本期目录

2020年 34卷 7期 刊出日期：2020-07-26 上一期 下一期

材料与性能

PETA/St双单体聚丙烯挤出改性及其发泡性能研究

郭天浩, 陆奕权, 刘涛, 赵玲

2020, 34 (7): 1-9; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.001

摘要 ( 868 ) PDF (2610 KB)( 429 ) HTML ( 703 )

以季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）和苯乙烯（St）为接枝单体，采用反应挤出改性制备具有长支链结构的聚丙烯（LCBPP）。使用红外光谱、差示扫描量热仪、流变测试等表征材料的可发泡性，并通过扫描电子显微镜观测发泡材料的泡孔形貌。并以CO₂为发泡剂进行了间歇熔融发泡实验以评估聚丙烯（PP）的熔融发泡性。结果表明，在未交联改性PP中，用2 %（质量分数，下同）PETA和3 %St改性的PP各项性能最好；改性PP具有不同程度的应变硬化现象，这归因于不同程度的长链支化结构；改性后具有长链支化结构的PP有较好的发泡效果，PP?g?PETA/St样品的发泡温度窗口为25 ℃，最高发泡倍率达到33倍，此时泡孔平均直径为36 μm，泡孔密度为3.17×10⁸个/cm³。

耐热聚丙烯专用料的结构与性能

康文倩, 马宗立, 高玉林, 王雄, 杨宝, 闫功臣

2020, 34 (7): 10-13; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.002

摘要 ( 743 ) PDF (681 KB)( 563 ) HTML ( 18 )

采用凝胶色谱仪、升温淋洗分析仪、差示扫描量热仪以及X射线衍射仪对国产耐热聚丙烯H8020和2种进口耐热聚丙烯的结构进行表征，进一步采用熔体流动速率仪、万能材料试验机、摆锤冲击仪以及维卡热变形测定仪对性能进行测定。结果表明，H8020的弯曲强度为39.4 MPa、弯曲模量为1 820 MPa、拉伸强度为37.5 MPa、冲击强度为3.2 kJ/m²，具有良好的刚韧平衡性，热变形温度为115 ℃，维卡软化温度为158 ℃，综合性能达到甚至超过国外同类材料。

不同条件下两种纤维增强MC聚酰胺复合材料摩擦磨损性能研究

陈保磊, 贾体锋, 周忠尚, 郭铁坤

2020, 34 (7): 14-20; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.003

摘要 ( 654 ) PDF (3737 KB)( 833 ) HTML ( 17 )

制备了单体浇铸聚酰胺（MCPA）、纤维质量占比30 %的玻璃纤维增强MC聚酰胺（GFMCPA）及体积占比35 %的碳纤维增强MC聚酰胺（CFMCPA），分别将3种材料在干摩擦、洁净水、干砂、水砂4种不同摩擦条件下进行摩擦磨损性能实验，并对实验结果进行对比分析。结果表明，干摩擦及洁净水条件下，CFMCPA的摩擦因数（f_CF）<GFMCPA的摩擦因数（f_GF）<MCPA的摩擦因数（f_MC）；干砂及水砂条件下，f_MC<f_CF<f_GF；3种材料在不同摩擦条件下的摩擦因数排序均为：洁净水条件下的摩擦因数（f_W）<水砂条件下的摩擦因数（f_WS）<干摩擦条件下的摩擦因数（f_D）<干砂条件下的摩擦因数（f_DS）；不同材料在4种摩擦条件下的体积磨损率排序均为：干摩擦条件下的磨损率（W_D）<洁净水条件下的磨损率（W_W）<水砂条件下的磨损率（W_WS）<干砂条件下的磨损率（W_DS）；不同摩擦条件下3种材料的体积磨损率排序均为：GFMCPA的磨损率（W_GF）<CFMCPA的磨损率（W_CF）<MCPA的磨损率（W_MC）；4种条件下，各材料的摩擦磨损性能各有高低，可以根据具体的性能要求，选择使用。

聚乳酸/竹粉复合材料的改性及性能研究

宋鑫宇, 翁云宣, 张彩丽, 黄志刚

2020, 34 (7): 21-29; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.004

摘要 ( 886 ) PDF (3705 KB)( 452 ) HTML ( 27 )

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物（POE?GMA）作为相容剂，TPW604作为润滑剂，利用XSS?300转矩流变仪熔融制备聚乳酸（PLA）/竹粉（BF）复合材料。通过热失重、拉伸、冲击 、扫描电子显微镜、旋转流变等方法研究BF、POE?GMA、TPW604添加量对PLA/BF复合材料性能的影响。结果表明，当BF添加量为35 %、POE?GMA添加量为10 %、TPW604添加量为1 %时，复合材料的相容性和流动性均显著提升，复合材料的力学性能达到最优。

不同类型增韧剂对聚碳酸酯性能的影响

应杰, 邱琪浩, 张豪杰, 顾亥楠, 周浩

2020, 34 (7): 30-35; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.005

摘要 ( 669 ) PDF (1271 KB)( 889 ) HTML ( 24 )

通过力学性能、热变形温度和熔体流动速率等指标评价了5种牌号增韧剂对聚碳酸酯（PC）性能的影响，并探究了增韧剂种类对PC的70 ℃水煮老化性能、湿热老化性能和热氧老化性能的影响。结果表明，添加增韧剂能提高PC的韧性；在改善PC热氧老化性能方面，S2001和MR?502要优于M?577、M?732和M?722；在改善PC水煮老化和湿热老化性能方面，M?732、M?577和MR502要优于S2001和M?722。

聚乳酸／聚（3⁃羟基丁酸⁃co⁃3⁃羟基戊酸酯）共混材料3D打印线材改性研究

祖钰, 任亚男, 胡晶

2020, 34 (7): 36-43; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.006

摘要 ( 707 ) PDF (4115 KB)( 438 ) HTML ( 18 )

采用熔融共混法制备聚乳酸／聚（3?羟基丁酸?co?3?羟基戊酸酯）（PLA/PHBV），以及分别添加苯乙烯?甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（ADR）、柠檬酸三丁酯（TBC）的共混物PLA/PHBV/ADR和PLA/PHBV/TBC，通过注塑和熔融沉积成型（FDM）技术制备了标准测试样条，研究了添加ADR和TBC后对PLA/ PHBV共混材料及三维（3D）打印样品热学性能和力学性能的影响。结果表明，PHBV结晶度均降低，加入ADR的注塑样品断裂伸长率最大提高到32 %，加入TBC的注塑样品拉伸强度和冲击强度提高，断裂伸长率提高到2.8 %；加入ADR的3D打印制品拉伸强度降低，断裂伸长率提高，添加TBC的3D打印制品相容性得到了明显的提升，通过扫描电子显微镜（SEM）观察无明显的颗粒相，拉伸强度在改性前后无明显变化。

Surlyn对PET及其共混体系流变与结晶性能的影响

姜璨, 陈鹏, 韩硕, 陈士宏, 叶志殷, 王向东

2020, 34 (7): 44-48; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.007

摘要 ( 706 ) PDF (1856 KB)( 623 ) HTML ( 19 )

通过熔融共混法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)/聚酰胺6 (PA6)/Surlyn与PET/均苯四甲酸酐 (PMDA)/Surlyn共混材料，研究了Surlyn对共混体系的形貌以及共混体系中PET流变性能与结晶性能的影响。并使用扫描电子显微镜 观察了PET/PA6/Surlyn共混物的低温淬断断面，使用旋转流变仪与差示扫描量热仪研究共混物的流变性能与结晶性能。结果表明，Surlyn可以提高PET/PA6/Surlyn共混体系的熔体强度，促进共混体系中PET的结晶，使PET结晶温度提高10 ℃，过冷度与结晶半高宽显著下降，明显改善PET的流变性能与结晶性能，而对于PMDA扩链后的PET，Surlyn对其结晶性能的影响影响较小；Surlyn可以降低PA6分散相的粒径，提高PET与PA6两相之间的相容性。

加工与应用

高填充改性复合材料导热预测模型的建立及应用

王杨慧, 马玉录, 谢林生, 宋果, 朱惠豪

2020, 34 (7): 49-55; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.008

摘要 ( 779 ) PDF (2643 KB)( 361 ) HTML ( 22 )

在对高填充改性复合材料导热过程进行研究的基础上，建立了基于串并联/并串联模型并考虑了界面热阻作用的高填充改性复合材料导热预测模型。借助于双转子连续混炼机制备两种氧化铝粒径不同填充量的聚丙烯/氧化铝（PP/Al₂O₃）复合材料，运用激光导热仪对其导热性能进行了表征，并与模型预测结果进行了对比。结果表明，所建立的模型对高填充复合材料的导热性能的预测具有较高的准确性；当氧化铝填充量较低时，模型中的界面热阻因子最高；随着氧化铝填充量增加，界面热阻因子显著降低；当氧化铝填充量继续增加时，界面热阻因子逐渐降低并趋于稳定；高填充量下相同制备工艺下同种填充改性复合材料的界面热阻近似相同。

钛合金‑芳纶纤维复合材料单搭接胶接接头渐进破坏分析

王大伟, 李龙辉, 符记, 刘志浩, 秦嘉徐, 邹田春

2020, 34 (7): 56-60; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.009

摘要 ( 679 ) PDF (2730 KB)( 381 ) HTML ( 14 )

采用芳纶纤维复合材料与钛合金制备单搭接胶接连接实验件。利用万能实验机、DIC、应变采集系统等手段，对胶接接头的极限载荷、应变场、应变分布和破坏模式进行表征，分析了拉伸载荷下胶接接头的应变分布规律和复合材料层合板刚度折减规律，探究了异质材料单搭接胶接接头的破坏过程。结果表明，胶接接头破坏模式为搭接接头两端胶层界面破坏，中间部位复合材料层间破坏。接头破坏过程为渐进破坏，受载时复合材料端头产生较大的剪切应变，裂纹在此处萌生，并不断向钛合金端头扩展，扩展部位复合材料层合板刚度不断折减，直到搭接面积过小胶层突然发生界面破坏。

基于Mori⁃Tanaka方法的短纤维复合材料开孔板分析

董治男, 徐峰祥, 郭巍, 华林, 苏建军

2020, 34 (7): 61-68; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.010

摘要 ( 752 ) PDF (4503 KB)( 546 ) HTML ( 19 )

基于Mori?Tanaka均匀化方法，对短纤维复合材料开孔板力学性能进行研究。首先，使用Mori?Tanaka方法预测单向和二维2种分布形式的短纤维复合材料应力?应变曲线曲线。其次，通过试验方法分析不同区域纤维取向对开孔板力学性能的影响。最后，使用多尺度方法研究不同注塑位置和不同开孔方式对开孔板力学性能的影响，该部分在宏观有限元分析中耦合了注塑模拟的纤维方向分布以及Mori?Tanaka均匀化方法得到的复合材料参数。结果表明，短边注塑开孔板综合力学性能更好；孔周围纤维分布是影响应力集中的主要因素；整体的纤维取向分布影响开孔板的刚度；单向纤维材料的角度对材料性能的影响不是单调的。

PVC⁃U排水管道中重金属铅的浸出研究

李沙, 战佳宇, 李延军, 刘振新, 杨飞华

2020, 34 (7): 69-73; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.011

摘要 ( 555 ) PDF (1333 KB)( 380 ) HTML ( 15 )

研究了3种添加铅稳定剂的铅总量和硬聚氯乙烯（PVC?U）管道产品在不同时间，温度及pH下的浸出规律，并讨论了浸出机理。结果表明，3种产品浸出规律一致：铅浸出量随时间增加先增加后减少，浸出4 h时浸出量最大；温度对铅浸出量影响显著，铅浸出量随温度的增加持续增加；铅在强酸性环境的浸出量大于在强碱性环境下的浸出量，在偏碱性环境下的浸出量最少。

助 剂

哌嗪基单丁酰胺酸钙/锌的合成及对PVC热稳定性研究

于静, 李敏贤

2020, 34 (7): 74-79; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.012

摘要 ( 685 ) PDF (1124 KB)( 407 ) HTML ( 15 )

以丁二酸酐、哌嗪、氯化钙、氯化锌为原料，通过两步反应制备了哌嗪基单丁酰胺酸钙/锌（PSACa/Zn）热稳定剂。采用元素分析、电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP?OES）和傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对产品结构进行表征，通过刚果红试纸法、转矩流变仪法、热失重法考察了PSACa/Zn对PVC的热稳定性能，并筛选了PSACa和PSAZn的最佳配比。结果表明，PSACa和PSAZn对PVC的静态热稳定时间分别可达74.5、41.5 min，优于硬脂酸钙（CaSt₂）、硬脂酸锌（ZnSt₂）热稳定剂；PSACa和PSAZn复配使用时，以m_PSACa∶m_PSAZn=1∶1时性能最佳，对PVC静态热稳定时间可达92 min，动态热稳定时间可达905 s；发现PSACa/Zn对PVC的长期热稳定性良好。

标准与测试

差分拉曼光谱结合聚类分析检验运动鞋鞋底

张进, 姜红, 张景顺, 刘峰, 段斌

2020, 34 (7): 80-85; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.013

摘要 ( 607 ) PDF (887 KB)( 574 ) HTML ( 16 )

为建立一种快速、准确、无损的区分检验运动鞋鞋底的方法，采用差分拉曼光谱仪结合聚类分析方法对40个不同品牌，不同系列的白色运动鞋鞋底样品进行了检验研究。结果表明，根据鞋底样品的主要成分不同可将样品分为5类；同一类样品可依据添加的主要填料成分不同进行分组；同一组样品可依据特征峰的相对峰高比不同进行区分；利用聚类分析方法处理样品数据，当并类距离为2时，样品被分为5类，分类结果较为理想。该方法操作简便快速、结果准确可靠且无损检材，可为公安机关实际办案提供帮助。

对美军标MIL‑PRF‑81705E柔韧性高阻隔防静电电磁屏蔽材料规范的分析研究

孙剑桥, 刘小平, 刘振华, 李奉瑾

2020, 34 (7): 86-91; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.014

摘要 ( 665 ) PDF (1080 KB)( 516 ) HTML ( 16 )

在分析研究美军标MIL?PRF?81705E《柔韧性高阻隔防静电电磁屏蔽材料规范》的主要性能指标等内容的基础上，与国家相关标准进行对比分析，提出该标准的应用建议。

机械与模具

儿童安全座椅头枕的双滑块二次抽芯注塑模具设计

傅莹龙, 邵明朝

2020, 34 (7): 92-96; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.015

摘要 ( 793 ) PDF (1810 KB)( 390 ) HTML ( 30 )

根据塑件的形状特点应用UG软件设计了1模1腔的单分型面热流道模具。针对产品侧向脱模容易发生变形及模具空间距离的限制等问题，应用了模具机构的设计经验，创新性的在小滑块中设计了顶针，小滑块叠大滑块的液压抽芯机构，着重分析了模具其他各个系统的设计要点。最终实践生产证明该模具结构设计合理先进，实现产品的自动化生产，塑件的各项指标均符合要求。

微型离心泵泵叶三层式滑块机构三板模具设计

杨秋合, 杨安

2020, 34 (7): 97-103; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.016

摘要 ( 1049 ) PDF (4214 KB)( 567 ) HTML ( 40 )

针对微型离心泵泵叶塑件成型模具设计困难的问题，设计了一种改进型三板点浇口模以用于该泵叶塑件的成型。塑件的浇注成型应用3个点浇口来进行平衡注塑，以控制塑件成型变形。模腔布局为1模1腔。针对塑件叶槽区域脱模困难问题，设计了一种3层3次复合抽芯脱模用于难脱模叶槽部位特征的脱模，机构中，将叶槽部位特征的成型块分割成2层成型件后，机构的第一次抽芯动作由弹簧驱动上层滑块实施上层成型块的抽芯；机构的第二次抽芯由斜导柱驱动实施下层成型块的抽芯；最后，由弯销驱动基座滑块带动2个侧抽芯滑块向外抽芯，以让出塑件完全顶出脱模的运动空间。第二次抽芯、第三次抽芯的驱动动力分别由模架模板的第三次开模、第四次开模打开来进行驱动。塑件的最终脱模由油缸驱动顶针板及顶杆顶出而实现塑件的完全脱模。基于塑件、流道脱模及抽芯机构的动作需要，将典型三板点浇口模架改进为四板4次开模点浇口，从而能使塑件、流道废料及驱动滑块机构分次按序来实施抽芯脱模。模具脱模机构动作设置合理，机构结构设计巧妙，模具整体工作可靠，有较好的设计参考价值。

综述

我国农膜行业现状的分析及发展对策（2020年）

周大纲, 谢胜利

2020, 34 (7): 104-108; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.017

摘要 ( 1068 ) PDF (658 KB)( 813 ) HTML ( 31 )

从市场角度分析了我国农膜行业的现状，并提出了一些对策。2020年预计农膜（棚膜、地膜）全国总使用量约为2 200 kt。针对行业存在问题，提出一些对策，以促进农膜行业更健康地发展。

聚酯类增塑剂的合成与应用研究进展

李金禹, 戴亚杰, 陈宇, 孙同兵

2020, 34 (7): 109-117; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.018

摘要 ( 949 ) PDF (1166 KB)( 1101 ) HTML ( 40 )

综述了国内外聚酯增塑剂的合成及应用的最新研究进展，重点介绍了超支化、生物基、石油基聚酯增塑剂的合成与制备方法以及不同类型聚酯增塑剂在聚氯乙烯(PVC)、淀粉、聚乳酸、聚氨酯弹性体与橡胶制品中的最新应用研究进展；并对聚酯增塑剂未来发展方向做了展望。