复杂裂隙岩体环境下巷道轴线走向优化研究

裂隙岩体环境下巷道轴线走向优化选择对巷道的安全开挖和长期使用具有重要意义,但现有研究存在代表性结构面组选择和评价指标不够科学两方面的不足。以铜坑矿92号矿体4个裂隙岩体试验区巷道为工程背景,充分利用一般块体理论GeneralBlock程序和关键块体理论Unwedge程序的各自优点,已解决代表性结构面组选择问题,以更符合工程实际的直接掉落块体数目和最小安全系数为块体稳定性评价指标,对复杂裂隙岩体环境下的巷道轴线走向优化进行系统研究。结果表明:利用所研发技术,能够快速确定出1#,2#,3#和4#裂隙岩体试验区巷道轴线最优走向分别为35°,108°,37°和32°。研究成果可为其他复杂岩体环境下巷道轴线走向优化确定提供参考。     

导热聚氨酯灌封胶的研制

以聚醚210、聚醚305、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷为原料,氧化铝(Al2O3)为导热填料,与异佛尔酮二异氰酸酯反应合成导热聚氨酯灌封胶。研究Al2O3用量、催化剂和聚醚多元醇的种类对灌封胶性能的影响。结果表明,当Al2O3的质量分数从0增加到80%时,灌封胶的导热系数从0.08 W/(m.K)增加到0.76 W/(m.K),是纯聚氨酯灌封胶的9倍多。SEM测试表明,Al2O3在体系中有着较好的分散性。     

聚氨酯-氟化环氧丙烯酸酯单组分胶粘剂的合成

以异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯和甲乙酮肟为原料,合成了封闭异氰酸酯-丙烯酸酯单体。用化学滴定法和实时IR跟踪反应进度,用IR和13C-NMR表征合成单体的结构。用该单体与甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸六氟丁酯共聚得到胶粘剂。以变温红外光谱测定解封温度为140℃,通过DSC和电子拉力机测试最优固化工艺为120℃/2h与140℃/2h,对PTFE表面处理后粘接强度最大为3.83MPa。     

基于倾斜光纤光栅的温度不敏感振动传感器

提出了一种基于倾斜光纤光栅与多模光纤相结合的温度不敏感振动传感器,其振动传感头是在倾斜光纤光栅与单模光纤之间加入一小段多模光纤所组成。倾斜光纤光栅的反射光谱有布拉格模和包层模两部分组成,其中多模光纤的作用是将倾斜光纤光栅反射包层模耦合到单模光纤的基模。倾斜光纤光栅包层模对外界振动很敏感,通过传感器的包层模平均输出功率完成对外界振动物理量测量。由于采用强度解调的方式,可以大大降低传感器装置的复杂性。实验表明：当传感器温度从20 ℃上升到70 ℃时,传感器的输出平均光功率均方根误差为0.01 μW,其反射光谱平均输出功率影响很小,故可以避免外界温度对测量结果的影响。     

醇酯型聚氨酯油墨粘结树脂的研制

以过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)的混合物与聚醚N-210反应合成端NCO基聚氨酯预聚体,用1,4-丁二醇(BDO)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、新戊二醇(NPG)、异佛尔酮二胺(IPDA)对预聚体扩链,采用乙酸乙酯和异丙醇作为溶剂,合成环境友好的醇酯型聚氨酯油墨粘结树脂.研究了预聚反应中NCO与OH的比例、扩链剂的选择、交联剂、熟化时间和温度等因素对所合成的聚氨酯性能的影响,并得以确定最佳合成配方,制得光泽度优、粘附性能好、附着力强、力学性能稳定的聚氨酯油墨粘结树脂.     

聚酯薄膜用丙烯酸酯水性胶制备研究

采用自由基溶液聚合法,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂合成丙烯酸酯乳液。讨论了丙烯酸(AA)加入量、溶剂类型、引发剂用量和中和剂类型对丙烯酸酯乳液表观及薄膜附着性能的影响,并考察了固化剂用量对附着性能的影响。聚合物乳液用红外和热重进行表征,扫描电镜观察了硬化膜表面。研究结果表明:以正丁醇为溶剂,N,N-二甲基乙醇胺为中和剂,w(AA)=7%和w(BPO)=1.2%(均相对于单体总质量而言),w(固化剂)=8%(相对于乳液干重)可得到耐水煮10min的硬化膜。聚合物热分解温度为394.7℃,硬化膜层未脱落。     

基于光纤环镜的温度不敏感相对湿度传感器

提出了一种基于两段相同长度的保偏光纤环镜的温度不敏感相对湿度传感器,其中一段保偏光纤经高浓度的氢氟酸腐蚀后覆以一层湿敏材料聚乙烯醇薄膜用于获得空气的相对湿度,另一段保偏光纤则对传感器的温度进行补偿。该传感器成功实现了对周围环境相对湿度(RH)20%~80%范围内的测量,同时不受外界环境温度的影响。实验表明,该传感器所得数据呈现出良好的线性关系,获得的湿度灵敏度为0.98 nm/%(RH),温度所带来的影响仅为0.0072 nm/℃,达到了消除温度影响的目的。     

海水鲈鱼鳞片及鳍骨中羟基磷灰石的X射线极图法和ODF法择优取向分析

采用X射线衍射采集海水鲈鱼鳞片中羟基磷灰石(002)、(130)、(211)面网和鳍骨中羟基磷灰石(031)、(120)、(132)面网极图数据并计算了取向分布函数(ODF)以分析其择优取向特征,其中鳞片极图数据显示出羟基磷灰石结晶学c轴主要有3个择优取向,分别是与鳞片法线方向平行、相交39°和相交63°,而鳍骨极图推测出其羟基磷灰石c轴择优取向大致有五个方向,分别与鳍骨截面法线相交3°、9°、17°、24°和36°.ODF的计算结果表明,鳞片中羟基磷灰石有比较明显的择优取向是结晶学c轴近似平行于鳞片表面,同样,鳍骨ODF中羟基磷灰石择优取向为结晶学c轴近垂直于截面.极图和ODF结果上的差别是由于极图本身是晶体取向的二维投影图,单张极图显示的择优信息不够完整,因此ODF用来解析生物矿物的择优取向特征更为准确.鳞片和鳍骨中羟基磷灰石结构中的择优取向现象是因为生物矿化过程中有机质的调控作用而使结晶学c轴趋向平行胶原纤维长轴方向,并且这种择优特征也是硬体组织具有优良力学性能的要求.      

聚酯薄膜用丙烯酸酯乳液的制备及性能

采用无皂乳液聚合法,以过硫酸铵为引发剂制备了丙烯酸酯乳液,将其涂覆在聚酯薄膜表面,考查对薄膜附着力的影响。研究了聚合反应温度、软硬单体配比、乳化剂用量、中和剂等对乳液性能和薄膜附着力的影响。结果表明:反应温度为80℃,乳化剂用量为1.5%,w(EA)∶w(MMA)为2∶3,使用氨水和N,N-二甲基乙醇胺为混合中和剂,得到了性能最佳的乳液,薄膜附着力达到100。采用红外光谱(FT-IR)、粒度仪对树脂结构和性能进行了分析表征。     

基于Mach-Zehnder干涉的湿度光纤传感器的研究

介绍了一种可测量相对湿度的March-Zehnder(MZ)干涉的湿度光纤传感器,其传感结构是在两段标准单模之间腰椎放大熔接一段长为15 mm的单模光纤,并在中间的单模部分涂上一层5%的聚乙烯醇(PVA)。PVA的折射率随着环境湿度的变化而改变,从而使包层模有效折射率发生变化。当中间单模光纤周围环境湿度发生变化时,相应干涉峰中心波长也会发生移动,通过测量透射光谱来测量包层周围环境的湿度变化。实验测得该湿度传感器的灵敏度为0.0983 nm/%RH(RH表示相对湿度)。实验也证明基于MZ干涉的湿度光纤传感器具有良好的稳定性等一系列突出的优点。