本期目录

2019年 33卷 8期 刊出日期：2019-08-26 上一期 下一期

材料与性能

具有隔离结构的聚苯硫醚/石墨烯纳米片 复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究

曹轶 杨家操 王孝军 张刚 龙盛如 杨杰

2019, 33 (8): 1-5; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.001

摘要 ( 460 )

导电填料石墨烯纳米片（GNPs）通过高速混合包覆于聚苯硫醚（PPS）树脂基体颗粒表面，再通过热压成型制备出具有完善隔离结构的PPS/GNPs复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电导率测试、电磁屏蔽性能测试对复合材料导电网络形貌、电性能和电磁屏蔽性能进行表征。结果表明，复合材料具有完善的隔离结构导电网络；隔离结构复合材料具备优异的电导率和电磁屏蔽效能（EMI SE），当GNPs含量为3.0 %（质量分数，下同）时，复合材料的电导率和EMI SE分别为25.6 S/m和41.0 dB。

聚丙烯/铜金粉复合材料的制备及其性能分析

辛长征 王琳艳 王静 吴金鸽 田晓靖

2019, 33 (8): 6-11; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.002

摘要 ( 496 )

将硅烷偶联剂K570、液体石蜡、聚丙烯(PP)、铜金粉通过螺杆挤出机共混造粒，并通过注塑机制备不同铜金粉含量的哑铃形样条。利用差示扫描量热仪、场发射扫描电子显微镜、万能强力机、介电常数仪对样条热性能、形貌结构、力学性能和介电性能等进行分析。结果表明，随着铜金粉含量的增加，结晶度、拉伸强度和断裂伸长率均呈先增大后减小的趋势；铜金粉含量为1.5 %（质量分数，下同）时，断裂强度达到最大为49.98 MPa；当铜金粉含量为2 %时，断裂伸长率最高为426.3 %；在3.1×108~4.1×108 Hz的超短波频率范围内，铜金粉含量为2 %时，样条的介电常数实部最高。

利用α-甲基苯乙烯增强PMMA树脂的耐热性研究

张浩 梁帅 张志彬 杨凤敏 曹春雷

2019, 33 (8): 12-17; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.003

摘要 ( 664 )

采用自由基聚合法在聚合温度为130 ℃的条件下合成了不同组成的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、α甲基苯乙烯(AMS)共聚物Poly(MMA-co-AMS)。利用核磁共振仪、凝胶渗透色谱仪、差示扫描量热仪及热失重分析仪对共聚物的组成、相对分子质量、耐热性及热稳定性进行表征。研究了AMS单体的引入对Poly(MMA-co-AMS)共聚物的共聚组成、相对分子质量、耐热性及热稳定性的影响。结果表明，通过高温自由基聚合可以合成高相对分子质量、窄相对分子质量分布的Poly(MMA-co-AMS)共聚物；共聚单体AMS的加入可以显著提高聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂的耐热性，当共聚物中AMS共聚含量为10.7 %（质量分数，下同）时，共聚物的玻璃化转变温度高达132.6 ℃；共聚单体AMS的加入会导致PMMA树脂开链解聚温度降低，热稳定性变差。

废纸/麦秸秆增强PE-HD复合材料性能对比研究

卓光铭 张效林 刘群 王梅 李娜 聂孙建

2019, 33 (8): 18-23; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.004

摘要 ( 467 )

以废纸（WP）、麦秸秆（WF）和高密度聚乙烯（PE-HD）为原料，采用注射成型法制备了PE-HD/WP与PE-HD/WF复合材料，研究了WP与WF纤维含量以及硅烷偶联剂（KH570）含量对复合材料性能的影响，并对力学、吸水及界面性能进行了对比分析。结果表明，复合材料的力学性能均随WP与WF的加入呈先增加后降低的趋势，WP和WF的最佳含量分别为20 %（质量分数，下同）和30 %；KH570的加入改善了复合材料的界面相容性，提高了力学性能，降低了吸水性能，PE-HD/WP与PE-HD/WF复合材料的KH570最佳含量分别为1 %和2 %；WP与WF的长径比分别为24.2与12.5；当纤维含量为20 %时，PE-HD/WP复合材料的力学性能、吸水性能及界面相容性均优于PE-HD/WF复合材料。

聚乙烯土工膜专用料链结构研究

刘岳 程瑞华 任鹤 张瑞 刘柏平

2019, 33 (8): 24-31; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.005

摘要 ( 487 )

对2种高密度聚乙烯（PE-HD）土工膜专用料TR131和DQTG3912，在分析其力学和热力学性能的基础上，采用升温淋洗分级与连续自成核退火联用技术对支链结构及分布进行了系统表征，并与产品的力学性能相关联。高温碳谱核磁共振分析表明，DQTG3912比TR131具有更高的共聚单体插入量，支化度分别为6.7个/1000C和5.9个/1000C；DQTG3912低温级分的片晶厚度较高，高温级分片晶厚度较低；表明DQTG3912样品虽然含有较多的短支链，但在更容易插入的低相对分子质量处的分布较少，而在高相对分子质量处分布较多，更接近理想的短支链分布，有利于形成分子链间的系带分子，增强拉伸强度及耐环境应力开裂性能；产品力学性能的表征结果与链结构的分析相符。

无机颗粒/碳纤维共增强聚酰胺6复合材料的制备与力学性能研究

边晋石 尹洪峰 秦月 李艳

2019, 33 (8): 32-37; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.006

摘要 ( 329 )

采用熔融挤出法制备出无机颗粒（IP）增强聚酰胺6（PA6）复合材料，使用叠层模压法制备了IP/碳纤维（CF）共增强PA6复合材料（PA6/IP/CF）。利用场发射扫描电子显微镜、万能试验机等研究了IP的形貌和含量对复合材料性能的影响。结果表明，当滑石粉（TALC）的添加量达到10 %（质量分数，下同）时，PA6/CF/TALC复合材料的各项力学性能达到最大值，弯曲强度为374.6 MPa、剪切强度为58.7 MPa、冲击强度为76.9 kJ/m2；当玻璃微珠（GB）的添加量达到15 %时，PA6/CF/GB复合材料的各项力学性能达到最大值，弯曲强度为404.4 MPa、剪切强度为66.7 MPa、冲击强度为86.5 kJ/m2；GB相较于TALC对复合材料的增强效果更好，使复合材料的综合力学性能得到进一步提高。

PVC-UH管材壁厚对环向拉伸强度的影响

范英奎 朱瑞霞 彭金刚 孙宝正 蔡耀东 程亮

2019, 33 (8): 38-43; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.007

摘要 ( 527 )

采用环向拉伸试验对硬质聚氯乙烯（PVC-UH）管材的环向拉伸强度进行检测，研究了影响大口径PVC-UH厚壁管材环向拉伸强度的因素。结果表明，大口径PVC-UH厚壁管材的壁厚在一定的范围内(19.5~45.9 mm)对环向拉伸强度有很大影响，据此结果对同规格不同厚度管材的环向拉伸强度指标的拟定有指导意义，本文就大口径PVC-UH管材的壁厚对其自身的环向拉伸强度的影响进行了探讨。

杂化三聚氰胺聚磷酸盐的合成及其在聚酰胺6中的阻燃应用

郭承鑫 秦铭骏 翟一霖 王朝生 彭志宏

2019, 33 (8): 44-48; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.008

摘要 ( 461 )

以三聚氰胺、磷酸与类石墨氮化碳（g-C3N4）为原料，通过液相反应合成了杂化三聚氰胺磷酸盐（CNMP），再通过固相热缩聚制得杂化三聚氰胺聚磷酸盐（CNMPP），表征了CNMP与CNMPP的结构和热性能。CNMPP随后被应用在阻燃聚酰胺6（FRPA6）中，并采用垂直燃烧测试、极限氧指数测试和灼热丝法研究其阻燃效果。结果表明，与三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）相比，CNMPP的热稳定性有所提高，起始热分解温度（热失重5 %时所对应的温度）上升了8.5 ℃，650 ℃残炭率也由34.1 %提升至60.2 %；g-C3N4的杂化还提高了MPP的阻燃性，在添加量均为30 %（质量分数，下同）时，低杂化比例的CNMPP阻燃的聚酰胺6（PA6）自熄时间变短，达到UL 94 V-0级，灼热丝起燃温度升高，极限氧指数从24.2 %提高到29.5 %；但高杂化比例的CNMPP会恶化其阻燃性能。

加工与应用

基于Moldflow的UNCRIMS材料收缩率优化分析

谭安平 骆静

2019, 33 (8): 49-55; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.009

摘要 ( 691 )

在塑料成型模流分析Moldflow软件里，未修正模具残余应力（UNCRIMS）材料无法进行收缩模拟。以采用UNCRIMS材料的19寸液晶显示器前框为例，模具厂商按照设计经验采用0.5 %的收缩率对制件开模，试模时发现产品表面缩水严重。修改保压参数后缩水得以解决，但制件尺寸过大，不满足装配要求，最终模具报废。为了保证重新开模一次性成功，采用Moldflow软件拟定4种保压方案，并找到了UNCRIMS材料收缩率的计算方法；将分析方案进行综合对比，找出了开模失败的原因并拟定第5种方案，得到了制件的最佳收缩率，计算机辅助工程（CAE）模拟成功，重新开模制件合格。

拉伸力场对聚丙烯/石墨烯微片纳米复合材料形态和性能的影响

徐子威 黄诗君 张婧婧 秦国锋 蒋培松

2019, 33 (8): 56-62; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.010

摘要 ( 443 )

设计了2种挤出机头以产生不同加工力场，研究了聚丙烯（PP）/石墨烯微片（GNPs）纳米复合材料的微观形态、导电及导热性能，分析GNPs在PP基体中的分布形态对复合材料的性能影响。结果表明,收敛流道产生的拉伸力场对GNPs有剥离分散作用，减少GNPs团聚;加入静态混合器后产生的混沌混炼力场能进一步提高GNPs在PP中的分散均匀性，有利于构建导电导热网络，从而提高复合材料的导电导热性能；当GNPs含量为6 %(质量分数，下同)时，相比于无静态混合器的拉伸机头，在带静态混合器的拉伸机头挤出下，电导率增大了5个数量级，热导率提高了24.1 %。

滚塑烘箱内空气和模具温度分布均匀性的仿真研究

刘学军 江辉

2019, 33 (8): 63-68; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.011

摘要 ( 426 )

本文为在进气道里装有调整叶片的滚塑烘箱建立了2 种传热模型。一种是烘箱内不包含滚塑模具的无模具模型，目的是从理论上研究烘箱内部空气温度分布的均匀性与叶片转角间的关系；另一种是考虑滚塑模具的大小及转动的有模具模型，目的是从理论上研究模具表面温度分布的均匀性与叶片转角间的关系。结果表明，基于这2种传热模型，通过FLUENT软件对滚塑工艺的加热过程进行了数值仿真，将上、下叶片均设置为水平方向可使得烘箱内部空气的温度分布最均匀，将上、下叶片的转角分别设置为0 °和20 °可使得2 m长模具的表面温度分布最均匀；另外通过该仿真研究，还得到了当上、下叶片均设置为水平方向时模具表面温度分布的均匀性随模具长度的变化规律。

基于BP神经网络的颜料分散性能预测研究

胡娜 李翱 付云松 王若寒

2019, 33 (8): 69-75; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.012

摘要 ( 424 )

基于正交试验，对塑料制品色差的影响因素进行分析探讨，并应用反向传播（BP）神经网络的数据预测功能，构建颜料分散性能的预测模型。结果表明,塑料制品色差影响因素主次顺序为：转子转速>混合时间>混合温度；提高转子转速，有利于颜料粒子在塑料基体中的分散和分布过程，制品着色品质得以提升；构建的BP神经网络模型预测相对误差不超过10 %，能够较好地预测塑料着色工艺中颜料的分散性能。

助剂

马来酸单三甘醇酯钙/锌热稳定剂的制备及其 对PVC制品热稳定性能影响的研究

张鸿 蒋平平 潘杰 潘林根 张红兵

2019, 33 (8): 76-82; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.013

摘要 ( 414 )

以五圆环马来酸酐与三甘醇为原料制备中间产物马来酸单三甘醇酯（TAM），再与乙酸钙/锌反应制得具有多官能团的功能性单体，分子结构中具有酯基、羰基、醚键、共轭双键的马来酸单三甘醇酯混合钙/锌盐（TAM-Ca/Zn），作为热稳定剂的主要组份。利用乙二胺四乙酸二钠 (EDTA-2Na)标准溶液滴定测定金属离子含量；通过傅里叶变换红外光谱仪对其进行结构表征；利用热烘箱老化法、刚果红测试、电导率测试、热失重法考察其热稳定效果及性能，并考察与硬脂酰苯甲酰甲烷（β二酮）的协同作用。结果表明，当TAM-Ca/Zn的质量比为1.5/1时具有较好的协同作用及热稳定效果，维持初期白度达到50 min，静态热稳定时间为29 min，优于硬脂酸钙/锌型热稳定剂；当β二酮的添加量为热稳定剂总质量的10 %时效果最好。

塑料与环境

胶粉改性沥青混合料路用性能研究

孙杰 许奎 游烽 吴江 杨静

2019, 33 (8): 83-88; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.014

摘要 ( 332 )

采用车辙试验和冻融劈裂试验，系统研究了胶粉掺量、胶粉目数和双氧水掺量3个不同因素对胶粉改性沥青混合料的路用性能的影响规律。结果表明，随着胶粉掺量和胶粉目数的增加都可以提高胶粉改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，但超过一定量后，对其路用性能的改善作用很小，甚至会降低，因此最佳胶粉掺量为21 %、最佳胶粉目数为250 μm；同时双氧水也可以改善胶粉改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性。

回收料对聚乙烯管材专用料及制品性能的影响研究

卢晓英 王宇杰 徐春燕 蔡玉东 朱光宇 孔霏 杨晓彦 吕畅 王艳芳 黄强 于建红

2019, 33 (8): 89-94; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.015

摘要 ( 466 )

研究了聚乙烯管材新料和回收料或再生料中物性差异及回收料对管材制品性能的影响；开展了管材新料与典型回收料不同比例掺混试验，系统研究了掺混料的力学性能、抗氧化性能和流变性能。结果表明，聚乙烯管材或原料中灰分、熔体流动速率、氧化诱导时间和金属元素含量的测定可以有效将再生料及其制品与管材新料及其制品区分开来；铁和钙元素含量的测定可以有效鉴定出管材原料及其制品中是否掺混有管材再生料或回收料；本项目研究成果有望应用于聚烯烃塑料管道标准的制修订，对规范塑料管道行业健康发展发挥重要作用。

标准与测试

塑料玩具中短链氯化石蜡含量检测

于智睿 陈振玲 李晶 李学洋 张晓红 刘凤娟 刘俊麟

2019, 33 (8): 95-100; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.016

摘要 ( 451 )

建立了快速检测塑料玩具中短链氯化石蜡（SCCPs）的气相色谱质谱联用法（GC-MS）。样品采用液液萃取法处理，对萃取温度、萃取方式、萃取溶剂3种条件分别进行了考察。萃取液经浓缩并过滤后定容进样，GC-MS总离子流图确证、定性，外标法定量。结果表明,短链氯化石蜡的线性范围为0.5~100 mg/L，标准曲线呈现良好的线性关系，相关系数为0.999，回收率为85.4 %~90.9 %，相对标准偏差(RSD)为4.34 %~7.45 %；该方法简便快捷、灵敏度高，检出限为0.052 4~0.197 mg/L；对3种氯含量的短链氯化石蜡的谱图特征进行分析，可作为判定玩具样品中短链氯化石蜡含氯量种类判定的方法；用该方法在玩具塑料壳中检出SCCPs主要为含氯量51.5 %、含氯量55.5 %两类的混合物，含量在24.42~52.46 mg/kg；该方法满足对儿童塑料玩具中SCCPs的分析检测。

鞋底材料的中红外光谱可视化快速鉴别

王继芬 高春芳 徐佰祺 董 泽 何欣龙

2019, 33 (8): 101-105; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.017

摘要 ( 439 )

借助中红外分析技术和化学计量分析，建立常见鞋底材料种类鉴别的分类模型，为鞋底种类鉴别提供有效的新方法。基于鞋底红外光谱矩阵数据，建立了层次聚类模型和K近邻模型。结果表明，K近邻模型中，43个样本分为7类，这与层次聚类模型中，组间平均距离为8时样本的分类结果一致；K近邻下，分类样本呈5个聚集区域，其中H、G、K 3类样本分布情况明显，相比较A类，E类分布较为集中，聚敛程度较大，L类分在E类，M类分在A类；模型总分类准确率达95.35 %，分类结果理想；选取各类中的一个样本，对其开展谱图解析，得到样本主要成分有顺丁橡胶、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯、异戊橡胶、聚氯乙烯和苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物；中红外光谱技术结合化学计量分析可作为鞋底材料种类鉴别的一种无损、快速、准确的分析方法。

机械与模具

右前门外拉手盖注射模具设计

丁立刚 李海林 黄楚杰 黄镇辉

2019, 33 (8): 106-111; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.018

摘要 ( 312 )

分析右前门外拉手盖的结构工艺性，介绍该注射模具关键机构的技术要点及设计思路。根据产品结构设计出模具的浇注系统、成形零件、顶出机构、侧抽芯机构以及冷却系统，特别是采用二级滑块抽芯机构合理地解决斜孔成型与抽芯的工艺难题。结果表明，该模具结构紧凑，动作可靠，可为类似结构的注射模具提供借鉴。

基于UG的控制器支架热流道注塑模具设计与成型件数控加工

阳夏冰 杨素华

2019, 33 (8): 112-117; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.019

摘要 ( 513 )

针对支架塑件成型的需要，运用UG软件对塑件进行了计算机辅助设计（CAD） 集成整合状态下的模具结构设计及零部件加工设计。模具结构采用1模1腔布局，功能动作为1次开模、2次顶出、4面侧抽芯脱模。模具采用热流道+冷流道复合浇注以满足众多薄壁区域的充填，采用平衡式管道设置以充分保证模腔的温度控制。模具结构中，对于难脱模特征的脱模，4个外壁面采用整体式双导柱驱动滑块机构来进行短距离抽芯脱模，对于内壁采用整体式双顶杆斜顶块来抽芯脱模，对于螺丝柱则采用推管推出脱模，塑件的完全脱模采用顶针顶出脱模；为配合塑件的脱模需要，设计了一种顶出板二次顶出控制机构，机构利用滑块的移动来实现两次顶出板的开闭，具有较好的机构创新性。结果表明，运用UG软件的CAD集成设计功能，减少了模具加工中中间数据的传递环节所带来的误差，有利于提高模具的加工精度，有效降低模具生产成本和缩短模具制造周期。

医药中转箱隧道滑块二次抽芯机构及简化型四次开模三板模具设计

石峰 朱超挺 周天绮 董雷雷 梁蓓 王伟伟

2019, 33 (8): 118-126; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.020

摘要 ( 451 )

依据塑件的结构特点，设计了一种双层分型面4点点浇口简化型三板模具。在优化了塑件的脱模方式及运用计算机辅助工程（CAE）优化了塑件浇注系统的基础上，模腔布局采用1模1腔。针对塑件脱模困难的问题，设计了一种四面抽芯复合机构来实现塑件的自动脱模，配合以模板的打开动作，设计了一种复合式四面侧抽芯机构来实现塑件的完全脱模。脱模时，先利用动模板和定模板的打开动作，在气动顶出的顶出下，使型芯镶件先抽芯与塑件脱离，同时，通过斜T形槽驱动中央隧道滑块来驱动垂直抽芯镶件的先抽芯；而后通过2个油缸驱动四面4个滑块下行进行侧抽芯，同时，也辅助以气动顶出，将塑件从型腔镶件上拔出，塑件留于4个下行抽芯的滑块上，在跟随4个下行侧抽芯滑块的向下运动过程中，由于4个滑块在各自的斜导柱的驱动下，同步做侧向抽芯，塑件自动与4个侧面滑块分离，从而实现塑件的自动脱模。 结果表明，机构设计构思巧妙，模具机构设计合理，能为同类塑件的模具设计提供有益参考。

综述

高导热网络聚合物基复合材料的研究进展

刘少刚 王李波 王晓龙 曹新鑫 周爱国

2019, 33 (8): 127-135; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.021

摘要 ( 690 )

介绍了聚合物材料的导热机理；综述了国内外对聚合物基导热复合材料的研究现状；分析了导热聚合物的种类，包括本征型导热聚合物和填充型导热聚合物；其中填充型包括单一填料填充、混合填料填充以及双逾渗结构填充。最后，重点介绍了聚合物材料构建导热网络的种类及方法，并对高导热聚合物基复合材料未来的发展方向进行了展望。

玻璃纤维增强热塑性复合管性能评价方法研究进展

张兆 刘鹏 徐超 王大鹏 王庆昭

2019, 33 (8): 136-143; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.08.022

摘要 ( 535 )

综述了连续玻璃纤维增强热塑性塑料复合管（GFT-RTP）的发展状况，介绍了GFT-RTP的结构以及在不同领域的使用要求，分析了GFT-RTP的失效方式和失效机理，包括受力、介质、时间等3个方面，给出了相应的检测项目，以支持GFT-RTP行业的健康发展。