本期目录

2020年 34卷 10期 刊出日期：2020-10-26 上一期 下一期

材料与性能

过氧化物交联增韧改性PE⁃HD/POE共混物

张忠峰, 刘顺城, 王克俭, 任月庆, 陈兰兰, 孙小杰, 梁文斌

2020, 34 (10): 1-5; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.001

摘要 ( 808 ) PDF (1200 KB)( 570 ) HTML ( 703 )

采用过氧化物交联剂对高密度聚乙烯（PE-HD）/乙烯-辛烯共聚物（POE）共混物进行交联。测试了交联PE-HD/POE的凝胶含量；通过旋转流变仪和差示扫描量热仪（DSC）分析了交联对PE-HD/POE共混物的流变和结晶的影响；表征了拉伸性能和冲击性能；观察了冲击断面的扫描电子显微镜（SEM）照片。结果表明，交联提高了共混物的复数黏度，抑制了其结晶，导致结晶度下降，晶片变薄；当过氧化物交联剂（BIPB）含量为0.3 %（质量分数，下同）时，交联PE-HD/POE的缺口冲击强度达到了61.1 kJ/m²，断裂伸长率超过900 %；交联度低时，交联共混物大部分分子链仍能自由移动，增韧模式为低缠结度产生大变形形成剪切屈服带抵消冲击能量，交联度高时，分子链移动受限，增韧模式为高缠结度产生大量小形变耗散冲击能量，且后者具有更好的增韧效果。

MAPP/EAA处理对聚丙烯/小麦秸秆粉复合材料性能的影响

余旺旺, 刘芹, 张莹, 杨晨, 雷文

2020, 34 (10): 6-11; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.002

摘要 ( 803 ) PDF (1538 KB)( 371 ) HTML ( 26 )

研究了马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）、乙烯丙烯酸共聚物（EAA）处理对聚丙烯（PP） /小麦秸秆粉（WSP）复合材料性能的影响。结果表明，随着体系中MAPP质量份数的增加，PP/WSP的拉伸强度和弯曲强度均逐渐增大，但冲击强度却先增加后减小，复合材料达到塑化峰的时间逐渐延长；使用EAA后，无论体系中是否已经使用了MAPP，PP/WSP的拉伸、弯曲和冲击强度均可得以提高，特别对于未使用MAPP的体系，效果更加明显，可分别提高65.04 %、45.42 %和6.75 %，储能模量增加，表面疏水性增强，平衡扭矩从13.9 N·m降至11.8 N·m，吸水尺寸变化率及吸水率下降，吸水平衡时间缩短；使用EAA可改善PP/WSP中WSP与PP间的界面结合，改善PP/WSP力学性能、热稳定性能、表面疏水性能、尺寸稳定性能和加工性能，降低其吸水率。

纯亲水自组装体构建抗菌纳米材料

杨禄, 陈韩婷

2020, 34 (10): 12-17; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.003

摘要 ( 641 ) PDF (2265 KB)( 257 ) HTML ( 13 )

以纯亲水无规共聚物poly（DMAEMA-co-AA）在纯水相中诱导自组装，构建出可用于负载抗菌活性成分的纳米自组装体。结果表明，当AA 链段质量分数为51.6 %时poly（DMAEMA-co-AA）在水中更倾向于形成球状与多孔球状自组装体；另外，随着pH值的升高，自组装体表现出“呼吸”作用，从小尺寸的球状逐步膨胀为多孔球状自组装体，可稳定负载85 %以上抗菌成分（对羟基苯甲酸乙酯钠）构建抗菌纳米材料，得到对数抗菌值高于4.4的抗菌材料，用于抗菌包装后常温食品存储的时间显著延长。

聚吡咯/羧酸化细菌纤维素复合材料的电学性能研究

岳丽娜, 孙英娟, 朱桃花, 高帆, 柴智勇, 赵紫苇, 畅戈

2020, 34 (10): 18-23; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.004

摘要 ( 699 ) PDF (2789 KB)( 725 ) HTML ( 14 )

基于细菌纤维素的多羟基结构，对其进行羧酸化改性；接着以羧酸化细菌纤维素为模板，原位复合聚吡咯（PPy），得到PPy/羧酸化细菌纤维素导电复合材料。并对其微观形貌、化学结构、热稳定性等进行测试表征，重点研究了用不同浓度的氧化剂处理后，复合材料电学性能的变化。结果表明，电子电导率随氧化程度的提高而升高，最高可达10^-3 S/cm，编号为0.04-48h的样品具有最佳的离子电导率。

FDM用PETG系列耗材的改性研究

乔雯钰, 王晨蕾, 胡浩

2020, 34 (10): 24-31; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.005

摘要 ( 1080 ) PDF (3638 KB)( 675 ) HTML ( 14 )

对市售聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯（PETG）丝材及原材料进行研究，选用PETG 2012作为制备熔融堆积成型技术（FDM）用PETG丝材的基体树脂。选用聚碳酸酯（PC）对基体PETG进行增韧增强改性，并制成3D打印高分子丝材进行打印测试，探讨了PC含量对PETG耗材及制件性能的影响。结果表明，在低PC含量下，PETG与PC的相容性较好，PETG与PC制件未出现明显的分层，分布比较均匀；共混物的流动性随着PC含量的增加而降低，且打印件的维卡软化温度和热变形温度随着PC用量的增加而增加；此外，PC材料的加入使得PETG打印件的力学性能得到较大改善：打印件的拉伸强度随着PC用量的增加而增大，缺口冲击强度却随着PC用量的增加呈现先增加后减小的趋势； PETG/PC的配比为1∶1时，可制得力学性能优异的3D打印耗材。

有机包膜剂对色母粒用钛白产品性能的影响

张雪, 郭会良, 钟振华, 蔡平雄

2020, 34 (10): 32-36; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.006

摘要 ( 701 ) PDF (1255 KB)( 279 ) HTML ( 12 )

对色母粒专用钛白粉进行了相关研究，分别以包膜剂种类、加量为变量，考察了常规性能、树脂体系、耐温和耐候性能，最后分析了相关的原理。结果表明，增加包膜剂加量，常规指标中干粉白度、吸油量下降，而挥发分升高，三羟甲基丙烷（TMP）包膜的最高白度可达97.64，优于其他样品，而在聚丙烯（PP）树脂体系中，b*值出现下降趋势；在耐温体系下，TMP的表现优于其他3个体系，在较低包膜量（≤0.5 %）的情况下，TMP样品优于标样；耐候体系中，TMP加量为0.5 %和0.7 %时其性能优于标样；TMP包膜剂的效果较好，主要是由于TMP官能团较多，能较好地包裹在钛白粉的表面。

曲率对PE管材环向拉伸强度的影响

彭金刚, 朱瑞霞, 范英奎, 孙宝正, 程亮

2020, 34 (10): 37-43; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.007

摘要 ( 785 ) PDF (1982 KB)( 463 ) HTML ( 10 )

选用环向拉伸试验的方法对高密度聚乙烯（PE-HD）管材环向拉伸的强度进行检测，主要研究拉伸试样在试验进行过程之中曲率的改变对环向拉伸强度的影响，整个试验过程采取多个平行试样进行试验，用以取得准确的试验数据来确定试验结果，并就曲率对PE-HD管材环向拉伸强度影响的变化规律进行研究探讨。结果表明，同一外径的PE-HD管材，随着环向拉伸试样在试验中曲率的减小，环向拉伸强度数值减少可达10 %。

加工与应用

炭黑对聚醚醚酮激光吸收影响的实验研究及数值模拟

田仁杰, 朱光明, 吕玉伟, 吴涛涛, 任天宁, 马志亮, 张爽

2020, 34 (10): 44-50; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.008

摘要 ( 783 ) PDF (3343 KB)( 803 ) HTML ( 35 )

以聚醚醚酮（PEEK）Victrex PEEK-450PF为原料，采取手工研磨的方法分别混入质量分数为0.01 %、0.03 %、0.05 %、0.1 %的炭黑（CB），而后通过模压成型制备厚度为0.5 mm的片材。分别运用激光功率计、紫外-可见光-近红外分光光度计测试了材料的反射率、透射率等光学特性；并在激光功率密度为35 W/cm²，移动速率为5 mm/s的工艺参数下，研究了CB填料的加入对PEEK激光能量沉积效率的影响，最后借助COMSOL软件构建了含有不同质量分数CB的PEEK对激光能量吸收的数值模型。结果表明，纯PEEK片材对1 070 nm波段的激光吸收不强，CB材料的引入可明显降低PEEK对1 070 nm激光的反射以及透射，增强材料的光?热转换效率，并且对材料的拉伸强度影响不大，数值模拟的结果与实验结果吻合性较好。

燃气管用PE100级混配料的热分解动力学和机理

黄国家, 李露水, 徐青永, 辛明亮

2020, 34 (10): 51-55; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.009

摘要 ( 727 ) PDF (1143 KB)( 417 ) HTML ( 11 )

采用热重分析法测定了在氮气气氛中2、5、10、20 ℃/min 4种不同升温速率下的燃气用PE100级混配料热分解过程。采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa方法和Coats-Redfern法考察了燃气用PE100级混配料热分解动力学和机理。运用Toop法对PE100级混配料在不同温度下的寿命进行了评估。结果表明，PE100级混配料的热失重为一步分解反应；Kissinger 法求得热分解平均活化能（E）为327.8 kJ/mol，Flynn-Wall-Ozawa法求得的E为304.6 kJ/mol，表观指前因子（lnA）值为53.9 min^-1；在12种常见热分解模型中，R2即圆柱对称的收缩机制最适合描述PE100级混配料热分解反应过程；50 ℃下，Kissinger 法和Flynn-Wall-Ozawa法求得的PE100级混配料寿命分别为7.4×10⁸年和7.9×10⁷年，随着温度的升高，寿命急速降低。

加热过程的滚塑模具内表面传热系数的计算

刘学军, 江辉

2020, 34 (10): 56-62; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.010

摘要 ( 761 ) PDF (1712 KB)( 505 ) HTML ( 26 )

给出了2种计算加热过程的圆筒形滚塑模具内表面传热系数的方法。第一种方法是利用模具表面和内部温度的实测值通过模具内部空间的热平衡方程计算出其内表面传热系数。第二种方法是借用回转窑内物料与壁面间传热系数的理论公式来计算滚塑模具内表面的传热系数。在模具内部无粉料和装有0.21 kg粉料的情形下，分别用这2种方法计算了模具内表面瞬时的传热系数和平均的传热系数，并应用流体力学的边界层理论解释了内表面传热系数随时间的变化规律。然后将第一种方法计算所得的平均传热系数整理成努塞尔数与普朗特数的无量纲准则式N_u= 45.73 P_r ^-0.55，其适用条件为绕中心轴转动的轴向长度大于内径的圆筒形滚塑模具。结果表明，随着模具内装有粉料的体积百分比的增大，其内表面的平均传热系数减小，同时上述2种方法计算的平均传热系数也吻合得越来越好；如果粉料的体积百分比不低于62.4 %，那么第二种方法计算结果的相对误差不超过20 %。

基于脱模力数学模型的花洒变截面弯管抽芯机构设计

彭国荣, 隋丽丽, 陆龙福

2020, 34 (10): 63-68; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.011

摘要 ( 640 ) PDF (2377 KB)( 450 ) HTML ( 15 )

针对塑件变截面弧形弯管内壁及直管内壁的特点，采用微积分方法创新性地构建了弯管内壁脱模力数学模型，计算并获得了连体弯管型芯的脱模力。据此，优化设计了塑件弯管内壁的脱模机构，机构由单一油缸驱动2个扇形齿轮弯管型芯进行转动抽芯，确保了塑件的顺利脱模。在脱模机构设置的基础上，塑件的模具结构为1模2腔单次开模两板模具，且设置有2组哈弗滑块外螺纹脱模机构，1个联动式油缸驱动的扇形齿轮弯销抽芯机构。模具结构简单实用，机构动作可靠，能提供较好的设计参考价值。

助 剂

催化剂对废旧PU硬泡回收再利用的影响

顾晓华, 吕士伟, 罗鸿翔, 李燕

2020, 34 (10): 69-74; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.012

摘要 ( 643 ) PDF (1532 KB)( 346 ) HTML ( 12 )

用含有小分子醇的交联剂和催化剂使废旧聚氨酯（PU）硬泡进行降解能够获得多元醇，将降解料与聚醚多元醇、催化剂和发泡剂共混以制备白料，然后与黑料异氰酸酯混合均匀，得到再生PU硬泡。通过对降解产物的黏度、羟值以及获得的再生PU硬泡材料的密度、强度、吸水率、热稳定性、扫描电子显微镜、红外光谱和热失重等进行测试分析，得出了催化剂添加量对废旧PU材料回收再利用的影响因素。结果表明，催化剂（KOH）用量为0.9 g时废旧PU的降解效果最好，获得的再生PU硬泡的密度为37.6 kg/cm³，压缩强度为164.2 kPa，热导率为0.015 24 W/（m·K），吸水率为0.429 5 %。

标准与测试

鞋类塑料中烷基酚检测方法研究

胡苹, 李大刚

2020, 34 (10): 75-79; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.013

摘要 ( 447 ) PDF (677 KB)( 317 ) HTML ( 13 )

建立了快速检测鞋类塑料中烷基酚（APs）的气相色谱?质谱联用法（GC?MS）。样品采用超声萃取，对萃取溶剂、萃取温度、萃取时间3种条件分别进行了优化。萃取液过滤后用GC-MS检测，外标法定量。结果表明，烷基酚在0.1~10 mg/L浓度范围内呈良好的线性，相关系数（r²）均大于0.995，方法检出限为0.3~1.1 mg/kg，在3个加标水平下的平均回收率为80.7 %~113.3 %，相对标准偏差（RSD，n=6）为1.3 %~8.6 %，该方法简单、快速、准确、稳定可靠，适用于鞋类塑料中APs的检测。

机械与模具

端盖双滑块+斜顶3次复合抽芯机构注射模设计

徐慧

2020, 34 (10): 80-85; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.014

摘要 ( 721 ) PDF (2313 KB)( 352 ) HTML ( 21 )

针对塑件注射成型自动化实施困难问题， 设计了一副单点潜浇口、两板式2次开模注射模来解决这一难题。模具布局为1模2腔。模具中单腔的机构设置情况为：（1）定模侧，设计了一个油缸驱动的定模顶出机构；动模侧，设置了2个特殊的斜顶+滑块复合机构、1个万能斜顶机构、1个隧道滑块机构、及1个顶针顶出机构；（2）定模顶出机构由油缸驱动定模顶出板以驱动6根斜顶杆来对6个倒扣特征进行自动脱模；（3）2个特殊的复合机构分别为：双滑块+斜顶3次复合抽芯机构、单滑块斜顶两次抽芯机构；此2个机构的作用是，通过斜导柱驱动滑块，从而2次驱动滑块内的斜顶实施2次抽芯，来到达塑件局部区域多次多向抽芯的目的；（4）机构中，使用万能斜顶机构能有效减小模具高度尺寸；使用隧道滑块斜抽芯机构，动模一侧增加1次模板开模打开来驱动隧道滑块实施斜抽芯，能有效利用模具开模动力，降低模具制造成本。

涡旋压缩机气阀复杂脱模机构及模具结构优化设计

薛丽, 王训杰

2020, 34 (10): 86-93; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.015

摘要 ( 659 ) PDF (5623 KB)( 418 ) HTML ( 14 )

针对结构复杂塑件-涡旋压缩机气阀自动化注射成型生产的需要，设计了一种1模2腔三板式点浇口注射模。模具中，针对塑件4处局部特征的构造特点，相应地，优化设计了4种脱模机构来实施自动脱模，分别为4次脱模复合机构、2次脱模复合机构、斜导柱滑块机构、定模弯销抽芯机构。4次脱模复合机构中，首先利用外部油缸机构完成中央内孔的第1次抽芯脱模，而后再利用延时滑块机构完成口部和端面的第2次、第3次抽芯脱模，最后，通过油缸齿条机构完成内螺纹的第4次旋转抽芯脱模。2次脱模复合机构中，先利用斜导柱滑块机构完成中央内孔的第1次抽芯脱模，再利用油缸齿条机构完成内螺纹的第2次旋转抽芯脱模。斜导柱滑块机构、定模弯销抽芯机构采用通用型机构。 通过对4次脱模复合机构、2次脱模复合机构的油缸齿条驱动机构的优化设计，优化了模具整体结构尺寸，有效降低了注塑机的使用成本。

综述

全电动注塑机研究进展及在汽配电子行业中的应用

叶巴丁, 陆晨风, 储能奎, 沈海波, 李斌斌, 谢鹏程

2020, 34 (10): 94-99; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.016

摘要 ( 800 ) PDF (883 KB)( 1017 ) HTML ( 37 )

介绍了全电动注塑机的特色，综述了国内外全电动注塑机在精密注塑、智能注塑、高效注塑和绿色注塑方面的研究进展，并对全电动注塑机在汽配电子行业中的应用作了简单介绍。对双电机同步控制技术的逐渐成熟为全电动注塑机实现大型化提供了助力，全电动注塑机高效、精密、智能、节能、环保的优势在汽配电子行业显示了很好的应用前景。

聚乳酸开孔材料研究进展

魏诗艺, 唐韵韬, 柴晨泽, 张玉霞, 周洪福

2020, 34 (10): 100-109; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.017

摘要 ( 961 ) PDF (3242 KB)( 593 ) HTML ( 16 )

综述了改性聚乳酸（PLA）开孔材料的研究进展，包括可生物降解PLA共混体系、PLA填充体系和PLA共聚体系等；阐释了不同PLA体系开孔材料的制备工艺、开孔性能（泡孔形态、尺寸及其分布、开孔率等）与力学性能等；介绍了PLA开孔材料的特性及应用。

聚合物/碳系填料发泡复合材料电磁屏蔽性能的研究进展

王星然, 王明昊, 顿东星, 李善哲, 张雪冬, 周洪福

2020, 34 (10): 110-118; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.10.018

摘要 ( 646 ) PDF (2246 KB)( 553 ) HTML ( 14 )

综述了聚合物/碳系填料发泡复合材料在电磁屏蔽领域应用的研究进展，重点讨论了各种碳系填料（石墨烯、碳纳米管、碳纤维）以及多组分碳系填料对发泡复合材料电磁屏蔽性能的影响及相关电磁屏蔽原理。结果表明，碳系填料的功能化、泡孔结构的调控、材料多层次结构的设计、制备工艺的优化等是改善聚合物/碳系填料发泡复合材料电磁屏蔽性能的有效途径。