本期目录

2020年 34卷 2期 刊出日期：2020-02-26 上一期 下一期

材料与性能

棕榈酸/二氧化硅相变微胶囊的制备及性能研究

尉菁华 刘欢 连慧琴 崔秀国 武德珍 汪晓东

2020, 34 (2): 1-8; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.001

摘要 ( 539 ) PDF (10027 KB)( 95 )

采用乳液模板自组装法通过界面缩聚制备了以棕榈酸（PA）相变材料为核、二氧化硅（SiO2）为壳的相变微胶囊，研究了不同核／壳质量比对PA/SiO2相变微胶囊的表面形貌、微观结构、相变储能性能、热稳定性和热循环性能的影响规律。结果表明:随着核／壳质量比增加，PA/SiO2相变微胶囊呈现更完整的核／壳结构和更均匀的球形外观，其最佳核／壳质量比为60:40；所形成的微胶囊的最高相变储热能力可达98.78%；研究显示，致密SiO2包覆层的形成能够有效阻止相变芯材融化后的泄露和流失，同时也提升了相变微胶囊的热稳定性能，该相变微胶囊在快速热冲击下仍保持良好的形态稳定性，并展示了良好的相变可逆性和相变耐久性，该相变微胶囊可广泛应用于工业及民用各领域的潜热储存和热管理。

退火热处理对iPP片材固相拉伸强化效果的影响

吉华建 马玉录 谢林生 周旭林 王玉

2020, 34 (2): 9-15; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.002

摘要 ( 434 ) PDF (3249 KB)( 196 )

对等规聚丙烯（iPP）片材在退火固相拉伸过程中的晶体转变过程进行了研究。X射线衍射（XRD）表征了结晶衍射峰，定量计算出β晶的相对含量；二维小角X射线散射（2D-SAXS）揭示了α?β 晶型转变过程；差示扫描量热仪（DSC）揭示了iPP的熔融性能。结果表明，iPP片材在固相拉伸过程中发生了晶型转移，XRD衍射曲线中出现了β晶典型衍射峰β（300），2D-SAXS图中出现了取向串晶结构；在110 ℃拉伸作用下能够产生相对高β晶含量的iPP，最高含量为6.75 %；拉伸强度的增加幅度不大但其缺口冲击韧性显著提高；对固相拉伸作用后的iPP片材进行了退火处理，表明退火温度在110 ℃前串晶结构不会受到破坏，超过110 ℃退火后串晶结构被破坏再次形成球晶结构。

超支化聚磷酰胺膨胀型阻燃剂的制备及其协同聚磷酸铵对聚丙烯的阻燃性能研究

胡晋 陈小随 彭凡畅 张爱清

2020, 34 (2): 16-22; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.003

摘要 ( 548 ) PDF (3446 KB)( 191 )

以三氯氧磷与二氨基二苯甲烷（DDM）为原料，三乙胺兼为催化剂和缚酸剂，采用一步法合成了一种新型的膨胀型阻燃剂——超支化聚磷酰胺（HBPPA），并对其化学结构与热稳定性进行了表征;将HBPPA与聚磷酸铵(APP)复配后，经熔融共混制备了一系列聚丙烯（PP）阻燃复合材料，并对其阻燃性能、热稳定性及热降解过程进行了研究。结果表明，当HBPPA与APP的质量比为2∶1，总添加量为30 %(质量比，下同)时，PP阻燃复合材料的极限氧指数最高可达28.2 %，垂直燃烧为UL 94 V-0级；HBPPA与APP复合时形成的残炭最为致密、坚固，既可有效防止内部气流的冲击而破裂，又可阻隔外部氧气与内部可燃性气体的交换，阻止热量传递，阻燃协同效果较好。

富马酸交联PVA/ZIF-8新型复合薄膜的制备及性能研究

茹小飞 黄震 王思宁 滕立军 郭桂梅

2020, 34 (2): 23-29; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.004

摘要 ( 513 ) PDF (5754 KB)( 216 )

采用流延法制备了一系列富马酸交联的聚乙烯醇(PVA)/沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)新型复合薄膜，通过接触角、溶胀度、拉伸强度、透光率和雾度、透湿性能和傅里叶变换红外光谱等测试对复合薄膜进行了性能表征，研究了ZIF-8含量对PVA复合薄膜的亲水性、力学性能、渗透性、透光性能的影响。结果表明，随着ZIF-8含量的增加，复合薄膜的耐水性明显提高，接触角上升了20.01 °，透湿性能提高了7.12×10?13 g·cm/cm2·s·Pa，但薄膜的拉伸强度下降了71.52 MPa，透光率下降了33.43 %。

硅烷偶联剂对高密度聚乙烯/硅藻土的改性研究

武卫莉 陈丰雨

2020, 34 (2): 30-35; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.005

摘要 ( 497 ) PDF (2118 KB)( 149 )

采用煅烧、酸化的方法先对硅藻土预处理，然后用硅烷偶联剂（KH550、KH590、Si69）对硅藻土进行改性，利用熔融共混法制备了硅藻土增强高密度聚乙烯 (PE-HD) 复合材料。研究了硅藻土含量和改性剂含量及种类对复合材料力学性能和耐热性的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR) 和扫描电子显微镜 (SEM)研究了KH590-硅藻土增强PE-HD复合材料的相容性及形貌结构。结果表明，KH590改性的硅藻土在 PE-HD 中分散均匀，两者间界面相容性较好，断面形态更加均匀；采用1份（质量份，下同）KH590改性2份硅藻土的改性效果最佳，拉伸强度提高了23.8 MPa，冲击强度提高了122.1 kJ/m2，并且热分解提高了10 ℃。

超支化乙二胺三嗪聚合物对PPC/PBS共混体系的增强改性研究

王博华 段君慧 靳玉娟 翁云宣

2020, 34 (2): 36-42; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.006

摘要 ( 430 ) PDF (4881 KB)( 215 )

以超支化乙二胺三嗪聚合物（HBETP）为改性剂，采用熔融共混法制备了聚碳酸亚丙酯（PPC）/聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/HBETP共混物；利用动态热机械分析仪、热失重分析仪、电子万能试验机、旋转流变仪、扫描电子显微镜等，对其热性能、力学性能、流变性能、断面形貌等进行了表征。结果表明，当HBETP含量为0.5 %（质量分数，下同） 时，PPC/PBS/HBETP共混物在韧性基本保持不变的情况下，拉伸强度提高幅度最大，由7.56 MPa提高到11.22 MPa，增幅为49.6 %；HBETP的加入可以提高PPC/PBS的相容性，且适当的含量会使PPC/PBS的拉伸强度提升。

聚醚醚酮薄膜的性能研究

孙江华 张敏

2020, 34 (2): 43-48; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.007

摘要 ( 690 ) PDF (3473 KB)( 199 )

采用挤出流延法制备了一系列聚醚醚酮（PEEK）薄膜，通过拉力机、差示扫描量热仪、紫外分光光度计、透光率雾度仪等对PEEK薄膜的基本性质、光学性能、力学性能进行了研究。结果表明，PEEK薄膜的透光率随结晶度的升高而降低；拉伸速率对拉伸强度、断裂伸长率的影响不大，拉伸速率快，屈服强度明显提高；拉伸强度随流延辊速度的增加而提高；双向拉伸的方法可使薄膜拉伸强度达到203 MPa；增加薄膜厚度、提高结晶度的方法可以提高薄膜的抗紫外性能。

硫脲插层高岭土对PP阻燃和力学性能的影响

孙耀明 王鑫 彭晓华 陈寿 唐武飞 江俊灵 张胜 谷晓昱

2020, 34 (2): 49-53; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.008

摘要 ( 420 ) PDF (2713 KB)( 163 )

采用三步插层取代法制备了硫脲插层高岭土插层复合物(TU-Kaol)，通过熔融共混法将TU-Kaol添加到聚丙烯(PP)中，通过锥形量热和万能试验机测试PP/TU-Kaol复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明，当TU-Kaol含量为1.5 %（质量分数，下同）时，PP/TU-Kaol 复合材料的最大热释放速率从纯PP的1 474 kW/m2下降至1 100 kW/m2；拉伸强度从纯PP的35.3 MPa提高至39.8 MPa，表明TU?Kaol对PP的阻燃和力学性能具有显著效果。

加工与应用

不同水针口径下的水辅助注射成型数值模拟

蔡圳南 柳和生 黄兴元 余忠 王都阳

2020, 34 (2): 54-60; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.009

摘要 ( 567 ) PDF (1463 KB)( 148 )

使用流体力学软件，对使用溢流法的三维120 °~150 °弯曲圆管件进行了水辅助注射成型可视化研究。分别改变水针口径尺寸、注水延迟时间、注水压力与熔体温度，分析其对制件内部水穿透行为的影响。结果表明，水针口直径为7 mm时，能显著增加制件的内部穿透长度并得到残余壁厚更薄的制件；受水针结构影响，注水延迟时间为1 s、注水压力为8 MPa、熔体温度为250 ℃时，水穿透长度最优能增长400 %，壁厚减少20 %；在注水延迟时间为1 s、注水压力为10 MPa、熔体温度为230 ℃时，穿透长度最大达到298 mm；注水延迟时间为1 s、注水压力为8 MPa、熔体温度为250 ℃时，比熔体温度为210 ℃和230 ℃的实验组受水针影响严重；缩短注水延迟时间、增加注水压力、升高熔体温度都能有效增大制件的中空率，成型出更薄的管件，但是水针对水辅助注射成型的影响不容忽视，其微小变化能极大地改变成型制件的内部型腔，有效提高水穿透行为的效率。

聚乙烯油箱制品缺陷分析

段雪蕾 韩志华 马琳鸽 孙苗苗 孙小杰

2020, 34 (2): 61-66; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.010

摘要 ( 364 ) PDF (4819 KB)( 157 )

以某进口料滚塑交联聚乙烯油桶制品缺陷为研究对象，采用扫描电子显微镜、体视显微镜、计算机断层扫描技术等对缺陷制品的横纵切面、内外表面泡孔形貌及泡孔分布进行分析，并对横切面层的凝胶含量进行测试。结果表明，制品内有丰富的泡孔，除与模具接触的外表面几乎无孔，其余部分都有不同程度的泡孔，次外层孔分布最多，且发现层间贯穿孔，其深度超过1.9 mm，整体制品的孔隙率为2.4 %；切片层每层的凝胶含量均超过60 %；综合分析认为缺陷制品内部丰富的气泡是由于在滚塑过程中过早发生了交联而使体系黏度变大，气泡未能排出从而留在了制品中，最终造成了多孔缺陷，并给出了预防多孔缺陷的建议。

基于NSGA-Ⅱ的埋地聚乙烯缠绕结构壁管的优化设计方法

刘晓阳 王金业 张君彩 邓飞 孙建坤

2020, 34 (2): 67-73; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.011

摘要 ( 470 ) PDF (3681 KB)( 162 )

设计了一种复杂截面缠绕结构壁管的优化设计方法，以实现管径环刚度、截面结构尺寸和管道质量的最优化配置。以工程设计中的性能要求、最佳经济效益为优化目标，以可制造性要求、结构尺寸合理性要求等为约束条件，实现基于精英策略非支配排序遗传算法-Ⅱ（NSGA-Ⅱ）的埋地缠绕结构壁管截面优化设计，即在管道公称直径、材料模量、环刚度取值范围等条件已定的情况下，获得缠绕结构壁管的最优截面类型和截面尺寸。结果表明，该方法满足复杂截面的缠绕结构壁管在工程设计中的选型和优化设计，同时为其他管道优化设计提供一定的参考作用。

助剂

不同层板离子及插层类水滑石对PVC热稳定性的影响

张宁 李先铭 张红霞 王秀阁 于静

2020, 34 (2): 74-78; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.012

摘要 ( 461 ) PDF (1299 KB)( 158 )

分别合成了不同层板离子、不同价态无机酸根及有机酸根插层、不同直链链长插层类水滑石，采用热老化烘箱法、刚果红法、转矩流变仪探究了对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能的影响。结果表明，类水滑石层板中引入稀土元素及增加离子的数目可提高PVC的热稳定性；不同价态无机酸根及有机酸根插层类水滑石中，二价酸根插层的类水滑石均表现出最佳的热稳定性能；类水滑石插层中随着有机酸碳链的不断增长，热稳定性出现了先增强后降低的趋势。

标准与测试

食品接触材料中羟酸迁移量的研究

杨璐 周国桁 申丽霞 张智力 许超

2020, 34 (2): 79-84; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.013

摘要 ( 337 ) PDF (1171 KB)( 155 )

采用高效液相色谱内标法同时检测食品接触材料中对苯二甲酸、间苯二甲酸、顺丁烯二酸3种羟酸的迁移量。从流动相、流动相梯度、紫外波长3个方面对色谱条件进行了优化，并计算了方法的检出限、定量限、回收率和相对标准偏差，最后，按照优化后的色谱条件测试了样品中对苯二甲酸、间苯二甲酸、顺丁烯二酸的迁移量。结果表明，在1~20 mg/L范围内线性良好，相关系数R>0.999，回收率为98.3 %~109.7 %，相对标准偏差为0.14 %~3.75 %，方法准确度、精密度高；11 min内完成一次检测，分析效率高，是一种简单、经济的方法；在正常使用条件下，样品中对苯二甲酸、间苯二甲酸、顺丁烯二酸的迁移量符合限量要求，证实了食品接触材料的安全性，而误用条件下的安全评价需进一步试验。

机械与模具

基于3D打印的仪表罩壳注塑模具随形冷却水路设计

厉邵 王小新 董志家 管航

2020, 34 (2): 85-89; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.014

摘要 ( 536 ) PDF (3176 KB)( 189 )

以典型产品仪表罩壳为研究对象，借助Moldflow模流仿真软件，进行产品随形冷却水路的设计，对比分析传统冷却水路与三维(3D)打印随形冷却水路设计方案的冷却分析结果，以此评估随形冷却水路在实际应用中的优势，为随形冷却水路的设计提供理论性的参考指导，并为该产品在实际生产中提供优化的模具冷却设计方案。结果表明，与传统冷却水路相比，随形冷却水路方案的冷却效率最多可提高31.6 %，产品表面温度均匀性最多可提高44.6 %。

B超扫描仪支架五联动滑块机构模具设计

朱斌

2020, 34 (2): 90-95; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.015

摘要 ( 372 ) PDF (2815 KB)( 141 )

结合B超扫描仪支架塑件的形状特点，通过合理地选择塑件的分型面，简化了塑件的整体结构设计及脱模机构设计。针对塑件上脱模需要的复杂性，设计了一种五滑块联动机构先实施内壁5个倒扣及内壁凹形部位内壁的脱模；而后通过2个斜导柱滑块机构来实施外壁的脱模及侧端的侧孔抽芯脱模，塑件最后由推管顶出来实施最终的完全脱模。配合于脱模机构的动作需要，模架选用三板式模架，模架第一次打开设置用于驱动五滑块联动机构的抽芯动作，第二次打开设置用于驱动外壁及侧端的斜导柱驱动侧滑块机构的抽芯动作。五滑块联动机构设计中，通过一个中央T形槽驱动块，驱动中间过渡滑块，从而通过燕尾槽联结来带动5个成型滑块做内收式抽芯运动，巧妙地解决了塑件上局部区域内设置多个抽芯机构设计空间不够的问题，保证了塑件的自动化注塑生产的可靠实现。

综述

聚醚醚酮的激光加工研究进展

田仁杰 朱光明

2020, 34 (2): 96-102; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.016

摘要 ( 537 ) PDF (4630 KB)( 315 )

综述了激光增材制造、激光扫描透射焊接、激光刻蚀等激光加工技术在聚醚醚酮及其复合材料加工制备领域中的应用及研究进展，并将该技术与传统加工方法进行比较，进一步说明激光加工技术的原理、优点以及现存的一些亟待解决的问题，最后展望了该技术广阔的发展前景。

聚合物/新型导热填料复合电介质的研究进展

李旭 周文英 张财华 张帆 张祥林

2020, 34 (2): 103-109; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.02.017

摘要 ( 371 ) PDF (12324 KB)( 108 )

综述了非常规新型导热粒子如纳米金刚石、碳化物、铁电陶瓷及其他无机功能粒子及其填充聚合物电介质的最新研究进展，重点探讨了新型导热粒子的含量、表面改性、加工方式等对聚合物复合材料的导热及介电性能的影响。介绍和分析了基于有机分子晶体为连续声子传递通路改性聚合物导热性能的研究及机理;在基体树脂内利用无机导热粒子及有机分子晶体可构筑连续的声子导热通路，从而达到降低界面热阻、提高体系热导率的目的。相比传统导热粒子，新型导热粒子在提高绝缘聚合物热导率的同时，还赋予体系其他物理性能如磁性、优良介电性能及储能等性能。