


直接甲醇燃料电池(DMFC)是电力和燃料领域的一个重要课题。在本研究中,我们描述了锚定在聚二苯胺上的钯纳米粒子与还原氧化石墨烯网络(rGO/PDPA/Pd)纳米杂化材料的一种新组合,这是通过一种原位化学反应策略合成的。在碱性介质内进行的甲醇氧化反应(MOR)中,rGO/PDPA/Pd电催化剂表现出优良的电催化活性、较低的氧化电位(−0.1伏)、较高的电流密度(2.85毫安/平方厘米)、优良的循环稳定性(94%)和较长的使用寿命(1200秒)。值得注意的是,与Pd/C电催化剂相比,rGO/PDPA/Pd电催化剂的正向峰值氧化电位朝负向移动了110毫伏。这些结果表明,rGO/PDPA/Pd电催化剂被视为DMFC的一种有效阳极催化剂。



随着人们求知欲的不断增强,人们在充气结构和充气系统领域开展了大量研究工作。这些充气结构在民用和军用应急充气避难所、工业燃料和天然气储罐、救生筏、救生艇等的建造和生产中具有很大的优点。甚至在国防领域采用了更先进的充气装置,例如轻于空气系统(LTA)的船体结构和充气式雷达天线罩。充气结构的优点在于优良的机械强度、轻盈性、耐用性和较小的收纳体积。特种弹性体在研制充气结构的过程中发挥了重要作用,因为它们具有优良的耐候性、耐紫外线性、耐臭氧性、抗老化和抗氧化的稳定性。另外,它们表现出良好的气体和蒸气阻隔性能。这篇综述文章的开头论述了本研究中所选择特种弹性体的结构和性质,随后说明了基于聚合材料的气体输送结构。最后部分着重介绍了工业、国防和海上应用中采用的各类充气系统的发展情况,而且特别关注充气装置在国防领域的高级应用。在整个综述研究中,对充气系统中特种弹性体应用的各种文献资料和已发表研究进行了概述。本研究主要强调特种弹性体结构、性质和在充气结构发展中的应用。



连续晶格制造是一种新引入的纤维增强热塑性复合材料的增材制造方法,可以在需要的地方沉积材料。这项技术的成功在于一个打印头,在材料被挤压之前,未固结的连续纤维增强复合材料通过一个挤压模具沉积于平面之外,而不使用支撑结构。然而,较为先进的复合原料,如混纺纱,由于其底层纤维结构,即热塑性纤维与增强长丝混合,在可达到的材料质量和部件尺寸方面存在局限性。混合双组分纤维克服了这些局限,因为每个单独的增强纤维都包覆在热塑性护套中。这样一来,就可以避免耗时的纤维浸渍步骤,这些步骤是会给孔隙含量和材料质量带来负面影响的。
本研究比较了混合双组份纤维和市售混纺纱在不同加工条件下的拉胶质量。本文介绍了在不同的模具填充度、模具温度和拉挤速度下,对直径为5 mm、含量50 ~ 60 % 玻璃纤维的聚碳酸酯复合材料型材进行拉挤试验。结果表明,由混合双组份纤维制成的拉胶比在相同条件下由混合纺丝制成的拉胶具有更低的空隙率。我们认为这是由于固结机制的差异造成的,在混合双组份纤维的情况下,与达尔西安流主导的混纺纱固结相比,主要是热塑性套的聚结。



激光烧结是一种常用的增材制造(AM)技术,适用于汽车行业、医疗保健和消费品等领域的各种应用。聚合物激光烧结除了具备适合终端使用零件生产的机械性能外,聚合物激光烧结还可以生产比许多其他AM技术更复杂的结构,因为它不需要支撑结构,而且零件可以堆叠在建造区域以进行更有效的处理。理论上,广泛的聚合物应该可以通过激光烧结来处理。然而,在实践中,情况并非如此,目前只有少数聚合物能够进行可靠和一致的处理。本文综述了通过添加一系列有机和无机纳米填料来提高激光烧结聚合物的加工性能、力学性能和功能性方面的研究。它验证了关键的挑战,包括纳米相的分散,以及为克服它们而开发的方法。探讨了纳米相对可加工性的影响,以及关键加工参数的重要性。讨论了纳米复合材料粉末生产技术和零件表征的最新进展。重点介绍了激光烧结件的最终性能及其潜在的应用,并讨论了研究所目前面临的挑战和未来的潜在研究方向。



我们目前观察到的塑料废物环境影响的戏剧性状况与这类材料的内在特性有关,塑料转化为废物甚至垃圾后,它们的性质不会发生本质上的变化。塑料的这种特性可能有助于部分地解决问题――通过再生将塑料废物转化为有价值的材料,从而减少塑料垃圾的数量。两种不混溶聚合物的混合物进行熔融掺混、挤压、冷拉伸和进一步压模成型或喷射成型,用于聚合物复合材料生产时,涉及到微纤化复合材料(MFC)的概念――这是一种可能的聚合物再生技术。基于可口可乐瓶中的PET和低密度聚乙烯的MFC,通过冷拉伸可以形成卓越的机械性质。需要强调的是,再生并不能解决塑料对环境造成负面影响的问题,相反只会推迟这个问题的解决。这是因为再生塑料会在寿命末期后重新转化为废物或垃圾。



碳纤维增强聚合物(CFRP)具有突出的轻量潜力,可以在现代能源和交通概念中发挥关键作用。然而,碳纤维生产属于高能耗、高成本生产,同时常用制造技术的废品率很高,而损坏部件的修复几率仍然较为有限。因此,急需整体再生方式才能达到可接受的成本效益和可持续性。再生之所以富有挑战性,原因是真正的再生――即重复利用高性能复合物中的纤维――需要保持较大的纤维长度并实现准确纤维定向。这就需要在纤维属性的最佳可能利用与尽可能降低再生成本之间进行权衡。因此,本论文不仅简要概述了从废料中回收碳纤维并将它们加工成新CFRP组分的技术,而且介绍了对基于再生碳纤维的半成品的特定性质进行利用的不同方法,以便实现与工艺或材料有关的多功能。其中包括准塑性变形特性(实现深拉或弯曲丝束铺放),从而通过纤维印透现象减少、过饱和无纺布的强力树脂浸渍以及高能源吸收改善表面质量。