生物质纤维及其添加量对PBAT复合材料结构与性能的影响

  谢良科, 黄骏成, 龚泽威, 那海宁, 朱锦

  . 2022, (23): 25-33. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 将生物质纤维材料芦苇、黄麻和纸浆引入聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)中，通过高速共混机制备高性能的硬质可生物降解复合材料。方法 研究不同生物质纤维及其添加量对复合材料结构、性能、生物降解性的影响。结果 PBAT/生物质纤维复合材料的弯曲模量和强度得到明显提升。在3种复合材料中，PBAT/纸浆复合材料表现出最佳的力学性能和热稳定性，通过简单混合PBAT和质量分数为60%的纸浆，其弯曲模量、弯曲强度可分别达到(1 055±35)、(12.46±1.10)MPa。降解试验结果表明，复合材料的降解速率显著高于PBAT的降解速率，并且与生物质纤维的吸水性及尺寸有关。结论 经大尺寸生物质纤维填充PBAT得到的硬质可降解复合材料的综合性能优异，为发展绿色可降解硬质包装及包装填充物材料提供了科学思路和技术依据。
• Select
  纳米二氧化钛含量对秸秆/聚乳酸复合材料性能的影响

  陈康, 廖承钢, 徐斌, 李新功, 左迎峰

  . 2022, (23): 34-39. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为改善纤维增强聚乳酸(PLA)复合材料增强相与基体相之间差的界面结合。方法 以秸秆粉(SP)为填料，纳米二氧化钛(TiO2)作为界面改性剂，构建SP/PLA复合材料相容界面，通过力学性能测试、吸水率测试、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析法(TGA)等表征手段，探究不同含量纳米二氧化钛对SP/PLA复合材料力学性能和界面相容性的影响。结果 研究发现，纳米二氧化钛的质量分数为2.0%时，复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别达到42.78 MPa和91.25 MPa，其耐水性能、结晶度、耐热性能也达到最好。结论 纳米二氧化钛可有效提高秸秆/聚乳酸复合材料的性能。
• Select
  生物基金属保护剂TPA对碳钢包装材料防腐性能影响

  任卫东, 刘强, 游波

  . 2022, (23): 40-48. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 采用生物基材料，制备金属保护剂对碳钢包装材料进行防腐保护，解决传统金属表面处理方式污染环境和危害人体健康的弊病，获得性能优良的生物基金属保护剂。方法 以植物萃取成分提炼单宁酸、植酸与水共混复配，制备生物基金属保护剂TPA，并对碳钢表面进行涂覆处理，获得钝化膜。通过红外光谱(FTIR)、光学显微镜(OM)、盐雾测试(HSS)、电化学阻抗分析(EIS)等分析手段，考察不同种类、不同复配比例、不同浓度生物基保护剂对金属防腐性能的影响。结果 不同生物酚羟基酸如单宁酸、植酸、没食子酸、酒石酸均对碳钢具有防腐保护功能，其中植酸、单宁酸防腐性能较好。采用植酸与单宁酸共混反应得到的生物基金属保护剂TPA具有最佳的防腐性能。当TPA中植酸与单宁酸的质量比为2∶1、TPA质量分数为3%时，TPA保护剂处理后的钝化膜电化学阻抗模值可达5.02´10⁷Ω∙cm²，远高于单一生物酚羟基酸保护剂的阻抗模值(<10⁴Ω∙cm²)。结论 生物基金属保护剂TPA中的单宁酸与植酸通过氢键作用，形成分子缔合复合保护剂。TPA保护剂能与铁离子作用，形成致密钝化膜，克服了单宁酸钝化膜的应力开裂、植酸钝化膜孔隙疏松等缺陷，显著提升了TPA钝化膜的防腐性能。生物基金属保护剂TPA可用于碳钢类包装材料的防腐保护。
• Select
  生物质基环保型聚氨酯的制备与应用研究进展

  谢利, 徐玥阳, 刘晓慧, 齐悦悦, 陈明欣, 郭禹彤, 周星

  . 2022, (23): 49-62. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 从利用生物质资源制备环保型聚氨酯树脂的角度揭示聚氨酯的结构调控机制及性能影响因素，为植物油基聚氨酯及其印刷包装材料提供多种有效的制备途径，为印刷包装材料提供丰富的原料。方法 通过对比不同种类的植物油制备不同聚氨酯原料，综述包括蓖麻油、大豆油、葵花籽油、亚麻子油等油脂，以及木质素、腰果酚等制备生物质基多元醇、异氰酸酯作为扩链剂的二元醇原料。结果 详细讨论了生物质转化为活性原料用于合成环保型聚氨酯，并介绍了主要的机理和方法，认为环氧开环法仍是植物油转化为多元醇的主要途径。结论 利用生物质资源及其废弃物制备环保型聚氨酯是未来绿色聚氨酯类产品的最有效途径，在绿色化学和纳米科技的推动下，植物油基的绿色、高性能的环保型聚氨酯能成为印刷油墨、包装胶黏剂及涂层的关键原料，具有广阔的应用前景。
• Select
  异氰酸酯/脲醛树脂复合胶黏制备高强芦苇刨花板及性能研究

  黄宇辉, 苏雨, 李锰, 唐运表, 覃掌吉, 卿彦, 李新功, 刘明

  . 2022, (23): 63-70. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为提升芦苇原料单元胶合性能、提高芦苇资源材料化利用率。方法 文中以异氰酸酯/脲醛树脂复合胶黏剂制备芦苇刨花板，并采用三因素三水平的正交试验，研究施胶量、热压时间和温度对板材静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)、内结合强度(IB)和吸水厚度膨胀率(TS)的影响。结果 研究发现，当异氰酸酯占复合胶黏剂质量的11.6%时，芦苇刨花板的较优热压温度、热压时间、施胶量分别为160 ℃、240 s、12%。以该复合胶黏剂制备的芦苇刨花板的MOR、MOE、IB、2 h TS和24 h TS分别为33.68 MPa、3 292 MPa、1.05 MPa、3.64%和9.45%，满足GB/T 4897—2015中在干燥状态下使用的重载型刨花板(6~13 mm)性能要求。结论 文中的研究拓宽了芦苇资源代替木材在包装材料领域的工业化利用。
• Select
  混合废纸纤维对发泡缓冲包装材料性能的影响

  熊丽珍, 张效林, 杨紫怡, 陈超, 周子昂

  . 2022, (23): 71-79. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 研究废箱板纸和数字印刷废纸混合比例对发泡材料各项性能的影响，确定最佳纤维混合比例。方法 以废箱板纸和数字印刷废纸为主要原料，通过微波发泡法制备了一种废纸纤维发泡材料，通过微距镜头及扫描电镜对发泡材料微观结构进行观察。结果 研究表明，当废箱板纸纤维和数字印刷废纸纤维质量比为12.5∶2.5时，得到的材料综合性能最优，其密度为0.112 g/cm³、发泡倍率为1.728、变形能为6.463×10⁴J/m³、缓冲系数为5.922。结论 将2种废纸纤维混合起来所制备的发泡材料具有低密度、高发泡倍率和较好的缓冲性能。
• Select
  包装材料及贮藏温度对板栗贮藏性能的影响

  刘爱偌, 严守雷, 李洁

  . 2022, (23): 80-88. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 探究5种包装材料在2种不同贮藏温度下对板栗品质的影响。方法 选用PE1膜、PE2膜、抗菌袋、PE/PA1膜、PE/PA2膜分别对板栗进行包装，然后置于常温(25 ℃)、低温(0 ℃)下贮藏，测定果实在贮藏期间的呼吸强度、色度、还原糖含量、淀粉含量、酶活性等指标。结果 在常温贮藏时，相较于PE膜，抗菌袋能够显著抑制板栗的呼吸强度，在贮藏14 d时可较好地抑制板栗的菌落总数和腐烂率的变化。在低温贮藏时，采用抗菌袋和PE/PA膜在贮藏15 d时均有较好的抑菌效果，抗菌袋对板栗腐烂率的抑制效果更为显著，在贮藏60 d时板栗的腐烂率仅为4.44%。在2种温度下，不同的包装材料对栗仁的色泽均无显著影响。结论 采用抗菌袋包装结合低温贮藏能有效抑制板栗在贮藏过程中微生物的生长，延缓其腐烂速度，提高其经济价值。
• Select
  番茄红素异构化方法及生物可给率影响因素的研究进展

  马永强, 谭振洪, 黎晨晨

  . 2022, (23): 89-97. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 番茄红素具有极强的抗氧化性和出色的生物学功能。相较于全反式番茄红素，顺式异构体具有不易结晶、熔点低、更易被人体吸收、更强的生理活性等优势。由于番茄红素的脂溶性结构限制了其利用，需要通过一定的加工方法，提高番茄红素的顺式异构体占比和生物可给率，以加快番茄红素从原料中的渗出速度，促进机体对番茄红素的吸收利用。方法 采用热、光、高压、酸等处理手段，在催化剂的作用下可以降低异构化过程中所需的活化能，促进全反式番茄红素向顺式异构体的转变。通过研究加工手段对食品原料中番茄红素的影响，及加工过程中协同番茄红素的异构化方法，以提高番茄红素的生物可给率。结果 番茄红素经热、光、高压、酸等处理后，获得了大量的活化能，处于不稳定状态，容易向顺式异构体转变，形成了单一或多顺式异构体。在食品加工过程中，由于细胞壁及叶绿体被破坏，促进了细胞内番茄红素的释放，并伴随一定程度的异构化。结论 综述了加工手段对番茄红素异构化和生物可给率的影响，为提高番茄红素生物活性、促进其功能的发挥等方面的研究提供理论支持。
• Select
  即食小龙虾杀菌及保藏技术的研究进展

  王茜, 王利强

  . 2022, (23): 98-105. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 保证即食小龙虾的食品品质，延长其货架期，为即食小龙虾杀菌及保藏技术的发展提供理论参考。方法 综述即食小龙虾加工的产业现状、存在问题和发展趋势。从腐败机制出发，分析杀菌和保藏2种工艺延长保质期的作用机制及关键技术点，阐明其各自的优缺点，重点探讨国内的研究进展。结果 现代灭菌技术可以在很大程度上减小食品品质损失，热灭菌技术以其安全可控性在未来食品灭菌工业中仍难被取代;现有的杀菌和保藏工艺可以延长即食小龙虾的货架期，但仍存在不足。结论 探究不同栅栏因子对即食小龙虾保藏的协同作用;从保藏机制出发构建即食小龙虾在杀菌、保藏过程中的保质与传质模型，都是未来优化即食小龙虾杀菌及保藏工艺的重要解决方案。
• Select
  不同采收时间对火龙果食用及贮藏品质的影响

  赵治兵, 姜在寿, 刘娜, 谢国芳

  . 2022, (23): 106-111. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.013

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 明确火龙果适宜的采收时间，并探究其贮藏期间果实品质的变化。方法 以火龙果为实验材料，研究不同采收时间(2020年7月2日、8月28日、9月24日和11月12日)及贮藏8 d后果实的食用、生理和营养等品质的变化规律。结果 9月采收的果实的品质和耐贮性最好，适宜鲜果销售或长期贮藏后再销售;7月和8月采收的果实的品质和耐贮性一般，适宜直接鲜果销售或短期贮藏后再销售(或加工);11月采收的果实的品质较差，适宜直接销售或用于产品加工。结论 不同的采收时间会影响火龙果的品质和贮藏效果，这为火龙果贮藏与产品加工提供了理论依据。
• Select
  纯聚丙烯热法铝塑复合膜及其热封性能

  石保庆, 李俊勇, 蒋欣, 宋鑫鑫, 姚巍, 王顺

  . 2022, (23): 112-117. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.014

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为了提高铝塑复合膜的热封和抗腐蚀性能，提出一种新的基于纯聚丙烯(CPP)的热法铝塑膜制备方法。方法 不同于传统的干法和热法工艺，通过在铝箔表面沉积纳米金属防腐涂层直接实现纯CPP与铝箔的黏结，解决单层纯CPP在铝箔表面不能直接淋膜热复合的技术难题。对铝箔和铝塑膜的表面形貌，以及铝塑膜热力学性能、热封性能进行研究。结果 纳米涂层工艺提高了铝箔表面粗糙度，增大了铝箔和CPP之间的接触面积。热封测试的实验结果表明纯CPP热法铝塑膜的一封热封强度超过了140 N/15 mm，在电解液浸泡后的二封热封强度仍接近于140 N/15 mm。结论 纯CPP热法铝塑膜具备良好的热封和耐电解液腐蚀性能，在动力电池领域具备应用前景。
• Select
  电子封装用Sn‒Ag‒Cu低银无铅钎料研究进展及发展趋势

  卢晓, 张亮, 王曦, 李木兰

  . 2022, (23): 118-136. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.015

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为了适应高银钎料向低银钎料转变的发展趋势，综述近年来对低银SnAgCu钎料的最新研究，展示其在电子封装材料领域中宽广的应用前景。方法 通过分析国内外有关低银钎料的研究成果，详细介绍合金化和颗粒强化等方法对低银钎料熔化特性、润湿性、显微结构、界面组织、力学性能的影响，重点总结元素掺杂的最佳添加量以及改性机理。结论 通过添加金属元素、稀土元素、纳米颗粒，采用新型搅拌技术能有效提升钎料性能，部分改性后的低银复合钎料性能达到了高银钎料性能水平。
• Select
  三色碳点荧光防伪油墨的制备与性能研究

  邓炜杰, 刘毅, 刘迪, 周奕华

  . 2022, (23): 137-143. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.016

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 通过优化碳点合成方法和油墨配方，制备一种具有优良防伪效果和印刷适性的环保丝网印刷油墨。方法 以邻苯二胺为碳源，水或乙醇为溶剂，采用溶剂(水)热法制备红色和黄色碳点。以柠檬酸钠和碳酸氢铵为碳源和氮源制备蓝色碳点，并对三色碳点的结构组成和光学性质进行表征和分析。以三色碳点作为荧光颜料，选择乙醇或水作为溶剂，水性环氧树脂或聚丙烯酸树脂作为连接料，通过实验获得最佳配比，制备三色荧光防伪油墨。结果 三色碳点均具有较为均匀的尺寸，在365 nm紫外光激发下分别发射725 nm的红色荧光、450 nm的蓝色荧光和570 nm的黄色荧光，且rCDs、bCDs和yCDs的荧光量子产率分别为56.63%、64.37%和78.26%。通过对pH、细度、黏度等性能测试，该荧光防伪油墨各项印刷适性指标良好。结论 通过优化碳点合成方法可控调节荧光发射光谱，制备出具有较宽的紫外吸收带、较窄的发射光谱带、荧光量子产率高的三色碳点。以此碳点作为荧光颜料可以制备出印刷适性良好的水性油墨，满足荧光防伪印刷的要求。
• Select
  复合材料褶皱夹芯结构的制备及压缩性能研究

  杨阳, 王新筑, 蹇开林

  . 2022, (23): 144-151. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.017

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 探究复合材料褶皱芯子的一次性成型工艺，并研究浸胶量对褶皱夹芯结构压缩性能的影响。方法 以V型褶皱夹芯结构为研究对象，首先采用真空吸附成型工艺制备V型复合材料褶皱芯子，然后通过黏接工艺将碳纤维复合材料层合板与褶皱芯子进行复合，得到复合材料褶皱夹芯结构，最后通过实验测试，研究该结构在压缩载荷作用下的力学性能和失效模式，以及不同浸胶量对其压缩性能的影响。结果 采用真空吸附成型工艺能够一次性制备出褶皱芯子，其成型精度有待提高;由压缩实验可知，褶皱夹芯结构先从壁面开始失效，后逐步扩散至棱线处，最终导致芯子的整体失效;由压缩实验测试结果可知，浸胶量(质量分数)为11%、17%、22%的褶皱夹芯结构的破坏载荷分别为362.853、420.521、471.389 N。结论 采用真空吸附成型工艺可一次性成型出褶皱芯子，其制备效率较高，但存在成型尺寸精度不高问题，后续需要进一步改进;在一定范围内，复合材料褶皱夹芯结构的压缩破坏载荷与芯子的浸胶量近似成正比例线性关系。
• Select
  聚乳酸/聚氨酯复合材料的制备及性能研究

  杨新钰, 王甲超, 刘慧, 段青山, 黄崇杏, 赵辉

  . 2022, (23): 152-158. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.018

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 以聚乳酸(PLA)为基材，制备聚乳酸/聚氨酯(TPU)复合材料，并研究复合材料的性能和TPU含量对复合材料的影响。方法 利用双螺旋杆挤出机将PLA和TPU熔融共混后挤出，得到含不同质量分数TPU(17%、20%、25%、33%、50%)的复合材料，对复合材料进行红外分析，测试不同含量TPU对其热稳定性能、动态热力学性能和流变特性的影响。结果 随着TPU含量的增加，复合材料的热稳定性能和韧性变好;在流变实验中复合材料表现出剪切变稀的特点，且TPU质量分数为33%时复合材料所表现出的各项性能最优。结论 TPU的加入可以改善PLA脆性大、韧性小的缺陷，并获得热力学性质稳定、兼具2种材料的优势并且具有环境友好性的复合材料。
• Select
  基于熔融沉积3D打印聚乳酸基复合材料的研究进展

  杨宏伟, 杜江华, 罗丹池, 杨婷婷, 王虎兰, 杨文霞, 张禺, 邓志军

  . 2022, (23): 159-166. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.019

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 半结晶性聚乳酸(PLA)因透明性好、力学性能优异、能生物降解等优点，在加工领域表现出适用范围广等特性，因此对PLA基复合材料在3D打印技术中的研究应用及最新进展状况进行总结，以期提供借鉴与参考。方法 以熔融沉积成型(FDM)、PLA基体为主线，在查阅近年中外文献基础上，分别从PLA结构性能、3D打印成型工艺、PLA基复合材料改性等方面进行了探讨，着重分析工艺参数的技术优化，以及复合材料的结构改性最新研究进展。结果 FDM制备PLA基复合材料的研究取得了丰硕的成果，在3D打印行业中表现优异，潜力巨大，商品化程度越来越高。结论 低廉、高效、可定制的3D打印受到国内外科研工作者广泛关注与青睐，随着新技术的不断探索和突破，以及纳米材质和新型聚合物材料等新型材质应用，使3D打印在成型加工技术上占据绝对优势。
• Select
  基于响应面法的原子层沉积高阻隔膜研究

  赵丽丽, 林晶, 于贵文, 董静

  . 2022, (23): 167-173. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.020

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 研究分析等离子辅助原子层沉积技术(ALD)技术在PET表面上沉积超薄Al2O3阻隔层的工艺优化。方法 采用单因素结合响应面设计试验法，对Al2O3/PET薄膜的沉积速率(GPC)进行优化，通过AFM分析得到薄膜的生长模式和表面粗糙度，最后用水蒸气透过率表征薄膜的阻隔性能。结果 最大GPC的沉积参数:TMA脉冲时间为0.17 s、吹扫时间为11 s、O2的脉冲时间为0.35 s、吹扫时间为10 s、沉积速率为0.215 nm/cycle;薄膜以层状生长模式生长，表面粗糙度均方根(RMS)为0.58 nm;沉积500个循环后薄膜的水透过率从7.456 g∙d/m²降低到0.319 g∙d/m²。结论 通过响应面法优化了ALD制备工艺参数，Al2O3在PET表面沉积100 nm左右时，水蒸气阻隔性提高了25倍。
• Select
  制备印迹分子电化学传感器检测食品接触材料中DDM

  郭吉鹏, 卢立新, 潘嘹, 卢莉璟

  . 2022, (23): 174-181. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.021

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 将分子印迹技术与电化学相结合，实现食品接触材料中4,4'–二氨基二苯甲烷(DDM)的快速检测。方法 采用分子印迹技术，以羧基化碳纳米管(OH–MWCNT)为增敏材料，分别以DDM和吡咯(PPY)作为模板分子和功能单体，在玻璃碳电极(GCE)表面电沉积制备DDM印迹分子薄膜(MIP)，对印迹电极的检测能力使用扫描电镜(SEM)和电化学分析法进行表征。结果 电沉积的DDM电化学传感器具有优良的检测性能和可重复性，其线性范围为10~50 μmol/L，检出限为116 ng/L。结论 该方法具备操作简单、精度高、速度快等优点，能够实现对食品接触材料中DDM的痕量检测。
• Select
  塑料药物包装材料可提取物全景分析方法概述

  图尔荪托合提.托合提萨伊普, 孙兆增, 韩建勋, 宋薇, 魏海燕, 肖进进

  . 2022, (23): 182-190. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.022

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 对国内常用的塑料药物包材的挥发性、半挥发性、非挥发性物质及金属元素等提取物质的检测和分析方法进行总结，为塑料药物包材可提取物质全景分析和安全性评价提供参考。方法 通过检索国内外相关文献，对塑料药物包材中不同可提取物的分析方法进行总结和归纳。结果 目前，国内塑料药物包材日益更新，但可提取物的分析手段单一、检测分析方法不全面，缺乏相应的数据库。结论 药物包材的相容性研究在国内起步不久。针对目前存在的塑料包材可提取物的分析手段单一、不全面，缺乏相应的数据库等问题，现阶段亟需构建分辨率和灵敏度高、特异性强、筛查范围广的方法，对药物包材可提取物质进行全景分析，减少因包材安全性不良引起的医疗事故。
• Select
  不同材质食品接触材料及制品中PAEs合规情况调查及评价

  寇海娟, 李伟涛, 李金凤, 商贵芹

  . 2022, (23): 191-198. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.023

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 了解不同材质食品接触材料及制品中邻苯二甲酸酯类物质(Phthalate Esters，PAEs)的含量及分布情况，为食品接触材料及制品中邻苯二甲酸酯安全合规管理提供科学依据。方法 采用GC/MS对来自不同省市的781批不同材质食品接触材料测定其PAEs含量，从PAEs检出情况、量值分布、材质分布等维度对食品接触材料的PAEs安全合规情况进行了分析，并给出相关管控建议。结果 研究中测试的781批食品接触材料样品中，PAEs的总体检出率为12.8%(检出限为0.3 mg/kg)，共检出6种PAEs。其中，邻苯二甲酸二(2–乙基)己酯(DEHP)检出率最高，为10.5%，其次为邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)，检出率分别为2.9%和1.7%。邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)和邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)检出率均低于0.5%。从检出量值来看，86.7%的检出数据小于10 mg/kg。不同材质食品接触材料中，橡胶制品的PAEs检出率最高，为50.0%，且检出物质多达5种;塑料制品的检出率为14.5%，仅3批PVC塑料中DEHP和1批橡胶制品中DINP检出数据大于100 mg/kg。结论 邻苯二甲酸酯在食品接触材料及制品中整体检出率较高，但检出数值高的占比较低，在橡胶和PVC塑料制品中检出率和检出数值相对较高，因此应高度关注其迁移风险。
• Select
  淀粉基塑料购物袋性能表征研究

  陶强, 吴雄杰, 朱东波, 程劲松, 高龙美, 储雨, 郑品, 许磊

  . 2022, (23): 199-206. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.024

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 通过对淀粉基塑料购物袋的理化性能表征，了解淀粉基塑料购物袋使用特性，为改善淀粉基塑料购物袋使用性能提供一些理论依据。方法 采用热重分析(TG)、热机械分析(TMA)等手段对淀粉基塑料购物袋的淀粉含量及耐热性能进行分析，借助电子万能材料试验机对淀粉基塑料购物袋的力学性能进行分析，以及利用霉菌培养、总迁移行为探究等方法对淀粉基塑料购物袋霉变程度、卫生性能进行分析。结果 样品A、B、C淀粉质量分数分别为15.72%、23.97%、30.36%，耐热性能比传统PE塑料袋要低;淀粉基塑料购物袋的拉伸强度随淀粉含量的增大而减小，断裂伸长率随淀粉含量的增加而增加，总迁移量结果随淀粉含量增加而增大，但经三氯甲烷处理后均低于限量要求;淀粉基塑料购物袋不适宜盛装酸性和低乙醇类食品。结论 通过对淀粉基塑料购物袋深入研究，发现淀粉基塑料购物袋在力学性能、总迁移量、霉变程度存在缺陷，望研究者们可以从这几个方向入手，改善淀粉基塑料购物袋的理化性能。
• Select
  基于山东省不同模型的物流需求预测比较研究

  徐晓燕, 杨慧敏, 吕修凯, 王雪, 康静彩

  . 2022, (23): 207-215. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.025

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 过对不同预测方法的误差对比研究，选取预测生鲜农产品物流需求量更精准方法，为疫情情况下山东省生鲜农产品市场进行科学性、合理化决策提供参考。方法 公路货物周转量、互联网普及率、GDP、人口数量、第一产业增加值等十大影响因素作为自变量，以生鲜农产品的需求量作为因变量，分别将小波神经网络、人工神经网络(BP)、遗传算法优化神经网络(GA−BP)、粒子群优化神经网络(PSO−BP)、长短时记忆网络(LSTM)等5种方法的数据预测进行对比分析。结果 波神经网络和BP神经网络的预测值明显低于真实值，且平均相对误差接近20%，而优化后的GA−BP、PSO−BP、LSTM算法误差均小于5%，分别为4.06%、1.162%、0.45%，因此，LSTM预测精度最高，效果最好。结论 来山东省的生鲜农产品需求量将持续增长，LSTM算法以其精确度更高，学习能力更强的优点，将会被更多地应用到物流领域研究中。
• Select
  环形热管蓄冷保温箱的模拟优化与实验研究

  胡时发, 王达, 杨相政, 贾连文, 徐双喜

  . 2022, (23): 216-224. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.026

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 解决蓄冷冷链运输中存在的温度波动大、均匀性差等问题。方法 文中提出通过环形热管来优化箱内温度场均匀性的方案，以柠檬为实验材料，采用FLUENT数值模拟软件对不同环形热管结构下柠檬保温过程进行仿真，并对4层环形热管模型进行实验验证，确定箱内温度分布规律。结果 环形热管均对保温箱温度场均匀性有明显改善作用，4层环形热管与无环形热管的蓄冷保温箱相比，蓄冷保温过程结束时，不均匀度由1.71减少为0.83，降低幅度为51.46%，温度极差可由8.32 ℃减小为3.24 ℃，降低幅度为61.06%。顶部留出的空隙会出现环流现象，能一定幅度地减少有效蓄冷保温时间，增大温度极差和温度不均匀度。结论 验证实验和模拟结果的温度偏差在1.25 ℃以内，说明建立的模型适用于该蓄冷保温箱的数值模拟。针对文中箱体结构，最佳热管环数为4层左右;其结果可为优化蓄冷保温箱的温度分布提供参考依据。
• Select
  简谐激励下阻尼复合结构多尺度拓扑优化设计

  倪维宇, 张横, 姚胜卫

  . 2022, (23): 225-233. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.027

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为得到抗振性能良好的板壳结构，保证设备的正常工作，文中提出一种板壳阻尼复合结构多尺度优化设计方法。方法 以动柔度为目标，建立频域激励下和固定频率点激励下板壳阻尼复合结构中阻尼材料宏观分布和微结构协同设计的多尺度问题的数学模型，推导目标函数和约束条件对设计变量的灵敏度，并基于移动渐近线法求解优化数学模型。结果 所提多尺度设计方法可以有效获得板壳结构最优阻尼材料宏观布局和最优阻尼复合材料微结构构型，提高了结构的动力学性能，同时结果也表明涂敷阻尼复合材料结构的振动响应相较于仅涂敷单一阻尼材料的振动响应大幅减小。结论 研究表明，不同激励频率下阻尼材料的宏观分布形态不同，阻尼材料主要分布于结构模态振型位移的最大处和支撑端，通过加强结构的刚度，抑制了结构变形，减小了振动响应。微结构构型基本类似，其基本形态都是低刚度、高阻尼材料呈条状分布，条状分布的阻尼复合材料微结构在受弯方向上的刚度较大，可以有效抵制结构的弯曲变形。
• Select
  规则排列圆形蜂窝共面对角线方向缓冲性能的研究

  李国志, 孙德强, 张超, 常露, 许亚利, 朱建华, 本金翠, 葛凤, 孙玉瑾

  . 2022, (23): 234-243. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.028

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 研究冲击速度和结构参数对规则排列圆形蜂窝共面对角线方向缓冲性能的影响规律。方法 使用有限元分析软件ANSYS/LS−DYNA建立规则排列圆形蜂窝共面对角线方向动态冲击有限元模型，基于此模型进行参数化仿真模拟，得到不同冲击速度和结构参数下规则排列圆形蜂窝共面对角线方向的变形模式、密实化应变、平台应力和能量吸收特征，并以图表的形式呈现。结果 在共面对角线方向的不同冲击速度下，规则排列圆形蜂窝表现出不同的变形模式。密实化应变在低速和高速冲击下，只与壁厚半径比有关;在中速冲击下，密实化应变同时受冲击速度和壁厚半径比的影响。在给定壁厚半径比下，共面平台应力(或最佳单位体积能量吸收)与冲击速度的平方呈线性关系;在给定冲击速度下，共面平台应力(或最佳单位体积能量吸收)与壁厚半径比呈幂指函数关系。结论 并基于有限元计算结果，得到了动态密实化应变、平台应力和单位体积能量吸收的经验表达式。
• Select
  面向C型货包的短距加速撞击试验装置及应用

  王军评, 彭湃, 黄海莹, 毛勇建, 李翀, 张军, 许晓东

  . 2022, (23): 244-251. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.029

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为C型货包90 m/s撞击试验提供新的试验方法和手段。方法 采用基于压缩空气驱动和反向牵引的短距加速技术，以及基于阻尼缓冲缸–迪尼玛绳的短距拦阻技术，建立新型高速重载撞击试验方法，并形成试验装置。结果 实现了负载大于5 t、速度大于90 m/s的大质量试件短距发射和撞击。结论 该试验装置与以往常用于C型货包撞击试验的火箭橇和高空缆绳相比，具有占地少、建设成本低、可调性和重复性好、测试方便、运行经济安全等特点，为C型货包的空运事故场景模拟与考核提供了一种新手段，同时也可为其他类型货包或装备的公路、铁路等运输事故场景模拟与考核提供试验技术支撑。
• Select
  一种针对含非线性子结构多点耦合运输包装系统的解耦方法

  王维凯, 王军, 卢立新, 潘嘹, 侯雪

  . 2022, (23): 252-258. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.030

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 考虑到运输包装系统耦合形式复杂，包装材料及包装结构具有非线性特性，不容易测量局部物理参数，需要对传统逆向子结构方法进行优化，使之能够求解非线性多点耦合系统中子结构的动态响应特性。方法 使用描述函数法将非线性的运输包装系统线性化，测量其在若干特定振动幅值下的频率响应函数;之后，应用逆向子结构方法和参数识别方法，计算包装件的模态参数;最后，拟合包装件模态参数与振动幅值之间的关系，构建函数来描述包装件的动态响应特性。结果 在集总参数模型中，解耦预测值与实际值吻合;在有限元模型中，对响应峰值的预测误差小于5%，对响应跳跃现象所在频率的预测误差小于3%。结论 该研究将传统逆向子结构方法的应用范围拓展到了非线性多点耦合系统，对复杂运输包装系统动力学模型的构建和防振包装的设计具有指导意义。
• Select
  小型航天精密仪器运输包装箱设计及试验

  孙福佳, 杨明, 陈然, 陈娟芳, 张永琴

  . 2022, (23): 259-267. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.031

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 针对传统小型航天精密仪器铝制运输包装箱加工周期长、研制成本高、定制化产品多导致外形尺寸大小不一致，存在不易管理和运输的问题，设计一种新型包装箱。方法 通过选择新型箱体材料、设计包装箱箱体结构、更改加工工艺形式、改变产品安装方式和内部防护减振材料，自主研发一种适用于商业运输的非金属精密仪器运输包装箱。结果 经过模拟严苛商业环境运输试验，该小型航天精密仪器运输包装箱可实现一箱多装，对产品具有隔振、防潮防护等功能，且节约成本、缩短研制周期，便于管理、易于运输。结论 该包装箱可满足小型航天精密仪器的运输和贮存，其结构形式及试验结果可为后续此类包装箱的研制提供参考。
• Select
  MRF模型分析流态冰蒸发器刮板类型的换热性能

  涂存祯, 陆钟超, 张建友, 张高鹏, 胡亚男, 丁玉庭, 吕飞

  . 2022, (23): 268-276. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.032

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为提高刮削式流态冰机制冰效能，研究刮板结构对刮削式流态冰蒸发器换热性能的影响。方法 利用Fluent内MRF模型对SolidWorks软件建立的不同刮板类型(近椭圆形孔刮板、近菱形孔刮板、无孔刮板)的流态冰蒸发器模型进行换热性能的模拟分析。结果 通过对不同转速下各类型刮板换热性能及蒸发器近壁面、刮板表面、旋转流体域横截面的温度分布云图进行分析发现:相同转速下，无孔刮板的换热性能高于近菱形孔刮板和近椭圆形孔刮板，但无孔刮板的近壁面温度分布不均匀，呈现两级分化趋势，极易造成冰堵。有孔刮板蒸发器近壁面温度分布较均匀，且受转速影响较大，随着转速的增加其换热性能增强，转速大于200 r/min之后换热性能提升不显著。同时，双组刮板有利于提升蒸发器的换热性能。结论 近菱形孔刮板在200 r/min转速下，换热效果好且蒸发器内温度分布较均匀，有利于流态冰高效、稳定地制取。
• Select
  基于新型伸缩因子的PMSM模糊自适应反步控制

  金爱娟, 高文强, 李少龙, 卢泰宇, 武韬

  . 2022, (23): 277-288. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.033

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为了解决包装机驱动控制系统在非线性因素的影响下，工作效率和产品质量大大降低的问题，提出一种基于新型伸缩因子的模糊自适应反步控制策略。方法 在传统自适应反步控制算法的基础上加入转速误差积分值对电流进行补偿，引入积分重置环节防止积分饱和引起调速时的超调和振荡，设计一种新的变论域伸缩因子，优化模糊推理模块，以在线整定转速反馈增益和自适应增益。结果 通过MATLAB/SIMULINK仿真结果表明，改进后的控制器通过对交轴电流值进行补偿，使参数摄动对系统的影响大大降低，并根据转速误差及其变化率自适应调整增益，进一步提高了控制系统的转速动态响应性能。结论 与常规传统PID控制系统和未优化的反步控制系统相比，文中优化后的控制器能增强被控系统的稳定性，缩短速度响应时间，具有更优的鲁棒性和动静态性能。
• Select
  基于储运单元的航材携行组配研究

  管同傲, 侯胜利

  . 2022, (23): 289-296. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.034

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 为有效提高航材保障应急准备和战时快速保障能力，探索基于储运单元的航材携行组配新模式，解决组配航材需求大与库存条件有限的矛盾问题。方法 科学设计模块化航材携行组配方案，以组配航材需求最少为目标，分别构建了绝对约束和宽松约束条件下的组配模块配置优化模型，并通过Matlab软件实现模型求解自动化。同时，引入模块配置允许偏差约束条件，以灵敏度分析为方法手段，合理调整组配方案中与库存条件不相适应的部分。结果 算例分析表明，模块化航材携行组配方案能够使组配规模和器材需求降低58.9%，可行性大幅提高，文中构建的模块配置优化模型既能够严格按照航材携行标准精确组配，又能够根据现实状况灵活应变，具有较强的实用性、适应性。结论 航材携行组配模块配置优化模型能够支持组配方案的实施，对航材携行组配模式研究的推进、提高航材保障机动性，具有重要的现实意义。
• Select
  基于改进YOLOv5的药用胶囊表面缺陷检测方法

  武泽坤, 叶晓娴, 陈梦

  . 2022, (23): 297-304. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.035

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 在质检过程中精确快速地检测到药用空心胶囊的表面缺陷。方法 基于YOLOv5算法，针对模型网络参数量大和对长距离依赖关系的学习能力较弱的问题，提出在主干网络部分引入GhostNet模块和坐标注意力机制，使网络有效捕捉数据位置信息和通道信息的关系。结果 实验结果表明，改进的网络结构能够在参数量下降为原来的57%的前提下，对药用胶囊表面的破损、印刷错误、孔洞、划痕、凹陷等5类缺陷的平均检测精度达到96.9%，相较于YOLOv5s提高了2.4个百分点，检测速度提升了12帧/s。结论 文中方法能够有效对药用胶囊表面缺陷进行分类和定位，提高缺陷检测的准确率。
• Select
  废旧快递包装回收最优激励策略研究

  郑克俊, 邹小平

  . 2022, (23): 305-314. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.23.036

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目的 针对快递包装物制造商、快递企业和消费者回收废旧快递包装的积极性不高、回收难等问题，研究多方博弈下的废旧快递包装回收最优激励策略。方法 采用博弈论方法，构建闭环供应链模型，分别求出了快递企业的最优回收决策和政府的最优激励策略。结果 政府引入激励机制，效果要明显好于不采取激励机制;政府的激励力度对废旧快递包装供应链企业的利润、消费者剩余和社会总福利均有显著的影响，存在使社会总福利最大化的最优激励力度β^*值。结论 最低回收利用率、消费者最低返还率和政府激励力度这3个指标是政府激励机制的最关键参数，政府应当以使社会总福利最大时的激励力度值β^*为最优策略来建立激励机制，这样既能使制造商和快递企业通过回收再利用来增加利润，又能提高消费者参与回收的积极性，增加社会总福利，实现消费者、企业和社会共赢的良性发展目标。