本期目录

2018年 32卷 01期 刊出日期：2018-01-26 上一期 下一期

综述

自增强塑料管材的研究进展

孙岩 张友强 刘美苓 王大鹏 王庆昭

2018, 32 (01): 1-6; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.001

摘要 ( 562 )

综述了自增强聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(PE-HD)和超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)管材的研究进展，阐明了管材自增强加工的定义、原理和优势。最后，对自增强塑料管道的应用前景进行了展望。

聚碳酸亚丙酯/聚乳酸共混物性能研究进展

桑练勇 晏华 代军 王雪梅 査忠勇 胡志德

2018, 32 (01): 7-14; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.002

摘要 ( 397 )

概述了聚碳酸亚丙酯/聚乳酸(PPC/PLA)共混物性能的研究进展，从共混物的相容性、力学性能、热稳定性能及降解性能等方面介绍了相关研究成果及表征方法，并阐明了PPC和PLA降解机理。最后，对可完全降解的PPC/PLA共混物的应用前景及表征方法提出了意见。

旋转流变仪在线研究聚合物结晶行为进展

王迪 姚泽昊 朱文利

2018, 32 (01): 15-20; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.003

摘要 ( 618 )

介绍了利用旋转流变仪在线研究聚合物结晶行为的工作原理，对近几年国内外利用旋转流变仪在线研究聚合物结晶行为的成果进行了综述，最后展望了旋转流变仪在聚合物结晶行为研究中的应用前景。

材料与性能

PE-HD/PE-UHMW共混物的非等温结晶动力学研究

白玉峰 何小芳 康冬冬 曾林杰 曹新鑫

2018, 32 (01): 21-26; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.004

摘要 ( 566 )

采用差示扫描量热仪研究了超高相对分子质量聚乙烯（PE-UHMW）对高密度聚乙烯（PE-HD）非等温结晶行为的影响。通过Jeziorny法和莫志深法研究了PE-UHMW/PE-HD共混物的非等温结晶动力学，并利用Kissinger方程和Takhor法计算了体系的非等温结晶活化能。结果表明，PE-UHMW是PE-HD的一种有效成核剂，提供了更多的活化晶核，起到了异相成核的作用；添加PE-UHMW后，PE-HD的结晶起始温度（To）、结晶峰值温度（Tp）和结晶速率均提高；当PE-UHMW含量为10 %（质量分数，下同）时，共混物结晶的活化能最小，结晶速率最大。

PBS/望江南提取物抗菌高分子材料的性能研究

张诗嘉 张倩楠 夏依拉·开依赛尔 赵彧瑾 周乐 苏婷婷 王战勇

2018, 32 (01): 27-33; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.005

摘要 ( 481 )

将望江南提取物与聚丁二酸丁二醇酯（PBS）进行物理共混改性，制备了PBS/望江南提取物复合材料。研究了添加不同含量望江南提取物时复合材料的综合性能，考察了角质酶对复合材料的生物降解性能的影响以及复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能。研究发现，当5 %和7 %（质量分数，下同）望江南提取物添加入PBS后，复合材料的弹性模量显著提高，添加5 %望江南提取物的PBS的水接触角达到最高；望江南提取物的加入对PBS的热稳定性无明显影响，而结晶性能较加入前有所提高； PBS/5 %望江南提取物复合材料经角质酶降解8 h后降解率可达92.2 %；该复合材料对金黄色葡萄球菌有明显的抗菌效果，但对大肠杆菌无明显抗菌效果。

水下搅拌摩擦加工制备碳纳米管增强PE-HD结构与拉伸性能研究

高吉成 崔锡锡

2018, 32 (01): 34-38; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.006

摘要 ( 467 )

通过水下搅拌摩擦加工技术制备多壁碳纳米管（MWCNTs）增强高密度聚乙烯（PE-HD）复合材料，并研究了旋转速度和MWCNTs含量对复合材料结构和性能的影响。结果表明，MWCNTs在基体中以云状形式分布，组织相对均匀；MWCNTs含量为从1 %（质量分数，下同）增加到2 %时，复合材料拉伸强度随着旋转速度的增加先增大后减小；MWCNTs含量为4 %时，复合材料拉伸强度随着旋转速度的增加而减小；PE-HD的结晶度随着MWCNTs含量的增加而下降。

不同方法制备的庚二酸钙对改性聚丙烯结晶和熔融行为的影响

林祥凤 刘抱 张跃飞

2018, 32 (01): 39-43; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.007

摘要 ( 562 )

分别采用复分解反应法（D-CaPi）、中和反应法（N-CaPi）以及硬脂酸钙与庚二酸共混法（S-CaPi）3种不同方法制备了庚二酸钙，研究了3种庚二酸钙对聚丙烯结晶和熔融行为的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪和差示扫描量热仪测试了庚二酸钙的结构及庚二酸钙改性聚丙烯的结晶和熔融行为。结果表明，3种制备方法都可以使庚二酸完全反应得到庚二酸钙；3种庚二酸钙对聚丙烯均有成核能力，其中D-CaPi和N-CaPi使聚丙烯结晶峰温度提高了约4.9 ℃，S-CaPi使聚丙烯结晶峰温度提高了6.5 ℃，同时，S-CaPi对于聚丙烯β晶型得诱导能力明显优于D-CaPi和N-CaPi，可使改性聚丙烯中的β晶型相对含量达到84.5 %。

RDP与葫芦脲协同阻燃聚碳酸酯的研究

许博 朱向东 姚可欣 张琛 钱立军 谭曾凯

2018, 32 (01): 44-50; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.008

摘要 ( 479 )

采用间苯二酚二苯基磷酸酯（RDP）复配大环分子葫芦［6］脲（CB［6］）对聚碳酸酯（PC）进行无卤阻燃改性。通过极限氧指数仪、锥形量热仪、热失重分析仪及扫描电子显微镜测试分析了阻燃体系的阻燃性能、热性能及燃烧炭层的微观形貌。结果表明，RDP与CB［6］复配质量比为6∶2时阻燃效果最好，材料的极限氧指数达到32.5 %，通过UL 94 V-0级，热释放速率峰值(PHRR)降低至266 kW/m2；复配阻燃体系的加入改善了PC热稳定性，提高了阻燃复合材料的残炭率；复配阻燃体系能促进形成连续致密的膨胀炭层。

壳层组分对芯壳结构竹塑复合材料热解特性的影响

羡瑜 李海栋 王翠翠 王戈 程海涛

2018, 32 (01): 51-58; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.009

摘要 ( 383 )

以高密度聚乙烯（PE-HD）/竹屑作为芯层材料，PE-HD、PE-HD/竹浆纤维、PE-HD/纳米碳酸钙、PE-HD/白泥分别作为壳层材料，熔融共挤制备了芯壳结构竹塑复合材料，讨论了不同升温速率对芯壳结构竹塑复合材料热解行为的影响，并引入Coats和Redferm模型和Flynn-Wall-Ozawa模型量化了芯壳结构竹塑复合材料的表观活化能。结果表明，壳层中加入白泥和纳米碳酸钙可以改善芯壳结构竹塑复合材料的热稳定性，加入竹浆纤维对其热稳定性略有影响；在壳层中分别添加10 %的竹浆纤维、纳米碳酸钙和白泥后，芯壳结构竹塑复合材料的表观活化能变化不显著。

硅烷交联无卤阻燃PP/POE复合材料的制备和性能

张建耀

2018, 32 (01): 59-66; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.010

摘要 ( 483 )

采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机两步熔融共混的方法，制备了硅烷接枝交联聚丙烯(PP)/乙烯辛烯共聚物(POE)/氢氧化镁（MH）/氢氧化铝（ATH）复合材料，并研究了不同硅烷接枝PP/POE共混物的效率和硅烷交联阻燃PP/POE复合材料的力学、热延伸、热失重和阻燃等性能。结果表明，PP/POE/MH/ATH/硅烷偶联剂A-151质量比为50∶50∶（95~47.5）∶（0~47.5）∶3.0时，复合材料的热延伸变形率≤25 %，冷却后永久变形率≤4 %；阻燃剂用量一定时，硅烷交联PP/POE/MH/ATH的极限氧指数随ATH含量增加而小幅度提高；PP/POE/MH/ATH复合材料的热稳定性低于PP/POE/MH复合材料；PP/POE/MH、PP/POE/MH/ATH、PP/POE/ATH的生烟速率依次变大。

聚乙烯醇/改性壳聚糖杂化膜的制备及其碱回收性能

郝建文 戴晨伟 刘永春 杨情

2018, 32 (01): 67-72; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.011

摘要 ( 424 )

采用壳聚糖（CS）和1,3丙磺酸内酯反应生成—SO3H基团并依次加入聚乙烯醇（PVA）和正硅酸四乙酯（TEOS），通过溶胶凝胶法与磺化CS交联制备一系列具有不同磺化CS含量的新型磺化PVA/CS/SiO2杂化膜。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和动态热力学测试技术、以及离子交换容量，含水量、线性膨胀率等数据系统地研究了磺化CS含量对杂化膜的物理和化学性能的影响。结果表明，膜的水含量、线性膨胀率和离子交换容量的范围分别为10 %~25 %、15 %~20 %、0.10~0.65 mmol/g；制备的杂化膜拥有优异的OH-离子渗析性能和可接受的选择性，渗析系数（UOH）和分离因子（S）范围分别为0.0135~0.0160 m/h、15.6~26.9。

苯乙烯丙烯酸正丁酯共聚物/Fe₃O₄复合材料的制备与表征

程成 龚兴厚

2018, 32 (01): 73-76; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.012

摘要 ( 343 )

采用原位聚合法制备了苯乙烯丙烯酸正丁酯共聚物（PSb）/四氧化三铁（Fe3O4）纳米复合材料，并通过傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、X射线衍射仪、综合物理特性测量系统对该复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明：Fe3O4纳米粒子直径约9 nm，同时能较均匀地分散在PSb中且无明显团聚；该复合材料具有良好的超顺磁性；XRD图谱中Fe3O4特征峰随着复合材料中Fe3O4含量的增加而逐渐增强；同时Fe3O4纳米粒子的加入提高了PSb的热稳定性。

加工与应用

核电站用PE-HD管水压试验压力变化规律研究

秦胤康 施建峰 侯东圣 郑津洋 郭伟灿

2018, 32 (01): 77-83; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.013

摘要 ( 520 )

基于高密度聚乙烯（PE-HD）松弛模量方程、管道长时力学模型和水的状态方程，研究了PE-HD管水压试验压力变化规律，讨论了管道端部约束类型、保压时间和温度的影响。研究发现，约束类型对压力变化基本无影响；增加保压时间能有效降低压降和压降速率，提高试验的稳定性；随着温度的升高，PE-HD管水压试验的压降减小，温度和压降大致呈线性关系。

黏弹特性对模内微装配成型热流固耦合变形的影响

周国发 邓其春 江先念 段治锋 李斐斐

2018, 32 (01): 84-89; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.014

摘要 ( 414 )

建立了综合考虑二次成型黏弹性熔体充填流动约束环境影响的模内微装配成型过程黏弹性热流固耦合变形机理的理论模型，并通过有限元数值模拟，研究了二次成型熔体黏度对模内微装配成型过程黏弹性热流固耦合变形的影响规律。结果表明，黏弹性热流固耦合作用诱导的预成型微型轴变形的驱动力来源于微装配界面形成的热流固耦合压力和黏性拖曳剪应力，而二次成型熔体流动的弹性正应力对耦合变形具有抑制作用，微装配界面的热流固耦合载荷和微型轴的变形均随着二次充填熔体的黏度增大而增大，减小二次成型熔体黏度有利于提高其微装配加工精度。

一种简单的用于滚塑工艺加热阶段的传热模型

刘学军

2018, 32 (01): 90-96; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.015

摘要 ( 485 )

对从滚塑模具开始受热到其内部粉料开始熔融之间的加热阶段建立一个简化的传热理论模型,通过混合物与模具内壁面接触时的非稳态导热方程来计算这二者之间的表面传热系数,然后采用MATLAB软件求解模型中的常微分方程组。将计算所得的内部空气温度与实验结果相比较，证明了传热模型的准确性;应用该传热模型分别研究了烘箱内加热温度、外部表面传热系数以及塑料制品的厚度对加热时间和加热效率的影响，发现加热效率随时间的延长而增大，较厚的塑料制品比较薄的塑料制品具有更高的加热效率。

腰鼓型密炼机转子的混合特性及其对碳纤维残存长度的影响

张艳 王中君 宁诗琪 金建立 李果

2018, 32 (01): 97-101; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.016

摘要 ( 391 )

针对碳纤维（CF）增强硅橡胶复合材料的特点，提出了一种新型腰鼓型转子，并运用数值模拟软件对其混合特性和对复合材料中CF长度的影响进行了表征，并与实验结果进行了对比。结果表明,转子构型、转子转速、混合时间是影响纤维残存长度的主要因素;其中，DRI型转子对纤维的损伤较大，随着转速和混合时间增加，纤维损伤增加，残存长度减小。

基于CAE与正交试验法的工艺参数对翘曲变形的影响分析

刘成娟 刘成刚 刘艳 李延平

2018, 32 (01): 102-107; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.017

摘要 ( 438 )

运用计算机辅助工程（CAE）数值模拟技术，对带金属嵌件打印机板在不同的注塑工艺条件下进行正交试验，结果表明，对x、y、z三方向翘曲变形影响最小的分别为模具温度、保压压力、保压压力；对应x、y、z三个方向显著影响因素分别为保压压力、模具温度、模具温度；通过优化和调整工艺参数，生产者可以根据实际生产需要，来减小产品x、y、z三方向的翘曲变形量满足品质要求。

助剂

以碳球为模板制备空心结构锡酸锌及其在PVC中的阻燃应用

胡伟东 吴静 焦运红 陈金杰 赵贺

2018, 32 (01): 108-113; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.018

摘要 ( 436 )

以碳球为模板，四氯化锡、硝酸锌为原料，采用水热煅烧法制备了空心结构的锡酸锌(Zn2SnO4),用于处理废水中的重金属离子并作为聚氯乙烯(PVC)的阻燃剂重新利用。通过极限氧指数、透射电子显微镜、锥形量热仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪对Zn2SnO4及其阻燃PVC进行表征。结果表明，当添加10 g Zn2SnO4时，对应阻燃PVC的极限氧指数为31.4 %，比纯PVC提高了6.5 %；阻燃PVC的断裂伸长率为241 %，与纯PVC相差不大；阻燃PVC的总热量(HTHR) 降低了30.6 %，总烟量(RTSP)降低了54.3 %。

聚乙烯蜡和硬脂酸钙对聚氯乙烯的润滑作用：树脂润滑特性与机理

吴茂英 胡朔 汪立君

2018, 32 (01): 114-119; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.019

摘要 ( 719 )

通过用转矩流变仪测试塑化时间研究了聚乙烯蜡A-C 617A、硬脂酸钙(CaSt2)对聚氯乙烯（PVC）的树脂润滑特性，结果表明，A-C 617A是一种有效的主效树脂外润滑剂而CaSt2是一种有效的辅助树脂外润滑剂，两者并用具有明显的协同效应，A-C 617A及其与CaSt2的并用体系的树脂外润滑性能随总用量的增大而增大的趋势均在A-C 617A用量约1份（质量份数，下同）时发生走强转折；推测A-C 617A和CaSt2对PVC的树脂外润滑作用机理为：单独使用时，A-C 617A可铺展润湿PVC粒子阻碍其直接相互接触和摩擦，而CaSt2形成团块或反胶束，不能润湿PVC粒子；合并使用时，CaSt2可少量溶解于A-C 617A并吸附于A-C 617A-PVC粒子界面使其稳定性增强，与A-C 617A单独使用相比，阻碍了PVC粒子直接相互接触和摩擦的效能提高。

机械与模具

基于SolidWorks API的异向双螺杆的参数化设计

陈龙 董力群 张亚军 范一强

2018, 32 (01): 120-124; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.020

摘要 ( 698 )

研究了异向双螺杆的端面曲线的生成和修正方法,在此基础上实现了基于SolidWorks API的异向双螺杆参数化设计和三维建模，为进一步进行有限元分析、计算机模拟奠定了基础。使异向双螺杆三维建模更简便，提升了工作效率。

汽车储物盒导轨的翘曲变形分析及改进

邓爱林 薛松 徐斌 郭瑞东

2018, 32 (01): 125-130; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.021

摘要 ( 453 )

汽车储物盒导轨注塑时易发生翘曲变形，通过对导轨局部翘曲变形的原因分析，结合注塑的特点，提出了改进方案；考虑材料的分子排列聚集态及功能特性对翘曲变形的影响，选择聚甲醛（POM）材料；采用正交试验设计方法，以导轨的成型工艺参数：模具温度、注射时间、保压压力和冷却时间为实验因子，翘曲变形量为实验目标，运用Moldflow软件对试验方案进行模拟分析，得到导轨的最优成型工艺参数，注塑结果表明，导轨在x向和z向翘曲变形量均已控制在0.5 mm以内，满足生产要求。

基于随形水路技术的带把双色水杯注塑模具设计

李桂金 匡唐清 金凯

2018, 32 (01): 131-136; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.01.022

摘要 ( 431 )

针对带把双色水杯的结构特点，设计了带哈呋滑块结构的转盘式双色注塑模。该模具采用热流道技术以消除流道凝料，实现生产自动化；其型腔采用常规水路，型芯采用随形水路，模拟结果表明该冷却方式能有效改善冷却效果、显著提高冷却效率和生产率。含随形水路的镶块与型芯基座采用机加工、成型部分采用金属粉末选择性激光烧结的3D打印技术成型。哈呋滑块的分型由压缩弹簧和T形扣来实现。模具结构合理，动作可靠。