本期目录

2020年 34卷 9期 刊出日期：2020-09-26 上一期 下一期

材料与性能

相结构对PBE/EVA共混物CO₂釜压发泡材料结构的影响

李聂鑫, 李明罡, 唐涛, 王轶, 邢海平

2020, 34 (9): 1-8; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.001

摘要 ( 778 ) PDF (5473 KB)( 579 ) HTML ( 33 )

以熔融共混的方法制备了具有不同相结构的丙烯基弹性体/乙烯?醋酸乙烯共聚物（PBE/EVA）共混物，并进行了CO₂釜压发泡。通过差示扫描量热法（DSC）、动态热力学分析（DMA）、扫描电子显微镜（SEM）等方法研究了PBE/EVA共混物相结构对其发泡后材料泡孔结构的影响。结果表明，当共混物相结构为海岛相结构时得到常规的蜂窝状泡沫；而当相结构为双连续相结构时，获得了一种网状的开孔结构，这主要归因于两相组分黏度的差异。

纯亲水无规共聚物pH响应自组装及活性物控释

杨禄, 陈韩婷

2020, 34 (9): 9-15; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.002

摘要 ( 574 ) PDF (1854 KB)( 461 ) HTML ( 16 )

纯亲水无规聚合物由于无规链段分布以及纯亲水性，其在水中自组装驱动力来源更加难以获得，对于自组装的研究更加复杂。通过特殊设计poly(NVF-co-AA)的分子结构pH响应可控自组装，在pH=9.0~7.4时候可形成球状自组装体，而降低pH=5.0时自组装体解体成小的自组装聚集体，升高温度至38 ℃时自组装体依然稳定。利用这种可控的自组装结构可以实现α-熊果苷的包埋与控释，结果表明，在pH=9.0~7.4，温度为20~38 ℃时α-熊果苷可以稳定包埋90 %以上，在皮肤环境下（pH=5.0，38 ℃），100 min内α-熊果苷累计释放率达95 %以上。

氯乙烯共聚弹性体对聚氯乙烯的改性及性能影响

杨康, 曾化雨, 钟安澜, 苑会林, 曾舒, 麻玉龙

2020, 34 (9): 16-21; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.003

摘要 ( 917 ) PDF (2856 KB)( 900 ) HTML ( 22 )

以氯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯共聚弹性体（VCE）增韧改性PVC树脂提高聚氯乙烯（PVC）的抗冲击性能，并与传统抗冲击改性剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS）、ACR及氯化聚乙烯（CPE）改性的PVC材料比较。对改性PVC的流变性能、力学性能、热变形性能及断面结构进行表征和微观观察。结果表明，随着VCE含量的增加，PVC的拉伸强度与弯曲强度逐渐减小，抗冲击强度与断裂伸长率逐渐增加，热变形温度逐渐降低；在相同用量的条件下，VCE对 PVC的改性效果优于ACR及CPE，达到MBS改性PVC的水平，VCE能够增韧PVC，提高PVC的抗冲击性能，是一种性能优异的新型PVC抗冲击改性剂。

冷却方式对聚乙烯管件性能的影响

丁永跃, 吴志峰, 王志伟

2020, 34 (9): 22-26; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.004

摘要 ( 729 ) PDF (1550 KB)( 382 ) HTML ( 18 )

通过模拟不同冷却方式对高密度聚乙烯（PE-HD）注塑管件性能的影响，发现在实际生产过程中，泡水冷却会使PE-HD管件冷却速率过快，使管件处在最大生长速率的时间大大缩短，很难形成较大的晶体，管件内部形成较多的微晶；同时，管件内部具有十分明显的体积松散性，管件内部结晶不均匀、内应力较大，性能不太理想。而自然冷却的PE-HD管件可克服以上缺陷，且其氧化诱导时间、密度值、结晶度和拉伸屈服应力等性能都优于泡水冷却的PE-HD管件。

导热绝缘PE-LD/PE-g-MAH/h-BN泡沫塑料的制备及性能研究

李城城, 徐杰, 赵文坚, 黄聪, 钟进福

2020, 34 (9): 27-32; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.005

摘要 ( 615 ) PDF (2863 KB)( 396 ) HTML ( 18 )

采用熔融共混法制备了一系列导热绝缘的低密度聚乙烯/马来酸酐接枝聚乙烯/六方氮化硼(PE-LD/PE-g-MAH/h-BN新型泡沫塑料，研究了相容剂PE-g-MAH的加入、h-BN含量对PE-LD/PE-g-MAH/h-BN泡沫体系导热性能、绝缘性能、力学性能及热稳定性的影响。结果表明，PE-g-MAH有利于增加PE?LD与h?BN的界面黏结，增强泡沫体系拉伸强度和断裂伸长率，显著提高其热导性能；当h-BN含量为30 %时， PE-LD/PE-g-MAH/h-BN泡沫体系的导热率为0.256 W/(m·K)，相对于PE-LD/h-BN泡沫体系的0.217 W/(m·K) 和纯PE-LD泡沫体系的0.039 W/(m·K)，热导率分别提高1.18和6.57倍，同时保持较好的绝缘性和热稳性。

PBAT/热塑性玉米淀粉共混改性对结构和力学性能影响

田银彩, 董安旺

2020, 34 (9): 33-37; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.006

摘要 ( 1529 ) PDF (2830 KB)( 604 ) HTML ( 26 )

采用价格低廉的玉米淀粉为填充剂来改性生物可降解聚己二酸?对苯二甲酸丁二酯（PBAT），以降低PBAT价格，拓宽应用领域。首先采用丙三醇对玉米淀粉进行塑化，再采用双螺杆挤出机进行造粒获得热塑性淀粉（TPS）粒料，然后采用双螺杆挤出机和注塑机制备不同比例的PBAT/TPS样条，最后分析论文TPS含量对样条结构和力学性能的影响。结果表明，经丙三醇塑化后的淀粉含有大量的羟基，PBAT的结晶结构与PBT的相同，随着TPS含量的增加，PBAT的结晶完善程度逐渐降低，结晶温度向高温方向偏移，拉伸强度和断裂伸长率逐渐降低，而弹性模量有相反的趋势。

端羧基超支化型绿色阻垢剂的制备及阻垢性能

李美兰, 贺子纯, 穆凯飞, 龚伟, 来倩, 杨萌, 刘白玲

2020, 34 (9): 38-45; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.007

摘要 ( 822 ) PDF (1883 KB)( 420 ) HTML ( 14 )

采用熔融聚合法以木糖醇为中心核，成功制备了端羧基超支化型绿色阻垢剂，通过红外光谱仪和核磁共振对其结构进行了表征，采用静态阻垢法探讨了阻垢剂的添加量、水样环境的pH和水样温度对其阻碳酸钙和硫酸钙的能力。结果表明，端羧基超支化型绿色阻垢剂在较宽的温度范围及水体环境的pH=6~9时，对钙垢（CaCO₃和CaSO₄）均具有优异的阻垢性能，且当阻垢剂添加量为24 mg/L时，其对碳酸钙垢的阻垢效率达到了91.6 %；当阻垢剂的添加量为15 mg/L时，其对硫酸钙的阻垢效率达到了94.7 %；端羧基超支化型绿色阻垢剂的使用，均能极大程度地降低了钙垢晶体的规整性，且对于碳酸钙垢而言，端羧基超支化型绿色阻垢剂的使用还可以使碳酸钙垢的晶格发生畸变，从而达到分散阻垢的目的。

EVA/有机改性累托石复合泡沫材料的制备与性能研究

洪贤晟, 邱洪峰, 黄棉, 郑玉婴

2020, 34 (9): 46-50; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.008

摘要 ( 629 ) PDF (1745 KB)( 331 ) HTML ( 12 )

采用十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）对累托石（REC）进行有机处理制备出有机改性累托石（OREC），通过熔融插层法制备出了乙烯-醋酸乙烯共聚物/有机改性累托石（EVA/OREC）复合泡沫材料。利用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、万能试验机等对复合材料的形貌和力学性能进行了表征，研究了累托石的层间距、含量对复合泡沫材料力学性能的影响。结果表明，经有机改性后累托石层间距增加了10.9 %；复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度也随之明显升高；且当OREC质量组分为10份时材料的各项力学性能达到最佳。

加工与应用

聚乙烯管材热熔对接接头抵抗慢速裂纹扩展性能评价

王志刚, 杨波, 王靖然, 徐青永, 申洋

2020, 34 (9): 51-55; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.009

摘要 ( 655 ) PDF (1438 KB)( 267 ) HTML ( 11 )

采用应变硬化试验(SH)对不同焊接工艺下的聚乙烯管材热熔对接接头抵抗慢速裂纹扩展（SCG）性能进行评价。通过建立焊接温度梯度（190~250 ℃）、焊接压力梯度（0.6~1.4 MPa）和吸热时间梯度（40~140 s）试验，分析在不同焊接工艺参数条件下，不同聚乙烯管材热熔对接接头耐SCG性能的变化规律，探索冷焊及过焊2种典型缺陷对管材接头耐SCG性能的影响。结果表明，焊接温度、焊接压力和吸热时间都是影响管材热熔对接接头耐SCG性能的重要工艺参数，试验测得PE100, d_n110, SDR11型管材的最佳焊接参数为焊接温度230 ℃，焊接压力1 MPa及吸热时间100 s，当焊接参数选取过高或过低时，会造成管材接头出现过焊或冷焊缺陷，降低管材接头的耐SCG性能。

注塑模具设计过程中浇口尺寸对塑料制品力学性能的影响

叶志殷

2020, 34 (9): 56-60; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.010

摘要 ( 1098 ) PDF (1939 KB)( 713 ) HTML ( 13 )

以高密度聚乙烯（PE-HD）为原料，采用自行设计加工的一套1模4腔注射标准试样模具进行注塑，通过调整熔体温度、模具温度和注射压力等工艺参数，考察了不同浇口截面尺寸的模具对注塑样品拉伸、冲击和弯曲性能的影响。结果表明，模具浇口截面尺寸修改后，注射试样的力学性能明显提升，其中，拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量最高分别提升了3.40 %、79.86 %、18.11 %和113.36 %；模具浇口修改后注塑所的样品充填饱满，无塌陷等缺陷；修改浇口后的模具设计整体结构布局合理，可为同类标准测试样的成型模具设计提供有益借鉴。

基于ISIGHT的安全气囊盖板结构优化设计方法研究

殷红梅, 刘永利, 王嘉南, 梅烨

2020, 34 (9): 61-65; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.011

摘要 ( 743 ) PDF (1692 KB)( 511 ) HTML ( 12 )

选取某款弱化沟槽呈“H”形的聚碳酸酯/丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物(PC/ABS)合金材质安全气囊盖板为研究对象，并构建了其有限元仿真模型，对比有限元力学仿真分析结果与理论计算值验证了该有限元仿真模型的可靠性；通过ISIGHT软件集成Catia和ANSYS，选取安全气囊盖板弱化沟槽的横向长度、深度，纵向长度、深度4个参数作为设计变量，选取弱化沟槽横向最大应力与纵向最大应力作为响应变量，分析了设计变量对响应变量的贡献度分布特征并采用NSGA遗传算法对响应变量多目标优化。结果表明,横向长度、纵向深度对横向最大应力为负贡献度，横向深度、纵向长度为正贡献度；横向深度、纵向长度对纵向最大应力为负贡献度，横向长度、纵向深度为正贡献度；在合理范围内，4个参数值的优化设计，实现了横向最大应力提高和纵向最大应力降低的多目标优化，有效减少了安全气囊盖板爆破时产生的碎屑量，提升了产品的安全性能。

助 剂

线性富磷化阻燃剂在聚氨酯泡沫中的应用研究

郭芳, 许准, 王晶玉, 赵晗, 许博

2020, 34 (9): 66-72; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.012

摘要 ( 666 ) PDF (2237 KB)( 282 ) HTML ( 9 )

通过界面聚合法合成了一种线性富磷化阻燃剂（LPRFR），将LPRFR与可膨胀石墨（EG）复配制备了阻燃聚氨酯泡沫（RPUF），使用红外光谱分析仪、核磁共振分析仪对阻燃剂LPRFR的化学结构进行了表征，并通过极限氧指数仪、锥形量热仪、扫描电子显微镜和红外光谱分析仪对RPUF的燃烧性能、微观形貌和化学结构进行了分析。结果表明，仅10 %（质量分数，下同）的LPRFR 与8 %EG复配后，RPUF的极限氧指数（LOI）便达到26.1 %；LPRFR和EG能大幅降低RPUF的热释放速率，并提高基体的成炭能力； LPRFR参与了燃烧过程中的成炭反应，形成了含P—O—C及P=O结构的高质量炭层，有效隔绝了氧气和热量；LPRFR是一种对于聚氨酯泡沫阻燃性能优异的新型阻燃剂。

标准与测试

利用电感耦合等离子体原子发射光谱法检测塑料类输液容器中多种金属元素与离子的可行性研究

武静文

2020, 34 (9): 73-79; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.013

摘要 ( 508 ) PDF (567 KB)( 387 ) HTML ( 11 )

出于快速、准确和经济角度，采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES法）测定塑料类输液容器中金属元素和金属离子含量。按照《国家药包材标准》（2015版）的方法得到待测液后，利用ICP-OES测定金属元素和金属离子的含量，并对测定方法进行了方法学考察。通过与《国家药包材标准》规定的原子吸收法进行比较，筛选出最佳的检测方案。结果表明，ICP?OES法中，铅、镉、铜、铝、钡、锡、铬的谱线选择分别为220.353、214.438、324.754、167.079、445.403、189.989、283.563 nm；检出限分别为2.09、0.05、0.67、0.60、0.32、0.88、0.90 ng/mL；精密度（20 ng/mL）分别为2.53 %、0.12 %、0.96 %、0.42 % 、0.33 %、1.22 %、1.55 %；金属元素的加标回收率分别为80.71 %~113.95 %，金属离子的加标回收率分别为72.30%~129.36%；ICP?OES法能够快速、准确地测定塑料类输液容器中金属元素和金属离子的含量。

基于X射线荧光光谱与双标图对鞋底材料的分类研究

张景顺, 姜红, 满吉

2020, 34 (9): 80-83; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.014

摘要 ( 395 ) PDF (502 KB)( 239 ) HTML ( 9 )

鞋底材料在法庭科学中可作为微量物证出现，利用手持式X射线荧光光谱仪(XRF)检验了30个鞋底样品，获取鞋底材料中无机填料的元素含量信息。使用双标图(Biplot)对样品进行分类，结果可分为5类，表现了各样品在无机元素含量上的差别，并挖掘了各样品在变量上的特征信息；使用层次聚类验证分类结果。结果表明，该方法对鞋底XRF数据分类效果理想；XRF与双标图可以从无机填料角度检验并分类鞋底材料，且双标图方法在分析XRF实验数据中有一定应用潜力。

机械与模具

操控旋钮双色注射成型热流道模具设计

徐新华

2020, 34 (9): 84-89; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.015

摘要 ( 734 ) PDF (3532 KB)( 433 ) HTML ( 15 )

设计了一种旋转式双色注射成型热流道模具用于旋钮盖双色塑件的生产，模具选用四板式3次开模双色模模架。双色模具由均为1模2腔的塑件内衬基体注塑模具和包胶层注塑模具组成。模具采用热流道+冷流道相结合的方式进行浇注，解决了圆柱壁模腔充填困难问题，保证了流道废料的自动切除。模具共设计了36个结构相似、占用设计空间小的锁紧块T型槽驱动滑块机构来实施侧抽芯脱模，减少了模具整体结构尺寸。最后，通过一种插杆式机构来对模板的顺序开闭进行控制，机构动作可靠。

车门拉钩底座盖热流道注塑模及模内热切机构结构设计

刘少华, 熊建武, 徐文庆, 胡智清, 陈黎明, 汪哲能

2020, 34 (9): 90-95; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.016

摘要 ( 611 ) PDF (3337 KB)( 495 ) HTML ( 18 )

针对塑件脱模困难、扁干寿命短和生产效率低等实际生产难题，设计了1种1模2腔底盖塑件的热流道两板注塑模具。模具中，设计了斜顶头+圆斜顶杆组合的斜顶机构有利于降低斜顶机构的加工难度和装配难度；设计了扁斜顶杆+圆杆导向的斜顶机构解决了扁顶杆工作寿命短的难题，提高了模具的整体使用寿命；设计了一种模内热切侧浇口机构，有效提高了塑件生产效率和降低人工剪除浇口成本。模具通过开设等间距型排气槽、成型件单侧定位压紧安装、模板闭模平衡块、导套开槽通气等措施来保证模具工作的可靠性。冷浇口模内热切机构由浇口切除机构和驱动机构组成，机构结构简单，有较好的模具生产推广价值。

综述

双螺杆挤出过程数值模拟研究进展

王贺祥, 彭炯, 葛震, 张永涛, 郭炳毅, 李忠山

2020, 34 (9): 96-102; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.017

摘要 ( 847 ) PDF (1155 KB)( 628 ) HTML ( 24 )

在聚合物的双螺杆挤出过程的研究中，采用数值模拟的方法可以克服传统实验方法的局限，可为挤出机的设计加工提供参考。回顾了近年来国内外对双螺杆挤出过程数值模拟的研究成果，介绍了一维数学模型和三维数学模型对挤出过程进行数学描述的优缺点，从双螺杆挤出机内部的流场特性、瞬态混合性能、停留时间分布以及反应挤出等方面综述了相关研究进展，并对双螺杆挤出过程数值模拟的今后发展方向进行了展望。

聚乳酸纳米复合材料流变性能研究进展

罗静云, 白世建, 张玉霞, 周洪福

2020, 34 (9): 103-110; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.09.018

摘要 ( 808 ) PDF (2855 KB)( 638 ) HTML ( 17 )

综述了各种纳米粒子，包括生物质基纳米粒子、碳基纳米粒子、纳米黏土等对聚乳酸(PLA)在剪切力场作用下的流变性能影响及其各自含量、表面处理和与PLA基体之间相互作用等对其流变性能的影响，并总结了纳米粒子对PLA流变性能的作用机理。