本期目录

2018年 32卷 09期 刊出日期：2018-09-26 上一期 下一期

综述

无机阻燃剂的研究进展

党力 吕智慧

2018, 32 (09): 1-8; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.001

摘要 ( 499 )

针对高分子材料无机阻燃剂的相关研究，按照元素种类将其分为碳系、磷系、氮系、硅系、硼系、金属氢氧化物及其他类型，分别概述了各类无机阻燃剂的阻燃机理、研究现状、优缺点及具体应用情况，最后对今后无机阻燃剂的发展方向进行了展望。

聚酰亚胺增韧改性研究进展

王凯歌 曹新鑫 吴梦林 菅珂婕 何小芳

2018, 32 (09): 9-16; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.002

摘要 ( 666 )

综述了国内外近几年对聚酰亚胺(PI)增韧的研究进展，对超支化增韧、柔性基团增韧、二胺二酐增韧及结构改性进行了概述。超支化分子具有高度支化的三维立体结构和更多的端基，可降低分子链的纠缠；柔性基团可提高分子链的柔顺性，两者均可提高材料的韧性；设计合成新型二胺二酐可用于改善PI的韧性；破坏原来分子链的结构，可降低分子链与苯环间的共轭，提高PI的韧性；对今后的研究方向和趋势进行了展望：分别将超支化与柔性基团和二胺二酐结合，协同增韧PI。

石墨烯阻燃聚合物的研究进展

张亚斌 李响 王露蓉 郭军红 田力 崔锦峰

2018, 32 (09): 17-24; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.003

摘要 ( 464 )

综述了聚合物/石墨烯、聚合物/改性石墨烯和聚合物/石墨烯/阻燃剂的最新研究进展，介绍了石墨烯的阻燃机理，简介了石墨烯对聚合物力学性能的影响，并对石墨烯在阻燃性能上的发展前景进行了展望。

材料与性能

基于聚偏氟乙烯/石墨的换热板片材料的制备及导热性能研究

张颖 马玉录 谢林生

2018, 32 (09): 25-31; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.004

摘要 ( 512 )

以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体，石墨为填料，使用溶液共混法制备导热复合材料，研究了石墨填充量、混炼工艺等对复合材料导热性能的影响。结果表明，石墨填充量超过40 %（质量分数，下同）后，复合材料的热导率呈明显增大的趋势；当石墨填充量达到70 %时，PVDF/石墨复合材料的热导率达到2092 W/（m·K），是纯PVDF热导率的110倍；270 μm：106 μm石墨含量比为1∶9时，热导率达到最大值；采用叠片式转子比腰鼓形转子可以制备出更高热导率的复合材料；转子转速和混炼时间对复合材料的热导率影响不大；设计并制备了板式换热器换热板片，实验验证了基于PVDF/石墨复合材料加工生产换热板片的可行性。

高填充性聚丙烯基纳米复合材料挤出胀大行为研究

吴长庆 林祥 任冬云

2018, 32 (09): 32-35; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.005

摘要 ( 360 )

使用毛细管流变仪考察了3种高填充聚丙烯（PP）纳米复合材料的挤出胀大行为，研究了口模温度、剪切速率、熔体压力、纳米粒子填充比例和纳米粒子形貌对PP纳米复合材料熔体挤出胀大比的影响。结果表明，3种PP纳米复合体系熔体的挤出胀大比均随口模温度的增加而减小，且大致呈线性关系；随着剪切速率的增大而增加，且随着填料填充比例的增加有减小的趋势；随着熔体压力的增大而增加，并且随着熔体压力的增加，其挤出胀大比随填料填充比例的增加而减小的幅度下降；3种颗粒形貌纳米粒子填充体系中，在相同的体积分数和温度下，片状结晶纳米氢氧化镁［Mg（OH）2］填充体系熔体挤出胀大比最小，球状纳米碳酸钙（CaCO3）填充体系熔体挤出胀大比最大，棒状粒子埃洛石纳米管（HNTs）填充体系熔体挤出胀大比介于两者之间。

温度对聚氨酯固化材料力学性能的影响

董全霄 李书明 郑新国 谢永江 楼梁伟 曾志 刘竞

2018, 32 (09): 36-41; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.006

摘要 ( 2216 )

为探究不同温度下聚氨酯固化道床的适应性，研究了温度对聚氨酯固化材料拉伸性能、黏结性能和动态力学性能的影响。结果表明，在-60~70 ℃内，随着环境温度的降低，聚氨酯固化材料的拉伸模量、拉伸强度和黏结强度均逐渐增加，变形性能先增加后降低，且固化材料的黏结强度破坏均为内聚破坏；在-50 ℃左右，聚氨酯固化材料发生了玻璃化转变，当温度接近玻璃化转变温度时，固化材料的损耗因子较高，变形性能较好；随着聚醚多元醇相对分子质量的增加，聚氨酯固化材料的玻璃化转变温度降低，低温下聚氨酯固化材料的拉伸性能变化率越小；聚氨酯固化材料的性能能够满足不同温度下的使用需求，当在低温环境下服役的聚氨酯应优先选用相对分子质量较高的聚醚多元醇。

PE-LD/桉木粉复合材料的制备及其性能研究

丰波 谢俊康 李富强 韩巧宁 廖霞 徐伟华 刘祖广

2018, 32 (09): 42-48; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.007

摘要 ( 382 )

以自制的低密度聚乙烯接枝马来酸酐（PE-LD-g-MAH）为改性剂，分别使用双螺杆挤出机和开放式炼胶机制备了PE-LD/桉木粉复合材料。采用模压成型法制备了试片，探究了模压温度、模压时间、改性剂用量和不同的制备方法对木塑复合材料拉伸强度和缺口冲击强度的影响，并采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱对其形貌和结构进行了表征。结果表明，木塑复合材料较适宜的模压温度为160 ℃，模压时间为10 min；添加PE-LD-g-MAH并采用开放式炼胶机制备的复合材料的拉伸强度由空白样的16.53 MPa提高到24.46 MPa ,缺口冲击强度由2.04 kJ/m2提高到458 kJ/m2;PE-LD-g-MAH与木粉表面羟基发生了酯化反应，增加了界面黏结强度，从而提高了木塑复合材料的力学性能。

高韧高强聚酮/聚酰胺66共混物的制备与性能研究

赖诗齐 邹晓轩 阳路求 张贻舟 敬波 戴文利

2018, 32 (09): 49-52; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.008

摘要 ( 555 )

采用熔融共混法制备了聚酮（PK）/聚酰胺66（PA66）共混物，通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、冲击试验机和电子万能试验机等研究了PK/PA66共混物的形态结构、结晶与力学性能。结果表明，当PA66含量较低时，PA66分散相粒径较小，且分布较均匀，PK/PA66（质量比为80/20）共混物的干态冲击强度达到29.5 kJ/m2，湿态下冲击强度为纯PK的4倍，同时共混物拉伸强度及弯曲模量也明显提高；但当PA66含量较高时，PA66相区尺寸明显增大，PK/PA66共混物的冲击强度呈下降的趋势；PA66的引入会显著降低PK的结晶度。

疏水膨胀型阻燃聚丙烯的制备及与La₂O₃的协效阻燃

柴云 宋一凡 许凯 张普玉

2018, 32 (09): 53-56; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.009

摘要 ( 461 )

采用四乙氧基硅烷（TEOS）作为改性修饰剂，分别对季戊四醇（PER）和聚磷酸铵（APP）进行表面改性，制备得到膨胀型阻燃剂（IFR），对改性后的IFR进行了红外光谱及热失重分析等表征，确认了硅的引入；向改性阻燃剂中加入纳米氧化镧（La2O3）作为阻燃协效剂，然后与聚丙烯（PP）混合，制备了疏水性膨胀型阻燃PP；研究了改性前后复合阻燃剂对PP阻燃性能和力学性能的影响。结果表明，改性后的阻燃体系表现出了较好的疏水性能，加入协效剂La2O3后，材料的阻燃性能和力学性能均较改性之前有所提高。

聚氨酯/还原氧化石墨烯聚对苯二胺薄膜的制备与性能

苏义军 郑玉婴

2018, 32 (09): 57-63; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.010

摘要 ( 385 )

采用Hummers法制备氧化石墨烯（GO），并在其表面原位聚合聚对苯二胺(PPDA)，再经水合肼还原得到还原氧化石墨烯聚对苯二胺(RGO-PPDA)复合体，并用其改性热塑性聚氨酯(TPU)薄膜，最终通过溶液涂膜制得TPU/RGO-PPDA复合薄膜。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪对RGO-PPDA纳米复合体进行表征，并利用氧气透过仪、高阻计对TPU/RGO-PPDA复合薄膜的性能进行测试，并与TPU/GO-PPDA复合薄膜性能进行对比。结果表明，GO上原位聚合PPDA，显著改善了GO的亲油性，这有利于GO在氮氮二甲基甲酰胺(DMF)中的分散，进而有利于实现在TPU基体中的均匀分散；当RGO-PPDA含量为0.8 %(质量分数，下同)时，TPU/RGO-PPDA复合薄膜的氧气透过率降低了73.28 %，导电性能提升了8个数量级，表现出良好的阻隔抗静电性能。

聚烯烃弹性体的结构与熔体黏度关系的研究

赵根根 郑征 张明轩 胡倩 李伯耿

2018, 32 (09): 64-70; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.011

摘要 ( 477 )

采用凝胶渗透色谱仪和核磁共振仪表征了一系列聚烯烃弹性体（POE）样品的结构，并用毛细管流变仪考察了其挤出稳定性、剪切依赖性和黏温依赖性，分析了熔体黏度与聚合物结构的关系。结果表明，随着剪切速率的提高，高相对分子质量的POE熔体易出现不稳定流动，挤出物表面发生畸变；相对分子质量越大、温度越低、共聚单体含越高，发生不稳定流动的临界剪切速率c越低；POE的剪切黏度很大程度上受相对分子质量的影响，与共聚单体的含量关系不大；不同相对分子质量及组成的POE熔体的黏流活化能相近，约为2.8×10^4 J/mol。基于Carreau、Cross和Arrhenius等方程，分别建立了关联熔体零切黏度与聚合物重均相对分子质量和温度关系的半经验式、关联熔体表观黏度与零切黏度和剪切速率关系的半经验式；两式可用于预测POE熔体的黏度，其适用范围为温度为130~190 ℃，剪切速率为10~2 000 s-1，重均相对分子质量（Mw）为4.2×10^4~1.24×10^5 g/mol。

交联条件对海藻渣地膜性能的影响

邱洁 赵芸 王晓瞳 许加超 高昕 付晓婷

2018, 32 (09): 71-77; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.012

摘要 ( 391 )

研究了氯化钙(CaCl2)交联、盐酸(HCl)交联及CaCl2+HCl混合交联等3种不同交联方式,对海藻渣地膜的力学性能及物理性能的影响。结果表明，采用CaCl2+HCl混合交联，CaCl2的浓度为1.5 %(质量体积比，W/V)、HCI的浓度为0.5 %(体积比，V/V)、交联时间为15 min时，海藻渣地膜的拉伸强度为41.745 MPa，断裂伸长率达到最大为8.220 %，水蒸气透过率为1.454×10-9 g·m/m2·h·Pa，透光率最大为7.556 %，海藻渣地膜的综合性能最佳。

苯并噁嗪/氧化石墨烯导热复合材料的制备与性能研究

孟献瑞 陈蓼璞 高秀秀 朱维维 张文凯 房晓敏

2018, 32 (09): 78-84; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.013

摘要 ( 454 )

以双酚A、3氨丙基三乙氧基硅烷和多聚甲醛为原料，通过曼尼希反应合成了氨基硅氧烷功能化苯并嗪（B-TES）;将B-TES引入双酚A苯胺型苯并嗪（BA-a）与氧化石墨烯（GO）组成的复合体系中，通过傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪和旋转流变仪研究了复合体系的热固化过程；激光导热仪测试BA-a/GO/B-TES复合材料的热导率。结果表明，当GO/B-TES添加量从1 %（质量分数，下同）增大到6 %时，复合材料的热导率从0.29 W/（m·K）增大到0.56 W/（m·K）；采用有效介质模型计算GO与聚合物之间的界面热阻（Rb），发现B-TES能够使Rb由150×10-9 m2·K/W降低至130×10-9 m2·K/W；BA-a/GO/B-TES复合材料还表现出低表面能、高热稳定性的特性。

加工与应用

碱液下GFRP筋力学性能劣化模型研究

高永红 黄孝国 刘华琛 申俊宇

2018, 32 (09): 85-89; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.014

摘要 ( 350 )

为研究碱液下玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋力学性能劣化规律，对直径为20 mm和25 mm的GFRP筋进行碱溶液分别浸泡30、90 d和180 d后的拉伸试验，得到筋体在碱液不同腐蚀时间后筋体的极限拉伸强度及弹性模量等力学性能指标；对比研究了相同直径筋体在盐溶液浸泡180 d后的力学性能变化；建立了碱液下GFRP筋剩余强度衰减模型。结果表明，相同的腐蚀龄期，碱性环境对GFRP筋力学性能劣化影响高于盐环境；碱液下GFRP筋拉伸强度随浸泡时间的增长呈下降趋势，GFRP筋前期被腐蚀速率高于后期；分析修正后的碱液下筋体剩余强度衰减模型与试验结果吻合度较高。

热熔挤出中吲哚美辛熔化和混合机理的研究

陈佳楠 李翱

2018, 32 (09): 90-95; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.015

摘要 ( 493 )

选用难溶性药物吲哚美辛（INM）为模型药物，泊洛沙姆188（F-68）为载体，从数值模拟和实验研究2方面研究采用双转子混合器制备F-68/INM固体分散体过程中，转子速比对INM熔化相变和混合过程的影响规律。结果表明，提高转子速比，INM在载体F-68中的分布、分散混合和熔化扩散作用均得到增强，INM的溶出进程加快。

聚乙烯管材应变硬化模量与裂纹扩展速率相关性研究

李茂东 陈国华 杨波 黄晓之 王志刚

2018, 32 (09): 96-101; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.016

摘要 ( 539 )

采用应变硬化试验和锥体试验分别得到不同聚乙烯100（PE100）管材试样的应变硬化模量和裂纹扩展速率，并对它们之间的相关性进行研究，以期验证应变硬化试验法评价PE管材耐慢速裂纹扩展性能的正确性。结果表明，锥体试验中PE管材试样的裂纹扩展程度随着试验时间的增加而增大；应变硬化试验和锥体试验对不同PE管材试样的耐慢速裂纹扩展性能评价结果完全相同，应变硬化试验法评价PE管材耐慢速裂纹扩展性能的正确性得到验证；应变硬化试验不仅误差较小，而且可以区分不同牌号PE100管材耐慢速裂纹扩展性能的细微差异，评价结果相对于锥体试验要更加可靠。

缝合碳纤维泡沫夹芯复合材料低速冲击及损伤检测

胡根泉 赖家美 龚小辉 罗毅杰 黄志超

2018, 32 (09): 102-107; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.017

摘要 ( 470 )

研究了低速冲击对缝合与未缝合碳纤维泡沫夹芯复合材料冲击性能及损伤的影响；采用落锤冲击试验机对缝合和未缝合夹芯复合材料板分别进行了不同冲击能量下的冲击实验，得出冲击力和冲头位移分别随时间变化的曲线；采用水浸超声波扫描成像系统对冲击后的复合材料板进行损伤检测，得出夹芯复合材料板内部损伤情况。结果表明，在相同冲击能量下，缝合碳纤维复合材料板的冲击力较未缝合的要大，但冲头接触时间要短；此外，缝合碳纤维泡沫夹层复合材料板比未缝合的损伤面积要小，这说明缝线能有效的抑制冲击载荷下复合材料板内损伤扩散，减小分层损伤面积，提高复合材料板的抗冲击性能;缝合的抑制损伤效果在表面层和最内部层效果显著，而在中间层缝线的效果一般。

FDM 3D打印塑件翘曲变形影响因素的研究

杜林芳

2018, 32 (09): 108-112; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.018

摘要 ( 550 )

针对熔融沉积成型(FDM)工艺易产生翘曲变形的缺陷，建立翘曲变形数学模型，利用正交试验研究了分层厚度、打印温度、托板温度、产品壁厚4个因素对打印试样翘曲变形的影响程度与趋势。结果表明，实验结果与数学模型相印证，得出分层厚度对翘曲变形影响程度最大，打印温度次之，托板温度与产品壁厚影响较小。通过优化FDM成型工艺参数，使打印精度提高了44.4 %，提高效果显著。

助剂

尿素/甲酰胺复配增塑聚乙烯醇薄膜的制备及性能研究

田华峰 王格涵 姚媛媛 刘茜 李岩 姜亚楠 项爱民

2018, 32 (09): 113-117; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.019

摘要 ( 829 )

以尿素/甲酰胺为复配增塑剂，采用熔融共混法制备聚乙烯醇（PVA）薄膜。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪以及力学测试对PVA薄膜的结构与性能进行表征。结果表明，尿素/甲酰胺复配增塑剂通过破坏PVA分子内与分子间的氢键而影响了PVA分子链的有序结构，在改善PVA加工性能的同时降低了PVA的结晶度，并有效提高了薄膜的韧性。

有机硅改性蓖麻油基水性聚氨酯的制备及性能

陆亚东 葛硕硕 张萍波 唐敏艳 俞晓琴 包燕敏 高学文

2018, 32 (09): 118-123; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.020

摘要 ( 465 )

端羟丙基聚二甲基硅氧烷（HP-PDMS）取代部分多元醇原料蓖麻油，通过预聚体法制得植物油基水性聚氨酯（WPU）。利用醇羟基和异氰酸酯基之间的反应，引入不同含量的HP-PDMS到WPU链段中，制备出WPU/HP-PDMS复合材料。同时利用全反射傅里叶变换红外光谱测试、透射电子显微镜测试、热稳定性测定、静态接触角测试及拉伸测试探讨复合材料的疏水性、热稳定性和拉伸性能的变化。结果表明， HP-PDMS成功改性蓖麻油基WPU；随着HP-PDMS含量的增加，复合材料的初始热分解温度（T5 %）从225 ℃增加到248.5 ℃，同时，少量HP-PDMS的引入可以一定范围内提高材料的疏水性及拉伸强度。

塑料与环境

耐热耐迁移绿色环保聚酯增塑剂的合成及其对PVC增塑性能的研究

章立鹏 蒋平平 王迎春 闻月 郑付林

2018, 32 (09): 124-129; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.021

摘要 ( 559 )

以1，4环己烷二甲醇、戊二酸和2丙基庚醇为原料，采用酯化缩聚法，以钛酸四正丁酯为催化剂、环己烷为带水剂，合成了新型的聚戊二酸1，4环己烷二甲醇酯增塑剂。目标分子结构中含有六元脂环、线性碳链及酯基的多官能团组成，通过傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振谱仪和高效液相色谱仪等对聚酯的结构、相对分子质量进行表征。结果表明，制备的聚酯作为增塑剂混合到聚氯乙烯（PVC）中，PVC/聚酯复合材料的断裂伸长率为677.15 %，而PVC/邻苯二甲酸二辛酯（DOP）复合材料的断裂伸长率在相同测试条件下为693.82 %，聚酯与DOP在加入到PVC中的拉伸性能相差不大，但是，PVC/聚酯复合材料耐热性相对于PVC/DOP复合材料来说提高了158 ℃，并且在活性炭中的迁移性降低了16 %；PVC/聚酯复合材料相对于PVC/DOP具有较好的耐热性和耐迁移性。

机械与模具

基于多尺度联合仿真的注塑制品轻量化设计

张玉丽 邱炜 傅南红 杨华光 谢鹏程

2018, 32 (09): 130-134; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.022

摘要 ( 429 )

针对某型汽车发动机悬置支架在使用过程中易产生断裂破坏现象，分别采用多尺度联合仿真技术与传统仿真方法进行对比分析，验证了多尺度联合仿真技术的可靠性。根据悬置支架的整体应力分布情况，提出了合理的改进方案，在最大应力降低32.57 %并且整体应力水平处于安全范围内的同时，质量减轻了7.27 %，实现了汽车发动机悬置支架的轻量化设计。

泵管弯管接头带特殊弯管抽芯机构注塑模具结构

孙忠刚 简忠武 熊建武 周全 刘红燕

2018, 32 (09): 135-141; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.09.023

摘要 ( 445 )

依据泵管弯管接头塑件产品的成型需要，设计了1模1腔单点点浇口注塑模具，模腔内产品的脱模分外壁脱模和内壁脱模2种情况。外壁的脱模采用3个常规脱模机构；内壁的脱模采用一种复合式弯管内壁脱模机构，其结构组成包括1个油缸侧面抽芯子机构、1个特殊的油缸驱动带伸缩滑块斜向抽芯脱模子机构及1个变形式顶杆子机构。特别是油缸驱动带伸缩滑块斜向抽芯脱模子机构的设计，巧妙地对管内型芯进行分块处理，实施直线式抽芯，避免了弯管内壁的弯管段采用传统的旋转抽芯方式脱模所带来的机构设计复杂、动作难控制等问题，有效地节省了模具模架的使用尺寸，降低了模具制造成本。结果表明，模具结构布局合理，能为同类产品的模具设计提供有益借鉴。