已经开发出测试方法来比较聚醚醚酮 (PEEK) 热塑性聚合物在准静态、高应变率拉伸试验和疲劳载荷下的机械响应和失效行为。拉伸试验的应变率从 0.0003 s − 1 到 60 s − 1,并在不同的温度下进行,以比较样品在不同测试条件下的流动特性。还进行了不同幅度和频率的疲劳试验,以评估循环载荷期间的温升及其对断裂行为的影响。结果表明,与准静态行为相比,动态拉伸会导致脆性断裂;而在高频率和载荷幅度的疲劳试验下,材料不仅表现出更延展的行为,而且还清楚地表明诱导自热对 PEEK 的模量和机械性能有显著的影响。因此,本文的主要目的是讨论诱导温度及其对断裂表面的影响。热疲劳在提高温度和减少疲劳寿命方面起着非常重要的作用;因此,有必要了解热疲劳发生的条件以及消耗的能量。从实验结果和计算中获得的方程可以估算疲劳试验中的能量耗散,它是循环和频率的函数。
摘要 本文使用有限元建模模拟研究了羟基磷灰石涂层在全听小骨重建假体 (TORP) 中的应用,以提高这些用于中耳植入的假体的生物相容性和机械性能。我们重点评估了生物相容性材料,特别是聚醚醚酮 (PEEK) 和钛,通过分析它们在模拟条件下的机械行为。结果表明,PEEK 的机械性能几乎与钛相当,在中耳环境中表现出优异的稳定性和弹性。与钛相比,PEEK 具有几个关键优势,包括更容易制造、更容易获得以及羟基磷灰石涂层的应用流程简化。这些好处表明,PEEK 可以成为用于中耳假体的钛的一种非常有效的替代品。这项研究的结果凸显了 PEEK 在改善中耳植入物的设计和功能方面的潜力,为该领域未来的研究和开发提供了一个有希望的方向。通过利用 PEEK 的优势,我们可以提高中耳假体装置的有效性和可及性,最终使需要此类干预的患者受益。
纤维增强聚合物(FRP)正在寻找不同工业领域的更多应用。从持续能力的角度来看,由于材料的轻量级性质,由FRP制成的组成部分在其使用阶段减少了能源消耗和CO 2排放。但是,这些材料的生产对全球能源需求产生了重大影响。为了减轻这种影响,循环经济策略至关重要。这项研究对FRPS COM PONENTS的不同寿命(EOL)策略进行了累积能源需求(CED)分析。评估了三个EOL途径:即连续纤维增强热塑性塑料的燃烧,回收和改革。考虑了不同的纤维和矩阵以及三个光纤体积分数(FVF)。具体而言,检查了玻璃纤维,碳纤维,聚丙烯和聚醚醚酮,同时评估了11%,23%和45%的FVF。生命周期库存数据已构建,结合了文献综述和CES Edupack数据库。结果提供了一些指南,以减少CED的降低来优化产品的EOL阶段,从而强调了改革策略的优势和高竞争力,尤其是在处理高性能矩阵和/或纤维的情况下。回收结果是有价值的EOL替代方案,而如果使用低性能矩阵和纤维,则使用高性能的FVF。
关于合作 交通电气化要求更多地使用高压系统,这对在严苛环境中部署的绝缘材料提出了更高的要求。在此次合作中,aHV 使用其自有设施对各种类型的绝缘系统进行老化处理,包括用于电机和电缆系统的绝缘系统。测试项目包括用高性能聚合物 Kapton(聚酰亚胺)、聚醚醚酮 (PEEK) 和 PAI 绝缘的样品。然后将这些样品与新的、未使用过的和未测试过的样品一起提供给 Royce 作为对照。Royce 利用一系列不同的分析手段对这些未老化和老化样品进行了特性分析,其中包括 X 射线计算机断层扫描、气相色谱-质谱、扫描电子显微镜和摩擦学(硬度测试)。Royce 能够对使用过的和全新的绝缘材料进行详细的分析和比较。结果 Royce 能够准确定位和成像由电气故障引起的故障位置,并进一步能够表征由逐渐的热和电老化引起的降解反应的副产品。作为一家小型企业,aHV 不具备开展这些特性描述活动所需的设施;因此,Royce 能够通过其独特的合作伙伴模式提供全面的访问权限,确保在需要时使用适当的专业知识。aHV 专注于电动汽车绝缘系统的开发、设计和测试——这对于这些系统中使用的电动机、电缆、连接器和电源转换器的开发至关重要。此次合作意味着 aHV 对可用于评估绝缘系统性能的技术有了更深入的了解,并且可以通过 Royce 增强他们向行业合作伙伴提供的服务。
聚醚醚酮 (PEEK) 可直接打印成高性能部件。[1–5] 然而,仍有大量材料难以适应 3D 打印。例如,热固化的热固性材料(如环氧树脂和有机硅)因其机械性能、耐化学性和热稳定性的结合而广泛应用于许多应用中。[6] 然而,这些聚合物通常是双部分系统,必须混合,然后需要几分钟到几小时才能交联并完全固化。这些热固性材料会长时间保持液态,因此很难进行高保真度的 3D 打印,因为它们会流动并且不会保持其预期的几何形状。基于挤出的直接油墨书写 (DIW) 已经成功打印了环氧树脂和有机硅等热固性材料,但通常需要修改油墨成分和流变性以使其具有触变性,或使已经具有触变性,以允许在空气中打印。 [7,8] 此外,DIW 面临着与相关熔融沉积成型 (FDM) 类型方法相同的几何约束,例如悬垂结构和独立结构如果不使用支撑材料则难以打印。这些对可用于 3D 打印的材料和几何形状的限制严重限制了使用慢固化液体预聚物和软材料制造部件的复杂性。自由形式可逆嵌入 (FRE) 3D 打印是一种最近开发的技术,用于打印软质和液体材料并克服了这些挑战。[9] FRE 和相关的嵌入式 3D 打印技术首次由 Feinberg 和 Angelini 团队于 2015 年在不同的论文中描述,涉及将预聚物挤压到具有屈服应力的微凝胶基支撑浴中。 [10,11] 与将细丝挤出到平台上的典型 FDM 方法不同,在 FRE 中,所选材料(通常称为墨水)直接挤出到支撑槽中并固定到位,直到固化。支撑槽还大大减少了重力的影响,并且通常不需要任何额外的打印支撑结构。尽管有这些优势,但 FRE 工艺仍然存在独特的挑战
Suwabun Chirachanchai 教授作为泰国政府派出的留学生来到日本,学习了日语后,于1982年进入东京学艺大学附属中学就读。 1985年通过普通入学考试考入大阪大学工学部,1989年毕业。后在工学研究科师从竹本喜一教授取得硕士学位,后在朱拉隆功大学石油化学研究科工作。次年回国师从竹本喜一教授,1995年取得工学博士学位。回国后,历任讲师、助教、副教授,2009年晋升为教授,并于2016年至2020年担任研究生院院长至今。我们通过众多国际会议、研讨会和讲座等学术交流活动积极参与持续的国际交流。他不仅活跃在泰国,还担任美国凯斯西储大学、广岛大学、比利时蒙斯大学的客座教授,以及NEDO Moonshot国际评估委员会委员,充分运用从小培养的英语能力,在国际上活跃。其发表的150多篇学术论文多篇发表于国际知名学术期刊,考虑到他任职时泰国高分子科学尚未扎根的状况,其学术贡献令人惊叹。在研究方面,我们专注并持续致力于环境友好的功能高分子材料的开发。他发现了一种独特的溶解方法(水溶性壳聚糖),该方法涉及与水溶性难溶的天然多糖壳聚糖形成离子复合物,该方法得到了许多研究人员的高度评价。 Chirachanchai 教授一直致力于通过增强可生物降解聚合物的功能性来开发环境友好的功能高分子材料,并报告了多种原创性和创新性的研究成果。在泰国,有效利用从蟹壳和虾壳中提取的甲壳素和壳聚糖是一个重要课题,但由于它们的水溶性差,因此仅限于在酸性水溶液或有机溶剂中进行化学反应。他发现缩合反应促进剂1-羟基苯并三唑与壳聚糖形成离子配合物,从而使其溶解于中性水溶液中,并证明了多种缩合反应可在一个步骤中实现。由此开创了“水溶性壳聚糖”这一新领域,并带动了多种高功能材料的诞生。此外,还开发了一种赋予聚醚醚酮质子可转移性的新型表面改性方法。
在此情况下,我们最近建议使用四钌取代的多金属氧酸盐 (POM) Na 10 [Ru IV 4 ( β -OH) 2 ( µ -O) 4 (H 2 O) 4 ( γ -SiW 10 O 36 ) 2 ] (Ru 4 POM),它作为聚合物膜的防污剂表现出独特的行为。[3,4] POM 是 Mo、W 和 V 等金属的最高氧化态下的过渡金属氧化物。它们具有广泛的结构拓扑和多功能的化学和物理特性,特别是在催化应用方面[5],并且可以集成到广泛的功能支架 [6] 和薄膜中。[7] Ru 4 POM 具有突出的氧活性,这可以在水氧化过程中观察到[8],以及 H 2 O 2 催化歧化为 H 2 O 和 O 2 的过程中。 [9] 后一种过程很容易实现,不需要使用外部光/电触发器,也不需要调节 pH 值或温度,因此,只要将 Ru 4 POM 集成到小型设备或膜中,就可以很容易地利用它产生氧气泡。[10] 这些代表了一种有用的机械剂,有助于去除不可逆的污垢颗粒,也就是那些对传统膜清洗有抵抗力的颗粒,这些颗粒会堵塞膜孔并使其重复使用更加困难。在将 POM 嵌入聚合物基质的可能策略中[11],我们之前已经利用了所谓的表面活性剂包覆 POM(SEP)[12],通过反阳离子交换,旨在用长的两亲性四烷基铵链取代钠阳离子。具体来说,i)二甲基十八烷基铵 (DODA) 用于促进 Ru4 POM 在 CHCl3 中的溶解度,并允许与聚醚醚酮 (PEEK-WC) 形成合适的聚合物共混物;[3] ii)可聚合阳离子丙烯酰氧十一烷基三乙基铵 (AUTEA) 用作 POM 反离子和可聚合双连续微乳液 (PBM) 的组分,后者用作多孔聚醚砜 (PES) 膜表面的功能涂层。 [4] 然而,尽管具有良好的自清洁性能,尤其是对于后一种系统,但用于制备这些 SEP 的阳离子仍然很昂贵。在此,我们探索了使用埃洛石纳米管 (HNT) 作为支架,从而为该领域提供不同的视角