本期目录

2014年 28卷 09期 刊出日期：2014-09-26 上一期 下一期

综述

聚合物/笼型倍半硅氧烷复合材料应用研究进展

许明路 何小芳 曹健 王优 彭苗 曹新鑫

2014, 28 (09): 1-5; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.001

摘要 ( 191 ) PDF (0 KB)( 39 )

综述了聚合物/笼型倍半硅氧烷（POSS）复合材料在阻燃材料、低介电材料和发光材料等方面的应用研究进展，展望了聚合物/POSS复合材料的发展前景并指出了其需研究解决的问题。

聚苯乙烯/石墨烯纳米复合材料研究进展

周强 蔺海兰 何飞雄 王刚 卞军

2014, 28 (09): 6-11; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.002

摘要 ( 131 ) PDF (0 KB)( 23 )

综述了聚苯乙烯/石墨烯纳米复合材料制备方法的研究进展，包括溶液插层法、微球覆盖还原法、原位乳液聚合法、Pickering乳液聚合法、点击化学法、原子转移自由基法，以及聚苯乙烯/石墨烯纳米复合材料在电性能、热性能、流变性能和力学性能等方面的研究进展，并对其应用前景进行了展望。

材料与性能

聚氯乙烯/炭黑/镀铜纳米石墨微片导电复合材料的研究

杨莎 邱华 程博 张梦玉 薛融 齐暑华

2014, 28 (09): 12-18; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.003

摘要 ( 172 ) PDF (0 KB)( 32 )

利用超声作用制备粒径为10μm，平均厚度约为100nm的纳米石墨微片（nano-Gs），然后采用无钯无SnCl2化学镀铜新工艺对nano-Gs表面进行化学镀铜。通过熔融共混法制备聚氯乙烯（PVC）/镀铜nano-Gs和PVC/导电炭黑（CB）/镀铜nano-Gs复合材料。结果表明，当镀铜nano-Gs含量达到逾渗阈值12%（质量分数，下同）时，PVC/镀铜nano-Gs复合材料的体积电阻率达到了最低值104Ω·cm，但其拉伸强度及缺口冲击强度较纯PVC均有所下降；当镀铜nano-Gs含量达到10%，CB含量达到2%时，PVC/CB/镀铜nano-Gs的体积电阻率达到了最低值103Ω·cm，比PVC/镀铜nano-Gs降低了一个数量级，且其拉伸强度及缺口冲击强度较纯PVC均有所提高。

化学交联对PPDI基聚碳酸酯型聚氨酯结构和性能的影响

张晨 姜秀娟 张立群

2014, 28 (09): 19-24; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.004

摘要 ( 224 ) PDF (0 KB)( 28 )

用熔融预聚物法合成了以对苯二异氰酸酯（PPDI）、1,4-丁二醇（BDO）以及三羟甲基丙烷（TMP）为硬段，聚碳酸酯二醇（PCD）为软段的PPDI基聚碳酸酯型聚氨酯弹性体（PCU），研究了交联剂TMP用量对其结构与性能的影响。结果表明，随着TMP含量的增加，拉伸强度和断裂伸长率显著提高，并伴随压缩永久变形的明显下降；随着交联密度增加，羰基的有序氢键化程度由23 %下降至5 %，软段相的玻璃化温度由-33 ℃升高到-17 ℃，表明PCU中软硬段相之间的微相分离程度减小；当TMP含量小于40 %时，PPDI基PCU具有良好的耐热性和动态性能。

离子型与非离子型分散剂对碳纤维在油性材料中分散性能的影响

崔莹 郑帼 吴波 孙玉 吴炳洋

2014, 28 (09): 25-29; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.005

摘要 ( 163 ) PDF (0 KB)( 25 )

选用较难分散的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维(CF)，以离子型脂肪醇醚磷盐(MLBH)与非离子型硅烷偶联剂(SCAT)作为分散剂，从分散机理出发，探究不同类型分散剂对CF在油性材料中分散性能的影响。利用扫描电子显微镜与红外光谱仪对浸丝前后CF表面形貌与化学组成进行表征，并以分散状态、沉降时间和浊度值等作为评价方法判断CF在油性材料中的分散效果。结果表明，离子型MLBH与非离子型SCAT均能明显改善CF在油性材料中的分散性，且MLBH分散效果要优于SCAT；MLBH与SCAT最佳浸丝浓度分别是0.3%和2.0%。

纳米SiO₂对以HFC-365mfc为发泡剂的硬质聚氨酯泡沫的性能影响研究

杨春光, 徐鹤, 杜长明

2014, 28 (09): 30-35; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.006

摘要 ( 124 ) PDF (0 KB)( 41 )

纳米SiO₂改性聚三唑树脂的热物理性能

薛书凯 张秋禹

2014, 28 (09): 36-40; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.007

摘要 ( 166 ) PDF (0 KB)( 40 )

采用正交设计试验方法研究了隔热填料的种类与含量、偶联剂的种类与含量以及均匀分散性对聚三唑树脂热物理性能的影响，并通过极差分析和方差分析对试验结果进行了讨论。结果表明，采用高剪切乳化和超声波复合分散工艺可以实现纳米二氧化硅（SiO2）的均匀分散，而且纳米SiO2、空心玻璃微珠、偶联剂用量及分散时间对聚三唑树脂的热导率都有一定的影响，分散时间是最主要的影响因素；当纳米SiO2含量为3%、空心玻璃微珠含量为8%、偶联剂含量为1.0%及分散时间为45min时，聚三唑树脂的热导率最佳。

原位增强聚丙烯/液晶复合材料结构与性能研究

李敬媛 李又兵 盛旭敏 杨朝龙 夏天

2014, 28 (09): 41-45; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.008

摘要 ( 195 ) PDF (0 KB)( 43 )

利用自制的复合拉伸挤出成型口模对材料进行拉伸挤出，并探讨添加不同含量的液晶材料对聚丙烯（PP）结构与性能的影响。结果表明，少量的液晶聚合物在PP基体中形成了纤维结构，当液晶的添加量为10份时，复合材料的力学性能最大可提高25.2%，热变形温度提高21.1℃；适量的液晶的加入有利于改善PP材料的流动性能，有利于PP基体结晶度的改善。

亚微米级β-SiC晶须改性三元BMI树脂体系的研究

曲春艳, 赵立伟, 王德志, 李洪峰

2014, 28 (09): 46-51; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.009

摘要 ( 143 ) PDF (0 KB)( 31 )

将亚微米级碳化硅（β-SiC）晶须使用硅烷偶联剂进行表面处理，用处理的β-SiC晶须改性实验室制备的一种韧性三元双马来酰亚胺树脂体系（BDM/BPA-BMI/DABPA）。研究了β-SiC晶须用量对BDM/BMPP/DABPA三元体系性能的影响。结果表明，适量β-SiC晶须的加入可以有效提高固化树脂的拉伸模量和弯曲模量，并降低断裂伸长率；使用β-SiC晶须改性的树脂体系仍可保持较高的抗冲击性能和断裂韧性；固化树脂的最大分解速率对应的温度随着SiC晶须含量的增加而升高，最大分解速率随着SiC晶须含量的增加而减小，加入β-SiC晶须体系的玻璃化转变温度最大可以达到308℃，体系的耐热性能得到提高。

聚酰胺11/含磷氮膨胀型阻燃剂共混材料的动态流变行为和动态力学性能研究

赵娟娟 陈斌 王标兵

2014, 28 (09): 52-56; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.010

摘要 ( 136 ) PDF (0 KB)( 25 )

在密炼机上通过熔融共混法制备了聚酰胺11（PA11）/含磷氮膨胀型阻燃剂共混材料，分别采用旋转流变仪和动态力学分析仪研究了共混材料的动态流变行为和动态力学性能。结果表明，PA11及其阻燃共混材料熔体均为假塑性流体，呈现剪切变稀现象。阻燃剂的加入降低了PA11共混材料的储能模量、损耗模量和复数黏度，但与PA11没有发生相分离。动态力学性能分析表明，随阻燃剂含量的增加提高了玻璃态阻燃共混材料的储能模量。

酚醛树脂/混酸处理碳纳米管复合材料的制备与性能

王登武, 王芳

2014, 28 (09): 57-60; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.011

摘要 ( 111 ) PDF (0 KB)( 19 )

本文对碳纳米管进行了酸氧化处理，并对酸氧化处理前后碳纳米管进行了红外和扫描电镜分析，发现酸氧化处理后的碳纳米管变疏松了，杂质也被有效地去除，并且在碳纳米管上引入了羧酸基、羟基等基团。采用溶液聚合法合成了酸氧化碳纳米管改性的酚醛树脂，采用FT-IR对树脂结构进行了表征，复合材料的冲击强度、剪切强度都呈现先增加后降低的趋势，当酸氧化碳纳米管含量为1.5 wt.%时，复合材料的冲击强度、剪切强度最大，分别为271KJ•m-2、72MPa，比改性前分别提高了41KJ•m-2、17MPa。

硅烷偶联剂改性纳米TiO₂对PVC紫外屏蔽性能的影响

王冲 南辉 王刚

2014, 28 (09): 61-65; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.012

摘要 ( 121 ) PDF (0 KB)( 36 )

通过原位聚合法在金红石型纳米二氧化硅TiO2表面接枝硅烷偶联剂，研究纳米粒子粒径、偶联剂种类及偶联剂用量对改性效果的影响。结果表明，纳米TiO2粒径越小，与偶联剂作用的面积越多，吸附能力越强，TiO2的亲油改性效果就越好；选用KH-570作为偶联剂时，纳米TiO2的亲油改性效果最佳，且最佳用量为10ml；扫描电子显微镜照片和红外光谱显示纳米粒子与偶联剂通过化学作用结合，改性后的纳米TiO2粒子团聚减少，分散性提高；用改性后的纳米TiO2粒子制备得聚氯乙烯（PVC）/TiO2膜的力学性能和抗紫外性能得到有效提高。

加工与应用

超声波声速与聚合物熔体密度的单值性

许红, 唐胜德, 张亚军, 刘颖, 吴大鸣, 孙成君

2014, 28 (09): 66-70; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.013

摘要 ( 136 ) PDF (0 KB)( 39 )

利用一定质量的聚合物熔体在密封容器内其PVT状态变量符合理想气体PVT状态方程的特点，通过自行设计加工的基于PVT原理的实验装置，得到了基于物理定义的聚合物熔体密度和熔体体积弹性模量的数学表达式，验证了聚合物熔体密度和熔体体积弹性模量在理论上存在的一致性变化的特性；在此基础上由聚合物熔体密度、熔体体积弹性模量和超声波传播声速三者之间相互关系，可以推导出超声波声速与聚合物熔体密度存在单值性的数学表达式，并通过实验验证了聚合物熔体密度与超声波声速存在一一对应性。为超声波技术应用于聚合物熔体密度的在线测量提供理论基础和实验数据。

纳米TiO₂/PAN复合抗紫外老化剂的合成与表征

马立群 孙兆洋 陈国力 闫小强 王雅珍

2014, 28 (09): 71-75; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.014

摘要 ( 163 ) PDF (0 KB)( 32 )

采用乙烯基三叔丁基过氧硅烷偶联剂（AC-70）改性纳米二氧化钛（TiO2）粒子，在纳米TiO2粒子表面引入不饱和双键，然后通过溶液聚合在纳米粒子表面接枝聚丙烯腈（PAN），形成纳米TiO2-g-PAN复合纳米粒子，探究了其最佳合成工艺，采用红外光谱和X射线光电子能谱对其进行了表征；并对改性前后的纳米TiO2粒子进行了亲水亲油性测试，接触角测试、扫描电子显微镜分析及紫外线吸收测试。结果表明，PAN成功接枝到纳米TiO2表面；TiO2-g-PAN复合纳米粒子的最佳合成工艺为：反应温度75℃，反应时间5h，纳米粒子和单体之比为1：6，引发剂用量为1.0%；纳米TiO2经过改性后表面由亲水性变为亲油性，接触角增大，纳米粒子的团聚现象得到明显改善；纳米TiO2-g-PAN粒子具有优良的紫外线吸收性能。

基于响应面模型和遗传算法的注塑工艺多目标优化

姚文龙 胡泽豪 刘荣亮

2014, 28 (09): 76-80; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.015

摘要 ( 163 ) PDF (0 KB)( 30 )

结合Taguchi试验设计，利用注塑成型计算机辅助工程（CAE）模拟软件Moldflow对不同工艺参数下的注射成型进行模拟分析，对成型塑件体积收缩率、翘曲变形及缩痕指数3个目标进行综合评判；建立综合评分与工艺参数关系的代理模型——响应面模型，然后结合遗传算法进行全局多目标优化寻优，获得最优工艺组合，并进行模拟验证。结果表明，建立的响应面模型是可靠的，利用响应面模型进行注塑工艺多目标优化是一种有效的方法。

铝塑复合材料的分离研究

张群安 谢英男

2014, 28 (09): 81-84; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.016

摘要 ( 165 ) PDF (0 KB)( 49 )

以铝塑泡罩复合材料为研究对象，分离回收其中的铝和塑料，通过对多种有机溶剂做单因素实验得出最佳分离剂，并考察了分离剂的温度、分离剂中3组分的体积比、搅拌强度对铝塑分离效果的影响，结果表明，最佳分离剂为甲苯-无水乙醇-水混合液；当分离剂中3种溶液的体积比为3:2:5、温度为60℃、搅拌速度为450 r/min时，铝塑分离时间最短且损失率适中。

助剂

干法改性氢氧化铝对聚氯乙烯性能的影响

张乐 丁雪佳 胡文涛 王国胜 魏永飞

2014, 28 (09): 85-88; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.017

摘要 ( 161 ) PDF (0 KB)( 32 )

采用硬脂酸、γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）和铝酸酯3种表面改性剂对氢氧化铝（ATH）进行干法表面改性，通过活化指数、极限氧指数、拉伸性能、硬度测试和扫描电子显微镜观察，研究了阻燃剂ATH对软质聚氯乙烯（PVC）的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明，硬脂酸为最佳表面改性剂，改性剂用量为ATH质量的1.5%，在软质PVC中添加20份硬脂酸改性的ATH时，复合材料的综合性能较好，较添加未改性ATH的体系，其极限氧指数可提高2.7%。

机械与模具

模外装饰设备主体机构系统设计

罗理辉 罗强 李刚 李志刚

2014, 28 (09): 89-93; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.018

摘要 ( 149 ) PDF (0 KB)( 22 )

基于膜外装饰工艺的基本原理，提出了模外装饰设备主体机构系统的设计方案。首先，利用压力容器计算软件对要求设计的模具腔体进行壁厚分析与计算，依据材料要求最终确定合适的壁厚，再拟定各部分尺寸，建立三维模型；然后，设计导向缓冲装置给系统减速和减震；最后，根据系统要求，设计密封系统、液压系统以及气压系统，主要包括密封圈的选择、所采用密封类型、气缸选型、气压系统的设计，液压缸、液压泵选型以及液压系统的设计等。结果表明，所设计的机构各部件配合良好，并具有一定精度和良好的稳定性。

新型机械臂设计及运动学研究

薛子云 张宾 张东波

2014, 28 (09): 94-96; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.019

摘要 ( 194 ) PDF (0 KB)( 34 )

提出了一种新型3自由度混联机械臂。运用Pro/E和Adams软件对其进行了运动学仿真分析，结果表明,该机构具有较大的工作空间及平稳的运动性能，且结构简单，在注塑机自动化生产中具有良好的应用前景。

薄壁螺纹弧形抽芯塑件的模具结构设计

王成

2014, 28 (09): 97-102; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2014.09.020

摘要 ( 320 ) PDF (0 KB)( 51 )

以聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚丙烯/30%玻璃纤维（PBT/PP/30%GF)塑料压头为例，分析了产品在模具设计上的难点，对产品材料、浇注系统、槽轮导向弧形抽芯结构、螺纹旋转脱模结构、丝筒针复合二次顶出结构等进行了设计，介绍了模具的整体结构和工作过程。结果表明，该模具无需外加抽芯动力装置，利用注塑机的开模力实现塑件弧形抽芯，解决了现有技术中弧形抽芯和螺纹脱模耗时、易拉伤塑件的问题，保证了弧形抽芯及薄壁内螺纹塑件的品质。