本期目录

2018年 32卷 02期 刊出日期：2018-02-26 上一期 下一期

综述

高填充性聚合物/纳米粒子复合材料的流变行为研究进展

吴长庆 林祥 任冬云 张军

2018, 32 (02): 1-9; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.001

摘要 ( 862 )

介绍了纳米粒子的含量、尺寸、形状、表面处理、分散性和聚合物熔体等对聚合物/纳米粒子复合材料流变行为的影响，概述了近些年来高填充性聚合物/纳米粒子复合材料的流变行为的研究进展，并对高填充性聚合物/纳米粒子复合材料的黏弹机理进行了总结。

三嗪系成炭剂的研究进展

王悦 祝展聪 周鑫 于守武

2018, 32 (02): 10-18; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.002

摘要 ( 810 )

三嗪系成炭剂依据分子构型可分为小分子、线形大分子和超支化大分子，分别介绍了其合成原料、合成工艺和阻燃效果，重点对采用三聚氯氰、三聚氰胺、异氰尿酸及其衍生物等原料制备的成炭剂进行了评述，分析了不同品种成炭剂的优缺点，并对三嗪系阻燃剂的发展方向进行了展望。

汽车用聚丙烯树脂的开发及国内应用现状

张建耀 刘春阳

2018, 32 (02): 19-26; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.003

摘要 ( 448 )

介绍了汽车用聚丙烯（PP）基础树脂的开发现状，简述了国内汽车用改性PP材料的应用概况，并展望了其未来的发展趋势。高模量、高抗冲、高流动PP是汽车用PP的主要品种，汽车用改性PP主要包括无机填料和弹性体增强增韧改性PP、玻璃纤维改性PP、低气味改性PP、耐刮擦PP等；汽车用改性PP的回收利用也变得越来越重要。

材料与性能

聚丙烯/丁烷挤出发泡工艺参数的优化

王泽鸣 汪澎 信春玲 何亚东

2018, 32 (02): 27-32; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.004

摘要 ( 980 )

采用正交实验设计法对聚丙烯（PP）/丁烷挤出发泡的工艺参数（成核剂添加量、注气量及机头压力）进行了研究，通过扫描电子显微镜，得到了不同工艺条件下的泡孔结构，并借此分析了各工艺参数对材料发泡倍率、平均泡孔直径和泡孔密度的影响程度及机理；进一步利用Design Expert软件对PP的发泡工艺进行了优化，并通过实验验证了优化工艺的预测值。结果表明，在成核剂用量为1.4 %、机头压力为4.66 MPa、发泡剂注入量为7 %时，材料的发泡倍率高、泡孔密度大、泡孔直径小；通过实验验证，实验结果与预测值的偏差小于5 %，证明了预测的可靠性。

退火处理对成核聚丙烯性能的影响

孟鑫 公维光 陈伟杰 伍楚诗 盛艳 罗吉 辛忠

2018, 32 (02): 33-36; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.005

摘要 ( 840 )

采用退火处理对磷酸酯钠盐成核的聚丙烯（PP）体系进行了性能调控，研究了退火时间和退火温度对成核PP力学性能、耐热性能和结晶性能的影响。结果表明，随着退火温度的提高和退火时间的延长，PP的力学性能、耐热性能和结晶能力均得到了明显提升，特别是在120 ℃下，退火0.5 h，PP的拉伸强度从38.0 MPa提高到39.4 MPa，弯曲模量从1227 MPa提高到1882 MPa，热变形温度从112.2 ℃提高到122.7 ℃，结晶度从36 %提高到44 %。

表面结构不同的纳米二氧化硅原位改性聚甲醛的研究

朱方 李庆硕 田华丽 张予东 常海波

2018, 32 (02): 37-43; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.006

摘要 ( 457 )

分别选用环氧基纳米二氧化硅（SiO2）(RNSE)和甲基纳米SiO2(DNS)为填料，通过原位聚合法制备了聚甲醛(POM)/纳米SiO2复合材料，采用场发射扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、偏光显微镜和X射线衍射仪对所得复合材料的结构、热稳定性和结晶行为进行了研究。结果表明，纳米SiO2的用量和表面结构不仅影响了其在复合材料中的分散性，而且对复合材料的热稳定性和结晶行为影响显著；当RNSE的用量少于1 %（质量分数，下同）时，其在POM基体中具有较好的分散性，且相对于DNS，RNSE的分散性更好；纳米SiO2加速了POM结晶，减小了球晶尺寸，提高了结晶度，而且RNSE比DNS对POM的结晶具有更显著的促进作用，但纳米SiO2没有改变POM的晶体结构；引入纳米SiO2降低了POM的热稳定性。

相对分子质量分布对双峰聚乙烯薄膜树脂等温结晶动力学的影响

屈晓峰 王长全 韩向艳 雷良才 胡跃鑫

2018, 32 (02): 44-48; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.007

摘要 ( 478 )

研究了2种双峰聚乙烯薄膜树脂（9455F1W和9455F1100）的等温结晶动力学行为，并讨论了相对分子质量分布的双峰相对含量对结晶过程的影响。结果表明，2种样品都呈现双峰分布的特征，且其相对分子质量相差不大，但高/低相对分子质量级分含量不同；其中，9455F1W样品的高相对分子质量级分的相对含量大，9455F1100样品的低相对分子质量级分的相对含量大；随低相对分子质量级分含量的增加，样品的结晶速率常数增大，半结晶时间减小，结晶速率增大。

PLA/PPC/OMMT纳米复合材料的结构与性能研究

王翔宇 赛华捷 张玉霞 王富玉

2018, 32 (02): 49-56; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.008

摘要 ( 536 )

采用双螺杆挤出机制备了聚乳酸（PLA）/聚碳酸亚丙酯（PPC）共混物和PLA/PPC/有机改性蒙脱土（OMMT）纳米复合材料，采用偏光显微镜、差示扫描量热仪和力学性能试验机等对共混物和纳米复合材料的相态结构、熔融与结晶行为和力学性能等进行了研究。结果表明，在PPC含量低于30 %时，随着PPC含量的增加，PLA/PPC和PLA/PPC/OMMT体系中PLA的玻璃化转变温度（Tg）均降低，在PPC含量为50 %时出现了明显的相分离；随着PPC含量的增加，PLA/PPC的冲击强度增大；OMMT的含量小于1.5 %时，PLA/PPC/OMMT体系的结晶度、拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均随OMMT含量的增加而增大。

铁酸锌纳米棒的制备及其在环氧树脂中的阻燃性能研究

杨翠珍 张巧然 李志伟 李小红

2018, 32 (02): 57-62; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.009

摘要 ( 430 )

通过微乳液法成功制备了铁酸锌纳米棒（R-ZFO），并用X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对R-ZFO进行了结构和形貌分析；随后，将R-ZFO添加到环氧树脂（EP）中制备了EP/R-ZFO纳米复合材料，通过极限氧指数测定仪、锥形量热仪和热分析仪研究了R-ZFO对EP热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明，所制备的R-ZFO的直径约为200 nm，长度为1~10 μm；当添加3 %（质量分数，下同）的R-ZFO到EP中时，复合材料的极限氧指数提高至28.3 %，初始分解温度提高了48.8 ℃，热释放速率峰值降低了34.16 %，表现出良好的热稳定性和阻燃性能。

乙烯-醋酸乙烯共聚物改性聚氯乙烯的研究

单博 张小萍 史传国

2018, 32 (02): 63-66; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.010

摘要 ( 517 )

研究了乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)对聚氯乙烯(PVC)材料结构和性能的影响，主要考察了EVA及其用量对PVC复合材料力学性能的影响，并对复合材料的结构进行了表征。结果表明，与传统丁腈橡胶(NBR)复合PVC相比较，EVA可在大幅度提高PVC冲击强度的同时，还能避免NBR复合PVC时存在的低温环境下材料弹性模量过低、高温易变色的缺陷，且EVA在PVC基体中具有良好的分散性。

一种胺端基型超支化聚合物对PHBV的增韧改性研究

王娥娥 靳玉娟 田立媛 司马阳阳 翁云宣

2018, 32 (02): 67-73; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.011

摘要 ( 456 )

采用熔融共混法制备了聚3羟基丁酸酯co-3羟基戊酸酯（PHBV）/超支化乙二胺三嗪聚合物（HBP）共混物；利用差示扫描量热仪、旋转流变仪、电子万能试验机、偏光显微镜和扫描电子显微镜等，对PHBV/HBP共混物的热性能、流变性能、力学性能、结晶形貌和表面形貌进行了表征。结果表明，当HBP的含量为1.0 %（质量分数，下同）时，与纯PHBV树脂相比，PHBV/HBP共混物在保持拉伸强度基本不变的情况下，冲击强度提高了31.3 %，断裂伸长率提高了45.5 %，结晶度由71.7 %下降至59.1 %。

RGD肽修饰PEEK表面及其与成骨细胞的相容性

郑延延 刘吕花 董军

2018, 32 (02): 74-80; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.012

摘要 ( 590 )

采用丙烯酸等离子体处理聚醚醚酮（PEEK）表面，引入羧基（—COOH），并利用—COOH将具有生物活性的精氨酸甘氨酸天冬氨酸（RGD）肽化学键合在PEEK的表面；通过X射线光电子能谱仪、水接触角测量仪、表面轮廓仪和万能材料试验机对表面处理前后的PEEK进行表征，并采用MC3T3-E1成骨细胞来评价表面修饰的PEEK的细胞相容性。结果表明，—COOH被成功地引入至PEEK表面，并且RGD肽成功地键合在等离子体羧基化的PEEK表面；丙烯酸等离子体处理和RGD肽的修饰均改善了PEEK表面的亲水性，增加了其表面的粗糙度；等离子体处理和RGD肽的修饰均未影响PEEK的拉伸强度及弯曲强度；等离子体处理和RGD肽的修饰均能改善PEEK表面成骨细胞的黏附、铺展与增殖，但RGD肽修饰的PEEK表面对于促进细胞黏附、铺展与增殖的效果明显优于等离子体羧基化的PEEK表面。

加工与应用

挤出加工方法对制备PP/PET原位微纤共混物微观形态的影响

刘欢 王益龙 刘冰 娜迪热·加沙热提

2018, 32 (02): 81-85; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.013

摘要 ( 441 )

分别使用双螺杆挤出机、配备不同结构螺杆或强剪切机头的单螺杆挤出机对聚丙烯(PP)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行熔融共混挤出，并用扫描电子显微镜观察了产物的微观形态。结果表明，使用双螺杆挤出机或使用配备三段式螺杆的单螺杆挤出机挤出PP/PET，只能制备出PET以球状形态均匀分散在PP连续相中的共混物，不含有任何微纤；使用配备有头部直槽混炼件的单螺杆挤出机挤出PP/PET，部分PET会形成短而粗的微纤；采用熔融挤出热拉伸淬冷法挤出PP/PET，可生产出微纤直径约为5 μm、长径比超过20的原位微纤共混物；采用强剪切机头及头部配备有直槽混炼件螺杆的单螺杆挤出机挤出PP/PET，可生产出微纤直径约为5~7 μm、长径比超过20的原位微纤共混物，且该方法操作简单、辅助设备少、具有工业可行性。

狭缝式熔体微分电纺工艺参数对射流间距的影响

杨涛 何雪涛 秦永新 杨卫民 李好义

2018, 32 (02): 86-90; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.014

摘要 ( 359 )

采用自主设计的狭缝式熔体微分静电纺丝装置对聚丙烯（PP）材料进行熔体静电纺丝，研究了纺丝电压、纺丝距离和纺丝温度3个纺丝参数对射流间距的影响。结果表明，射流间距随纺丝电压的升高而减小；射流间距随纺丝距离的减小而增大，但当纺丝距离低于80 mm并继续减小时，射流间距保持不变；射流间距随纺丝温度的升高而减小，当纺丝温度达到230 ℃并继续升高时，射流间距保持不变；当纺丝电压为60 kV，纺丝距离为100 mm，纺丝温度为245 ℃时，射流间距最小，可达3.3 mm。

聚合物热黏弹塑性变形微热压成型机理的数值模拟研究

邓腾 周国发 宋佳佳

2018, 32 (02): 91-97; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.015

摘要 ( 433 )

研究了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）超疏性阵列圆柱微结构特征功能表面的微热压成型技术，通过模拟研究了成型工艺参数对成型过程的影响规律，揭示了其热黏弹塑性变形充填流动机理，明晰了关键调控参数。结果表明，基片材料的弹性模量、成型温度和压力是影响充填成型的关键调控参数，成型压力和变形应力与成型温度呈负关联关系，而充填高度与成型温度呈正关联关系；提高成型温度至高于基片材料的玻璃化转变温度（Tg），使基片处于黏弹性高弹态，易使基片快速产生明显的热黏弹塑性变形，且可使成型压力和变形应力趋于最小值，这有利于基片避免断裂损伤并加速充模流动。

粉体喂料3D打印机喷头装置的温度分析及优化设计

汪传生 王虎子 蔡宁 晁宇琦 李绍明 胡纪全

2018, 32 (02): 98-102; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.016

摘要 ( 526 )

采用三维（3D）软件SolidWorks绘制了喷头装置的模型，并导入到有限元分析软件Ansys的热力学分析模块中设定喷头装置的热边界，得到了喷头装置的温度分布；为缩小喷嘴装置的温度和熔体温度的温差，在喷嘴处增加了一个环形的加热电阻，同时对喷嘴装置的结构进行了优化设计，并进行了实验验证。结果表明，实验验证了有限元分析软件Ansys的可靠性，且优化后的喷嘴装置具有更好的实用性。

助剂

生物基增塑剂2,5-呋喃二甲酸正丁酯的合成及其优化

刘志春 陆贻超 马中森 张亚杰 王邃

2018, 32 (02): 103-109; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.017

摘要 ( 458 )

以碳酸钾为催化剂，通过酯交换法以2,5-呋喃二甲酸二甲酯（DMF）和正丁醇为原料合成了2,5-呋喃二甲酸正丁酯（DBF），并在控制单因素变量实验的基础上，利用响应面法研究了工艺的反应条件（反应时间、催化剂用量、反应温度）对DBF产率的影响。结果表明，合成DBF的最佳反应条件为：反应温度为90 ℃，催化剂碳酸钾的用量为DMF用量的4 %（质量分数，下同），反应时间为76.05 min时，DBF的平均产率为96.47 %。

低VOC聚丙烯润滑体系的制备及其性能表征

曹峥 夏艳平 梁红伟 刘钢 吴盾 刘春林

2018, 32 (02): 110-115; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.018

摘要 ( 476 )

分别以乙撑双硬脂酰胺（EBS）、双羟基乙基乙撑双硬脂酰胺（HBS）为润滑剂，聚丙烯（PP）为基体，采用熔融共混法制备了PP/HBS、PP/EBS聚合物润滑体系，研究了EBS、HBS的用量对复合体系熔体流动速率、复数黏度、拉伸强度以及挥发性有机化合物（VOC）的影响。结果表明，EBS、HBS对PP具有良好的润滑作用，其中HBS对PP具有更好的润滑效果，当润滑剂HBS的用量为1.0 %（质量分数，下同）时，复合体系的熔体流动速率增加了404.8 %；HBS、EBS对PP中的VOC具有抑制作用，其中HBS的抑制效果比EBS更明显。

塑料与环境

南极拟酵母脂肪酶对聚丁二酸丁二酯薄膜的降解研究

史可 苏婷婷 王战勇

2018, 32 (02): 116-121; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.019

摘要 ( 289 )

以聚丁二酸丁二酯(PBS)薄膜为降解底物，利用南极拟酵母脂肪酶（Lipozyme CALB）对其进行降解研究；考察了pH值、温度、酶浓度以及降解时间对Lipozyme CALB降解PBS薄膜的影响，并通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、热重分析仪及质谱分析仪等对PBS薄膜以及PBS的降解产物进行了表征分析。结果表明，在酶浓度为20 U/mL，反应温度为50 ℃，pH值为 7.0的条件下，经24 h的降解，PBS薄膜（3 cm×1 cm×0.5 cm）的降解率可达90 %以上；随着降解时间的延长，薄膜表面明显发生了降解并形成孔洞，且PBS的相对结晶度呈现上升趋势，PBS薄膜的热稳性逐渐上升； PBS的降解产物为1,4丁二酸和丁二酸丁二醇二聚体。

标准与测试

交叉分级技术在高密度聚乙烯支链结构研究中的应用

杜斌 陈商涛 周京生 张丽洋 朱光宇 陈兴锋 王艳芳 黄强

2018, 32 (02): 122-127; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.020

摘要 ( 484 )

以高密度聚乙烯（PEHD）为研究对象，采用多种不同的分级方法对树脂进行了分级，研究了树脂的支链结构及其分布，通过升温淋洗分级法与其他技术结合的交叉分级法，建立了短链支化含量、淋洗温度、相对分子质量的三维关系图，反映了PEHD支链结构的分布特征。结果表明，PEHD树脂由4部分构成：含有一定数量支链的低分子蜡部分；短支链数目较多的线形低密度聚乙烯部分，此部分随相对分子质量的增大支化度增加，且分布在高相对分子质量部分的支链含量较高；短支链数目较少的高密度聚乙烯部分，此部分短支链在不同相对分子质量区域的分布较为均匀；几乎不含支链的线形聚乙烯部分。

机械与模具

基于Moldflow与Abaqus的注射成型及模具结构联合仿真分析

翟林 韩国泰 胡海朝 张建新

2018, 32 (02): 128-133; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.021

摘要 ( 1416 )

基于Moldflow平台，针对“固定套”注塑模具进行最佳注塑仿真分析，以获取最大型腔压力参数作为输出，然后在有限元软件Abaqus平台上，利用Moldflow工艺参数为依据，对“固定套”注塑模具的相关模板进行形变仿真，以验证模具结构的可靠性。结果表明，基于Moldflow与Abaqus的联合仿真，可以在满足成型要求的情况下，有效的评估模具的结构性能，为注塑模具的顺利试模成功提供了可靠保证。

汽车侧裙板的热流道大型注塑模具设计

何镜奎 陈洪土

2018, 32 (02): 134140-134140; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.02.022

摘要 ( 480 )

根据汽车侧裙板的结构特征、材料特征、塑件外观质量与批量要求等，设计了一副热流道转普通流道的大型复杂注塑模具；经过详细的模流分析，确定了热流道5点进胶的最佳浇注系统方案，进胶顺序由顺序阀根据成型塑件质量情况进行调节；模具侧向抽芯机构复杂，温度控制系统均衡高效，导向定位系统精确可靠。结果表明，模具结构先进合理，自投产以来，运行安全平稳，成型周期控制在75 s之内，塑件尺寸精度达到MT4。