本期目录

2020年 34卷 4期 刊出日期：2020-04-26 上一期 下一期

材料与性能

PAN链缠结的影响因素及其对PAN/DMSO溶液流变行为的影响

邢洋洋, 王冲, 付中禹, 刘士禹, 张会轩

2020, 34 (4): 1-5; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.001

摘要 ( 920 ) PDF (2179 KB)( 840 ) HTML ( 44 )

采用旋转流变仪对聚丙烯腈/二甲基亚砜（PAN/DMSO）溶液进行了流变学测试，探究了表观黏度（η_α）、储能模量、损耗模量、损耗正切角与温度、浓度以及剪切情况之间的关系，明确了PAN链缠结对PAN/DMSO溶液流变行为及其分子结构的影响，探究了PAN链缠结与浓度、温度及剪切速率之间的关系。结果表明，预剪切可以有效地拆除部分PAN链的缠结，使PAN/DMSO溶液η_α降低，且温度升高及浓度降低时剪切作用对η_α的影响作用减小，流变稳定性提高。

快速固化型环氧树脂灌浆材料的制备及性能

曾娟娟, 陈海基

2020, 34 (4): 6-11; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.002

摘要 ( 655 ) PDF (903 KB)( 669 ) HTML ( 28 )

利用腰果酚、多聚甲醛、二乙烯三胺曼尼西反应合成的酚醛胺与聚丙二醇二缩水甘油醚反应制备了环氧树脂固化剂，与环氧树脂E?51、F?51、稀释剂692制备了双组分环氧树脂灌浆材料。研究了固化剂的合成工艺以及环氧树脂灌浆材料的固化行为和固结体的性能。结果表明，合成固化剂的最佳投料比为n(醛)∶n(酚)∶n(胺)∶n(醚)= 1∶1.1∶1.2∶0.4，固化剂组分与环氧树脂组分的体积比为100∶（80~120）时，浆液的初始黏度为400~500 mPa·s，凝胶时间为25~45 min，固结体性能都符合JC/T 1041-2007的要求；在浆液发生凝胶前，浆液黏度先随着时间逐渐降低后快速上升，凝胶时间随着使用温度的降低逐渐增加。

高疏水PAN的制备及其性能

周存, 左春龙

2020, 34 (4): 12-19; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.003

摘要 ( 900 ) PDF (2556 KB)( 327 ) HTML ( 14 )

以磷酸和环氧树脂E20制备了水性的磷酸改性环氧树脂(PAER)，考察了反应温度、反应时间、投料比等因素对环氧树脂转化率的影响，得到了制备PAER的最佳条件。采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱对PAER结构进行了表征。用KOH中和PAER得到磷酸改性环氧树脂的钾盐(PAERK)，测试了PAERK乳液的性质。使用含氟表面活性剂(FP?6812)与PAERK复配制得了含氟改性环氧树脂钾盐(PAERKF)，测试了PAERKF乳液施覆改性前后聚丙烯腈纤维(PAN)与水的接触角及纤维在环氧树脂中的分散性，并通过场发射扫描电子显微镜对纤维的表面形貌进行了观察。结果表明，PAERKF的最佳上浆浓度为0.6 %(质量分数，下同)，最佳施覆量为5.0 mg/g；经PAERKF施覆改性后的PAN纤维与水的接触角可达146.94°，纤维具备了高疏水特性；经PAERKF施覆改性后的PAN在环氧树脂基体中的分散系数(β)可达0.89，纤维在树脂基体中的分散性得到改善。

聚乳酸微纳复合泡孔的结构与性能研究

倪敬越, 余科松, 唐娅娥, 陈士宏, 王向东

2020, 34 (4): 20-24; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.004

摘要 ( 707 ) PDF (4811 KB)( 580 ) HTML ( 22 )

通过熔融共混制备聚乳酸（PLA）/聚（己二酸丁二酯?对苯二甲酸丁二酯）（PBAT）共混物。以环氧扩链剂（CE）为相容剂，研究了CE含量对共混物的流变行为、结晶行为的影响，并研究了CE含量为5份的共混物在冷结晶温度下的发泡行为以及泡沫的拉伸性能。结果表明，共混体系的相容性、结晶速率随着CE含量的增加而增加、可发性提高，在添加了5份CE的共混物中得到了微纳复合泡孔，泡孔密度达到10¹³ 个/cm³，相对于PLA泡沫，共混物泡沫的断裂伸长率提高了40 %。

辛烯基琥珀酸酯⁃羧甲基淀粉膜力学性能的研究

宋彦志, 祝志峰, 李世安

2020, 34 (4): 25-29; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.005

摘要 ( 833 ) PDF (750 KB)( 369 ) HTML ( 18 )

以玉米淀粉、一氯乙酸及辛烯基琥珀酸酐为原料，通过2步反应制备了辛烯基琥珀酸酯?羧甲基油水两亲性淀粉（OS?CMS）。采用红外光谱进行结构表征；用X射线衍射仪进行薄膜结晶度测试。通过力学性能测试，研究了在不同油水官能团摩尔比及变性程度对OS?CMS薄膜力学性能的影响。结果表明，经变性后的OS?CMS薄膜结晶度降低；随着摩尔比的提高，OS?CMS薄膜的断裂强度有所上升，断裂伸长率先上升后下降，最终提高了薄膜的韧性，在2种官能团摩尔比为1∶1时，薄膜的断裂伸长率最大；随着变性程度的提高，OS?CMS薄膜的断裂强度与断裂伸长率也逐渐增加，进一步改善了力学性能。

PAN/TiO₂纳米纤维膜的制备与性能分析

卢晓龙, 柳炫羽, 丁恩普, 张贝贝, 于翔, 秦刚

2020, 34 (4): 30-34; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.006

摘要 ( 759 ) PDF (2455 KB)( 925 ) HTML ( 24 )

通过静电纺丝和水热处理的方法成功制备了高效、可回收利用的聚丙烯腈/二氧化钛(PAN/TiO₂)纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和亚甲基蓝(MB)降解率等对PAN/TiO₂纳米纤维膜形貌、晶体结构、力学性能以及光催化活性进行表征。结果表明，钛酸四丁酯(TBT)的添加有效减小了纤维直径；水热处理成功将TBT转化为锐钛矿TiO₂，并且PAN/TiO₂纳米纤维膜强度均高于纯PAN；紫外光照射120 min后，纤维膜对MB光催化降解率最大可达到94.8 %，同时连续5次回收再利用后纤维膜仍保持良好的光催化活性。

PLA/PBAT/OMMT纳米复合材料微观结构调控

王翔宇, 张玉霞

2020, 34 (4): 35-41; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.007

摘要 ( 637 ) PDF (3360 KB)( 427 ) HTML ( 25 )

利用环氧基化合物ADR在转矩流变仪中将PLA锚固到OMMT上，然后将所得PLA/OMMT/ADR体系与PBAT复配，制备（PLA/OMMT/ADR）/PBAT纳米复合材料。对不同体系的表面张力及相间的界面张力进行了测试，计算得到PLA和PBAT分别与OMMT间的浸润系数；借助TEM和SEM对相关体系的微观结构进行了观察和分析。结果表明，OMMT上锚固了PLA；随着ADR含量增加，浸润系数减小，使OMMT由倾向于分布在PLA与PBAT界面处逐渐转变为倾向于分布于PLA相的一侧；OMMT以剥离状态均匀分布于（PLA/OMMT/ADR）/PBAT体系中，这归因于ADR的加入改善了PLA与PBAT间的亲和性，促使OMMT向PLA与PBAT界面处及PBAT相中迁移；随着ADR用量的增加，PLA与PBAT相界面变得模糊，相容性改善。

二甲基硅油增强聚甲基丙烯酸甲酯超疏水复合纤维膜制备及其性能研究

刘志, 吴波, 候广开, 阮方涛

2020, 34 (4): 42-48; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.008

摘要 ( 722 ) PDF (4059 KB)( 385 ) HTML ( 16 )

添加油相本身在纺丝液中，通过静电纺丝技术，一步法得到超疏水二甲基硅油/聚甲基丙烯酸甲酯（S/PMMA）复合纤维膜。系统研究了不同纺丝液浓度下添加二甲基硅油、同样浓度不同二甲基硅油含量对纤维形貌和纤维膜润湿性的影响。结果表明，随着油相含量的增多，呈现出串珠纤维，且珠的体积呈变大趋势；当S/PMMA质量比为8∶6时，纤维膜表现出超疏水特性（水接触角150.6°），这是由于增大的珠子捕获了更多的空气，减少了界面处水相与纤维膜间的接触面积。

加工与应用

表面结构对金属/塑料复合注射成型界面结合强度的影响

陈俊祥, 傅南红, 王瑞雪, 党开放, 杨卫民, 谢鹏程

2020, 34 (4): 49-53; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.009

摘要 ( 596 ) PDF (4837 KB)( 314 ) HTML ( 22 )

通过一种简易化学清洗和腐蚀的方式，在金属表面获得微米级孔洞，并采用复合注射成型将金属和聚合物结合。通过溶液处理金属铝片时间变化得到不同尺度的表面微结构，研究表面微观结构对界面结合强度的影响规律。结果表明，经过盐酸处理过的金属铝表面表现出密集的微米级孔洞，随着腐蚀时间的增加，金属表面微孔孔径和微孔密度先增大后减小，界面结合剪切强度在孔径和孔密度的共同影响下先增大后减小，最大值为10.24 MPa；这一金属表面处理方式在汽车内饰、建筑装饰、电子产品外壳等领域提供工程化应用理论基础。

基于离散元方法的差动自清洁混合器混合特性研究

单喜良, 马玉录, 谢林生, 朱惠豪, 丁大有

2020, 34 (4): 54-59; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.010

摘要 ( 508 ) PDF (1449 KB)( 318 ) HTML ( 13 )

采用离散元方法对LIST卧式差动双轴搅拌设备内高密度聚乙烯（PE?HD）填充碳酸钙复合材料的混合过程进行了仿真模拟，研究了不同加料速率及不同转速条件对该类自清洁混合器混合腔内物料充满度、物料停留时间分布及混合均匀程度的影响。结果表明，该类自清洁混合器的轴向输送能力主要由后续物料的推动作用实现，采用高速轴转速40 r/min，加料速率为10 kg/h的工艺参数可以获得最佳的混合均匀程度。

密炼机转子系统流场特性研究

韩博宏, 何延东, 朱向哲

2020, 34 (4): 60-69; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.011

摘要 ( 661 ) PDF (9652 KB)( 179 ) HTML ( 20 )

采用瞬态计算方法，对4WS型密炼机转子流场进行模拟分析。结果表明，流场的最大速度位于转子棱顶部位，这一位置容易发生回流，转子间隙的流体速度随着转子运行时间逐渐增大直至稳定；转子转动方向的改变会对流体中心区域造成很大影响，对近壁区影响较小；随着转子转动，推进区和背压区的压力差逐渐减小，回流现象随之减少。

模内装饰薄膜滞热对成型工艺的影响分析

王金坤, 孟正华, 郭巍, 胡豪胜, 周磊

2020, 34 (4): 70-77; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.012

摘要 ( 484 ) PDF (2559 KB)( 395 ) HTML ( 13 )

以模内装饰技术(IMD)测试平板为研究对象，利用仿真和实验方法分析薄膜滞热的影响因素及薄膜滞热对成型工艺的影响规律。结果表明，薄膜滞热使动模侧模具温度场变化滞后于定模侧温度场，且在实验条件下达到8.6 ℃的最大温度差；薄膜滞热随着模具温度的增加而降低，随熔体温度和薄膜厚度增加而升高；薄膜影响熔体的充模与冷却，造成产品冷却不均的现象；薄膜滞热导致产品翘曲变形增加。

助剂

铝酸酯增容改性竹粉对PBAT/BF复合材料性能的影响

谢熙威, 翁云宣, 张彩丽, 宋鑫宇

2020, 34 (4): 78-83; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.013

摘要 ( 708 ) PDF (2208 KB)( 365 ) HTML ( 18 )

利用异相捏合双螺杆挤出机，将铝酸酯处理前后的竹粉（BF）分别与聚对苯二甲酸?己二酸丁二醇酯(PBAT)共混，制得PBAT/BF复合材料。采用万能试验机、热重分析仪、扫描电子显微镜对PBAT/BF复合材料进行力学、热学性能和微观结构的表征。结果表明，BF表面经铝酸酯处理后，PBAT/BF复合材料的热稳定性和力学性能均得到改善，当铝酸酯添加量为1 %（质量分数，下同）时，PBAT/BF复合材料的冲击强度由6.7 MPa增加到9.5 MPa，提高了42 %，且断裂伸长率提高了92.7 %。

油酸⁃苯甲酸钙/锌液体复合热稳定剂的制备与表征

李敏贤, 于静

2020, 34 (4): 84-89; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.014

摘要 ( 881 ) PDF (1691 KB)( 493 ) HTML ( 22 )

以油酸、苯甲酸、氢氧化钙和氧化锌为主要原料，氧化植物油为溶剂，一锅化反应制备了油酸?苯甲酸钙/锌液体复合热稳定剂。采用刚果红试纸法和热老化法考察了其对聚氯乙烯（PVC）的静态热稳定性能及与辅助热稳定剂β?二酮、亚磷酸苯二异辛酯、季戊四醇间的协同作用。通过转矩流变仪、紫外光谱仪、场发射扫描电子显微镜测试了最优样品对PVC热稳定性能。结果表明，油酸?苯甲酸钙/锌液体复合热稳定剂对PVC的静态热稳定时间可达50 min，与亚磷酸苯二异辛酯具有最好的协同作用，最优样品对PVC的静态热稳定时间可达71 min，动态热稳定时间可达970 s，平衡扭矩37.3 N·m；紫外分析表明其具有较强地抑制共轭数3以上的共轭多烯生成的能力；其与PVC间的相容性较好，能均匀的分散在PVC颗粒表面，60 min前具有较好地抑制PVC降解的能力。

机械与模具

手机保护套模内热切模具设计

王鑫, 杜林芳, 蔡龙飞, 张驰

2020, 34 (4): 90-95; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.015

摘要 ( 579 ) PDF (2819 KB)( 527 ) HTML ( 42 )

针对传统冷流道模具需要人工去除浇注系统凝料和冷切浇口技术效果不佳的现状，以某智能手机保护套为例，设计了具有热切浇口功能的手机保护套模具。首先根据产品搭接侧浇口的结构特点，设计了能够将浇口切除干净，且运动准确的切刀装置，并利用有限元分析方法确立了合适的进刀时间和驱动油缸。然后设计了合理的顶出和冷却机构，保证产品和浇注系统凝料在分离冷却后分别被安全顶出。

游戏机手柄热流道立式注塑4层叠层注塑模设计

郑子军, 肖国华, 沈忠良, 杨少增

2020, 34 (4): 96-101; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.016

摘要 ( 558 ) PDF (3286 KB)( 436 ) HTML ( 16 )

设计了一种4层叠层模用于实现游戏机手柄的高效率注塑生产，解决了塑件成型时在保证塑件成型精度的基础上，单次注塑量产数量4倍倍增难题。4层叠层模的结构由4层结构相同的单层模具通过一定的空间组序排列组装后，应用立式注塑机来进行注射成型。单层模结构设计采用两板式2次开模热流道浇注两板模形式，第一次开模用于热流道嘴与塑件的冷流道部分分离，第二次开模用于塑件从型腔镶件中脱模脱出。为解决单层模做4层叠层组合后，顶出板无动力顶出的问题，在单层模的模架模板侧边对称设置了拉杆，将单层模在开模动力转化为单层模中顶出板的顶出拉力，巧妙地解决了单层模做4层叠层安装后各单层模的顶出元件顶出板无推动力的问题。模具结构布局及机构的驱动设置设计合理，有较好的工程设计参考意义。

综述

汽车内饰非金属材料阻燃改性研究进展

刘俊威, 童亮, 王晨, 陈兆曙

2020, 34 (4): 102-108; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.017

摘要 ( 820 ) PDF (487 KB)( 690 ) HTML ( 21 )

从高分子塑料、纤维及皮革、涂料及橡胶3个方面介绍了各种非金属材料在汽车内饰领域的应用，概述了不同非金属材料的阻燃性能及不同阻燃剂的阻燃机理，利用极限氧指数、垂直燃烧等级、锥形量热仪及相关力学性能测试结果综述了非金属材料的阻燃研究进展，最后展望了未来汽车内饰非金属材料的阻燃研究方向。