本期目录

2018年 32卷 11期 刊出日期：2018-11-26 上一期 下一期

综述

聚合物/石墨烯导热复合材料研究进展

寇雨佳 周文英 侯倩文 蔡会武 汪广恒 李颖 刘洪上

2018, 32 (11): 1-6,70; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.001

摘要 ( 512 )

综述了聚合物/石墨烯纳米片(GNPs)导热复合材料的最新研究进展，重点探讨了GNPs结构、表面功能化、核壳结构、混杂GNPs及协同效应，石墨烯泡沫以及复合材料的制备工艺等因素对聚合物热导率的影响及机理。最后总结和展望了聚合物/石墨烯导热复合材料当前面临的问题及未来研究方向。

硬组织植入聚醚醚酮表面生物活性改性研究

刘吕花 郑延延 张丽芳 熊成东

2018, 32 (11): 7-18; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.002

摘要 ( 617 )

介绍了有望替代传统医用金属材料用作硬组织植入体的特种工程塑料聚醚醚酮（PEEK）的一些优异特性及其不足。首先，综述了在PEEK表面构筑羟基磷灰石、钛或二氧化钛等改性涂层对体外及体内生物活性的影响，并重点强调了改性涂层与基底结合力的重要性。其次，综述了直接表面改性手段，如等离子体浸没离子注入、激光处理、湿法改性等在PEEK表面构筑有利的表面物理及化学性质，赋予其表面生物活性的研究进展。最后，对构筑兼具生物活性和抗菌活性的PEEK表面进行总结，并对其发展方向进行了展望。

材料与性能

TPU对ABS熔融沉积成型性能的影响

池哲明 夏新曙 杨松伟 纪锡辉 陈庆华 肖荔人

2018, 32 (11): 19-23,60; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.003

摘要 ( 781 )

采用熔融共混制备丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/热塑性聚氨酯（ABS/TPU）3D打印耗材，通过熔融沉积成型（FDM）制备标准测试样条，并对ABS/TPU体系的成型性能、力学性能、微观结构、流变性能进行研究。结果表明，TPU改性ABS的成型性能均优于未改性ABS，当TPU质量分数大于20 %时，成型过程不发生翘曲收缩现象；同时有较好的力学性能，缺口冲击强度为18.81 kJ/m2比纯ABS提高了95.94 %，拉伸强度为32.92 MPa，下降了8.5 %；TPU质量分数大于20 %时，材料发生韧性断裂，并随TPU的增加，断面粗糙程度增加，有空洞现象；ABS/TPU具有较好的相容性，且随TPU含量增加，ABS/TPU分子链扩散能力增加。

滑石粉填充ABS材料的熔接痕强度研究

戴建建 何超雄 官焕祥 陈平绪

2018, 32 (11): 24-28; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.004

摘要 ( 676 )

采用熔融共混法制备了滑石粉填充丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）材料，研究了滑石粉含量及粒径、复配填充体系以及润滑剂对材料熔接痕强度的影响，利用扫描电子显微镜分析了材料在熔接痕界面处的微观形貌。结果表明，材料的熔接痕强度降低，主要是由于片状滑石粉阻挡聚合物分子链在熔接痕界面处的相互扩散和熔合；通过降低滑石粉含量，与硅灰石复配，添加含有极性基团的酰胺类润滑剂可较好地提高材料的熔接痕强度；当5 %（质量分数，下同）的滑石粉与5 %的硅灰石复配，并添加1 %的改性酰胺类润滑剂时，材料的熔接痕强度达到33.4 MPa。

含氟聚合物对茂金属聚乙烯加工性能的影响

杨帆 蒋浩波 关莉 缪江 张宝林

2018, 32 (11): 29-34; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.005

摘要 ( 516 )

采用4种不同种类含氟聚合物（PPA）分别按照0.04 %、0.08 %、0.12 %（质量分数，下同）的添加量加入茂金属聚乙烯树脂，有效降低了双螺杆挤出机或吹膜机在挤出时主机负荷、模头压力；同时，讨论了4种PPA对茂金属聚乙烯薄膜力学、光学以及流变特性的影响。结果表明，PPA的作用效果不仅仅与含氟聚合物含量有关，也与分散剂含量及种类有一定关系；在加入PPA之后，茂金属聚乙烯粉料树脂的临界剪切速率从281 s-1上升到1 400 s-1，茂金属聚乙烯粉料在加入了PPA加工稳定性得到显著提升；而PPA添加量与茂金属聚乙烯薄膜的拉伸性能、落镖冲击强度、光学性能有一定关系，在使用PPA-4时，薄膜雾度可降低到12.4 %，使用PPA-3时，落镖冲击强度可达到716 g，具体应用时应根据性能需求寻找最合适添加量。

临界温度下阻燃PVC软电线老化行为的研究

王健 单威威 张雪月 潘荣锟

2018, 32 (11): 35-41; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.006

摘要 ( 570 )

以阻燃型聚氯乙烯（PVC）绝缘软电线（ZR-BVR电线）为对象，选用ZR-BVR电线工作的临界环境温度70℃作为老化温度，并借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、微机控制电子万能试验机和热重分析仪对其进行测试分析。结果表明，老化ZR-BVR电线绝缘材料在进行热氧老化处理的过程中理化性质发生改变，老化处理20d时表面出现挤包，且甲基弯曲振动吸收峰吸光度降低；40d时出现裂纹，热稳定性逐渐降低，热解燃烧危险性逐渐增加；老化60d时生成“电树枝”；老化处理80d时，材料的断裂伸长率由未老化时的244%下降到61.78%。

PBAT的扩链反应及其微孔发泡行为研究

宋敬思 王贤增 周洪福 王向东 张玉霞

2018, 32 (11): 42-48; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.007

摘要 ( 884 )

以己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）共聚物为基体，加入不同含量的扩链剂，经熔融共混后，制备扩链PBAT。结果表明，随着扩链剂含量的增加，熔融混合的扭矩值、凝胶含量和结晶温度逐渐升高，熔融温度基本不变，结晶度下降，黏弹性得到改善；以超临界CO2为物理发泡剂，通过间歇式釜压发泡法制备微孔PBAT泡沫,随着扩链剂含量的增多，发泡样品的泡孔尺寸变小，泡孔密度逐渐增加，当扩链剂的份数为0.8时，泡孔尺寸为4.4 μm，泡孔密度为1.65×1010个/cm3。

磺基-2-羟丙基淀粉/聚丙烯酸酯的复合膜性能及其黏合强度研究

李伟 李长龙 徐珍珍 侯大寅

2018, 32 (11): 49-53; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.008

摘要 ( 525 )

在碱性条件下，以3-氯-2-羟丙基磺酸钠为醚化剂，与酸解淀粉反应制备了具有不同改性程度的磺基-2-羟丙基淀粉（SHPS），利用扫描电子显微镜对其颗粒表面进行了形貌分析，并考察了磺基-2-羟丙基改性对淀粉/聚丙烯酸酯复合材料性能的影响，以及改性程度对SHPS/聚丙烯酸酯复合材料性能的影响规律。结果表明，磺基-2-羟丙基改性，能够增大淀粉/聚丙烯酸酯复合膜的断裂伸长率，降低其断裂强度，起到了一定的增韧作用；提高了淀粉/聚丙烯酸酯分别对棉和涤纶粗纱的黏合强度；随着改性程度的增加，SHPS/聚丙烯酸酯复合膜的断裂伸长率提升了29 %，而断裂强度有所降低，表明增韧作用逐渐增强；SHPS/聚丙烯酸酯对两种粗纱的黏合强度逐渐增大。

PAN/TiO₂-GO杂化纤维膜的电纺制备与分析

于翔 孙志恒 刘晓晗 王晨宇 韩任旺

2018, 32 (11): 54-60; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.009

摘要 ( 595 )

通过静电纺丝技术制备聚丙烯腈（PAN）/二氧化钛（TiO2）-氧化石墨烯（GO）杂化纤维膜，经煅烧处理后，通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、热重仪（TG）和分光光度计等仪器，分别对杂化纤维的形貌特征、结晶性能、热性能和光催化降解能力进行分析。结果表明，钛酸四丁酯（TBOT）水解产物经煅烧处理后，转变为锐钛矿型TiO2；随着TBOT添加量的增多，纤维直径逐渐减小，最小可达25 nm；TBOT的加入可以改善纤维的热稳定性；降解次甲基蓝实验可知，随着TBOT加入量的增大，样品的光催化性能有所提高；TiO2-GO/PAN杂化纤维膜经煅烧后可作为一种光催化剂。

成型方法和工艺对不同结构MCOC导光板光学性能的影响

王鑫 张通 王静

2018, 32 (11): 61-65; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.010

摘要 ( 449 )

针对导光板透光性能，选取透光率和雾度作为光学指标，考察成型方法、主要工艺参数和制品结构对茂金属环烯烃聚合物(MCOC)导光板的光学性能的影响。结果表明，注压成型制品的透光率普遍要高于其他成型，最高可达到93.73 %，雾度也要低于其他成型；随着模具温度的升高，所有制品的雾度基本上呈增长趋势，而熔体温度的变化未发现明显的规律；薄壁制品的透光率要高于厚壁制品，点槽制品透光率高于沟槽制品，雾度也要低于沟槽制品。

季铵醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉与PVA共混膜力学性能研究

徐珍珍 祝志峰 张朝辉 何神涛

2018, 32 (11): 66-70; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.011

摘要 ( 562 )

为克服淀粉膜脆且硬的缺陷，制备季铵醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉（QAS），并将它与聚乙烯醇（PVA）进行混合来制备共混膜；用X射线衍射仪进行共混膜结晶度测定，用扫描电子显微镜观察共混膜的表面形貌，研究QAS/PVA共混比和PVA结构对共混膜力学性能的影响。结果表明，QAS/PVA共混膜的结晶度比QAS膜的结晶度有所降低；随着QAS含量的增加，共混膜的断裂伸长率逐渐减小，断裂强度先减小后增大，当QAS/PVA共混比为50/50（质量比，下同）时，断裂强度达到最小值；随着PVA聚合度和醇解度的增加，共混膜的断裂强度和断裂伸长率也随之增大。

加工与应用

注射质量重复精度在线测量方法

杨泽文 许红 吴大鸣 付红波 刘颖

2018, 32 (11): 71-75,83; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.012

摘要 ( 493 )

基于统计过程控制和误差分析理论，对注射成型过程的注射质量重复精度的在线测量方法进行了研究，分析样本容量和统计误差算法对注射质量重复精度的在线测量精度的影响，并对结果进行分析比较。分别取样本容量为5、10、15，进行3组实验，对采样周期点依次递推更新，进行在线测试，保证测试方法的实时性和精确性。通过改装设计的实验设备对测试方法和计算方法进行了验证，确定了最佳样本容量为10，最佳算法为标准差算法。结果表明，基于超声波熔体密度在线测量的注射质量重复精度测量方法可以对注射制品质量精度进行有效评价，测试精度达到0.50 %~1.50 %，验证了测量方法的可行性。

工艺参数对聚丙烯/聚酰胺6共混材料WAIM管件性能及微观形态的影响

徐盼 匡唐清 潘俊宇 柳和生

2018, 32 (11): 76-83; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.013

摘要 ( 354 )

基于自行搭建的水辅助注射成型(WAIM)实验平台对聚丙烯/聚酰胺6（PP/PA6）共混材料进行WAIM实验，探究工艺参数对PP/PA6共混材料的WAIM管件的残余壁厚、表观质量及力学性能的影响，并进行了微观形态观测。结果表明，随着熔体温度、模具温度和注水压力的增加，塑件残余壁厚逐渐减小；随着注水延迟时间的增加，塑件残余壁厚逐渐增大；随着模具温度、注水延迟时间的增加，管件拉伸强度逐步增大；随着熔体温度、注水压力的增大，管件拉伸强度逐步减小；工艺参数通过温度场的变化影响熔体的成核和晶体长大从而影响结晶度，结晶度越高，管件的拉伸强度越高。

滚塑成型托盘模内冷却过程的模拟分析

刘学军 江辉

2018, 32 (11): 84-88; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.014

摘要 ( 383 )

通过Fluent软件对滚塑成型托盘的模内冷却过程进行了数值模拟，目的是为了研究托盘上进气孔和出气孔的间距、个数、布置方式以及出气孔的直径对模内冷却时间的影响。结果表明，增大进、出气孔的间距可以缩短模内冷却时间；为得到较好的模内冷却效果，进气孔的总面积不能小于出气孔的总面积；在只有1个进气孔和1个出气孔的情形，当出气孔直径减小到进气孔直径的79 %时，模内冷却时间最短，如果继续减小出气孔直径，模内冷却时间反而急剧增大。

6I型转子密炼机流场瞬态流动分析

何延东 刘万锁 朱向哲

2018, 32 (11): 89-95; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.015

摘要 ( 416 )

采用瞬态流场分析方法，对6I型转子密炼机的流场和转子进行分析，得到不同时刻流场速度矢量图、剪切速率云图，以及特殊点的速度与压力曲线，并对不同位置的流线进行分析。结果表明，密炼机中间混合区的流场混合不只受到棱顶的挤压作用，棱部前端产生的推进流也会促进该区域的混合；转子长棱两端的泄流作用使得棱部产生弯曲变形，这大大影响了转子棱部的应力分布；转子棱顶部的形状会很大程度影响转子工作时的轴心位置，以及棱根部的应力分布；长短棱的轴向泄流虽然不利于棱部拖拽流的形成，但是泄流对于整体的混合流动具有积极作用，中棱处能产生最多的螺旋上升流，无论位于何处都可以汇聚大量流体并引导其轴向流动。

非金属承压容器用塑料腐蚀性能变化规律研究

李茂东 李涛 黄国家 李俊 伍振凌

2018, 32 (11): 96-101; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.016

摘要 ( 378 )

以工程应用较多的线形低密度聚乙烯（PE-LLD）和聚丙烯（PP）为研究对象，分别将2种材料的试样置于硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠、氯化钠溶液中进行分组多周期腐蚀实验，并对腐蚀后的试样进行力学性能与热分析实验。结果表明，PP经10 %（质量分数，下同）的NaOH溶液腐蚀1周后，冲击强度值变化率为23.9 %；PE-LLD经10 %的HCl溶液腐蚀2周后，冲击强度变化率达22.6 %；10 %的H2SO4溶液对PE-LLD熔融热焓变化影响最为显著，经过6周浸泡腐蚀，热焓值减小率达54.4 %。

助剂

磷酸酯钠盐协同滑石粉制备高刚、耐热聚丙烯

童闯闯 伍楚诗 公维光 盛艳 罗吉 辛忠 孟鑫

2018, 32 (11): 102-108; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.017

摘要 ( 474 )

采用直接混合法制得聚丙烯/滑石粉（PP/Talc）体系和聚丙烯/成核剂磷酸酯钠盐/滑石粉(PP/NA-40/Talc)体系，研究了Talc的添加量对两种复合体系的力学性能、耐热性能、流动性能以及结晶温度的影响，从动力学角度解释了力学性能提升的原因。结果表明，在PP中加入0.2 %（质量分数，下同）的NA-40和10 %的Talc时，使PP弯曲模量达到2 316.0 MPa，热变形温度达到120.0 ℃，结晶温度达到132.9 ℃，流动性能基本不变，从而满足高刚、耐热PP的使用需求。

异烟酸镧的合成及对PVC热稳定作用的影响

柳召刚 董昕 胡艳宏 李梅 王觅堂 冯佳萌

2018, 32 (11): 109-115; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.018

摘要 ( 477 )

以异烟酸、硝酸镧、氢氧化钠等为原料合成了异烟酸镧，并对合成的产物进行了分析与表征，通过刚果红试纸法和高温老化箱实验研究了异烟酸镧对聚氯乙烯（PVC）的热稳定作用及变色情况的影响，并与硬脂酸镧、硬脂酸锌、硬脂酸钙和季戊四醇等热稳定剂对PVC的稳定性进行了比较，同时将异烟酸镧与其他稳定剂进行了复配。结果表明，异烟酸镧单独作为PVC稳定剂的稳定性效果不佳，长期稳定性一般，抗变色能力也不好；当异盐酸镧∶硬脂酸锌∶季戊四醇/份=3∶1∶1（质量份数比），总用量为PVC的2.5 %时，PVC的稳定时间达到22 min；异烟酸镧的稳定机理为：PVC分解释放出的HCl被异烟酸镧吸收生成了LaCl3，减少了HCl对PVC降解的催化作用，抑制PVC的降解。

塑料与环境

聚碳酸亚丙酯/聚乳酸共混物光照条件下的降解行为研究

桑练勇 晏华 胡志德 代军 杨健健 张寒松

2018, 32 (11): 116-124; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.019

摘要 ( 536 )

研究了聚碳酸亚丙酯（PPC）/聚乳酸（PLA）共混物在光照条件下的降解性能，通过力学实验、质量变化、扫描电子显微镜（SEM）、衰减全反射红外光谱技术（ATR-FTIR）、高温凝胶渗透色谱（GPC）和热重分析（TG）分别研究了共混物力学性能、质量损失、表面微观形貌、化学结构、相对分子质量和热稳定性的变化规律。结果表明，100/0、70/30、50/50、30/70、0/100（质量比，下同）的PPC/PLA共混物光照56d时质量损失率为34.89%、40.50%、39.38%、29.6%和6.24%，共混物在14d时几乎损失所有的力学性能；光照56d后PPC和50/50的PPC/PLA共混物表面有明显的裂纹和孔洞，而PLA表面没有变化，光照时间越长，共混物表面越粗糙，降解程度越大；共混物的羟基指数（HI）和羰基指数（CI）在前21d不断增大，其中前14d比较明显；共混物在光照56d后相对分子质量降低，多分散性指数减小，分子量分布变窄；共混物失重5%的热分解温度（T-5%）和最大速率失重温度（TP）提高，而PPC的TP却降低。

机械与模具

小型塑件组合型腔注塑模设计

马松柏 黄志刚 徐昌贵

2018, 32 (11): 125-130; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.020

摘要 ( 503 )

以某电子产品的4个小型注塑组件的组合型腔注塑模具为研究对象，分析了各组件的结构特点，结合Moldflow Insight (MFI）填充分析结果，优化设计了组合型腔平衡浇注系统；运用UG/Moldwizard注塑模设计模块，设计了组合型腔注塑模具的浇注系统、成型零部件、脱模系统及其工作过程、冷却系统、模具结构等。结果表明，本方法对解决小型组合型腔注塑模设计中的问题，提高产品质量，具有重要的指导意义。

电吹风手柄后盖逆向工程建模与模具设计

王海雄 王军力 黄启欣

2018, 32 (11): 131-135; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.021

摘要 ( 533 )

采用扫描仪对塑料产品电吹风后盖进行多次扫描得到点云并进行处理，然后对几何模型进行重构。应用Moldflow软件对模具的冷却系统和浇注系统的设计方案进行分析，得到最佳的设计方案。结果表明，最后设计出模具的总体结构，选择合适的模架，并设计出顶出结构，设计的斜顶机构可以安全顶出产品的内侧凸成形部分；整个设计过程对实际的复杂模具的设计具有一定的指导意义。

三角架BMC热固性塑料柱塞式压注模具结构设计

伍伟敏

2018, 32 (11): 136-141; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2018.11.022

摘要 ( 374 )

针对塑件热固性塑料压注成型需要，设计了一种1模2腔布局的两板压注模具；压注浇口采用边沿式浇口，圆柱压柱进行压注，成型压注压力控制在7～32 MPa之间；压注室加热采用电加热方式加热，成型件采用管道合成导热油FYD350进行加热，上模镶件的温度控制在153～156 ℃之间，下模镶件的温度控制在148～151 ℃之间；运用3种排气方式进行腔内排气；模具中，针对侧孔特征采用3个侧抽芯滑块机构来脱模，采用双边插杆先复位机构来将顶出机构先复位。结果表明，模具结构布局合理，机构设计简单，可做同类塑件压注成型的设计参考。