本期目录

2021年 35卷 1期 刊出日期：2021-01-26 上一期 下一期

材料与性能

ZIF⁃67/聚磷腈复合微球的可控制备及表征

宋昆朋, 王银杰, 方祝青, 刘吉平, 阮方

2021, 35 (1): 1-7; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.001

摘要 ( 852 ) PDF (2419 KB)( 564 ) HTML ( 23 )

以聚（环三磷腈-co-4，4’-二羟基二苯砜）微球（PZS）作为ZIF-67晶体的生长基板，通过原位自组装法设计制备了一种新型核壳结构的ZIF-67/聚磷腈复合微球ZIF-67@PZS。通过调节原料配比确定了ZIF-67@PZS较佳的结构形貌。结果表明，在六水合硝酸钴∶2-甲基咪唑∶三乙胺的摩尔比为1∶4∶4，PZS与六水合硝酸钴的质量比为5∶1的条件下，制备的聚磷腈复合微球ZIF-67@PZS的品质较高；相较于ZIF-67和PZS，ZIF-67@PZS的初始分解温度分别提高了119 ℃和20 ℃，800 ℃的质量保留率分别提高了25.4 %和4.7 %，表现出更加优异的热稳定性能；通过观察梯度时间下的扫描电子显微镜照片，进一步推测了ZIF-67@PZS的可能形成机理。

口罩聚丙烯熔喷纤维与聚丙烯熔喷原料的塑化及结晶行为对比研究

詹瑾, 马晶晶, 高达利, 李好义, 杨卫民

2021, 35 (1): 8-12; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.002

摘要 ( 854 ) PDF (3264 KB)( 657 ) HTML ( 13 )

为阐明口罩过滤层聚丙烯（PP）熔喷纤维与熔喷PP塑料的塑化和结晶行为间的差异性，采用差示扫描量热仪（DSC）和热台偏光显微镜系统研究了3种熔喷PP塑料与4种口罩过滤层PP熔喷纤维的塑化和结晶行为。结果表明，PP熔喷塑料试样3显示单峰，PP熔喷纤维试样5呈现3峰，而其余PP熔喷塑料和PP熔喷纤维均呈现双峰；与PP熔喷塑料相比，口罩过滤层PP熔喷纤维的晶体塑化起始温度较低，晶体完全塑化温度区间宽，且偏向低温区方向；PP熔喷塑料试样开始发生结晶的温度较高，口罩过滤层PP熔喷纤维试样开始发生结晶的温度较低，与其晶体塑化起始温度和完全塑化温度偏低一致，这是由于口罩过滤层PP熔喷纤维较大的数均相对分子质量（M_n），使其结晶温度和塑化温度均较高；PP熔喷塑料试样的结晶化温度区间较窄，口罩过滤层PP熔喷纤维试样的结晶化温度区间较宽，表现出不同的结晶形态演变过程，且异相成核过程中晶核的形成和晶体生长均比均相成核过程快。

聚乙烯树脂熔体拉伸流变性能研究

王帆, 马宗立, 杜斌, 李稳, 王多鹏, 陈商涛, 王艳芳

2021, 35 (1): 13-18; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.003

摘要 ( 685 ) PDF (1815 KB)( 716 ) HTML ( 12 )

选取了3种不同分子链结构的聚乙烯树脂，采用SER（sentmanat extensional rheometer）夹具旋转流变仪、熔体拉伸流变仪分别研究了其熔体瞬态拉伸黏度、熔体拉伸强度和拉伸黏度等流变性能。结果表明，随Hencky形变的增大，高密度聚乙烯（PE-HD）100N的熔体瞬态拉伸黏度的增长趋势逐渐放缓；低密度聚乙烯（PE-LD）2420F出现明显的拉伸硬化现象，熔体瞬态拉伸黏度急剧增大；线形低密度聚乙烯（PE-LLD）7050熔体拉伸黏度较低，迅速形成平台后开始减小； 3个样品中100N的熔体强度和拉伸黏度均高于2420F和7050，7050最低。

阻燃PA66复合材料翘曲性能研究

易新, 张永, 吴长波, 周华龙, 许鸿基, 丁超

2021, 35 (1): 19-24; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.004

摘要 ( 709 ) PDF (2653 KB)( 396 ) HTML ( 19 )

对比研究了无玻璃纤维、普通圆形玻璃纤维、扁平玻璃纤维对溴系阻燃聚酰胺66（PA66）复合材料的翘曲性能影响，分别从力学性能、结晶性能、收缩率和横向/纵向收缩率比等因素阐述复合材料翘曲性能。结果表明，相同阻燃剂含量条件下，不加玻璃纤维复合材料的结晶度最高，横向收缩率与纵向收缩率最大，但横向/纵向收缩率比最小，复合材料翘曲度最小；相同玻璃纤维含量条件下，扁平玻璃纤维复合材料翘曲度明显优于普通圆形玻璃纤维，其横向/纵向收缩率比明显小于普通圆形玻璃纤维；力学性能方面，扁平玻璃纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强要低于圆形玻璃纤维体系；不同形态玻璃纤维对阻燃增强PA66复合材料结晶性能影响小，其结晶度和结晶峰温度非常接近；相同阻燃剂含量条件下，随着扁平玻璃纤维含量增加，复合材料横向收缩率与纵向收缩率均降低，但横向/纵向收缩率比呈增大趋势，导致复合材料翘曲度随玻璃纤维含量增加而变大。

辐射法制备吸油树脂及其对典型有机化学品吸附性能研究

朱明新, 刘志英

2021, 35 (1): 25-30; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.005

摘要 ( 555 ) PDF (1813 KB)( 361 ) HTML ( 4 )

将聚合单体丙烯酸异辛酯（EHA）和化学交联剂苯二乙烯（DVB）溶于环己烷，通过γ射线引发聚合制备吸油树脂，并采用热重分析（TGA）和傅里叶红外光谱（FTIR）对树脂热稳定性和官能团进行分析。在此基础上，通过吸附实验系统研究吸油树脂对脂肪烃、芳香烃、酮类、醋酸酯类、醚类、卤代烃以及燃料油等典型有机化学品的吸附性能。结果表明，吸附对象的相对分子质量以及分子极性是决定吸油树脂吸附性能的两大重要因素；该吸油树脂对大部分有机化学品表现出良好的吸附效果，吸油倍率在10~30 g/g，其对于三氯甲烷的吸油倍率高达50.48 g/g。

共混顺序对石墨烯微片在PP/PA6/SEBS共混物中的选择性分布和迁移的影响

陈逸镕, 赖金娣, 莫艺桦, 邓井溢, 徐子威, 张婧婧

2021, 35 (1): 31-36; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.006

摘要 ( 692 ) PDF (2823 KB)( 288 ) HTML ( 6 )

研究了聚丙烯（PP）/聚酰胺6（PA6）/氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）/石墨烯微片（GNPs）纳米复合材料在不同共混顺序下的微观形貌、导电及导热性能，分析了GNPs在复合体系中的选择性分布和迁移及其对复合材料性能的影响。结果表明，在PP/PA6/SEBS/GNPs共混体系中，GNPs在界面张力的作用下趋向于分布在PA6中；当GNPs先加入PP中复合，再与PA6共混时，GNPs从PP相向界面处迁移，有利于GNPs在界面上搭建较多的导热网络，从而提高复合材料的导热性能；GNPs的含量为7 %时，其热导率最高可达0.83 W/（m·K）；SEBS的加入改善了PP和PA6之间的相容性，消除了两相间部分界面空隙。

聚氯乙烯/竹炭贴面复合材料的燃烧特性研究

章亮, 柴伟胜, 王珊珊, 李文珠, 吴强, 张文标, 戴春平

2021, 35 (1): 37-46; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.007

摘要 ( 902 ) PDF (4309 KB)( 506 ) HTML ( 7 )

以竹炭（BC）和聚氯乙烯（PVC）为原料，通过熔融混炼热压后进行贴面，制备不同贴面PVC/BC复合材料。采用锥形量热、热失重、热重红外联用分析对不同贴面PVC/BC的燃烧行为与烟气生成特性进行表征，综合评价其燃烧安全性。结果表明，PVC单贴面提高材料的热稳定性，600 ℃时残炭量达67.99 %，且HCl及燃烧初期的芳烃生成更少，但不利于控制总热释放量；增加薄木贴面后，材料的初始热解提前、热解速度增加，热释放速率峰值（423.91 kW/m²），总热释放量（76.63 MJ/m²）和总烟释放量（2 121.51 m²/m²）均最高，600 ℃时残炭量仅为41.78 %，有害气体释放量较多；贴面易使烟气释放更持久，但有利于燃烧初期抑烟，火灾初期提供更大的安全撤离机会，作为家居装饰材料应用具有一定前景。

PMMA/DEAM⁃RGO纳米复合材料的制备与性能测试

康炜, 刘喜军, 曹卫艳, 王宇威, 闫杰

2021, 35 (1): 47-53; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.008

摘要 ( 661 ) PDF (2626 KB)( 401 ) HTML ( 9 )

采用甲基丙烯酸二乙氨基乙酯（DEAM）对还原氧化石墨烯（RGO）进行表面改性，制备了DEAM-RGO/MMA分散液，再用乳液聚合法制备PMMA/DEAM-RGO纳米复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪和热重分析仪等对产物的结构与性能进行了分析和测试。结果表明，通过DEAM的助分散作用，实现了PMMA对RGO的完全包覆以及RGO分散相在PMMA基体中的均匀分散，实验证明DEAM胺基与RGO表层官能团间存在强相互作用；随着改性RGO添加量的增加，PMMA/DEAM-RGO纳米复合材料的韧性和强度同时提高，这是改性RGO在PMMA基体中起到物理交联点作用所致，同时其热稳定性能和抗静电性能也得到不同程度的提升。

平面三向织物增强橡胶复合材料撕裂性能研究

周红涛, 钱坤, 董硕

2021, 35 (1): 54-59; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.009

摘要 ( 594 ) PDF (4887 KB)( 347 ) HTML ( 5 )

研究了平面三向织物及其增强橡胶复合材料的撕裂性能，分别对预切口平行于平面三向织物中某一组纱线和平行于平面三向织物中相邻两组纱线角平分线方向2种情况下的撕裂性能进行研究，并与平纹织物增强橡胶复合材料进行了对比。结果表明，平面三向织物及其增强橡胶复合材料的撕裂过程可分为初始阶段、预切口张开阶段和撕裂口扩展阶段等3个阶段，分别与撕裂载荷?位移曲线低模量区、高模量区和震荡区相对应；预切口与纱线平行时，平面三向织物及其增强橡胶复合材料具有较高的撕裂载荷和较大撕裂起始位置；相对于平纹织物，平面三向织物及其增强橡胶复合材料沿两种预切口撕裂载荷差异较小。

加工与应用

水驱动弹丸辅助注塑管件壁厚的弹丸影响

王彦卿, 匡唐清, 赖家美, 冯强, 刘文文

2021, 35 (1): 60-66; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.010

摘要 ( 414 ) PDF (2535 KB)( 413 )

对水驱动弹丸辅助注塑（W-PAIM）中弹丸对管件壁厚的影响进行了实验与分析。通过搭建实验平台研究了弹丸的材质、头部形状、直段长度、截面尺寸这4个因素对聚丙烯（PP）的W-PAIM管件残余壁厚的影响。结果表明，在聚酰胺6（PA6）、丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物（ABS）、聚四氟乙烯（PTFE）、PP 4种弹丸材质中PA6弹丸成型的管件的残余壁厚于比其他材质弹丸成型管件更加均匀，质量更好；在半球形、抛物线形、圆弧形及锥体形的4种头部形状中抛物线形能获得较好的质量管件；直段区长度为7 mm，截面尺寸为13 mm的弹丸所制得的管件残余壁厚最均匀，质量最佳。

球形转角形状对于改善微结构塑件填充不平衡的实验研究

徐斌, 邓鈴苹, 杨宏韬, 罗涛佳, 冯学良, 胡李

2021, 35 (1): 67-72; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.011

摘要 ( 508 ) PDF (1720 KB)( 359 ) HTML ( 3 )

在流道分级部位设置直角转角、球形转角改善微注塑件充填不平衡。设计带有直径分别为200 μm与300 μm微圆柱的孔的1模8腔注塑模具，以高密度聚乙烯（PE-HD）材料进行实验。结果表明，随着注射速率和模具温度的逐渐增加，球形转角对改善填充不平衡优于直角转角；随着微圆柱孔特征尺寸的增大，直角转角与球形转角对填充不平衡的改善均会提高。

压差法测试塑料管材氧气透过量的研究

倪佳, 段凯歌, 朱辉, 胡明远, 程志, 于东明

2021, 35 (1): 73-77; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.012

摘要 ( 730 ) PDF (1371 KB)( 491 ) HTML ( 8 )

采用一种压差法测试氧气透过量的方法测试了塑料管材的透氧性能，介绍了其测试原理，并对市场上典型的纯塑料管、阻氧管以及实验室自主研发的新型合金阻氧管的透氧性能进行测试，探讨了管材结构对压差法测试结果的影响。结果表明，获得的数据规律性好、重复性高，测试周期较短（仅需2 d），有利于对塑料管材阻氧性能好坏进行快速地定性判断。

基于PCA⁃LDA的车用保险杠显微激光拉曼光谱模式分类

邱薇纶, 周燕舞, 石孟良

2021, 35 (1): 78-83; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.013

摘要 ( 552 ) PDF (2005 KB)( 298 ) HTML ( 2 )

为实现对案发现场车用保险杠物证快速、无损、准确的分类与识别，提出了一种显微激光拉曼光谱分析技术结合多元建模用于车用保险杠模式分类方法。选择自动基线校正、峰面积归一化、Savitzky-Golay平滑（3次多项式，7点平滑）作为预处理方法，借助主成分分析和线性判别分析构建分类模型。结果表明，前27个主成分下，除了奥迪品牌的2个样本被误判在了广汽品牌的样本当中，其他不同品牌的样本均实现了100.00 %的准确区分，总体分类准确率为95.24 %，分类效果较为理想；针对实际案件中的未知样本，借助该方法确定其属于别克品牌，这与实际案件中物证信息相吻合；利用显微激光拉曼光谱分析技术多元建模分析可实现对不同品牌保险杠样本准确的识别与分类，可为微量物证鉴定方面的相关研究提供一定的思路与参考。

助 剂

抗氧剂1010对3D打印用聚乳酸氧化降解性能的影响

谭玉林, 王翠翠, 李明鹏, 王戈, 程海涛

2021, 35 (1): 84-90; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.014

摘要 ( 848 ) PDF (1917 KB)( 679 ) HTML ( 6 )

为研究抗氧剂1010（KY1010）对3D打印用聚乳酸（PLA）氧化降解性能的影响，以PLA和KY1010为原料，通过挤出成型工艺制得3D打印用PLA丝材，并采用FDM工艺制备复合材料，研究KY1010添加量对PLA丝材拉伸性能、动态热机械性能、氧化诱导期以及复合材料力学性能的影响。结果表明，KY1010可有效改善PLA的抗氧化性，随KY1010添加量的增加，PLA丝材拉伸强度和储能模量先增加后减少，氧化诱导时间和氧化诱导温度逐渐增加；复合材料拉伸强度和弹性模量先增加后减少，冲击强度和缺口冲击强度逐渐提高；当KY1010添加量为0.5 %（质量分数，下同）时，PLA丝材的综合性能最好，PLA丝材的氧化诱导时间和氧化诱导温度分别提高了1 655.19 %和16.91 %，拉伸强度提高了15.35 %，储能模量最佳；复合材料的拉伸强度和弹性模量分别提高了26.04 %和33.23 %。

标准与测试

红外光谱法结合K⁃均值聚类与神经网络对饮料瓶的检验研究

付钧泽, 张嘉楠, 姜红

2021, 35 (1): 91-97; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.015

摘要 ( 531 ) PDF (2428 KB)( 529 ) HTML ( 4 )

利用傅里叶变换红外光谱法对41个不同品牌的塑料饮料瓶进行快速无损检测。谱图数据在经过预处理后可将样品分为聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯两类。每一类内部的各个样品红外特征峰存在差异。对于数量最多的一类样品，通过主成分分析将样品光谱数据降维并提取主成分，然后结合K-均值聚类对样品进一步分组。最后以聚类结果作为因变量，构建神经网络算法对数据进行训练，用来预测样品分类情况。借助随机数发生器，随机选取86.5 %的样品作为训练集，13.5 %的样品作为测试集。结果表明，训练集和测试集的正确率均达到了100 %，同时也验证了K-均值聚类结果的准确性，建立了塑料饮料瓶的快速分类模型；此分类模型方法可操作性好，结果准确可靠，为公安基层实际办案提供了参考。

机械与模具

汽车高位制动灯盖板大型注塑模具设计

张维合, 冯婧, 闫丽静, 刘方方, 邓成林

2021, 35 (1): 98-102; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.016

摘要 ( 663 ) PDF (3047 KB)( 541 ) HTML ( 6 )

针对汽车制动灯盖板的结构特点和技术要求，设计了一副热流道大型注塑模具。通过采用一种新型的交叉辅助杆斜顶抽芯结构，成功解决了大角度斜向抽芯脱模难题。通过采用热流道和圆弧潜伏式浇口，提高了塑件尺寸精度和外观质量。通过采用油缸顶出和复位的方式，保证了塑件顶出平衡和模具复位安全可靠。通过采用网格式立体冷却系统，成型周期缩短至35 s，模具的生产效率提高了约8 %。

助力筒带2种多次抽芯机构热流道注射模设计

刘红燕

2021, 35 (1): 103-109; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.017

摘要 ( 596 ) PDF (4770 KB)( 301 ) HTML ( 11 )

针对筒形塑件的模具设计困难问题，设计了一种简化型1模1腔两板注射模具来实现其自动化注塑成型。模具中，采用卧式布局来简化模腔的分型，简化了模具整体结构。使用了热流道浇注系统来保证模腔的成型质量。塑件内、外壁的脱模使用了3种4个机构来进行抽芯脱模，一种为油缸滑块单次抽芯机构，一种为油缸+斜导柱3次抽芯机构，一种为哈夫滑块双侧2次抽芯机构。塑件内壁的脱模，使用了1个简单型油缸滑块机构和1个复合式内壁3次抽芯机构，复合机构中，机构先由斜导柱驱动滑块实施内壁的抽芯，再由内壁型芯再驱动3个内收斜顶抽芯机构实现内壁倒扣台的抽芯和脱模，最后，由油缸驱动滑块及其上的成型件整体从塑件内壁管中移出，实现塑件的完全脱模。塑件外壁的脱模，使用了1组2次抽芯哈夫滑块机构来实施抽芯脱模。通过布局方式的优化选用，及机构的创新设计，简化了模具整体结构，降低了模具加工制造成本。

综述

超支化聚酯在环氧树脂改性中的研究进展

许伟坤, 王慧丽, 董亿政, 袁辉强, 范萍

2021, 35 (1): 110-123; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.018

摘要 ( 828 ) PDF (5077 KB)( 450 ) HTML ( 13 )

综述了超支化聚酯（HBPE）在环氧树脂改性中的研究进展，首先对端羟基/端羧基/端环氧/端氨基HBPE的制备方法进行了总结；随后对不同端基的HBPE在环氧树脂的增韧改性及其增韧机理的研究进展进行了介绍；然后介绍了不同端基的HBPE对环氧树脂固化性能的影响研究。最后分析了HBPE在环氧树脂改性领域中需要关注的问题，指出未来的研究方向是HBPE合成的环保化及低成本化，以及HBPE的多功能化改性。

激光诱导聚合物制备石墨烯研究进展及应用

彭辉, 赵伟, 常伟伟, 王义亮

2021, 35 (1): 124-135; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.019

摘要 ( 1514 ) PDF (9038 KB)( 1300 ) HTML ( 43 )

综述了激光诱导聚合物制备石墨烯近年来的研究进展及应用情况，重点总结了激光诱导过程中原料种类、气氛控制、激光功率、扫描速度、扫描次数等参数对所制备石墨烯的影响，及其在微型超级电容器、柔性传感、催化及环境处理领域的应用情况，最后简要讨论了该研究方向未来的发展趋势。

聚丙烯材料无卤阻燃改性研究进展

汤维, 钱立军, 邱勇, 陈雅君, 许博, 赵震

2021, 35 (1): 136-149; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.020

摘要 ( 898 ) PDF (3099 KB)( 1599 ) HTML ( 39 )

综述了近年来聚丙烯（PP）材料无卤阻燃改性技术的研究进展，并分析了其阻燃机理。用于PP材料的无卤阻燃剂以镁?铝系阻燃剂，磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂等为主。其中，无卤阻燃PP技术的研究中以成炭剂的开发及其复配方案最多，因此还对PP用成炭剂分子结构、应用方案等进行了详细介绍。