本期目录

2016年 30卷 06期 刊出日期：2016-06-26 上一期 下一期

综述

木质素与热塑性塑料共混的研究现状及其发展趋势

钱爽, 任浩

2016, 30 (06): 1-6 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.001

摘要 ( 677 )

主要从木塑复合材料的性能、木质素和塑料分子之间的相容性出发，总结了木质素与聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)以及聚羟基丁酸酯(PHB)这3种热塑性塑料共混制备复合材料的发展现状及趋势。分析并指出了使木质素这一丰富的可再生芳香性化合物资源在塑料行业得到充分利用的思路与方法。

材料与性能

聚丁烯异相成核发泡行为的研究

索倩倩, 乔辉, 张亚雄, 史翎

2016, 30 (06): 7-12 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.003

摘要 ( 620 )

以偶氮二甲酰胺（AC）为发泡剂，采用热塑模压的方法制备了聚丁烯泡沫材料。分别以滑石粉和碳酸钙为异相成核剂，根据经典成核理论，探究了不同种类成核剂的添加量及粒子尺寸对泡沫材料的力学性能与泡孔结构的影响。结果表明，随着成核剂添加量的增加，滑石粉与碳酸钙作为成核剂制备的泡沫材料的平均泡孔直径减小至135 μm，泡孔密度增加至7×105个/cm3；成核剂粒径越小，制得的泡沫材料泡孔密度越大，平均泡孔直径越小，粒径为10 μm的碳酸钙作为成核剂时，添加量为6 %时，制备的泡沫材料的泡孔密度达到106个/cm3,平均泡孔直径为85 μm。

马来酸酐含量及制备工艺对PA6/POE-g-MAH/Nano-CaCO₃复合材料形态及力学性能的影响

冯国威, 张玲

2016, 30 (06): 13-17 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.004

摘要 ( 358 )

通过改变共混物中乙烯辛烯共聚物（POE）与马来酸酐接枝POE（POE-g-MAH）的比例，研究了MAH含量对聚酰胺6（PA6）/POE/POE-g-MAH/纳米碳酸钙（nano-CaCO3）复合材料的微观结构和力学性能的影响。结果表明，MAH含量较高时，POE-g-MAH与PA6基体的相容性好，复合材料的冲击强度最高；制备工艺对复合材料的形态及力学性能有很大影响，采用两步法制备的复合材料中nano-CaCO3分散效果更好，其增容作用使弹性体分散相直径增大约100 nm，冲击强度较一步法提高21 %。

带烯键含芴聚芳醚酮增韧改性双马来酰亚胺树脂

张金梦, 黄俊文, 王伟波, 陈清松, 丁富传

2016, 30 (06): 18-22 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.005

摘要 ( 401 )

采用无溶剂自相溶工艺，将侧链带有烯键的含芴聚芳醚酮(RPFEK)溶解于二烯丙基双酚A（DABPA），低温下加入4,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(BMDM)进行熔融共聚，再用高温固化的方式制备了带烯键含芴聚芳醚酮增韧的改性双马来酰亚胺（BMDM/DABPA）复合材料。结果表明，这种复合材料是一种互穿交联网络结构，RPFEK的引入不但对复合材料的玻璃化转变温度无明显影响，而且有利于复合材料热稳定性的提高；可反应烯键的引入提高了RPFEK与BMDM树脂的相容性与界面的粘接作用；与纯BMDM/DABPA树脂相比，10 % RPFEK增韧的BMDM/DABPA树脂的冲击强度从9.0 kJ/m2提高到了15.2 kJ/m2。

PE-HD/BF/PE-g-MAH复合材料的力学性能和热性能

周松, 祁永年, 陈星容, 孙文奎, 闫珂华

2016, 30 (06): 23-27 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.006

摘要 ( 544 )

采用10 %（质量分数，下同）的NaOH碱溶液处理竹纤维（BF），用双螺杆挤出和注射成型的方法制备了高密度聚乙烯（PE-HD)/BF和PE-HD/BF/马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）复合材料，用扫描电子显微镜和热失重分析仪观察和表征了材料的形貌和热稳定性, 测试了力学性能、流动性能和热变形温度。结果表明，碱处理可提高BF的热稳定性；碱处理的BF使PE-HD的刚性、弯曲强度和热变形温度提高，但导致拉伸强度、冲击韧性、熔体流动性和热稳定性下降；添加PEgMAH能改善BF与PE-HD基体之间的界面结合，添加5 % PE-g-MAH可同时提高PE-HD/30 % BF复合材料的拉伸、弯曲和冲击性能以及热稳定性和热变形温度,而且复合材料具有较好的流动性，可满足注射成型的要求。

不同紫外光对无机纳米材料改性聚丙烯老化行为的影响

周念庭, 周豪, 卫茂平, 朱军, 买买提江.依米提

2016, 30 (06): 28-33 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.007

摘要 ( 474 )

将无机纳米材料与聚丙烯（PP）熔融共混制备耐候性PP复合材料。采用透射电子显微镜、凝胶渗透色谱、红外光谱以及力学性能测试等手段研究了纳米二氧化钛（nano-TiO2）、纳米二氧化硅（nano-SiO2）、纳米氧化锌（nano-ZnO）等无机材料对PP抗紫外老化性的影响。结果表明，无机纳米材料的含量为0.3 ％时，分散性最好，可促使PP力学性能提高；PP/nano-TiO2的抗紫外线老化性能最好，与纯PP相比，老化144 h后断裂伸长率保持率在波长为340 nm和313 nm紫外光源中分别提高了31.5 %和11.8 %。

硅氧烷处理纳米层状硅酸盐对膨胀阻燃聚乳酸性能的影响

陈雅君, 王伟, 毛小军

2016, 30 (06): 34-39 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.008

摘要 ( 376 )

采用4种经过不同表面处理剂改性的有机层状硅酸盐（Clay）与膨胀型阻燃剂复配阻燃聚乳酸（PLA）。通过熔融共混的方法制备阻燃PLA纳米复合材料，并通过极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热测试和热失重分析对材料阻燃性能和热稳定性进行了研究，通过扫描电子显微镜对残炭形貌进行了分析。结果表明，加入经硅氧烷表面处理的Clay的PLA具有最好的热稳定性和阻燃性能；与不加Clay的阻燃PLA复合材料相比，极限氧指数从30.6 %提高至34.2 %，并且通过垂直燃烧UL 94 V-0级别，热释放速率峰值从283 kW/m2下降至199 kW/m2，下降幅度为30 %；残炭形貌分析结果显示，加入硅氧烷表面处理之后的Clay能够使残炭更加完整致密，从而提高了材料的阻燃性能。

PETG/纳米氧化锌/叶绿素铜酸纳米复合抗菌材料的制备与性能

宋艳艳, 申小清, 牛明军, 陈金周

2016, 30 (06): 40-44 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.009

摘要 ( 469 )

以国内试产的聚对苯二甲酸乙二醇1，4环己烷二甲醇酯（PETG）为基体，以叶绿素铜酸（CCA）及纳米氧化锌（nano-ZnO）作为复合抗菌剂，采用熔融复合工艺制备了PETG/nano-ZnO/CCA纳米复合抗菌材料，考查了nano-ZnO/CCA 质量配比对PETG抗菌性能和力学性能的影响。结果表明，当复合材料中nano-ZnO中的含量为1 %（质量分数，下同）、CCA的含量为0.5 %时，复合材料对大肠杆菌的抗菌性能最佳，达到99.9 %。

剪切对聚丙烯/石墨烯微片纳米复合材料形态和性能的影响

吕朋荣, 张婧婧, 陈宇强, 张鹏

2016, 30 (06): 45-51 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.010

摘要 ( 451 )

设计了一种带分流板的挤出机片材机头，以产生高剪切作用，并研究剪切对石墨烯微片剥离、取向形态以及聚丙烯/石墨烯微片纳米复合材料导电、导热和结晶性能的影响。结果表明，带分流板的机头内部最大剪切速率是无分流板机头的10倍，使得带分流板机头制备的材料中石墨烯微片剥离程度更大，且呈高取向形态，这使得聚丙烯/石墨烯微片纳米复合材料的结晶度提高，导电渗流阈值从10 %降低至8 %，当石墨烯微片含量达到12 %时，在不带分流板与带分流板的挤出机片材机头挤出下，热导率分别提高到0.90、 1.20 W/(m·K)。

碳纤维增强PBT/ABS-g-MAH复合材料的力学性能和流变行为

李鑫, 庞国星, 肖聪利, 闰明涛, 宋洪赞

2016, 30 (06): 52-56 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.011

摘要 ( 446 )

利用扫描电子显微镜、电子万能试验机、冲击试验机、旋转流变仪和差示扫描量热仪分别研究了聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）/马来酸酐接枝丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS-g-MAH）/短切碳纤维（SCF）复合材料的相形态、力学性能、流变和结晶行为。结果表明，复合材料断面上纤维的分布较为均匀，SCF与PBT之间有较好的界面结合性能；当SCF含量为5 %~10 ％时，复合材料的力学性能得到明显提高；随着SCF含量的增加，复合材料熔体的复数黏度呈现先降低后升高的趋势；在体系中添加适量的SCF可以起到成核剂的作用，由于结晶变得相对容易，从而使结晶温度升高，然而过量的SCF会在一定范围内阻碍PBT的结晶。

分散相含量对POE/PTT原位成纤增强复合材料性能的影响

董珈豪, 戚远慧, 韦良强, 孙静, 秦舒浩

2016, 30 (06): 57-62 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.012

摘要 ( 349 )

采用微纳叠层共挤制备了乙烯-辛烯共聚物/聚对苯二甲酸丙二醇酯（POE/PTT）原位成纤复合材料，通过扫描电子显微镜分析了分散相PTT含量对其在基体中的形态及分布的影响；讨论了PTT含量对复合材料静态力学性能的影响，利用差示扫描量热仪分析了PTT对POE基体结晶性能的影响。结果表明，随着分散相含量的提高，PTT微纤的数量逐渐增加，降低了POE基体的结晶度，当POE/PTT质量比为85/15时，拉伸强度较纯POE提高了16.9 %。

加工与应用

不同气体流动模式下的气体辅助注射成型——隐式直接算法在温度场模拟中的应用

张旭浩, 彭义波, 张玉清, 付晓蓉, 杨鸣波

2016, 30 (06): 63-69 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.013

摘要 ( 382 )

对气辅成型冷却过程的温度场进行了数据模拟，通过对持续注射氮气聚合物气体辅助注射成型(GAIM)冷却过程的合理假设，采用结晶温度区间的平均散热代替结晶潜热和第三类对流传热边界条件，使用MATLAB对高密度聚乙烯（PE-HD）GAIM冷却过程进行了数据模拟；通过实验测定了不同注射氮气压力下的流速并验证模拟温度场。结果表明：冷却温度场的模拟和实测值基本吻合，其模拟结果对于制件多层次结构的预测和气辅工艺参数的优化有重要的指导意义。

基于超临界CO₂制备熔体微分静电纺聚丙烯纤维

陈明钟, 杨卫民, 李好义, 陈承涛, 丁玉梅, 秦柳

2016, 30 (06): 70-73 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.014

摘要 ( 392 )

通过密封的压力容器将聚丙烯（PP）和超临界CO2混合，形成气固均相体系，采用熔体微分静电纺丝法制备PP和超临界CO2均相体系纤维；研究超临界CO2混合以及混合后形成的均相体系进行升温处理对制备纤维的影响。结果表明，纯PP、PP和超临界CO2混合后形成的均相体系以及对均相体系升温处理后，制备的纤维平均直径分别为12.8、8.02、5.08 μm；PP和超临界CO2混合后，聚合物的黏度得到降低；PP和超临界CO2混合后，制备的纤维结晶度得到降低。

剪切应力对聚乳酸结晶性能的影响

初立秋, 张丽英, 刘建叶, 张浩, 张师军

2016, 30 (06): 74-78 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.015

摘要 ( 565 )

通过改变升降温循环次数、热历史消除时间及温度，研究了剪切作用力对聚乳酸树脂原料及流延片结晶行为的影响规律。结果表明，聚乳酸的结晶行为受其分子的缠结状态或相对有序程度的影响，在剪切作用力的影响下，聚乳酸分子解缠结或者相对有序程度提高，因此更容易出现冷结晶过程。

水辅混炼挤出聚苯乙烯/氧化石墨烯纳米复合材料的微观结构及流变与热性能

丰佳平, 黄汉雄, 童俊, 吴敏

2016, 30 (06): 79-85 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.016

摘要 ( 387 )

采用自主设计的水辅混炼挤出设备，制备3种氧化石墨烯（GO）含量（0.1 %、0.3 %、0.5 %，质量分数，下同）的聚苯乙烯（PS）/GO纳米复合材料，观察样品的微观结构，测试其流变性能和热性能。结果表明，GO被较好剥离且呈网状较均匀地分散在PS基体中，这主要归因于螺杆混炼流场不断细化PS熔体中的GO悬浮液以及水对熔体的塑化和溶胀效应促进PS分子链插层进入GO片层之间的共同作用；低频区PS/GO样品的储能模量、复数黏度和松弛时间均比纯PS样品的高，这是因为较均匀分散的网状GO片与PS之间形成较强的分子间作用力，降低了PS分子链的活动性；PS/GO样品的热稳定性比纯PS样品的高，这归因于GO片在PS基体中呈网状分布和GO表面存在π键。

基于MFI的泵壳注塑工艺分析

黄丽, 肖国权

2016, 30 (06): 86-91 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.017

摘要 ( 512 )

对泵壳结构进行了分析，针对其壁薄、腔深，边缘易缺料、整体易翘曲变形的特点，设计了泵壳的二浇口和三浇口两种浇注系统方案。通过Moldflow软件比较各方案的充模时间、塑料流动前端温度和气穴等，选取了采用1个主流道、均匀分布的3个二、三级分流道的三浇口方案为泵壳浇注系统，其注塑时注射压力为63.9532 MPa，锁模力为47.5293 t。在此基础上设计了注塑模具的5回路冷却系统，并对泵壳进行了翘曲变形分析。达到了由模具冷却和材料取向引起的塑件翘曲变形近乎零的效果。

助剂

新型成炭剂对PE-LD阻燃性能的影响

冯才敏, 张浥琨, 梁敏仪, 姜佳丽, 黄健光, 刘洪波

2016, 30 (06): 92-96 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.018

摘要 ( 371 )

以多聚磷酸铵（APP）与新型成炭剂（CNCH-DA）复配成新型膨胀型阻燃剂（IFR），采用氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪、微型量热仪、热重分析仪和扫描电子显微镜研究了CNCH-DA 对低密度聚乙烯（PE-LD）/IFR复合材料阻燃性能的影响。结果表明，当APP与CNCH-DA以质量比5:1复配时，PE-LD/IFR复合材料的极限氧指数达到27.5 %，且达到UL 94 V-0级；当APP与CNCH-DA复配后，PE-LD的燃烧性能下降；APP与CNCH-DA复配后，PE-LD/IFR复合材料的热降解有所推迟；PE-LD/IFR在燃烧后能形成致密且蓬松的炭层，起到良好的阻燃效果，而PE-LD/CNCH-DA则形成蓬松而不致密的微球，阻隔能力差。

塑料与环境

废旧PE-HD/OMMT纳米复合材料热氧老化性能和燃烧性能研究

赵雪松, 李奇, 李伏雨, 王伟东

2016, 30 (06): 97-101 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.020

摘要 ( 375 )

以废旧高密度聚乙烯（PE-HD）和蒙脱土（MMT）为原料，采用熔融插层法制备纳米复合材料，考查制备工艺对该材料热氧老化性能和燃烧性能的影响。结果表明，PE-HD复合MMT或有机蒙脱土（OMMT）后，抗热氧老化性能显著降低，阻燃性能增强；十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、OMMT、马来酸酐（MAH）和过氧化二异丙苯（DCP）加入量分别增加时，PE-HD/OMMT纳米复合材料的抗热氧老化性能无显著变化，阻燃性能呈现先增强后降低或稳定的趋势；当CTAB加入量为1 %、OMMT加入量为3 %、MAH和DCP加入量为1.5 %时，PE-HD/OMMT纳米复合材料的极限氧指数达到19.4 %，阻燃性能最好。

机械与模具

汽车CD面板成型工艺优化设计

范 玉, 范佳琦, 黄继站

2016, 30 (06): 102-107 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.021

摘要 ( 477 )

应用UG10.0构建了某汽车音响塑件的三维数学模型，应用Moldflow Plastics Insight 2014对其浇口位置进行模拟分析, 确定了最佳浇口位置；为优化汽车音响塑件的注塑工艺，利用 Moldflow 软件进行了流动、冷却和翘曲等方面的模拟，探讨了收缩、翘曲变形等缺陷产生的主要原因。通过成型窗口的参数优化功能进行成型工艺模拟，在熔体流动速率、模具温度、保压压力、保压时间4个工艺参数的可行区间内，分别确定3个值，构建正交化模拟试验，利用极差法确定最优加工参数组合，提高了制品质量，缩短了汽车音响面板模具设计、制造周期。

基于BP 神经网络的塑料齿轮玩具注射成型优化分析

孙丽丽, 苏学满

2016, 30 (06): 108-115 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.022

摘要 ( 620 )

以某塑料拼插齿轮玩具为研究对象，采用自然平衡法设计1模144腔注塑模具。对有限元模型进行合理简化，并采用Moldflow软件进行塑料齿轮注射成型过程中的流动和翘曲分析。针对初始方案中出现的熔接痕和翘曲等缺陷，建立齿轮玩具BP 人工神经网络模型，通过BP神经网络算法训练各工艺参数，并对体积收缩率和总翘曲量进行预测。将训练后较优的工艺参数组合应用于注射成型后，使得该塑料齿轮熔接痕分布改变，翘曲变形量明显降低。

注塑机合模机构运动分析

欧阳华兵, 饶宾期, 周宏伟, 张远辉

2016, 30 (06): 116-120 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.06.023

摘要 ( 625 )

对负后角合模肘杆机构运动进行理论分析，并通过实际测量十字头的位移以及动模板的位移来实时分析合模机构的运动，包括合模机构的位移、速度以及加速度的关系。结果表明，注塑机的移模速度与油缸速度的速比与合模机构的参数有关，在合模过程的移模速度有明显的慢—快—慢关系，实际测量与理论分析吻合度较好，具有良好的开闭模特性。