DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 羊肚菌大田栽培 3.1. 地块选择 陇南山区河谷稻田，山坡梯田，林缘坡地均可依地势而用，以腐殖丰富的砂壤土产量最好，黄壤土也行，粘性太重的土壤可以用河砂和腐殖质丰富的砂壤土混合改良。地势选择重阳避阴，近水源排水良好，远离污染。 3.2. 搭建遮阴棚 主要以遮阴为主，采用遮阳网、竹子或钢架做支撑，高度2 m左右，以人工操作方便为准，因地制宜，高半山秋冬温度低，可建塑料大棚加盖4帧遮阳网，利于保温增湿 [ 2 ] 。 3.3. 开沟起垄 垄宽0.8~1.0 m，沟宽30~40 cm左右，长度随地势而变，沟深20~30 cm，将沟内土翻到垄上，使垄面与沟底部高差达20~30 cm为佳，垄沟不仅是后期操作道，而且是羊肚菌地栽补水渠(池)。 3.4. 栽种方式 1) 垄面消毒，用草木灰将整个垄面铺撒一遍，进行土壤消毒。 2) 播撒羊肚菌种，先将栽培种掰成2~3 cm左右的菌块，间隔2 cm摆放在栽培床上，把细小碎粒菌种撒入。 3) 第一次覆土，先将颗粒状的腐殖质丰富的粗土覆盖一层，厚度以5 cm左右。 4) 浇水：水质一定要清洁无污染的河水或山泉水，用水管将水引入垄沟内细水慢流，慢慢渗入栽培垄上，随时检查土壤含水量，含水量达到60%左右，即手握成块，掉地即散。 5) 第二次覆土播种，经过一周自然生长，菌丝长出第一次覆土表面，再覆5 cm腐殖质丰富的细土。
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user: 4. 摆放营养袋 营养袋的制作，采用85%玉米芯(棉籽壳，作物秸秆)发酵料，麦麸皮10%、草木灰4%、石膏1%、含水量60%，充分搅拌均匀，采用15 × 17塑料袋装料，高温常规灭菌，待温度降到25℃左右取出。冷却后的营养袋用消毒后的小钉在同一侧面打5个小孔，“品”字形放到土壤面的菌丝上，让营养袋与栽培床菌丝充分接触，以使羊肚菌菌丝长入营养袋内，分解营养袋内培养料，传输营养给菌床，促使菌床菌丝菌核充分积累营养，发育达到预期目标 [ 3 ] 。 在垄面上用竹子(片)搭起1米长的小弓棚，覆盖宽1.2米的黑色地膜，以达到保温保湿进一步遮阳的效果。
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user: 5. 越冬管理 1) 水分管理 土壤水分在整个冬季都要保持在45%~60%之间，低于45%要及时补水，引水到垄沟，细水慢渗，严防大水漫灌，导致土壤水分超过60%，而使土壤含水量过高挤出土壤中的空气，羊肚菌菌丝因缺氧窒息而死。 2) 顺其自然接受气温由高到低，再由低到高温差刺激，促进羊肚菌菌丝菌核成熟并由营养生长向生殖生长的顺利过渡，减少人为操作的干扰。
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user: 6. 出菇管理 1) 水分管理，越冬后随着气温升高到15℃左右，土壤湿度差可以拉大，土壤湿度可控制在35%~60%之间，干干湿湿。继续要从垄沟内细水慢渗调节水分，不能超过手抓成团掉地即散标准，切忌土壤含水量过大，引起菌丝菌核死亡 [ 4 ] 。 2) 温度管理，温度要控制在8℃~20℃之间，尤其陇南春日中午太阳，气温可升到25℃~28℃，要通过加盖遮阳网调节荫棚内温度在15℃~18℃，防止高温灼伤菌丝。晚间掀起荫棚降温、通风，加大温差，促进生殖生长。 3) 防止软体生物取食幼蕾，可通过喷洒草木灰澄清液趋避软体动物侵入，防止啃食幼蕾 [ 5 ] 。 整个出菇期间一定要控制好土壤湿度，空气温度，否则会造成菇蕾难以形成或者发育不良，甚至死菇现象。
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user: 7. 采收与加工 羊肚菌从菇蕾形成到采收需15~18天左右，当子实体8成成熟即可采收，切勿延期到子实体散孢子后，重量和质量都会下降，商品性大打折扣。羊肚菌采收后及时用线绳从菇角处串起来，晾晒或在45℃条件下烘干，然后剪去菇脚杂物定量包装。
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user: 摘 要 用与毕奥–萨伐尔定律等价的运动电荷产生磁场的第一性原理证明了磁场中的高斯定理，该证明对进一步理解磁场的本质和大学物理教学有一定的借鉴作用。 关键词 :运动电荷，毕奥–萨伐尔定律，高斯定理 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 1.1. 毕奥-萨伐尔定律发现简介 自丹麦物理学家奥斯特(H. C. Oersted， 1777~1851)在1820年发现电流的磁效应以来，磁场的研究得到了较快发展 [ 1 ] [ 2 ] ，比如，法国数学家兼物理学家安培(A. M. Ampere， 1775~1836)在同年的9月得出判定电流产生磁感应强度方向的右手螺旋定则；10月法国物理学家毕奥 (J. B. Biot， 1774~1862) 和萨伐尔(F. Savart， 1791~1841)发现了直线电流产生的磁感应强度跟到直线的距离成反比，跟电流强度成正比。紧接着，法国数学家、物理学家拉普拉斯(P. S. Laplace， 1749~1827)在毕奥、萨伐尔、安培等人的基础上将电流产生的磁场给出了数学表达式，这就是通常所说的毕奥-萨伐尔定律。在1831年法拉第(M. Farday， 1791~1867)发现了电磁感应现象，1834年他提出了力线概念，可以方便形象地描述电场、磁场，1851年他给出了电磁感应定律。1865年麦克斯韦(J. C. Maxwell， 1831~1879)完整地提出电磁场理论，即麦克斯韦方程组，预言了电磁波的存在并建立了光的电磁波理论，德国物理学赫兹(H. R. Hertz)在1888年用实验证实了电磁波。至止，经典电磁场理论趋于完备。在麦克斯韦方程组中，关于磁场中的高斯(C. F. Gauss 1777~1855)定理的证明，大多电磁学方面的教材是根据磁感应线是闭合的这一性质给予形象证明 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。在文献 [ 6 ] [ 7 ] 中用毕奥–萨伐尔定律从积分角度给出了严格证明。本文将用从毕奥-萨伐尔定律导出运动电荷产生磁场的公式来证明高斯定理。 1.2. 毕奥-萨伐尔定律 设任意载流导体中的电流强度为I，将其分割为无数电流微元 I d l ，其方向规定为该处电流方向，该电流微元在空间任意点P处产生的磁感应强度 d B 为： d B = μ 0 4 π I d l × r ^ r 2 (1) 其中 r 是电流微元到P点的位置矢量， | r | 表示距离，即 r 的模，用 r 表示， r ^ = r / r 为位矢 r 的单位矢量； μ 0 为真空中的磁导率，其值规定为 4 π × 10 − 7 N ⋅ A − 2 ， d B 的方向由 I d l × r ^ 的方向决定， I d l × r ^ 是电流微元矢量 I d l 和位矢 r ^ 的矢积，其方向遵从右手螺旋法则。人们习惯把(1)式叫作毕奥-萨伐尔定律。 设载流导体的横截面积为 s ，其电流可表为： I = n q v s (2) 其中q为定向移动电荷的电量， v 为定向移动的速度，电流元 I d l = n q s d l   v ， s d l 为该电流微元的体积， n s d l 为该电流元内定向移动电荷的电荷总数目，则单个运动电荷产生的磁场为： B = d B n s d l = μ 0 4 π q v × r ^ r 2 (3) 该式揭示了磁场的电本质：磁场由运动电荷产生，也突显了毕奥-萨伐尔定律作为磁场第一性原理的重要性。下面用(3)式证明磁场中的高斯定理。 1.3. 磁场中的高斯定理 在麦克斯韦方程组中，关于磁场中的高斯定理积分形式如下： ∯ s B ⋅ d S = 0 (4) 其微分形式为： ∇ ⋅ B = 0 (5) 其中 ∇ 是梯度算符，在直角坐标系中的表达式为 ∇ = ∂ ∂ x i ^ + ∂ ∂ y j ^ + ∂ ∂ z k ^ ， i ^ ， j ^ ， k ^ 分别为 x ， y ， z 轴的单位矢量。由数学中的高斯定理可证明(4)式和(5)式是等价： ∯ s B ⋅ d S = ∭ V ( ∇ ⋅ B ) d V = 0 所以，只需证明(5)式成立即可。下面将从两方面来证明。
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user: 2. 磁场中的高斯定理的证明 2.1. 运动电荷产生的磁场的高斯定理的证明 不失一般性，设电荷以速度 v = v k 沿z轴运动，即速度分量分别为 v x = 0 、 v y = 0 、 v z = v ；其位置为 O ′ ( 0 ，   0 ，   z ′ ) ，它在空间任一点 P ( x ， y ， z ) 产生的磁感应强度为 B ，位矢为 O ′ P = r = x i ^ + y j ^ + ( z − z ′ ) k ^ ，由公式： ∇ ⋅ ( f × g ) = ( ∇ × f ) ⋅ g − f ⋅ ( ∇ × g ) (6) 有： ∇ ⋅ B = μ 0 q 4 π ∇ ⋅ ( v × r ^ r 2 ) = μ 0 q 4 π [ ( ∇ × v ) ⋅ r ^ r 2 − v ⋅ ( ∇ × r ^ r 2 ) ] (7) 先证 ∇ × v = 0 ： ( ∇ × v ) x = ∂ v z ∂ y − ∂ v y ∂ z = ∂ v ∂ y − ∂ 0 ∂ z = 0 同理可证明 ( ∇ × v ) y = ( ∇ × v ) z = 0 再证 ∇ × r ^ r 2 = 0 ： ( ∇ × r ^ r 2 ) x = ∂ ( r ^ r 2 ) z ∂ y − ∂ ( r ^ r 2 ) y ∂ z = ∂ ( z − z ′ ( x 2 + y 2 + z 2 ) 3 / 2 ) ∂ y − ∂ ( y ( x 2 + y 2 + z 2 ) 3 / 2 ) ∂ z = 3 z y ( x 2 + y 2 + z 2 ) 5 / 2 − 3 y z ( x 2 + y 2 + z 2 ) 5 / 2 = 0 同理可证 ( ∇ × r ^ r 2 ) y = ( ∇ × r ^ r 2 ) z = 0 故证明： ∇ ⋅ B = 0 2.2. 电流产生的磁场的高斯定理的证明 由毕奥-萨伐尔定律 [ 8 ] ，电流I在空间P点产生的磁感应强度B是所有电流元在该点产生磁感应强度 B = ∫ d B = ∫ a b μ 0 4 π I d l × r ^ r 2 (8) 由(8)式有： ∇ ⋅ B = ∇ ⋅ ( ∫ a b μ 0 4 π I d l × r ^ r 2 ) = ∫ a b ( ∇ ⋅ ( μ 0 4 π I d l × r ^ r 2 ) ) = ∫ a b ( ∇ ⋅ ( μ 0 4 π n s q v d l × r ^ r 2 ) ) = ∫ a b n s d l ( ∇ ⋅ μ 0 4 π q v   × r ^ r 2 ) = ∫ a b n s d l ( ∇ ⋅ B ) = 0 上式中第五个等号后的B为单个运动电荷产生的磁感应强度。 由于磁体产生的磁场在本质上讲就是磁体内所有运动电荷(电子和质子)产生的磁感应强度在宏观上的表现，所以磁体产生的磁场由叠加原理可知也是满足高斯定理的。至此我们证明了高斯定理。
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user: 3. 结论 建立在实验基础之上的毕奥-萨伐尔定律是磁场的基本原理，由它得出的运动电荷产生的磁场更能深刻反映磁场的实质，(1)式是磁场中的第一性原理，就象牛顿(I. Newton， 1642-1727)的万有引力定律反映物质质量之间的基本作用规律和库仑(C. A. Coulomb， 1736-1806)定律反映物质电量之间的基本作用规律一样。从这一公式出发，本文从微分角度证明了磁场中的高斯定理，该证明对理解磁场的起源和大学物理教学有一定的参考作用。
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user: 摘 要 目的：探讨喉返神经的行走方式，了解甲状腺术中喉返神经损伤的原因及预防方法。方法：67例甲状腺肿瘤患者都行甲状腺手术治疗，共解剖了75侧的喉返神经，其中双侧次全或全切的8例。结果：出现暂时性声嘶3例，其余发音全部正常。结论：熟悉喉返神经的解剖及其变异，术中精细解剖、显露喉返神经是预防喉返神经损伤的有效途径。 关键词 :甲状腺，喉返神经，损伤，预防 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 对于甲状腺的手术技巧，虽然人们关心的问题已经从喉返神经损伤问题转向甲状旁腺原位保留问题，甚至是甲状旁腺的血供问题，但在基层医院中困扰我们的还是喉返神经解剖与否的问题，国内也有一些学者提出不用解剖喉返神经，但随着手术的精细解剖，手术中常规显露喉返神经是预防甲状腺术后声嘶的主要方法。自2016年5月~2017年11月，我们采用术中精细解剖、显露喉返神经，使用手术放大镜进行甲状腺一侧叶或双叶切除术67例，术后发生暂时性声嘶3例(4.48%)，无永久性喉返神经损伤，现报道如下。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 一般资料 入组标准：甲状腺疾病有手术指征患者。本组67例中，男22例、女45例；年龄14~68岁，中位年龄43岁；单侧的59例，双侧8例；肿瘤大小直径2~4 cm的51例，直径≥4 cm者16例；二次或二次手术以上者7例；良性肿瘤58，甲状腺癌9例。 2.2. 检查 全部病例术前均行甲状腺彩超检查及甲状腺功能检查，术前、术后常规行间接喉镜检查；就诊时伴声音嘶哑者，患侧声带麻痹1例。 2.3. 方法 本组对原发灶的治疗：行一侧甲状腺腺叶切除术者59例，全甲状腺或近全甲状腺切除的8例；术中解剖显露喉返神经(75侧)。行同侧功能性颈淋巴清扫术者2例。解剖显露喉返神经时，主要以甲状腺下动脉、气管食管旁沟、喉返神经入喉处、Zuckerkandl结节作为标志，由浅入深，由外向内，对于有手术病史的从正常的结构开始解剖，头戴手术放大镜(2.5倍)在清晰的手术野进行手术。
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user: 3. 结果 本组全部67例患者术后经病理检查确诊。良性病变 58例中，结节性甲状腺肿25例、慢性淋巴细胞性甲状腺炎2例、甲状腺腺瘤31例；恶性肿瘤中全部为乳头状腺癌9例。术中一例为甲状腺癌侵犯喉返神经，无法分离给予切除；术后发生暂时性喉返神经损伤3例，发生率为4.48%。没有发生永久性喉返神经损伤。
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user: 4. 讨论 4.1. 甲状腺肿瘤手术中喉返神经损伤的原因 喉返神经损伤是甲状腺肿瘤手术中严重的并发症之一，一侧损伤可引起声音嘶哑，影响患者生活质量，双侧损伤则可造成呼吸困难，甚至窒息，危及生命。甲状腺肿瘤术中喉返神经的损伤率，Wanger等 [ 1 ] 报告为5.9%，其中2.4%为永久性损伤。喉返神经损伤的原因除甲状腺癌侵犯神经无法保留外，喉返神经与甲状腺下动脉关系密切，手术过程中结扎处理下动脉时容易造成神经损伤；多次手术时疤痕的粘连造成喉返神经的解剖移位，硬行解剖时容易造成喉返神经的损伤；初学者及手术经验不足也是导致手术中损伤喉返神经的主要原因。 4.2. 甲状腺肿瘤手术中喉返神经损伤的预防 Edwin L [ 2 ] 1938年首次提出在甲状腺手术中常规解剖喉返神经，以降低神经损伤率。至今，不赞成显露者认为，在分离显露神经的同时，亦增加了损伤神经的机会，故应采用保护解剖区域的方法保护喉返神经 [ 3 ] ；而提倡者则认为喉返神经解剖变异较多，保护解剖区域的方法很不可靠，直视下手术是更好的保护方式。解剖显露喉返神经，使手术医师能在直视下大胆地进行操作和止血，减少神经损伤的机会 [ 4 ] 。目前多数学者对后者持赞同态度，Jatzko等 [ 4 ] 统计12，211例甲状腺手术，其中4136例常规显露喉返神经，发生声带麻痹113例(2.7%)，而在未显露神经的8 075例，则发生声带麻痹640例(7.9%)，二者有显著性差异。本组在甲状腺肿瘤手术中均采用解剖显露喉返神经的方法，预防手术中喉返神经损伤的措施主要有以下几点。 4.2.1. 熟练的外科手术 手术操作轻柔、细致而耐心，应用现代的电凝设备，仔细解剖，层次清晰，处理甲状腺下极时，避免强力向内侧牵拉甲状腺，以免连同食管翻起，误入层次；显露喉返神经时，显露神经与处理甲状腺下血管交替进行，自前向后，由浅入深。仔细结扎血管，清楚显露神经在基本无血和术野清晰的条件下进行手术。处理血管，尤其是甲状腺下动脉及其分支时，需精细操作，最好在手术放大镜下操作，结扎上下动脉的II/III级分支，避免大块组织结扎。本组有3例术后暂时性喉返神经麻痹，估计系再次手术时疤痕形成，分离机械刺激喉返神经所致，术后1个月全部恢复正常。 4.2.2. 仔细辩识解剖标志寻找喉返神经 主要以甲状腺下动脉、气管食管旁沟、喉返神经入喉处、Zuckerkandl结节作为标志，甲状腺下动脉处软组织疏松易解剖，视野好，是解剖喉返神经的首选部位。具体操作是：先处理甲状腺上动、静脉及悬韧带，然后向内上提起腺体，于下极处找到甲状腺下动脉。喉返神经与甲状腺下动脉解剖关系复杂，一般可分为5种情况 [ 5 ] ：1) 喉返神经从甲状腺下动脉主干穿过，这种情况最常见。2) 从甲状腺下动脉分叉深面穿过。3) 从主干浅面穿过。4) 从分叉浅面穿过。5) 从下动脉分叉间穿过。柏春年(1981年)报道，绝大多数甲状腺下动脉(97.92%)在甲状腺下中1/3处与喉返神经互相交织。喉返神经显露后，沿神经向上追踪直达入喉，在喉返神经入喉处往往可以见到Zuckerkandl结节的存在，这也可以作为寻找喉返神经的标志。直视下处理下动脉及中静脉。喉返神经入喉处组织较致密不易分离，仅在其它解剖标志难以适用时采用。本组中1例就诊时伴声嘶患者，因为甲状腺癌术中见喉返神经被肿瘤包绕、浸润而无法保留。喉返神经的解剖变异较大，且多发生在右侧。它在甲状腺后面的行径也不恒定，有的不是紧贴气管食管旁沟上行，而是紧贴甲状腺背面包膜上行。肿瘤较大者(≥6 cm)及再次手术病例中，原有的解剖层次不清晰、组织粘连、疤痕收缩等因素致喉返神经移位或与疤痕粘连，如果不仔细解剖、显露神经易被损伤(图1)。 4.2.3. 注意喉返神经的变异情况 喉返神经的变异虽然少见，但也是临床上导致神经损伤的重要原因，特别是喉不返神经或喉返神经是多个分支。喉不返神经由Stedman于1823年首次描述，其发生率低，据文献报道 [ 6 ] ，发生率0.15%~1.10%，即由颈部迷走神经干直接发出，右侧最常见。少数喉返神经主干可分为2~3分支入喉(图2)。 图1. 肿瘤巨大神经移位 图2. 喉返神经二个分支
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user: 5. 医疗设备的发展给喉返神经的保护提供强有力的保障 设备的进步带动手术的进步，手术放大镜，超声刀，内镜，神经探测仪在临床中的应用会进一步减少喉返神经损伤的几率。特别是神经监测所显示出来的图像，可以为喉返神经的保护提供重要的临床数据，所以对于复杂的病例单纯靠肉眼的判断还是不够的。
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user: 摘 要 论文采用URANS方法和运动重叠网格计算盛液封闭容器内的薄板振动绕流问题。数值网格采用两套网格重叠布置的形式，网格运动由用户自定义函数(UDF)实现，湍流模型采用SST k-ω模型，采用有限体积法和PISO算法求解URANS方程。文中通过对带正六边形薄板的小型油粘滞阻尼器进行建模分析及求解。结果表明，这种阻尼器的耗能能力与薄板面积基本呈线性关系，与薄板振幅的平方也呈近似线性关系，一个振动周期内薄板表面压力演化过程的流场显示，有助于增进对此类流动问题的认识。计算结果还表明基于重叠网格技术的CFD数值模拟，可以较好的模拟盛液封闭容器内振动薄板的流动问题。 关键词 :重叠网格，网格运动，粘滞阻尼器，压力演化，阻尼耗能 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 盛满液体的封闭容器内振动薄板结构的流动模拟问题是设计油粘滞阻尼器需要解决的重要研究课题，具有丰富的工程应用场景 [ 1 ] 。近些年来，随着CFD数值模拟技术的不断完善和计算机计算效率的持续提高，数值模拟在油粘滞阻尼器领域的发展很快，但网格生成和运动的模拟方法仍然是关键技术之一 [ 2 ] 。 在CFD常见使用的网格种类中，结构网格技术发展较早，具有网格生成技术成熟、数值精度高、壁面粘性力模拟效果好等优点，但其对复杂几何局域的使用能力较弱。非结构网格具备极强的几何适应能力，但其数值精度比结构网格低 [ 3 ] 。在实践工程中，计算对象构件自身的功能性决定了其往往具备不规则的几何形体，大多数时候出于缩减建模难度和建模周期，工程分析人员更倾向于是使用非结构网格建模，而代价则是计算精度的部分损失。 重叠网格技术的出现，使得复杂工程结构的结构化建模成为可能。重叠网格的基本原理 [ 4 ] [ 5 ] 是采用多套网格，将需要计算的复杂流体区域分成具有简单几何边界的计算子区域，每个计算子区域中的网格是单独生成的，各个子区域之间存在着部分或全部的重叠关系，流场基本物理量在重叠区域的边界上通过数值插值进行耦合和匹配。由于重叠网格的单个子区域是独立生成的，且可根据计算人员的设计划分成简单的规则区域，这使得重叠网格拥有结构网格流场计算精度高、计算存储逻辑关系简单高效、壁面粘性估计更准确等优点，更关键的是显著提高了结构网格对复杂几何工程对象的适应能力 [ 6 ] 。 不仅如此，将重叠网格技术与网格运动相结合，还可以克服常规动网格技术中网格重划与变形更新时网格质量蜕化的弊端 [ 7 ] ，具有强大的模拟复杂运动的能力。当重叠网格与网格运动结合时，常采用两套计算网格，一套为流体计算域的背景网格，一套为包裹被分析物体的前景网格，在计算对象运动的过程中，通过计算软件持续的实时检查背景网格和前景网格的重叠区域，并构造交界面，在此基础上求解整个流场 [ 8 ] 。 本文以某小型粘滞阻尼器中薄板内振动问题为工程分析对象，使用ANSYS软件重叠网格进行流体建模，计算获得典型振动频率和振幅条件下的流场分布，并对该振动薄板的阻尼耗能特性进行分析讨论，说明重叠网格技术在此类问题中的应用能力。
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user: 2. 小型油粘滞阻尼器模型 某小型油粘滞阻尼器构造如图1所示，封闭容器内盛满硅油，容器中心放置一块薄板，薄板通过连杆与容器外需要施加阻尼的工程对象相连，该对象通过连杆竖向运动连带着薄板上下振动，振动薄板受到粘性硅油提供的阻力，起到消耗振动能量的作用。 通过对硅油运动粘度、薄板形状、面积等参数的调整，可达到阻尼器耗能能力设计的目的。对于容器内的薄板振动问题，尚无通用的流体解析计算方法；而模型试验耗费的周期长、经费多，且不可能对大量工况均开展模型试验寻找最优参数；CFD数值模拟技术在研究此类问题中有着独特的优势。 本研究旨在阐述说明分析方法的适用性。不失一般性的，建模时封闭容器选取为方形柱体，其尺寸为0.3 m × 0.3 m × 0.6 m。核心薄板选取为正六边形，分别计算了面积0.01 m 2 、0.008 m 2 、0.006 m 2 、0.004 m 2 、0.002 m 2 共5个工况。
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user: 3. CFD数值计算模型 在URANS流动控制方程和SST k-ω湍流方程基础上，采用重叠网格技术进行建模分析。 3.1. URANS控制方程 直接坐标系下，对不可压缩非定常流体的NS程进行雷诺平均，得到非定常雷诺平均的NS方程(URANS)，如下所示 [ 9 ] ∂ U ¯ i ∂ t + ∂ ∂ x j ( U ¯ i U ¯ j ) = − 1 ρ ∂ P ¯ ∂ x i + v ∂ 2 U ¯ i ∂ x i ∂ x j − ∂ u ″ i u ″ ¯ j ∂ x j (1) ∂ U ¯ i ∂ x i = 0 (2) 图1. 小型油粘滞阻尼器立面示意图 其中 U ¯ i = U ¯ i ( x ， y ， z ， t ) (3) P ¯ = P ¯ ( x ， y ， z ， t ) (4) u ″ i u ″ j ¯ = u ″ i u ″ j ¯ ( x ， y ， z ， t ) (5) 式(1)为动量方程，式(2)为连续方程。该方程组存在封闭问题，需要引入湍流模型才能对其进行封闭求解。 3.2. SST k-ω湍流模型 SST k-ω湍流模型即剪切压力传输k-ω模型，是标准k-ω模型的升级版，由Menter提出 [ 10 ] ，其流动控制方程如下 ∂ ∂ t ( ρ k ) + ∂ ∂ x i ( ρ k u i ) = ∂ ∂ x j ( Γ k ∂ k ∂ x j ) + G k − Y k + S k (6) ∂ ∂ t ( ρ ω ) + ∂ ∂ x i ( ρ ω u i ) = ∂ ∂ x j ( Γ k ∂ ω ∂ x j ) + G ω − Y ω + D ω + S ω (7) 式(6)为湍动能输运方程，式(7)为比耗散率输运方。Γ ω 、Γ k 为有效扩散项，G k 、G ω 为生成项，Y ω 、Y k 为发散项，D ω 代表正交发散项，S ω 、S k 为源项。 3.3. 边界条件与网格生成 图2所示为数值计算域，方形柱体内壁的6个表面均为无滑移壁面。正六边形型实心薄板居中布置，板厚4 mm，其表面也为无滑移壁面。薄板上下运动设为简谐运动，通过ANSYS Fluent预留的程序接口，编写用户自定义函数(UDF)来实现，振动幅值取为0.02 m，振动频率为5 Hz。流动介质需手动输入参数，硅油密度取963 kg/m 3 ，硅油运动粘度50 cs，动力粘度为0.04815 kg/ms −1 。 图2. 数值计算域边界条件与薄板表面网格划分 本研究采用1套固定背景网格和1套运动前景网格的组合方案。方形柱体容器作为背景网格，按立方体结构网格铺设，网格边长0.01 m，共生成54，000个背景网格。薄板建模于前景网格中，上下表面先采用四边形非结构网格铺满，再按沿法向拉伸生成规则的棱柱体网格，薄板表面布置规则的边界层网格，贴体网格厚度1 mm，共生成82，840个前景网格。网格切片见图3，其中可见背景网格与前景网格的重叠。 计算时采用PISO方法处理压强和速度耦合，空间离散格式均为二阶精度。非定常计算的时间步长为0.002 s，每个时间步内最大迭代步数为30，残差收敛准则均为10 −6 。
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user: 4. 结果分析与讨论 4.1. 阻力时程与滞回曲线 图4(a)所示为薄板形心竖向运动的位移时程曲线，振幅基本为0.02 m，为较为理想的简谐曲线，可 图3. 重叠网格切片图 见UDF函数编写正确。图4(b)所示为振动薄板受到粘性硅油的作用力，即阻尼器需要的阻尼力。从零时刻开始，阻尼力经历了一次短暂的跳跃，这是由于数值计算的初始数值迭代产生的，属于数值意义上的求解过程数据，不对应实际的物理过程。随后，阻尼力进入了绕零轴附近波动的状态，且峰值逐渐趋于稳定。至1.5 s后，薄板受到的阻尼力进入了等幅振荡的状态，表明此时在平板周期等幅振动的扰动下，容器内的硅油流场也已进入了周期振荡，此时视为阻尼器的有效工作状态。 薄板一个运动周期内的阻尼耗能特性可以通过滞回曲线来描述，见图5。从图中可以看出，阻尼器的位移-阻尼力滞回曲线为逆时针方向，说明硅油提供的粘滞阻尼器阻尼力对振动薄板的总做功效应为负，即起到阻尼耗能的作用。从图中还可以看出，当运动位移为零时(简谐运动此时速度最大)，硅油反馈的阻尼力并非最大，说明该阻尼力与运动速度不呈线性关系，不属于线性粘滞阻尼的类型。在一个运动周期内，阻尼力消耗的能量大小等于图中的滞回曲线面积，图5中滞回曲线表明，薄板面积越大，其阻尼耗能的能力越强。 对滞回曲线进行数值积分，得到不同面积薄板单个振动周期内的阻尼耗能，并对其关于薄板面积参数进行线性拟合，如图6所示。从图中结果可以看出，振动薄板做功耗能大小基本与其面积呈线性关系， 图4. 位移时程与阻尼力时程(面积A = 0.01 m 2 ，振幅h 0 = 0.02 m) 图5. 不同面积振动薄板的位移-阻尼力滞回曲线(振幅h 0 = 0.02 m) 这一规律可用于指导阻尼器前期初步设计时的薄板参数选取。 4.2. 薄板表面压强演化 针对正六边形薄板面积为0.01 m 2 、振幅为0.02 m的工况，使用CFD流场显示技术，取薄板通过平衡位置向上为零时刻，提取薄板在一个运动周期内9个典型时刻(见图7)的表面压力分布。由于薄板为上下对称结构，其运动具有周期的特征，上下表面的压强应具有半周期时间平移的重现的特征，故仅绘制了薄板上表面的压力云图如图8所示。 从图8中可以看出，当薄板通过平衡位置向上运动时(t = 0)，此时运动速度最大，上表面受较大的正压作用，压强分布比较均匀，其平均压力值约为850 Pa。当薄板向上运动至最高位置时(t = T2/8)，此时运动速度为零，上表面受负压作用，其最大负压出现于薄板边缘，上表面中心大部分区域负压分布基本均匀，约为−1200 Pa。当薄板通过平衡位置向上运动时(t = T4/8)，此时运动速度也达到最大，上表面受到更强的负压作用，最大负压仍然位于薄板边缘，但上表面中心大部分区域负压值增加为约−2300 Pa。 图6. 振动薄板面积与单个振动周期内阻尼耗能关系曲线(振幅h 0 = 0.02 m) 图7. 单个运动周期内的典型时刻示意图 图8. 一个振动周期内薄板上表面压力云图演化(面积A = 0.01 m 2 ，振幅h 0 = 0.02 m) 随着薄板继续向下运动至最低位置时(t = T6/8)，此时运动速度为零，上表面中心区域受正压作用，边缘区域受负压作用，越靠近中心正压强越大，最大正压约为330 Pa，越靠近边缘负压强越大，在较大范围内负压约为−400 Pa。当薄板从最低位置向平衡位置恢复时，其上表面负压区逐步缩小，正压区逐渐扩大，直至再次达到平衡位置时(t = T8/8)，上表面再次受到较为均匀的正压作用。 4.3. 薄板振幅的影响 阻尼器的工作对象往往在一定的振幅范围内振动，需要考察其在不同振动幅值水平下的阻尼特性。为此，在保持振动频率不变的前提下，针对薄板面积为0.01 m 2 的情况，计算了0.005 m、0.01 m、0.015 m、0.02 m、0.025 m、0.03 m共6个振幅条件下的阻尼情况。 图9所示为不同振幅水平下的振动薄板的位移-阻尼力滞回曲线。从图中可看出，小振幅条件下，滞回曲线较为光滑，此时薄板的最大瞬时速度较小，其对流场的扰动相对弱，流场中粘性力占主导优势。随着振幅的增大，滞回曲线表现出区部波动，大振幅薄板的最大瞬时速度较大，可能引起板后局部区域发生流动分离形成漩涡，造成薄板整体受力的波动。此外，滞回曲线形成的封闭滞回环的长轴随着薄板振幅的增大，呈现朝逆时针方向转动的趋势，这也反应了不同振幅水平下流场振荡相对于薄板振荡的滞后程度发生了变化。 图9. 不同振幅振动薄板的位移-阻尼力滞回曲线(面积A = 0.01 m 2 ) 图10. 阻尼耗能与薄板振幅的函数关系拟合 图10所示为计算得到的不同振幅条件下在一个振动周期内振动薄板所受到流体阻尼力做功的量，并将该部分阻尼耗能与薄板振幅的关系进行多项式函数拟合。通过对比可以发现，线性拟合的结果很不理想，而二次(或更高次的)拟合则可以达到0.995以上的拟合度，这说明了这种阻尼器的耗能能力基本与薄板振幅的平方呈线性关系，使得其在结构动力学上基本可以视为等效线性的粘滞型阻尼器，这一规律可以为该类阻尼器满足不同耗能大小的工程(或教学)需求提供设计参考。
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user: 5. 结论 本文初步尝试采用重叠网格方法结合网格运动技术，利用URANS方程和SST k-ω湍流模型成功地数值模拟了盛液封闭容器内振动薄板的流场计算问题。尽管在现阶段受试验条件的限制，计算结果未与试验结果进行对比验证，但从理论分析来看，数值模拟结果基本符合此类流动的一般特征，是比较合理的，后期亦将开展基于其它方法的数值计算进行对比验证。 重叠网格运动技术是一种实用的工程容器内振荡流CFD方法，其在复杂流场网格结构化建模方面有着独特的优势，是未来工程流体计算领域内的一个重要研究方向。我们后期目标是应用该方法对该类小型粘滞阻尼器进行参数优化分析，最终达到服务设计之目的。
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user: 摘 要 淀粉基材料因其无毒、生物相容性好、可生物降解而在生物医用领域具有广泛应用价值，但其体内服役时易酶解，从而影响其性能并制约其应用。本文研究了三偏磷酸钠(STMP)原位交联淀粉膜在酶解环境下的结构与性能。以pH为7.4的含有α-淀粉酶的磷酸盐缓冲溶液模拟人体环境，研究了不同交联程度的淀粉膜的酶解性能。采用3，5-二硝基水杨酸法测定降解液中的多糖含量，以定量反映交联膜材料的降解率，测定酶水解曲线，并表征了交联淀粉膜在溶胀和酶解过程中形态的变化及膜湿强的变化。结果表明，交联剂STMP的含量介于0~15 wt%时，随着其含量的增加，交联膜的平衡溶胀率不断下降，即交联程度不断提高。随着交联程度的增大，交联膜的湿强逐渐提高，耐酶解能力不断增强，7 d内纯淀粉膜降解率达到55.0%，而15%交联剂淀粉膜的降解率仅为1.6%。由SEM、TG分析可知，淀粉膜的降解是由表及里的，从较为疏松的部分开始。交联后的淀粉膜是一种应用于诱导组织再生薄膜的潜在材料。 关键词 :马铃薯淀粉，三偏磷酸钠，力学性能，酶解性能 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 淀粉是一种来源丰富、价格低廉、无毒的天然可再生资源，淀粉膜可广泛应用于可降解塑料、包装材料、生物医药等领域。作为生物医用材料使用时，其机械强度差、易酶解，故其改性一直受到研究者们的高度重视 [ 1 ] 。文献中常见的有物理改性、化学改性、生物改性和复合改性等 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。淀粉基材料运用于生物医药领域时，评价其在体内的降解情况具有重要意义。但是文献中极少有依据人体血液中α-淀粉酶的含量(正常人血清中的淀粉酶活性范围是在21~101 U/L [ 5 ] )来评价淀粉基材料在体外酶解的情况。 本文依据三偏磷酸钠与淀粉的交联机理 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] ，在淀粉糊液中引入三偏磷酸钠(STMP)和NaOH，使淀粉膜在烘干成型过程中原位交联。以pH值为7.4的磷酸盐缓冲溶液作为模拟体液，调整其酶活性浓度为100 U/L，在37℃时对不同交联程度的三偏磷酸钠(STMP)原位交联淀粉膜做酶解处理，采用3，5-二硝基水杨酸法测定酶解液中还原糖含量以评价其酶解率；研究了原位交联淀粉膜在酶解环境下的结构与性能，从而比较分析系列交联膜的酶解性能。
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user: 2. 实验 2.1. 原料 马铃薯淀粉(食品级，甘肃丰收农业科技有限公司)；三偏磷酸钠(CP， Aladdin Chemistry Co. Ltd.)；3，5-二硝基水杨酸(CP，国药集团化学试剂有限公司)；四水合酒石酸钾钠(AR，国药集团化学试剂有限公司)；α-淀粉酶(2000 U/mL，苏州宏达制酶有限公司)。 2.2. 交联马铃薯淀粉膜的制备 分别取14 g马铃薯淀粉，2.8 g甘油，0.27 g氢氧化钠，150 mL去离子水加入到500 mL三口烧瓶中。在75℃下搅拌预糊化30 min，加热至95℃后继续搅拌1 h，搅拌速度保持150 rpm，自然冷却至25℃，之后分别加入不同质量分数(0 wt%， 1 wt%， 3 wt%， 6 wt%， 9 wt%， 15 wt%)的交联剂，搅拌均匀10 min。然后将糊液在真空下脱泡处理，刮膜，制备淀粉膜(Potato Starch Film，简写为PSF)及不同交联剂含量的交联淀粉膜(Cross-linked Potato Starch Film，简写为CPSF)。置于50℃、70%RH的恒温恒湿箱中干燥24h，取出揭膜，制得编号分别为PSF、CPSF1、CPSF3、CPSF6、CPSF9、CPSF15的交联膜。 2.3. 交联马铃薯淀粉膜的平衡溶胀率测试 将膜材料裁剪成20 mm × 20 mm的样品，溶胀测试前，先将膜置于鼓风烘箱中50℃干燥至恒重W 0 。然后将干燥后的膜浸渍于盛有蒸馏水的培养皿中，24 h后用镊子小心取出膜，快速用滤纸擦干膜表面的水分，称重W 1 。平衡溶胀率ESR (Equilibrium Swelling Ratio)定义为膜充分溶胀24 h后的质量变化量。交联淀粉膜的平衡溶胀率(ESR)按式(1)计算。 ESR = W 1 − W 0 W 0 × 100 % (1) 式(1)中：W 0 代表膜干燥后的质量，g；W 1 代表膜充分溶胀24 h后的质量，g。 2.4. 交联马铃薯淀粉膜的酶解试验 将交联淀粉膜裁成2 cm × 2 cm大小，称重W 0 ，置于无酶的磷酸盐缓冲溶液中浸泡以去除杂质，再置于含有一定酶浓度的磷酸盐缓冲溶液中，在37℃下的往复式水浴恒温振荡器中进行酶解处理，每隔一段时间取1 mL降解液的上清液，待测。交联淀粉膜的降解率按式(2)计算。 Degradation   rate = c × V W 0 × 100 % (2) 式(2)中：c代表降解液中还原糖的浓度，mg/mL；V代表降解液的体积，mL；W 0 代表交联膜的初始质量，mg。 2.5. 交联马铃薯淀粉膜湿强测定 交联淀粉膜的湿态强度较低，万能材料试验机的夹具会把膜材料夹碎，本实验中模拟万能试验机的原理自制了一台粗略测定抗拉强度的简易装置，如图1所示： 测试步骤：将交联淀粉膜裁成1.5 cm × 3 cm大小，置于PBS中充分溶胀后，用上下夹具固定湿膜，打开调节阀，使水缓慢沿水槽壁滴入水槽。膜断裂时，关闭开关，称得下方挂钩和水槽总重W 2 (g)。每个样品重复5次，取平均值。拉伸强度(Tensile Strength， TS)按下式(3)计算 [ 9 ] 。 TS = ( W 1 + W 2 ) × 10 − 3 × 9.8 h × d × 10 3 ( kPa ) (3) 式(3)中：W 1 代表膜的质量，g；W 2 代表挂钩和水槽的总质量，g；h代表膜的宽度平均值，mm；d代表厚度平均值，mm。 2.6. 降解液中多糖含量的测定 为了定量分析淀粉基材料的降解情况，常通过测定降解液中的糖含量来反应材料的降解情况。在多糖的定量分析中，常见的测定方法有苯酚-硫酸法、蒽酮-硫酸法和3，5-二硝基水杨酸法(简称DNS法)等 [ 10 ] 。但前两种方法测定步骤繁琐，且苯酚极易氧化，硫酸具有严重的腐蚀性，给实验操作带来极大不便。3，5-二硝基水杨酸法具有操作简便、快速、灵敏度高、杂质干扰小等优点，近年来逐渐被应用于植物药、中成药、海洋生物药等药物中多糖含量的测定 [ 11 ] [ 12 ] 。 1) 标准曲线的绘制 分别取葡萄糖标准溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL于15 mL试管中，编号分别为1、2、3、4、5、6，用蒸馏水补足定容至1.0 mL，分别加入DNS试剂2 mL，沸水浴加热5 min，迅速用流水冷却，再用蒸馏水补足至15 mL。以1号试管为空白对照，540 nm波长下测定各管显色液的吸光度。绘制吸光度-葡糖糖浓度曲线，如图2所示。 用最小二乘法进行线性回归，得到吸光度与葡糖糖浓度的关系式为：y = 0.9007x − 0.0396，R 2 = 0.9913， 图1. 湿强度测试装置(1，铁架台；2，水槽；3，夹具；4；样品；5，调节阀) 图2. 吸光度-葡萄糖浓度标准曲线：(a) 紫外可见吸收光谱；(b) 标准曲线 吸光度与葡萄糖的浓度在测量范围内呈良好的线性关系。 2) 样品中多糖含量测定 采用Lamda35型紫外-可见分光光度仪测量标准曲线样品及降解液样品的紫外可见吸收光谱。 2.7. X射线衍射分析 将未交联及交联淀粉膜烘干并研成粉末，测试淀粉膜的结晶性能，测试条件：铜靶，管压40 kV，管流200 mA，扫描范围5˚~60˚。 2.8. 傅里叶红外光谱分析 将淀粉膜置于去离子水中充分溶胀以去除反应后的杂质，然后放入真空烘箱中烘干，研成粉末，采用KBr压片法测试，扫描范围4000~400 cm − 1 ，扫描次数32次，频率4 cm −1 。 2.9. 扫描电子显微镜分析 将膜样品裁剪成长条状于液氮中脆断后，在断面喷金，另取一些表面喷金，在电镜下观察膜的表面和断面形貌。
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user: 4. 结论 1) 交联剂含量为0~15 wt%时，随着交联剂含量的增加，交联膜的平衡溶胀率减小，即交联程度增大。随着交联程度的增大，交联膜的耐酶解能力不断增强，7 d内PSF降解率达到55.0%，而CPSF15的降解率仅为1.6%。 2) 交联淀粉膜酶解过程中，随交联剂含量越大，湿强越大，降解周期也越长。 3) 由淀粉膜酶解前后的SEM分析可知，PBS中淀粉膜在α-淀粉酶作用下的酶解过程是由表及里的，对膜材料致密部分的降解缓慢。
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user: 摘 要 本文对基于植物资源的新型酚醛树脂的制备与特点进行了综述，其中的植物资源涉及到木质素、植物多酚、腰果酚、桐油、油茶粕、紫胶和竹焦油。这类新型的、绿色的酚醛树脂将有利于其应用于人类生活的各个领域。 关键词 :酚醛树脂，木质素，植物多酚，腰果酚，桐油 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 自1872年发现至今，酚醛树脂即由于其性能独特、应用广泛而获得了迅速地发展。但一个不容忽视的事实是其分子结构中亚甲基连接的刚性芳环的紧密堆砌，导致整个树脂机体变脆。此外，由于酚醛树脂上的酚羟基和亚甲基极易在空气中氧化，使得其耐热性和耐氧化性下降，从而影响其应用。所以，对酚醛树脂进行改性长久以来一直是一个科学家和工程师共同关注的课题。在众多的改性技术中，应用可再生资源对酚醛树脂进行改性是一个及其重要的方向。这是因为这类改性使得酚醛树脂成为一种生态树脂，具有更广泛地应用前景。 事实上，应用可再生资源制备酚醛树脂还考虑其他两大因素，一是石油和天然气等化石资源日益缺乏，使得人们不得不转向可再生的资源、并越来越重视对可再生资源的开发和利用；二是生活水平的提高及认识的提高使得人们日益重视环境保护和应用环境友好的绿色用品。 可再生资源主要是指天然的植物类物质，应用植物类材料制备酚醛树脂主要是考虑植物的天然结构单元所具有的酚基和醛基恰好也是酚醛树脂的基本结构。 到目前为止，可再生资源中的木质素、茶多酚、腰果酚、桐油等均已经被应用于制备生态酚醛树脂、并发现可以提高酚醛树脂的性能。
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user: 3. 植物多酚改性酚醛树脂 植物多酚(plant polyphenol)是一类广泛存在于植物中的多羟基酚类化合物，具有多元酚结构，主要存在于植物的皮、根、木、叶和果中 [ 36 ] 。植物多酚也被称为植物单宁(Vegetable tannin)，在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素。 植物多酚在自然界的储量非常丰富，含多酚较多的植物如谷物种子、茶、葡萄、多种树皮等常见的植物超过600种，在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素 [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] 。 3.1. 植物多酚的分类 3.1.1. 茶多酚 茶多酚是茶叶中一类主要的化学成分。它含量高(占总干物质的18%~36%)，分布广(植株各器官都有，但主要集中于嫩叶和芽)，变化大(受内外因的影响最大)，对茶叶品质的影响最显著，是茶叶生物化学研究最广泛、最深入的一类物质。茶多酚又名茶单宁、茶鞣质，是茶叶所含的一类多羟基类化合物的总称。茶多酚为淡黄色至茶褐色的粉末或晶体，易溶于温水、乙醇、甲醇、丙酮和乙酸乙酯，微溶于油脂，不溶于氯仿及苯等有机溶剂，有吸湿性，耐热性好，在160℃食用油中添加茶多酚，30 min后茶多酚仅降减25%，食用油的过氧化值(PV值)几乎不变，而未添加茶多酚的食用油过氧化值则增大1倍。茶多酚有较好的耐酸性，在pH值2~7范围内均十分稳定，光照或pH大于8时易氧化聚合，遇铁离子生成绿黑色化合物 [ 39 ] [ 40 ] 。 3.1.2. 葡萄多酚 葡萄多酚是一种植物多酚类活性物质，能溶于水，易溶于甲醇、乙醇等有机溶剂中。它广泛存在于葡萄籽、葡萄皮与果汁中。这类多酚由表儿茶酸等酚酸类、黄烷醇类、花色苷类、黄酮醇类和缩聚单宁等物质组成，其中以原花色苷的含量最为丰富，可以达到80%~85%，其他成分如儿茶素和表儿茶素的含量次之，大约为5%，葡多酚中各种成分含量的差异，使得它的颜色呈深玫瑰色至浅棕红色不等。在葡萄籽与葡萄皮中，葡多酚的含量较高，有资料表明，红葡萄的果皮中，多酚含量可达25%~50%，种籽中则可达50%~70%。所以现在国内外研究使用的葡多酚一般从葡萄籽中提取 [ 38 ] 。 3.1.3. 苹果多酚 苹果多酚苹果多酚为棕红色粉末，其20%的水溶液呈红褐色；液状及粉状苹果多酚产品均略带苹果的风味，稍带苦味，易溶于水和乙醇。苹果多酚中，以绿原酸为主的酚羧酸类约占25%，儿茶素、表儿茶素、没食子酸等单体约占15%，根皮苷、根皮素、对香豆酸、二氢查耳酮、槲皮苷等约占10%，原花色素类约占50% [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] 。 3.2. 植物多酚的结构 多酚类化合物的分子式量一般在500~3000。按照单宁的化学结构特征，Frendenberg将单宁分为水解单宁和缩合单宁两大类。而Haslam相对应地将植物多酚分为聚棓酸酯类(含水解单宁及其相关化合物)和聚黄烷醇类(含缩合单宁及其水解化合物)两大类 [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] 。聚棓酸酯类多酚即水解单宁，分子内具有酯键，通常是以一个单元醇为核心，通过酯键与多个酚羧酸相连接而成，在酸、碱、酶的作用下不稳定，易于水解，如：五倍子单宁、橡椀单宁、鞣花单宁等。聚黄烷醇类多酚即缩合单宁，是黄烷醇的聚合物，包括黄烷-3-醇、黄烷-4-醇等，分子中的芳香环均以C-C键相连，不易水解，在强酸性条件下缩合成不溶于水的物质。如儿茶素，黑荆树、落叶松、杨梅树等树皮中含有的单宁均为缩合单宁。 单宁特别是缩合单宁一类化合物，从它的化学结构来看，其中A环多为间苯三酚结构，其C-6和C-8具有很强的亲电性，可以与醛一类物质发生酚醛缩合反应 [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] 。 3.3. 植物多酚的性能 植物多酚类化合物由于多元酚结构赋予它一系列独特的化学性质，如具有抗氧化、清除体内自由基、降血脂、吸收紫外线、抗癌抗肿瘤、消毒杀菌、除臭等多种生理活性和能与蛋白质、生物碱、多糖结合，能与多种金属离子发生络合等 [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] ，使其在食品、医药、日用化学品、皮革、化妆品以及保健品等方面已经得到一定的利用。 茶多酚具有抗氧化作用，表现在直接清除活性氧自由基，抑制脂质过氧化反应，整合金属离子，激活细胞内抗氧化防御系统 [ 40 ] 。 葡萄多酚能通过抑制低密度脂蛋白(LDL)的氧化而有助于防止冠心病、动脉粥样硬化的发生。 苹果多酚作为一类氧化还原电位很低的还原剂，具有很强的供氢能力，H+与羟基自由基(·OH)结合，能使之还原为惰性化合物或较稳定的自由基，从而清除体内过多的有害自由基 [ 40 ] 。苹果提取物中的酚类物质主要为原花青素，此外，还含有酚酸、茶素、表儿茶素、黄酮类等物质。 3.4. 植物多酚改性酚醛树脂 由于单宁–酚醛树脂具有单宁的一些性质，可以与多种金属离子发生相互的络合作用。Akira等 [ 41 ] 制备了柿子单宁–酚醛树脂，并研究了其对溶液中的铀、钼和金的吸附能力，发现这种基于单宁的酚醛树脂具有很强的金属离子吸附能力。 Saucier等 [ 42 ] [ 43 ] 研究了儿茶素与乙醛和乙醛酸的缩合反应动力学，并对反应机理进行了探讨。儿茶素与乙醛或乙醛酸反应的速率不同，乙醛酸的反应速率要比乙醛快，在35℃条件下t1/2分别为6.7 ± 0.2 h (乙醛)和2.3 ± 0.2 h (乙醛酸)；而当两者都存在的情况下，反应会因为形成烯醇的结果而进一步加快，达到t1/2为2.2 ± 0.5 h。这个反应为一级反应，其反应式为： Sekaran等 [ 44 ] 研究了利用回收制革工业的单宁改性酚醛树脂得到单宁–酚醛树脂。经过红外光谱、热重分析以及溶解性、抗腐蚀性能等的测试，结果表明改性后的单宁–醛树脂具有较好的抗腐蚀性能，力学性能有所提高，但热稳定性有一定程度的降低。 由于聚儿茶素比单体儿茶素显示出更强的抗氧化性、抗癌性、清除自由基以及调节血脂尤其是降低LDL-C (低密度脂蛋白胆固醇)的含量等多种生物活性和药理学性质，以及在体内存在活性时间长，并且这些性质都与分子量成正比 [ 45 ] [ 46 ] 。利用单体儿茶素与乙醛反应可以得到聚儿茶素，合成方法是将儿茶素溶解在乙酸、乙醇和水形成的混合溶液中，反应开始后逐滴加入乙醛，反应温度为35℃。反应产物离心分离，沉淀用水和乙醇混合液洗涤三次 [ 47 ] 。反应式如下： 反应合成了平均分子量为Mn = 2760 (Mw/Mn = 2.1)和Mn = 890 (Mw/Mn = 1.2)的聚儿茶素(单体儿茶素分子量为290)，经过相关性能测试结果表明：聚儿茶素比单体儿茶素具有更强的抗氧化性，更强的清除过氧化自由基能力以及对降低LDL的能力也有所提高，并且这些性质随着聚儿茶素的平均分子量的增大而提高。
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user: 4. 腰果酚改性酚醛树脂 4.1. 腰果酚的结构 腰果酚(cardanol)是天然腰果壳液(cashew nutt shell liquid、CNSL)的主要成分，是腰果加工过程中的 农业副产物，其资源丰富、价格低廉、性能独特 [ 48 ] 。腰果液中含有大量的腰果酸(anacardic acid)、少量腰果二酚(cardol)和腰果酚(cardanol)，加工后统称为CNSL [ 49 ] 。腰果酸在120-200度加热脱羧变成腰果酚 [ 50 ] 。腰果壳液中腰果酚含量达到90%，其结构见图4 [ 50 ] - [ 55 ] 。 腰果壳油气相色谱–质谱联用分析结果(表2)发现，腰果酚质量分数72%，腰果二酚质量分数21%，腰果酸等其他物质质量分数7%。说明腰果壳油虽然已经经过脱羧处理，但其中腰果酚含量仍然较低 [ 51 ] 。 4.2. 腰果酚的性能 腰果酚间位上的长烷基链具有韧性，可以克服纯酚醛树脂的脆性，扩大了其应用领域 [ 50 ] - [ 55 ] 。腰果酚为液体，碘值小于220，羟值在180~200之间 [ 50 ] - [ 55 ] 。腰果酚具有良好的柔软性、低毒性、耐水性和耐化学性 [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] 。 腰果酚的基本性能可以汇总如表3所示。 图4. 普通和腰果酚改性酚醛树脂的热重比较，(1) 普通酚醛树脂，(2) 腰果酚，(3) 腰果酚改性酚醛树脂 [ 57 ] Table 2 GC-MS analysis of cashew nut shell oil composition [ 50 ] - [55 Ms鉴定 名称 质量分数/% 腰果酚 71.9 腰果二酚 21.1 2-甲基腰果二酚 3.3 腰果酸 3.7 表2. GC-MS分析腰果壳油成分 [ 50 ] - [ 55 ] Table 3 The basic properties of cardanol and ordinary phenolic resin comparison [50 性能参数 单位 普通酚醛树脂 腰果酚改性酚醛树脂 粘度 (mPa s) 420 448 水分 (%) 57.1 57.7 碱性 (%) 10 10 凝胶时间 100℃ (min) 10 12 pH 11 11 电导 (μS/cm) 18 20 表3. 腰果酚与普通酚醛树脂的基本性能比较 [ 50 ] 4.3. 腰果酚改性酚醛树脂 腰果酚在酚醛树脂中的应用已有不少报道 [ 50 ] - [ 55 ] ，但替代苯酚的量不高，一般在10%左右 [ 50 ] 。Nguyen等 [ 56 ] 认为腰果酚替代量不大于15%时，合成的树脂可以明显地改善树脂的耐化学性和树脂的拉伸强度及弯曲强度。 Papadopoulou和Chrissafis曾经研究和比较了普通的和经过腰果酚改性的酚醛树脂的热力学性能 [ 57 ] 。他们发现腰果酚在300℃之前的热稳定性大大好于普通的、甚至经过腰果酚改性的酚醛树脂。这是因为无论普通的和经过改性的酚醛树脂在100℃左右质量下降的非常明显。他们的研究还发现经过腰果酚改性的酚醛树脂和普通酚醛树脂最后的热稳定性基本上是一样的，即腰果酚改性酚醛树脂对提高热稳定性的影响不是很明显的。图4是Papadopoulou和Chrissafis报道的普通和经过腰果酚改性的酚醛树脂的热重图 [ 57 ] 。