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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

2017年43卷5期

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基于瞬时纳米沉淀法制备尺寸可控载药纳米粒子
马俊, 李莉, 王铭纬, 周志明, 郭旭虹
2017, (5) :597-605. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.001
摘要:
合成了5种具有不同分子量、不同亲疏水链段比例的两亲性嵌段共聚物——甲氧基聚乙二醇-b-聚己内酯(mPEG-b-PCL),并以其为表面活性剂,采用瞬时纳米沉淀(Flash Nano Precipitation,FNP)法制备出一系列包裹模型药物β-胡萝卜素的纳米粒子。通过改变两亲性共聚物的结构、分子量、浓度及溶剂体积比(V(H2O):V(THF)),成功实现了对纳米粒子尺寸的调控。实验结果表明:聚合物亲水链段分子量比例增大,则纳米粒子尺寸减小;当亲水链段分子量比例相同时,聚合物分子量越大,则纳米粒子尺寸越小;当聚合物质量浓度较高(10.0 g/L)时,制备的纳米粒子粒径分布较窄,粒子性能较稳定。
聚丙烯/碳纳米管复合材料的结构与导电性能:注塑工艺与膨胀石墨的影响
叶靖, 方建鹏, 张玲, 李春忠
2017, (5) :606-613. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.002
摘要:
获得高性能碳纳米管(MWCNT)增强聚合物复合材料的关键在于控制碳纳米管在聚合物基体中的分布与取向。传统的注塑成型工艺下,碳纳米管容易发生取向,其表面电阻率远远大于模压成型时的电阻率。本文通过调整注塑工艺改变剪切场实现对碳纳米管在基体中分布与取向的控制。结果表明:在低熔体温度和高注射速度下,碳纳米管局部取向,导电性能下降;而在高熔体温度和低注射速度下,碳纳米管分散良好,导电网络优良,聚丙烯/碳纳米管(PP/MWCNT)注塑制品的导电性能得到有效提升,其表面电阻率下降了约5个数量级。加入膨胀石墨(EG)有增强导电网络的作用,使PP/MWCNT/EG复合材料的导电网络更为完善,其导电性能进一步提高,尤其在低熔体温度和高注射速度下最为明显;随着EG含量的增加,PP/MWCNT/EG的表面电阻率下降了3个数量级。
二胺型聚苯并噁嗪涂层在低碳钢表面的防腐蚀性能
张雪英, 陆馨, 张芮, 周长路, 辛忠
2017, (5) :614-619. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.003
摘要:
以二胺型苯并噁嗪为前驱体,通过浸涂和热固化的方法在低碳钢表面制备了聚苯并噁嗪涂层。二胺型聚苯并噁嗪涂层具有良好的成膜性,并对低碳钢基体具有良好的附着力。采用动电位极化测试和交流阻抗测试考察了固化温度对聚苯并噁嗪涂层防腐蚀性能的影响。结果表明:不同固化温度制备出的聚苯并噁嗪均具有良好的防腐蚀效果;其中,固化温度为150℃时所制备的涂层防腐蚀性能最佳,腐蚀电流为1.49×10-8A/cm2,相比空白低碳钢样品的腐蚀电流(6.91×10-6 A/cm2)下降了2个数量级。
酯侧链结构对丙烯酸酯聚合物与天然乳胶共混相容性的影响
郑钊君, 田晓慧, 孙金煜, 冯屏, 赵伟如
2017, (5) :620-626. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.004
摘要:
制备了5种具有不同烷基数目与链段长度的丙烯酸酯聚合物,将它们按照不同添加量(w=5%,10%,15%)分别添加到天然乳胶中,研究酯侧链结构对丙烯酸酯聚合物与天然乳胶共混相容性的影响。结果表明,当丙烯酸聚合物质量分数为10%时,酯侧链烷基数目最多、链段最长的聚合物所改性的乳胶薄膜的拉伸强度、撕裂强度、硬度和断裂伸长率最大,并具有最小的拉伸永久变形。表征测试进一步证实聚合物酯侧链上烷基数目越多、链段越长,改性薄膜表面越趋于平整和光滑,其薄膜断面变得致密而无析出物,共混薄膜的玻璃化转变温度也逐渐升高,说明共混物两相间相互扩散程度不断增强。实验获得一种具有优良性能的改性薄膜材料。
壳聚糖/脲醛树脂微胶囊的制备和控释性能
叶鹏飞, 陈葵, 纪利俊, 朱家文, 盛勇
2017, (5) :627-631. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.005
摘要:
以脲醛树脂(UF)/壳聚糖(CS)复合材料为壳材,以溶解了阿维菌素的二甲苯为芯材,研究脲醛树脂(UF)/壳聚糖(CS)缓控释农药微胶囊的制备方法。改变壳层聚合过程中作为交联剂的甲醛的引入方式,制备得到一系列微胶囊。通过红外光谱仪、粒度分布仪、扫描电镜等对微胶囊的化学结构、组成成分、形貌特征进行表征,发现在缩聚阶段引入甲醛可以提高微胶囊壳层中壳聚糖的含量,进而提高微胶囊的包覆率和缓释效果。在优化条件下制备得到的微胶囊粒径7.14 μm,包覆率大于70%。
聚丁二烯季铵盐的合成及其对钠基蒙脱土的插层与表征
胡美玲, 易红玲, 郑柏存
2017, (5) :632-639. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.006
摘要:
以端羟基聚丁二烯(HTPB)液体橡胶、环氧氯丙烷和w=33%的三甲胺水溶液为原料,三氟化硼乙醚络合物为催化剂,采用酸催化法合成大分子聚丁二烯液体橡胶季胺盐(HTPB-QAS)。研究了物料物质的量之比、催化剂用量、开环时间、开环温度及闭环时间对HTPB羟基转化率的影响,红外光谱(FT-IR)与核磁共振谱图(1H-NMR)表明成功地合成了HTPB-QAS,羟基最大转化率为65.7%。采用溶液法和静置法将HTPB-QAS插层钠基蒙脱土,制得聚丁二烯液体橡胶-蒙脱土纳米复合材料(HTPB-OMMT)。X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)、热重分析(TGA)和透射电子显微镜(TEM)分析结果表明,HTPB-QAS成功插入钠基蒙脱土片层中,并且复合材料热稳定性得到明显提高。
用基团贡献法估算聚乙二醇单甲醚-聚乳酸两亲嵌段共聚物的HLB值
董亚娟, 惠志倩, 戎宗明
2017, (5) :640-646. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.007
摘要:
采用水数法测定了聚乙二醇单甲醚-聚乳酸两亲嵌段共聚物系列样品的HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)值,其数值与分子中亲水基团的体积分数(φEO)呈线性变化规律。以Γ-分布概率密度函数描述聚乳酸链中单个聚乳酸链节对HLB的贡献,则聚乳酸链的有效链长可由Γ-分布概率密度函数的积分求得,由此得到了用基团贡献法估算此类共聚物HLB的方法,HLB计算方法的平均绝对误差小于0.97,与其实验测定误差相当,比常用的Griffin方法更为准确。
中空纤维膜反应器结合芬顿试剂脱除燃煤烟气中的Hg0
于明磊, 马良, 张艳红, 汪华林, 于新海, 杨雪晶
2017, (5) :647-654,676. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.008
摘要:
将中空纤维膜反应器和芬顿试剂结合脱除烟气中的Hg0。研究了不同参数以及SO2、NO和O2等杂质气体对Hg0脱除的影响。结果表明:随着H2O2浓度、Fe2+浓度、溶液初始pH和温度的增加,Hg0脱除率先增加后降低,其最佳工作条件是H2O2浓度为6 mmol/L,Fe2+浓度为9 mmol/L,溶液初始pH为2.5,温度为20℃;增大液气比和通过减小气相流量增大停留时间均对Hg0脱除有增强作用,当液气比超过0.11时,Hg0的脱除率不再增加;当气相流量为0.6 L/min时,Hg0脱除率超过85%;SO2、NO对Hg0的脱除有抑制作用,O2对Hg0的脱除几乎没有影响;还测定出温度20℃下中空纤维膜反应器的比相界面积a=270.29 m-1和传质动力学参数kL=8.13×10-4 m/s,kG=0.786×10-6 mol/(m2·s·Pa)。
基于数据驱动的闭环脑机接口设计
孙京诰, 戚川, 潘红光
2017, (5) :655-661. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.009
摘要:
基于神经元峰电位的植入式脑机接口开展相关研究,通过搭建大脑皮层仿真模型,并在控制理论分析的基础上进行自发单关节运动任务。使用自适应维纳滤波器完成神经元放电活动的线性解码器设计。通过分析发现在视觉反馈信息缺失时,解码器性能严重下降。针对此问题,使用基于数据驱动算法的紧格式无模型控制算法产生刺激信号来刺激仿真大脑皮层感觉区神经元,使其跟踪存在感官反馈时感觉区神经元的放电活动。由于感觉区神经元放电信息的恢复,解码器在感觉反馈信息缺失时的性能也得到了恢复。最后,通过仿真验证了基于数据驱动算法的人工感官反馈有效性,并与整定的PID控制算法对比,结果验证了本文设计的闭环系统的有效性。
基于改进蝙蝠算法的工业控制系统入侵检测
李金乐, 王华忠, 陈冬青
2017, (5) :662-668. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.010
摘要:
针对蝙蝠算法(BA)易陷入局部极小的缺点,提出了两点改进:(1)在蝙蝠位置更新时考虑了当前局部最优解分布对算法的影响;(2)将差分进化算法(DE)中的变异操作迁移到蝙蝠算法中,采用随机性变异的方式增加了种群多样性,提升了算法局部搜索能力,并通过典型测试函数验证了本文算法的优越性。将该算法用于工业控制系统(ICS)入侵检测中支持向量机(SVM)分类器的参数优化,使用工控入侵检测标准数据集进行仿真研究。结果表明,与DE、粒子群算法(PSO)和遗传算法(GA)等优化算法相比,其优化的SVM入侵检测模型在检测率、漏报率和误报率等指标上都有显著提升。
基于谱聚类特征向量分析的模态划分方法
南男, 杨健, 赵晶晶, 侍洪波
2017, (5) :669-676. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.011
摘要:
在实际生产过程中,过程数据的多模态特性会对数据建模产生一定的影响,进行模态划分有利于获取精确的模型。目前常用的模态划分方法,如k-means、c-means等聚类方法,在有过渡过程的模态划分应用中,有时不能得到理想的结果。本文提出了一种通用的模态划分方法,以谱聚类算法中相似矩阵的特征向量分析为基础,基于相似矩阵的特征向量与其所包含的聚类信息的关系,使用高斯曼哈顿距离构造模态标签,并用小窗口思想实现动态多模态过程的模态划分。通过对稳态与带过渡过程的多模态数据的实验验证了该算法的有效性。
一种基于多邻域非线性扩散的动态规划全局立体匹配算法
耿冬冬, 罗娜
2017, (5) :677-683. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.012
摘要:
双目立体视觉匹配通过两幅具有一定视差的图像获得精确、稠密的视差图。为了解决动态规划立体匹配算法橫条纹瑕疵以及精度低的问题,提出了一种基于多邻域非线性扩散的立体匹配算法。该算法采用AD测度函数构建视差空间,根据行列像素之间的约束关系,基于非线性扩散的代价聚合方法,通过图像边缘的动态优化寻求全局能量函数最优值得到稠密视差图。在Middlebury测试集上的实验结果表明,该算法的平均误匹配率为5.60%,相比IIDP动态规划全局匹配算法,精度提高了39.9%,有效地解决了横向条纹问题,改善了边缘模糊情况,且提升了算法的稳定性。与其他全局匹配算法相比,本文算法误匹配率降低了38.2%,在图像参数的11个指标中有9项指标排名第1。
IFA和FA联合方法在化工过程监控中的应用
丁英涛, 程辉, 王振雷, 梅华, 赵亮
2017, (5) :684-691. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.013
摘要:
工业过程数据具有高斯和非高斯混合分布的特点。独立因子分析(IFA)采用一维高斯混合模型拟合任意的因子分布,因此可以处理高斯和非高斯混合的问题。虽然在给定因子数的前提下变分IFA算法可以有效地缩短建模时间,但是独立因子数的选择仍然需要较长的计算时间。此外,若IFA的因子数选择不当,会造成部分因子的信息遗留在观察变量的残差中,导致GSPE监控指标的监控性能变差。为了解决IFA在实际应用中存在的问题,本文结合了IFA和FA方法。首先使用FA辅助IFA选取独立因子数,以进一步减小IFA建模时间;其次使用FA对IFA的残差进行再处理,以解决由于独立因子数选择不当造成的问题。最后将该方法应用于田纳西-伊斯曼(TE)过程和乙烯裂解炉过程的监控中,实验结果验证了该联合方法的有效性。
基于能耗降低的虚拟机动态迁移算法
李飞标, 虞慧群, 范贵生
2017, (5) :692-697. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.014
摘要:
在云计算环境中,有效的虚拟机动态迁移算法有助于降低能耗和SLA违反率。本文提出了一种改进的虚拟机动态迁移算法,通过双阈值策略、基于最小迁移代价的虚拟机选择策略和目标物理节点的概率选择策略来降低能耗,并降低SLA违反率。仿真实验表明,该方法在虚拟机动态迁移中能够降低系统的能源消耗,同时也降低了SLA违反率。
基于极值随机森林的慢性胃炎中医证候分类
颜建军, 胡宗杰, 刘国萍, 王忆勤, 付晶晶, 郭睿, 钱鹏
2017, (5) :698-703. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.015
摘要:
大多数机器学习算法能得到较好的分类效果,但模型却无法解释;而随机森林等模型有良好的可解释性,却无法处理中医数据中兼证的情况。本文利用极值随机森林算法对慢性胃炎中医数据进行证候分类研究,其中决策树的叶节点能输出多个标签,通过加权机制综合分量来处理兼证问题。与已有多标记学习算法和C4.5、CART等基于决策树的算法进行比较,实验结果表明,极值随机森林算法无论在6个证型的分类准确率上,还是在多标记评价指标上都具有更好的效果,而且模型中得到的规则基本符合中医理论。
基于肌音信号的头部动作模式识别
顾晓琳, 吴清, 夏春明, 章悦, 钟豪
2017, (5) :704-711. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.016
摘要:
肌音信号(MMG)是一种肌肉收缩时发出的低频信号,通过测量分析颈部前后两侧的胸锁乳突肌和头夹肌的肌音信号,成功识别点头、抬头、左摆、右摆、左转、右转6个头部动作模式。实验中采集了4个通道的数据,经滤波、归一化的预处理后,用不等长分割法分割出动作帧。提取了动作帧的小波包系数能量及双谱对角切片特征,经主元分析法(PCA)和Fisher线性判别分析(FLDA)降维,用支持向量机(SVM)分类。最后对小波包系数能量和双谱对角切片特征进行FLDA降维,识别率达95.92%。
天然气物性数据库的开发及其在阀门仿真中的应用
汤俊, 于新海, 李松, 周邵萍
2017, (5) :712-716,748. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.017
摘要:
利用目前在天然气应用领域中较为全面和精确的GERG-2004方程建立天然气数据库,使用FORTRAN程序,VBA宏语言和MATLAB编写了插值算法,在CFX仿真计算中调用了数据库中物性数据。以天然气迷宫式调节阀三维模型为研究对象,基于k-Epsilon流动模型,调用天然气物性数据库,实现了以天然气为介质的迷宫式调节阀仿真,为以天然气为介质的过流部件仿真提供了解决思路。
基于模态分离算法的管道焊缝缺陷模拟
叶梦雅, 胡明慧
2017, (5) :717-723. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.018
摘要:
在温度、压力、介质腐蚀、振动等影响下,在役工业管道焊缝内部的小缺陷易发展成裂纹,对管道安全运行产生危害。在模态对称分离算法检测单焊缝管道缺陷的基础上,基于L(0,2)模态导波进行数值模拟,分别以前焊缝缺陷对称面、弯管对称面为纵坐标建立新的笛卡尔直角坐标系,根据对称原理,易于提取缺陷特征。模拟结果表明,非对称幅值与裂纹深度呈指数函数关系,该方法可以实现双焊缝和弯管焊缝缺陷的识别和定量。
考虑滚珠尺寸误差时滚珠螺旋副的受力和寿命分析
甄妮, 安琦
2017, (5) :724-732. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.019
摘要:
以外循环式滚珠螺旋副为研究对象,通过力学分析建立了一种考虑滚珠尺寸误差、计算每个滚珠受力及滚珠螺旋副寿命的计算模型。结合一个具体的算例,研究了只存在一个滚珠误差、所有滚珠存在随机性误差两种情况下尺寸误差对滚珠受力情况及疲劳寿命的影响,绘制了滚珠最大接触应力曲线,计算了滚珠螺旋副的疲劳寿命。研究结果表明:提高滚珠加工精度,滚珠螺旋副的寿命也随之增加。
考虑微观形貌时平面型推力滑动轴承润滑性能数值研究
李姗姗, 安琦
2017, (5) :733-739. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.020
摘要:
选择平面型推力滑动轴承为研究对象,通过对粗糙表面的数值模拟,基于雷诺方程,构建了考虑微观形貌时的平面型推力滑动轴承润滑性能的计算模型。运用Matlab软件编程,针对一个具体的算例,采用数值计算研究了轴承工作时推力环旋转一周过程中最大油膜压力、承载能力、最小油膜厚度等参数的变化规律,发现其润滑性能与表面形貌有关;研究了转速、表面粗糙度等因素对推力滑动轴承润滑性能的影响规律,绘制了在保持全油膜润滑状态下速度和承载能力、摩擦力矩之间的关系曲线,并对这些曲线进行了分析。
混凝土搅拌车搅拌转筒的振动性能
杨家鹏, 李柳湘, 安琦
2017, (5) :740-748. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.021
摘要:
以混凝土搅拌车为研究对象,对搅拌车搅拌转筒进行了受力分析,得到了各支撑力的计算模型。归纳了搅拌转筒内混凝土液面形状的计算方法,分析了搅拌转筒转速、倾斜角度以及混凝土液位对筒内液面形状的影响。构建了考虑混凝土液面分布形状的新型传递矩阵模型,针对算例进行了分析,研究了搅拌转筒转速、倾斜角度、混凝土液位对搅拌转筒振动性能的影响。发现搅拌转筒的振型呈现非对称分布,随着转速的增大,搅拌转筒的振动幅度不断减小;随着倾斜角度的增大,搅拌转筒的最大振幅几乎不发生改变,但其振动峰值的位置逐渐向右移动;搅拌转筒的不平衡响应振幅随着混凝土液位高度的下降而增大,振动峰值逐渐向左移动。