本期目录

2018年 32卷 08期 刊出日期：2018-08-26 上一期 下一期

综述

聚烯烃塑料光降解研究进展

刘龙双 杨根旺 章钦 陈胡星

2018, 32 (08): 1-6; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.001

摘要 ( 674 )

介绍了聚烯烃塑料光降解机理及其影响因素、聚烯烃光降解剂和光降解的可调控性，并对聚烯烃光降解的发展趋势进行了展望。聚烯烃塑料的光降解性能与其化学成分、官能团，添加剂及应力等环境条件有关。光降解剂的选择、光降解剂与稳定剂的匹配，是实现聚烯烃塑料降解可调控性的重要技术途径。开发专用光降解剂及相关复合产品，提高聚烯烃塑料光降解率与可调控性，改善环保性且降低成本是该研究领域的主要方向。

高分子材料DOPO基阻燃剂研究进展

王雅珍 孙瑜 肖添远 祖立武 兰天宇

2018, 32 (08): 7-13; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.002

摘要 ( 1363 )

综述了9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）基阻燃剂在高分子材料，如环氧树脂、聚酯、聚丙烯中的研究进展和应用，指明了阻燃剂的发展方向。目前，高分子材料DOPO基阻燃剂主要向着低添加量、多元素协同阻燃和不影响材料其他性能方向发展，展示出了良好的应用前景。

医用聚氯乙烯耐辐照改性研究进展

蔡国辉 何小芳 白玉峰 曹新鑫

2018, 32 (08): 14-18; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.003

摘要 ( 1215 )

综述了热稳定剂、抗氧剂和光稳定剂改性聚氯乙烯（PVC）的耐辐照机理，以及不同助剂组合添加产生的协同效应。对近年来有关PVC材料耐辐照改性方面的研究进展进行了总结，并对耐辐照PVC材料的发展前景进行了展望。

材料与性能

EMAA-Na离聚物对PE-HD/Al₂O₃复合材料微观结构和流变特性的影响

陈欣 沙金 陈涛 谢林生 马玉录

2018, 32 (08): 19-24; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.004

摘要 ( 552 )

以钠离子离聚物（EMAA-Na）作为相容剂，采用熔融共混法制备了高密度聚乙烯（PE-HD）/氧化铝（Al2O3）复合材料。利用扫描电子显微镜观察了复合材料的断面结构，利用平板流变仪和毛细管流变仪研究了复合材料的稳态和动态流变性能。结果表明，EMAA-Na大大提升了PE-HD/Al2O3之间的界面相容性，消除PE-HD和Al2O3之间的间隙；复合材料的稳态剪切黏度和拉伸黏度随着EMAA-Na含量的增加而升高，且呈现出很强的非牛顿性和拉伸硬化特性；EMAA-Na促进了各组分之间的相互作用，提高了复合材料的弹性。

纳米SiO₂包覆微晶纤维素对PBS/PLA复合材料性能的影响

王瑶 何连诚 柴菁珊 牛丽姣 罗义琳 张秀成

2018, 32 (08): 25-32; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.005

摘要 ( 606 )

以纳米二氧化硅(nano-SiO2)表面包覆的微晶纤维素(MCC)为填料，采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯（PLA/PBS）复合材料。运用扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、动态热力学分析仪等方法研究了nano-SiO2对PLA/PBS/MCC复合材料的力学性能、热稳定性以及结晶行为的影响。结果表明，nano-SiO2包覆在MCC表面后与PLA/PBS熔融共混提高了nano-SiO2在聚合物材料中的分散性，改善了MCC与树脂基体的相容性;添加5 %（质量分数，下同）MCC的PLA/PBS/MCC复合材料，与同样添加量的PLA/PBS/nano-SiO2-MCC复合材料相比，其储能模量、冲击强度以及结晶度分别提高了13.04 %、11.70 %、71.92 %。

高流动高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

郑智焕 李彦涛 杨丽庭 黄文杰 李臻 曾聪

2018, 32 (08): 33-39; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.006

摘要 ( 616 )

研究了弹性体（POE）、滑石粉(talc)、乙撑双硬脂酰胺（EBS）的含量对高流动、高模量、高抗冲聚丙烯（PP）复合材料的力学性能、熔体流动速率、结晶温度、热稳定性以及微观断面结构的影响。结果表明，需要25份POE才能使高流动性共聚PP发生完全脆韧转变；通过熔融共混制备PP、POE、talc复合材料（PP/POE/talc），当复合材料的质量份数比为80∶20∶40时，制得的PP/POE/talc复合材料的熔体流动速率为22.9 g/10 min、弯曲模量为1 887.7 MPa、缺口冲击强度为31.2 kJ/m2；对比纯PP，其弯曲模量提高了102.2 %，缺口冲击强度提高了217.8 %，弯曲强度提高了2.6 %，拉伸强度降低了15.1 %；添加1份EBS能够同时提高PP/POE/talc复合材料的熔体流动速率与缺口冲击强度。

聚丙烯共注射成型柱晶形成判据研究

孟健 陈金涛 李桂丽 陈兴元 李海梅

2018, 32 (08): 40-45; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.007

摘要 ( 414 )

以等规聚丙烯为原料，改变共注射成型中芯层熔体的注射速度，可获得不同工艺成型的试样，对试样进行结晶形貌观测，结合数值分析获得温度场、速度场、剪切力场，从能量变化角度，建立了共注射成型过程中柱晶形成的判据。结果表明，共注射成型制品存在模具—壳层、壳—芯层2个明显的剪切区，剪切处成型冷却过程中，易形成柱状晶体；对于板状共注塑试样，根据判据公式，其量化的柱晶形成条件为［170, 222］、［252, 458］。

聚乳酸/麦秸秆纤维复合材料力学及吸水性能研究

王哲 张效林 徐冲 金霄 聂孙建 张继兵

2018, 32 (08): 46-51; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.008

摘要 ( 666 )

以西北地区麦秸秆纤维（WSF）和聚乳酸（PLA）为原料，通过熔融共混的方式加工制备了PLA/WSF复合材料,研究了偶联剂γ—氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对PLA/WSF复合材料的力学性能、吸水性能及界面性能的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪(FITR)对改性前后的WSF进行分析，采用扫描电子显微镜（SEM）研究了复合材料拉伸断面的形貌变化。结果表明，KH550与WSF中羟基的反应降低了WSF表面极性；随着WSF含量的增加，PLA/WSF复合材料的力学性能最终呈现下降的趋势；经KH550对WSF改性处理， PLA/WSF复合材料的力学性能得到提升，同时降低了复合材料的吸水性；KH550处理改善了WSF与PLA的界面相容性。

PS对PS/CF复合材料SLS烧结件力学性能及成型精度的影响

杨来侠 王勃 徐超 陈梦瑶

2018, 32 (08): 52-57; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.009

摘要 ( 631 )

以聚苯乙烯（PS）作为基体材料制备了聚苯乙烯/碳纤维（PS/CF）复合粉末材料，在激光功率为30 W，预热温度为80 ℃和分层厚度为0.25 mm等条件下，研究了基体材料的粒径及含量对PS/CF复合材料选择性激光烧结件的力学性能及成型精度的影响。结果表明，制得的PS/CF复合粉末材料的粒径满足选择性激光烧结工艺（SLS）的要求；当基体材料的平均粒径为75 μm，PS与CF的质量比为9∶1时，PS与CF之间的融合效果最佳；此时弯曲、拉伸和冲击强度分别可达6.88、2.97 MPa和298 kJ/m2，x向、y向及z向的尺寸偏差绝对值仅为0.8 %、0.22 %、1.6 %；与相同粒径的纯PS相比，弯曲、拉伸和冲击强度分别提高了62.06 %、74.29 %、83.95 %，x向、y向及z向尺寸精度分别提高了5.44 %、69.44 %、81.34 %。

多面体金属效果颜料的制备与应用

董建廷 叶倩 逯琪

2018, 32 (08): 58-64; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.010

摘要 ( 534 )

通过磁控溅射镀膜工艺，采用铝靶为溅射源，成功实现铝单质在微米级二氧化硅粉体表面的沉积，制备出新型多面体金属效果颜料。重点比较了多面体金属效果颜料与铝颜料在注塑制件中的流痕与熔接痕差异，同时，研究了多面体金属效果颜料对塑料基材物性的影响及加工工艺对多面体颜料所呈现表观效果的影响。最后，采用多面体金属效果颜料共混入塑料基材中成型出“无流痕”免喷涂制件。结果表明，与传统铝颜料相比，多面体金属效果颜料表现出良好的金属质感，流痕几乎完全消除，熔接痕亦大幅度减轻，并进一步从理论角度分析和解释了产生上述流痕和熔接痕差异的原因；与喷涂制件相比，“无流痕”免喷涂制件更环保，成本更低，表观效果更加独特，并得到了消费者认可，成功实现了商业化量产。

聚己内酯/纳米氧化锌抗菌静电纺丝膜的制备及性能表征

李玥 张恒飞 孟静静 常玉雪 周宏艳

2018, 32 (08): 65-71; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.011

摘要 ( 450 )

利用静电纺丝技术制备聚己内酯（PCL）/纳米氧化锌（ZnO）超细纤维，通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪研究了静电纺丝电压和ZnO用量对复合纤维的直径、热性能和结晶性能的影响，并通过抗菌实验研究了PCL/ZnO复合纤维膜的抗菌性能。结果表明，随着纺丝电压的升高，PCL的直径先减小后增加，熔点（Tm）和片晶厚度（Lc）呈现先增加后减小的趋势；随着ZnO用量的增加，PCL/ZnO复合纤维的直径在不同电压下均逐渐增加，Tm和结晶度（Xc）也逐渐增加；当ZnO的含量为2.0 %时抗菌性能最强，并在放置60 d后抗菌性能依旧没有明显下降。

低气味、低散发PC/ABS合金的研究

陈晓东 刘小林

2018, 32 (08): 72-78; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.012

摘要 ( 767 )

采用熔融共混法制备了聚碳酸酯（PC）/丙烯晴丁二烯苯乙烯（ABS）合金，利用力学性能测试和热脱附气相/质谱分析等手段考察了吸附剂和萃取剂对PC/ABS合金力学性能、气味和挥发性有机物（VOC）的影响。结果表明，伴随吸附剂和萃取剂添加量的增加，PC/ABS合金的气味得到不断改善，总挥发性有机物（TVOC）相应持续降低，而对合金材料力学性能的影响甚微；另外，吸附剂添加量的增加会加重PC/ABS合金的吸湿性，当吸附剂用量达到5 %（质量分数，下同）时，自然放置480 h后，其吸水量提高1.7倍；在PC/ABS合金中，当添加的吸附剂和萃取剂用量分别为0.5 %、1.5 %时，得到综合性能最优的产品，气味强度达到3.0级，舒适度改善到0级，TVOC较挤出未添加吸附剂和萃取剂时的纯PC/ABS合金降幅57.9 %；萃取剂对PC/ABS合金环保性能的改善作用优于吸附剂，而二者连用复合体系较各自单独使用更优。

加工与应用

法向应力差诱导黏弹性多相分层流动界面变形的机理

邓腾 周国发 阳培民

2018, 32 (08): 79-85; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.013

摘要 ( 523 )

通过模拟，建立了黏弹性多相分层流动的界面变形、二次流动、第二法向应力差的关联理论，提出了第二法向应力差驱动二次流动诱发界面变形的机理。结果表明，当Giesekus模型参数α由0.1增至0.45时，界面形貌由凹面向下演化为凹面向上；在侧壁区域，熔体界面的第二法向应力差均为负，如下层熔体第二法向应力差的绝对值大于上层熔体，呈向下二次流动，诱发界面向下变形，反之，则呈向上二次流动，诱发界面向上变形；上层熔体的第二法向应力差的绝对值随α的增加而增大，而下层熔体呈先增后减的抛物线分布,导致α小于0.25，二次流动为向下运动，超过0.25，演化为向上运动，必诱发界面变形的正反演化。

临近冲击载荷的埋地聚乙烯燃气管道有限元分析

李茂东 陈国华 杨波 严大鹏 周池楼

2018, 32 (08): 86-91; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.014

摘要 ( 443 )

运用Abaqus有限元分析软件，构建冲击作用下管土相互作用有限元分析模型，分析聚乙烯管道的应力变化，研究聚乙烯管道的材料模型、土体性能、冲击速度对聚乙烯管应力及变形的影响规律。结果表明，由于冲击作用时间较短，冲击速度对聚乙烯管道没有明显影响；管道覆土的性质及埋深对管道有明显的保护作用；聚乙烯管道的最大应力随着聚乙烯管道内压的增大而增大，近似成线性关系；在冲击载荷作用下，距离冲击区域越近的聚乙烯管道越容易达到强度失效极限；研究结果可以为埋地聚乙烯燃气管道的安全运行及第三方施工活动提供技术支持。

小型无人机复合材料机身壁板与梁整体制造工艺

段国晨 赵景丽 赵伟超

2018, 32 (08): 92-95; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.015

摘要 ( 593 )

通过介绍无人机复合材料机身的结构特点、传统制造工艺方法以及工艺所存在的诸多问题，介绍了一种中小型无人机机身复合材料整体压力垫的制造工艺，以及复合材料蜂窝夹芯板件与梁整体共固化的工艺过程，可以用于典型的梁框蜂窝夹芯结构的整体制造。结果表明，通过与传统工艺对比，可以降低无人机的生产成本，提高复合材料制件的表面质量，缩短零部件生产周期。

遗传算法在动态黏弹性模型参数拟合中的应用研究

程军飞 陈兴 邓益民 李德群

2018, 32 (08): 94-104; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.016

摘要 ( 389 )

为了研究聚合物材料弹性变形对微结构成型制品变形的影响，采用仿真分析手段对环烯烃类共聚物(TOPAS-COC)材料的滚动热压成型进行了模拟计算，并对TOPAS-COC聚合物材料黏弹性模型参数进行了拟合。通过比较改进的遗传算法和最小二乘法拟合的结果，发现遗传算法在寻找动态黏弹性模型参数中具有很好的寻优功能。利用平移原理获得参考温度下主曲线，将拟合得到的模型参数输入非线性有限元软件Abaqus中进行仿真模拟，正交实验结果表明，适当增加温度、减小预压紧量以及减小滚动速度可以降低弹性回复对微结构弹性变形的影响。

超高相对分子质量聚乙烯粉末表面接枝马来酸酐的制备研究

王桂珍 叶建学

2018, 32 (08): 105-110; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.017

摘要 ( 540 )

以过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，采用固相接枝法以二甲苯为溶剂在超高相对分子质量聚乙烯（PE-UHMW）粉末表面接枝了马来酸酐（MAH），研究了接枝过程中反应时间、BPO用量以及MAH用量对粉末接枝率以及交联度的影响。利用全反射傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱分析仪、扫描电子显微镜以及热重分析仪对接枝粉末的表面化学结构及形态进行了分析。结果表明，随着反应时间以及BPO用量的增加，PE-UHMW粉末的接枝率和交联度都呈增加的趋势，而PE-UHMW粉末的接枝率随MAH用量的增加而增加，同时交联度呈下降趋势，这证明MAH用量的增加对交联度有一定程度的抑制作用，产物的接枝率和交联度最高可达1.62 %和69 %。

助剂

PVC增塑剂偏苯三酸基聚酯的研究

苗红艳 顾丹 蒋平平

2018, 32 (08): 111-115; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.018

摘要 ( 458 )

采用“二步法”将偏苯三酸酐（TMA）和甘油（Gl）经酯化、缩聚反应得到环保、可生物降解的偏苯三酸聚酯（P-Gl-TMAI）。将合成的P-GI-TMAI与邻苯二甲酸（2-乙基己基）酯（DOP）分别添加到聚氯乙烯（PVC）树脂中进行塑炼实验，研究2种增塑剂与PVC树脂的相容性能、塑炼试片的力学性能以及耐迁移性能。结果表明，与DOP相比，P-Gl-TMAI与PVC的相容性较好；且前者塑炼试片的拉伸强度达18.99 MPa，断裂伸长率为454.89 %；在挥发性和抽出性试验中，P-Gl-TMAI制备的试片分别仅有3.02 %和15.31 %的质量损失率，其韧性与耐迁移性均高于DOP。

新型功能复合型抗氧剂的合成及性能研究

李俊杰 董云 赵华平 孙健 马红霞

2018, 32 (08): 116-121; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.019

摘要 ( 416 )

以4-羟基苯乙酰胺和六氯环三磷腈为原料合成六（4-氨基苯氧基)环三膦腈；再通过β（3,5-二叔丁基4羟基苯基）丙酰氯与六（4-氨基苯氧基)环三膦腈的酰胺化缩合反应，最终合成了一种具有膦腈环结构和6个受阻酚单元的新型功能复合型枝化大分子抗氧剂六［β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰胺苯基］环三膦腈（HACP）。通过红外吸收光谱与核磁共振谱图对HACP的结构进行了表征。以HACP或抗氧剂1010为抗氧组分成功制备聚丙烯（PP）树脂共混物，并对共混物进行了热稳定性、耐老化性能的研究。结果表明，热失重过程中PP/HACP的失重5 %时的温度（T5 %）最高，为391.9 ℃(空气气氛)和410.0 ℃(N2气氛)；同时，纯PP在老化7 d后失去力学性能，而PP/HACP或PP/抗氧剂1010，即使在老化14 d后依旧保持一定的力学性能，其中PP/HACP的拉伸强度由38.8 MPa下降到34.1 MPa，衰减率为11.6 %；PP/抗氧剂1010则以25.1 %的衰减率由38.7 MPa下降到29.0 MPa。

塑料与环境

海水环境下聚碳酸亚丙酯/聚乳酸共混物的降解性能研究

桑练勇 晏华 胡志德 代军 薛明

2018, 32 (08): 122-130; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.020

摘要 ( 508 )

研究了聚碳酸亚丙酯（PPC）/聚乳酸（PLA）共混物在海水环境下的降解性能，通过力学实验、扫描电子显微镜、衰减全反射红外光谱等分别研究了共混物的力学性能、表面微观形貌、化学结构等的变化规律。结果表明，随着降解时间的延长，10/90、30/70、50/50、70/30（质量比，下同）的PPC/PLA共混物的拉伸强度都不断增大，而断裂伸长率在30 d时急剧降低，此后几乎保持不变；海水作用下240 d后PPC和PLA表面都存在明显孔洞和缺陷，而50/50的PPC/PLA共混物表面没有明显的裂纹和孔洞；纯PPC和纯PLA的羟基指数、羰基指数以及乳酸指数都呈现不断增大的趋势，且在前30 d比较明显，而50/50的PPC/PLA共混物则几乎没有变化；共混物的质量损失主要体现在前30 d，且质量损失率几乎都小于10 %，降解程度较低；共混物失重5 %的热分解温度提高，而最大速率失重温度几乎没有变化。

机械与模具

固体推进剂同向双螺杆元件混合性能模拟

马秀清 金律 张亚军 董力群 李晓卫

2018, 32 (08): 131-136; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.021

摘要 ( 509 )

首先设计了4种固体推进剂用螺杆元件，并进行了固体推进剂药浆的流变性能测试，通过使用Polyflow软件对4种螺杆元件的流场进行数值模拟。对各螺杆元件流场的剪切速率、加权平均剪切应力、平均回流系数、累积停留时间分布等表征螺杆元件混合性能以及流场特性的指标进行分析，对比4种螺杆元件的分散和分布混合性能，并建立了螺杆元件混合性能的评价体系。结果表明，KB元件和S型元件对药浆有较好的综合混合性能，有利于固体推进剂的混合。

基于CAE的微注塑模具优化设计

蒋晶, 姜潇桐 张康康 李倩 刘国际

2018, 32 (08): 137-142; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.08.022

摘要 ( 455 )

采用计算机辅助工程(CAE)技术对制品微注塑(μIM)模具结构进行优化，基于材料微尺度下的流变数据，运用Autodesk Moldflow Insight模流分析软件对微模具浇注系统、排气系统、温控系统进行优化仿真，并以此为参考进行模具设计。结果表明，通过实际注塑制品验证了优化方案的准确性，μIM短射实验与CAE模拟结果较为一致，微尺度效应影响下熔体流动前沿呈现平齐状。