本期目录

2012年 26卷 12期 刊出日期：2012-12-26 上一期 下一期

综述

聚合物/碳纳米管复合材料阻燃性能性能研究进展

安传涛, 辛菲, 许国志

2012, 26 (12): 1-7; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.001

摘要 ( 377 ) PDF (0 KB)( 92 )

综述了国内外有关共价键改性和非共价键改性碳纳米管提高聚合物材料阻燃性能，讨论了改性碳纳米管对热释放速率、质量损失速率、引燃时间、极限氧指数及UL94阻燃性能等的影响的研究进展。指出碳纳米管作为阻燃剂或协效阻燃剂尚需深人研究的问题及将来努力的方向。





全生物降解淀粉塑料的研究进展

夏鹏, 徐亚雷, 侯连龙

2012, 26 (12): 8-13; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.002

摘要 ( 296 ) PDF (0 KB)( 103 )

介绍了全生物降解淀粉塑料的研究目的及意义，综述了热塑性淀粉塑料、淀粉/可降解聚合物共混物和淀粉/天然高分子共混物3种全生物降解淀粉塑料的研究进展，包括热塑性淀粉塑料的生产原理和优势、增塑剂的选择与配比对热塑性淀粉塑料的影响、淀粉与聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚己内酯、聚乳酸、纤维素、木质素、蛋白质等共混后的性能。最后分析了全生物降解淀粉塑料研究中存在的问题，并对全生物降解淀粉塑料进行了展望。

增韧改性聚氯乙烯的研究进展

张静 姚昊萍

2012, 26 (12): 14-18; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.003

摘要 ( 264 ) PDF (0 KB)( 81 )

综述了近年来国内外对聚氯乙烯(PVC)增韧改性的方法,重点介绍了弹性体共混、纳米粒子填充、纤维增强、弹性体/纳米粒子复合材料增韧改性以及绿色填料在PVC增韧改性中的研究进展,指出了改性PVC复合材料具有广阔的应用前景。但开发价格低廉的纳米材料，简化生产工艺，降低产品成本，纳米复合材料增韧PVC的机理、多相协同增韧PVC的机理、不同填料的混杂效应及其协同机理、不同品种木粉改性PVC等尚需进一步研究。

材料与性能

黏土对聚己二酰间苯二甲胺/碳纳米管复合材料导电性能的影响

葛秋石 郭朝霞 于建

2012, 26 (12): 19-24; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.004

摘要 ( 279 ) PDF (0 KB)( 95 )

采用熔融复合法制备并研究了聚己二酰间苯二甲胺/多壁碳纳米管（MXD6/MWCNT）复合材料的导电性能。结果表明，MXD6和MWCNT之间的相容性较差，体系中大部分MWCNT倾向于处于团聚状态，使MWCNT构建导电网络的效率大大降低；而添加有机蒙脱土（OMMT）可显著提高复合材料的导电性能，如在MWCNT含量为2份（质量份，下同）的体系中，添加OMMT可使体系的体积电阻率急剧降低7个数量级；OMMT的作用机制在于其在材料混炼过程中，使MWCNT不断分散并承载于更新的OMMT粒子表面上，形成空间上具有高次结构的结构形态，因而极大地改善了导电网络的构筑效率。

Elvaloy对PVC性能影响研究

李熙然 丁雪佳 何金迎 王林生 苏磊静 雷晓慧

2012, 26 (12): 25-28; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.005

摘要 ( 254 ) PDF (0 KB)( 52 )

采用双辊混炼机将乙烯-醋酸乙烯酯-一氧化碳三元共聚物(Elvaloy)与经改性的聚氯乙烯（PVC）熔融共混，制备PVC/Elvaloy共混物，考察了不同含量Elvaloy对PVC的透明性、低温性能、微观形态结构、力学性能及塑化温度等的影响。结果表明，共混物的透光率在76 %以上，雾度低于21 %，具有良好的透明性；Elvaloy可使PVC的低温冲击强度提高2倍，断裂伸长率提高，脆性温度降低10 ℃，塑化温度降低20 ℃以上；当Elvaloy添加量为2份时，PVC/Elvaloy共混物显示出1个玻璃化转变温度，相容性良好，且随着Elvaloy含量的增加，玻璃化转变温度呈下降趋势。

成核剂对PHBV结晶影响的研究

翁云宣, 吴丽珍

2012, 26 (12): 29-34; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.006

摘要 ( 124 )

通过熔融共混的方法,分别将成核剂A、成核剂B、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)与聚-3-羟基丁酸/戊酸酯(PHBV)进行共混,研究了它们对PHBV结晶性能的影响。利用差示扫描量热仪研究了复合材料的等温结晶和非等温结晶动力学,利用热台偏光显微镜观察了晶体成核和生长过程。结果表明,这些成核剂均可以改善PHBV结晶不完善的情况,使PHBV的熔融峰从2个变为1个;成核剂A和B可改善PHBV的成核效果,提高PHBV的结晶速率,且球晶尺寸明显细化;加入SiO₂后,形成了同心圆球晶,结晶速率获得改善。

氢氧化镧对聚丙烯膨胀阻燃体系性能影响

许兢 郑敏敏 郑成 刘欣萍 陈庆华

2012, 26 (12): 35-39; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.007

摘要 ( 275 ) PDF (0 KB)( 103 )

采用燃烧性能测试、热重分析、扫描电镜和力学性能测试等手段，分别研究了氢氧化镧对聚丙烯/磷酸密胺盐/季戊四醇(PP/MP/PER)复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明，添加氢氧化镧的PP/MP/PER复合材料的垂直燃烧指数均达到V0级别，当氢氧化镧添加量为0.5 %（质量分数，下同）时，复合材料的极限氧指数可达33.0 %，说明氢氧化镧能在一定程度上提高了PP的阻燃性能，是一种有效的阻燃协效剂。这可能是因为膨胀阻燃PP体系在燃烧过程中，氢氧化镧可与膨胀型阻燃剂反应形成网状结构、提高体系黏度，促进体系形成致密的炭层，提高体系的残炭量。研究还表明，在膨胀阻燃PP体系引入适量的氢氧化镧可在一定程度上提高体系的力学性能。

PE-LLD/纳米Al₂O₃复合材料非等温结晶动力学研究

何小芳 张 崇 王李波 戴亚辉 曹新鑫

2012, 26 (12): 40-44; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.008

摘要 ( 1282 )

采用差示扫描量热法研究了线形低密度聚乙烯（PE-LLD）/纳米氧化铝（Al2O3）复合材料的非等温结晶行为，分别利用Avrami方程和莫志深方程对结晶动力学进行了分析，运用Kissinger方程计算了结晶过程中的活化能。结果表明，添加5 %（质量分数，下同）和10 %的纳米Al2O3，在PE-LLD的非等温结晶过程中起到的异相成核作用较为微弱，PE-LLD/纳米Al2O3复合材料的结晶起始温度、峰值温度和结晶速率均较PE-LLD略有提高，但结晶活化能有所降低。

丙烯酸树脂增容膨胀型阻燃聚丙烯的阻燃作用

马志领 丁春月 李晓英 宋洪赞 魏海英

2012, 26 (12): 45-50; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.009

摘要 ( 295 ) PDF (0 KB)( 99 )

采用力学性能测试、旋转流变仪、扫描电子显微镜、水平燃烧等手段研究了丙烯酸树脂（AR）增容聚丙烯/季戊四醇磷酸酯三聚氰胺甲醛树脂盐（PP/PPEMR）复合材料的力学性能、流变行为和阻燃性能。结果表明，AR用量为2.5～3.75份（质量份，下同）时，复合材料的熔体黏度最大，燃烧时可形成封闭性较好的泡沫膨胀炭层，阻燃性能最好。热分析曲线表现为热失重延迟，放热量减少，且放热温度范围变宽。这说明AR的羧基和PPMER的—NH2反应，减缓了材料的分解，复合材料的热稳定性提高；同时，复合材料的熔体黏弹性增大，有利于膨胀过程中隔热效果较好的封闭性泡沫膨胀炭层的形成。

微波辐照对聚丙烯/纳米TiO2复合材料性能的影响

杨春萍 伍玉娇 刘昌贵 龙绍檑

2012, 26 (12): 51-56; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.010

摘要 ( 118 ) PDF (0 KB)( 37 )

采用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）/纳米TiO2复合材料，通过力学性能测试、红外光谱、偏光显微镜、扫面电子显微镜和透射电子显微镜等分析手段研究了微波辐照对PP/纳米TiO2复合材料性能的影响。结果表明，母粒经过微波辐照之后，PP/纳米TiO2复合材料的拉伸强度和屈服强度基本保持不变，断裂伸长率大幅度提高；结晶度提高近20 %，晶粒尺寸变大，但结晶速率并没有改变；红外分析表明，在PP/纳米TiO2复合材料中引入了极性基团，改善了两相的相容性，使复合材料的力学性能提高。

聚苯乙烯/纳米TiO2/SEBS三元复合材料的制备及性能研究

李宝军 安曼 陈兴刚 侯桂香 于守武 桑晓明

2012, 26 (12): 57-61; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.011

摘要 ( 243 ) PDF (0 KB)( 125 )

采用熔融共混法制备了聚苯乙烯/纳米二氧化钛/氢化苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物（PS/纳米TiO2/SEBS）三元复合材料。研究了SEBS和纳米TiO2用量对复合材料力学性能、扭矩以及热性能的影响。利用扫描电子显微镜对复合材料冲击断面的微观形貌进行了研究。结果表明，PS/纳米TiO2/SEBS复合材料的冲击强度随SEBS含量的增加逐渐增大，拉伸强度随SEBS含量的增加逐渐减小。当PS与纳米TiO2的质量比为97/3、SEBS的用量为8份(质量份，下同)时，复合材料的综合力学性能最佳，其冲击强度为5.626 kJ/m2，拉伸强度为25.623 MPa；加入纳米TiO2和SEBS都使复合材料的热性能得到了提高；复合材料的最大扭矩与PS相比下降了17 N·m，平衡扭矩均为7 N·m；SEBS以颗粒状镶嵌到基质中，断口形貌为典型的韧性断裂。

玻璃纤维增强聚丙烯非等温结晶动力学研究

沈蕾 杨海存 龚方红

2012, 26 (12): 62-65; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.012

摘要 ( 228 ) PDF (0 KB)( 96 )

利用差示扫描量热仪结合Avrami方程研究了玻璃纤维（GF）增强聚丙烯（PP）复合体系的非等温结晶动力学，探讨了GF含量及长度对PP结晶行为的影响。通过偏光显微镜观察了复合材料的结晶形态。结果表明，引入GF改变了PP的结晶温度，对其结晶有成核作用，并随着GF含量的增加，PP的半结晶时间（t1/2）呈下降趋势，结晶速率逐渐上升；同时随着GF长度的增加，PP的结晶速率是先增大后减小。PP和PP/GF复合材料的Avrami指数均在2.99～3.40，说明PP的结晶成核机理和生长方式没有改变。

加工与应用

聚丙烯气体辅助注射成型冷却过程中温度分布的研究

蔡广楠 王春燕 杨鸣波 付晓蓉

2012, 26 (12): 66-71; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.013

摘要 ( 258 ) PDF (0 KB)( 92 )

通过对聚合物气体辅助注射成型冷却过程进行合理的假设与简化，对聚丙烯（PP）气体辅助注射成型冷却过程进行了实验与数值模拟研究。结果表明，注射氮气后，PP的冷却速度显著加快，并在气-熔界面处出现小范围的结晶平台。采用MATLAB软件对氮气辅助注射成型PP冷却过程中的温度分布进行了数值模拟，将计算所得模拟值与温度采集的实验值进行比较，发现在熔体降温阶段温度分布的模拟值与实验值吻合程度很高；在固相冷却阶段由于聚合物本身复杂特性以及气体的渗透效应，PP的模拟值略高于实验值，而氮气的模拟值低于实验值。

超临界CO₂对聚乳酸挤出发泡的影响

马玉武 信春玲 何亚东 李庆春

2012, 26 (12): 72-75; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.014

摘要 ( 223 ) PDF (0 KB)( 83 )

采用一种半结晶聚乳酸（PLA），利用双螺杆串联熔体泵系统，以超临界CO2为发泡剂，进行挤出发泡实验。研究了CO2含量对PLA泡沫密度、泡孔密度和泡孔直径的影响。结果表明，发泡剂CO2含量在7 %～10 %（质量分数，下同）之间时，得到表观密度最低为40 kg/m3、泡孔直径为285 μm、泡孔密度为1.5×106 个/cm3的低密度PLA泡沫。随着CO2含量的增加，PLA泡沫的初始结晶峰减小，结晶度升高，说明超临界CO2对PLA的结晶具有促进作用。

定向拉伸对PTFE/BaSO₄复合材料性能和结构的影响

高攀 寇开昌 张冬娜 史海林 卓龙海

2012, 26 (12): 76-80; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.015

摘要 ( 309 ) PDF (0 KB)( 93 )

采用冷压和自由烧结工艺制备硫酸钡（BaSO4）填充聚四氟乙烯（PTFE）密封材料，并对其进行了拉伸处理。研究了不同拉伸倍率对PTFE/BaSO4复合材料的密度、压缩回复率的影响，并通过高温差示热分析仪和X射线衍射仪分析了拉伸处理对PTFE/BaSO4复合材料熔融结晶行为以及PTFE晶态结构的影响。结果表明，随着拉伸倍率的增加，PTFE/BaSO4复合材料的压缩率大幅提高，回复率降低，总体弹性回复率提高。拉伸处理对PTFE/BaSO4复合材料熔融结晶行为的影响不大，并且PTFE的晶型不变，随着拉伸倍率的增加，结晶度呈现先减小后增大的趋势。

汽车后灯壳翘曲分析与模具反变形技术研究

涂恒强 辛勇

2012, 26 (12): 81-86; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.016

摘要 ( 275 ) PDF (0 KB)( 86 )

基于CAE模流分析技术，对汽车后灯壳进行了注射成型模流分析的数值仿真计算，并对后灯壳进行了现场跟踪测量。结果表明，得出的后灯壳翘曲残余变形仿真计算结果与测量值基本吻合，误差在50 %以内。结合所制定的反变形方案，在这个仿真模型的基础上，对后灯壳注射成型时的反变形量进行了数值仿真优化，与无反变形量的注射成型相比，最优方案可使翘曲变形量减少90 %以上。反变形技术可为注射成型时翘曲变形的控制、模具及工艺设计的选择和预留变形量的确定等提供可靠依据。

高相对分子质量成核剂改性聚丙烯的非等温结晶动力学和力学性能研究

王向东 刘本刚 刘海明 汪文昭 王青松 刘伟 杜中杰

2012, 26 (12): 87-92; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.017

摘要 ( 262 ) PDF (0 KB)( 85 )

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了高相对分子质量成核剂（PNA）改性聚丙烯( PP)在不同的降温速率下的非等温结晶动力学，并使用电子万能试验机测定了PP和PNA改性PP的力学系能。用修正Avrami 方程的Jeziorny 法来处理PNA改性PP 的非等温结晶行为。结果表明，在各个降温速率下，PNA的加入都能够明显降低PP相对结晶度达到50%的时间（t1/2），加入0.3份PNA的PP与纯PP相比，其t1/2仅为纯PP的64.9 %，加入PNA后，结晶动力学常数( Zc ) 增加,结晶速率增加; PP的n值随着降温速率的增加而降低，而加入PNA后，n值随着降温速率的增加而升高,加入PNA后，PP的拉伸强度和冲击强度能够同时提高。

助剂

聚磷酸铵阻燃剂表面改性研究进展

屈红强 武君琪 刘磊 徐建中

2012, 26 (12): 93-97; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.018

摘要 ( 236 ) PDF (0 KB)( 108 )

总结了近年来针对无机阻燃剂聚磷酸铵（APP）表面改性研究的进展。综述了通过对APP进行表面处理以及微胶囊化等手段，进而提高改性APP疏水性以及抗水解能力，降低APP水溶性等工作的研究进展。重点论述了通过偶联剂处理、微胶囊化及溶胶凝胶处理等手段对APP耐水性能的改善。结果表明，通过对APP进行表面改性处理能明显提高APP的耐水性能，改善APP与聚合物基体之间的相容性及其阻燃性能，降低阻燃剂的添加对基体力学性能及加工性能等造成的不利影响，可以进一步拓展APP的应用领域。

锡类聚丙烯成核剂的制备及表征

吴冉 张鑫 佟玉超 李海艳 吕志平

2012, 26 (12): 98-102; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.019

摘要 ( 354 ) PDF (0 KB)( 82 )

采用结晶四氯化锡（SnCl4·5H2O）分别与苯甲酸和对叔丁基苯甲酸按一定的计量比合成了锡类聚丙烯(PP)成核剂SnB4和SnD4。通过X射线衍射分析和偏光显微镜对其改性PP的微观结构进行了表征，用差示扫描量热仪研究了其结晶行为，并测试了其维卡软化点和力学性能。结果表明，SnB4和SnD4均为α晶型成核剂，均能提高PP的结晶度和结晶温度，使PP的结晶度分别提高了4.7 %和9.5 %，结晶温度分别提高了6 ℃和15.9 ℃，结晶速率也有所提高，力学性能得到不同程度的改善。

机械与模具

开槽机筒单螺杆挤出机的研究进展

金晓明 薛平 贾明印 潘龙 蔡建臣 苗立荣

2012, 26 (12): 103-110; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.020

摘要 ( 305 ) PDF (0 KB)( 85 )

分析了轴向直槽机筒单螺杆挤出机和螺旋开槽机筒单螺杆挤出机在基本结构、物料输送机理及工业应用领域等方面的不同。随着开槽机筒单螺杆挤出机产量的提高，常规的熔融方式无法实现高产量下物料的高效彻底熔融，因而开槽机筒单螺杆挤出机存在产量与熔融能力无法匹配的问题，通过分析现有解决途径，指明了其未来的发展趋势。

面像识别机外壳热流道注塑模具设计

周慧兰 周新建 黄键

2012, 26 (12): 111-116; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2012.12.021

摘要 ( 244 ) PDF (0 KB)( 90 )

分析了面像识别机外壳的成型工艺，介绍了一种成型该制品的热流道注塑模具的设计方法。首先利用Moldflow软件对制品进行了模流分析，确定了浇口的数量和位置，进而设计了最佳的浇注系统；并通过冷热流道的模流分析对比确定了热流道的结构，设计了热流道系统的结构和尺寸。此外，在模流分析的基础上，根据制品的精度要求及模具结构要求，设计了动模倒装结构和定距分型机构，实现了制品的反向推出；最后生成了整个模具的总装配图。