材料与性能
董炳廷, 臧萌, 尹凯, 信春玲, 何亚东
摘要 (
519 )
PDF (2533 KB)(
287
)
HTML (
12 )
在热塑性聚氨酯（TPU）中引入超支化聚酰胺HyPer，利用傅里叶红外光谱研究了HyPer对TPU分子间氢键的影响；同时采用旋转流变仪及差示扫描量热仪研究了HyPer对TPU的结晶及流变性能的影响规律。结果表明，HyPer可以与TPU中的氨基甲酸酯形成分子间氢键，显著提高了TPU中羰基峰的氢键化程度； 另外，HyPer的加入对TPU有显著的增塑作用，特性黏度降低，分子间活动能力增加，提高了TPU的结晶速率和结晶度；添加0.25 %（质量分数，下同）的HyPer降低了TPU的熔体黏弹性，有利于泡孔生长，发泡倍率提高30 %，而HyPer含量提高增强了 TPU的结晶度，结晶度的提高一方面可以促进泡孔成核，另一方面可以抑制泡孔生长，有利于泡孔密度的提高，泡孔尺寸的减小。
谷琳, 朱钰婷, 何家隆, 朱惠豪, 马玉录, 谢林生
摘要 (
615 )
PDF (2924 KB)(
450
)
HTML (
12 )
采用微纳层叠共挤出设备制备聚乳酸（PLA）/聚己内酯（PCL）可降解微层薄膜，利用扫描电子显微镜、万能材料试验仪、差示扫描量热仪和热失重分析仪等对微层薄膜的微观结构、力学性能和热稳定性进行表征。结果表明，PLA/PCL微层薄膜的热稳定性和力学性能均优于PLA/PCL共混薄膜；PCL对微层薄膜具有明显的增韧效果，同时可提高微层薄膜的结晶性能和热稳定性；当PLA/PCL配比为40/60、50/50或60/40时，PLA/PCL微层薄膜具有良好的综合性能，此时拉伸强度高于51.2 MPa，断裂伸长率高于568.6 %，冲击强度高于100.7 J/m，微层薄膜中PLA相的结晶度高于43.28 %、热降解峰值温度高于373.22 ℃。
杨智韬, 方星磊, 赖少川, 熊道英, 王垚, 张晨, 何和智, 张鹤
摘要 (
506 )
PDF (4085 KB)(
388
)
HTML (
5 )
基于兼具修复效率高、兼容性好、热稳定性较好等优点的微胶囊化环氧?胺自修复体系，研究了其在一种中高温（100~170 ℃）酸酐固化的商用环氧树脂中的自修复性能。首先研究了所选用修复剂的热稳定性及其在微胶囊化后在树脂基体中的热稳定性，进而采用人工预混注入修复剂的方法研究了所选用修复剂与酸酐固化环氧树脂的兼容性，最后在树脂基体中加入双组分微胶囊研究了该微胶囊化环氧-胺自修复酸酐固化环氧树脂的自修复性能，并探究了微胶囊比例与浓度及树脂固化程序对自修复性能的影响。结果表明，所选用的修复剂体系热稳定性较好，微胶囊化后在树脂基体中热稳定性较高，适用于酸酐中高温固化的环氧树脂的自修复，优化后的自修复效率较高，超过80 %。
徐云飞, 赵在胜, 邢雅静, 蒋晶
摘要 (
1076 )
PDF (3854 KB)(
331
)
HTML (
16 )
以聚乳酸（PLA）为基体，添加不同含量聚氨酯（TPU）熔融共混制备具有不同相形态的PLA/TPU共混物，基于超临界二氧化碳（scCO2）微孔发泡工艺，研究不同发泡温度下PLA/TPU复合多孔材料泡孔结构、发泡倍率和开孔率对样品吸油性能的影响。结果表明，随着TPU含量从10 %（质量分数，下同）增加到50 %，共混物从典型的“海?岛”相形态转变为部分共连续相形态，PLA基体黏弹性提升，结晶能力下降；PLA70组分发泡后泡孔结构更为均匀，随着发泡温度的增加，泡孔尺寸和发泡倍率先增大后减小，在94 ℃发泡温度下发泡样品发泡倍率达到29.1倍，最大开孔率75 %；TPU的加入显著增加了PLA基体的弹性回复能力，94 ℃发泡温度下的发泡样品具有最大的抗压强度，永久形变量最小；针对硅油和环己烷的吸油测试发现对硅油的吸油量大于环己烷，发泡材料的吸油量与发泡倍率和开孔率的乘积成正比，针对硅油单次最大吸油量为10.4 g/g。
何芬芬, 林庆文, 刘玲, 岳海玲
摘要 (
559 )
PDF (1655 KB)(
160
)
HTML (
2 )
为研究不同热解气氛对油漆稀料与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）共热解特性的变化规律，采用同步热分析仪，根据预实验结果，测定在升温速率为10 ℃/min时，不同热解气氛（空气和氮气）条件下油漆稀料和PET塑料共热解过程中失重（TG）、焓变（DSC）的变化，并采用Coats?Redfern法对样品进行热动力学分析。结果表明，样品在氮气气氛下的热解过程存在明显的滞后现象，质量损失率为82.2 %；在空气气氛中更有利于油漆稀料和PET塑料的共热解反应中间产物的检出；PET塑料及其燃烧残留物在空气中的平均活化能均小于氮气中的值，但混合物在空气中400~475 ℃温度间活化能更低；500 ℃后混合物达到二次燃烧条件。
文泽伟, 刘福亚, 崔晓杰, 张葛, 孟伟华, 谢吉星, 徐建中
摘要 (
429 )
PDF (2777 KB)(
116
)
HTML (
5 )
采用机械力化学法对芦苇纤维（RF）进行磷酰化改性，并将改性后的磷酰化芦苇纤维（MPRF）与聚乳酸（PLA）共混制备复合材料，研究了MPRF对复合材料热稳定性、阻燃性、燃烧性能以及力学性能的影响。结果表明，磷元素成功接枝到芦苇纤维表面，800 ℃时的残余质量增加；随着MPRF添加量的提高，PLA复合材料的阻燃性能随着MPRF的加入而逐渐增加，当MPRF添加量为40 %（质量分数，下同）时，其弯曲强度和拉伸强度可达266.9 MPa和44.7 MPa，极限氧指数为24.6 %；最大热释放峰值下降到366.9 kW/m2，与PLA相比下降了39.3 %，有效降低复合材料的火灾危险性。
毕伟枫, 刘教实, 陈少军, 袁好, 张艳霞
摘要 (
602 )
PDF (1666 KB)(
240
)
HTML (
3 )
通过万能拉伸试验机检测聚碳酸酯/丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物（PC/ABS）合金置于烷基苯后拉伸应变和拉伸强度的变化，研究了烷基苯对其力学性能的影响规律。结果表明，经过60 ℃烷基苯浸渍处理30 d后，分别添加了马来酸酐接枝低密度聚乙烯（PE?g?MAH）、马来酸酐接枝ABS（ABS?g?MAH）、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯?1?辛烯共聚物（POE?g?GMA）的PC/ABS的断裂拉伸应变变化率下降了58.8 %、25.4 %和41.3 %；相比于ABS，PC组分是导致断裂拉伸应变下降的一个关键因素；有效的相容剂能延长PC/ABS合金在类烷基苯溶剂中保持力学性能稳定性的时间；阻燃剂分散在PC/ABS体系中，在烷基苯渗透作用下更容易发生韧?脆行为转变。
刘伟, 吴显, 张纯
摘要 (
459 )
PDF (2801 KB)(
111
)
HTML (
4 )
通过熔融共混法制备了二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）改性的聚乳酸/赤泥（PLA/RM）复合材料，并利用超临界CO2固相发泡法对复合材料进行发泡，采用差示扫描量热仪、万能试验机和固相发泡法对复合材料的结晶行为、力学性能和发泡行为进行了研究。结果表明，RM对PLA具有促进结晶的效果，结晶度由5.34 %提高至13.89 %；RM含量对材料的泡孔参数具有明显控制作用；当加入5 %（质量分数，下同）的RM时，发泡材料的泡孔密度降低至1.82×107 个/cm3，发泡倍率达到2.25倍，当RM为3 %时添加MDI时，泡孔密度由3.28×107个/cm3提高到12.46×107个/cm3，发泡倍率由2.26倍提高到12.40倍；RM和MDI协同作用对PLA泡沫的泡孔形态和力学性能具有显著的调控作用。
李美兰, 何娇, 龚伟, 贺肖妮, 来倩, 刘白玲
摘要 (
445 )
PDF (2304 KB)(
186
)
HTML (
6 )
采用酯化反应，以衣康酸、三乙醇胺及琥珀酸为反应单体，构建出了一种可用于工业循环用水阻垢分散的无磷型绿色端羧基超支化聚酯，通过静态阻垢实验探讨了无磷型绿色端羧基超支化聚酯在不同影响因素下的阻垢分散能力，同时测定了该阻垢剂的生物降解性能及对水体的生态效应。结果表明，无磷型绿色端羧基超支化聚酯对氧化铁具有优异的分散效果，并且在较高温度及较宽pH范围内对CaCO3和CaSO4均具有良好的阻垢分散性能，当阻垢剂用量为20 mg·L-1和12 mg·L-1时，其对CaCO3和CaSO4的阻垢率分别达到了93.8 %和96.2 %；无磷型绿色端羧基超支化聚酯用于钙垢阻垢时，不仅能破坏钙垢晶体的规整性，而且还能降低钙垢的结晶度，从而有效抑制钙垢的生长，实现阻垢分散的目的；该阻垢剂具有良好的生物降解性，在第28 d时，其生物降解率可达67.2 %，且基本不影响水体中微生物的生长。
曾泽群, 吴锦裕, 向辉, 刘巍杰, 尹君
摘要 (
1105 )
PDF (2334 KB)(
394
)
HTML (
22 )
研究了在不同条件处理下，聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫的密度、孔径和厚度对其吸湿行为的影响，并实验验证PMI泡沫吸湿后对其力学性能、烘干可逆性及粘接性能的影响。结果表明，PMI泡沫密度越大，吸湿速率越小；孔径越大，吸湿速率越大；厚度越大，吸湿速率越小，饱和吸湿率越低；吸湿后，PMI泡沫刚性下降，韧性增强，粘接时易出现缺陷；在短期的高湿环境或浸水下，PMI泡沫性能烘干可逆，长期在高湿环境或浸水条件下处理后，PMI泡沫性能出现不可逆下降。
加工与应用
张莉彦, 高丽洁, 马昊鹏, 马具彪, 杨卫民, 焦志伟, 于源
摘要 (
497 )
PDF (2227 KB)(
136
)
HTML (
3 )
采用自行搭建的湿度可控的气辅式三维（3D）打印机，基于非溶剂致相分离原理，实现了常温下、高精度、低成本3D打印耐高温的聚合物材料。以聚醚酰亚胺（PEI）为例，探究了挤出压力、喷头直径、打印速度、打印环境相对湿度、打印层高等打印参数对成型质量的影响。结果表明，挤出丝料的宽度与打印速度、环境相对湿度有关，随打印速度和环境相对湿度的增大而减小；打印层高与挤出丝料的厚度有关，打印层高约等于挤出丝料的厚度的时，成型质量最好；通过多层沉积实验，得到最优的打印参数，成型了表面质量良好、精度高的PEI坯体。
袁知焕, 匡唐清, 赖家美, 柳和生, 徐盼
摘要 (
457 )
PDF (1414 KB)(
108
)
HTML (
2 )
基于自行搭建的水辅助共注塑实验平台，通过正交实验制备了系列水辅助共注塑管件，探究工艺参数对各层壁厚、拉伸性能及各相结晶的影响。结果表明，外层壁厚随着外层熔体温度、注水压力、内层熔体注射压力、模具温度增大而逐渐减小，随着熔体注射切换延迟时间、注水延迟时间增大而逐渐增大；内层壁厚随着注水延迟时间、内层熔体注射压力增大而逐渐增大，随着注水压力、模具温度增大而逐渐减小；管件拉伸强度随着外层熔体温度增大而逐渐减小，随着熔体注射切换延迟时间、注水延迟时间增大而逐渐增大；工艺参数会影响到成型壁厚及冷却进程，进而影响各相结晶度，最终影响管件性能。
孙晋, 者东梅, 胡砚磊, 程德宝, 徐海云
摘要 (
755 )
PDF (1527 KB)(
384
)
HTML (
7 )
首先概述了长期静液压强度的2种预测方法（ISO 9080和ASTM D 2837）的原理、数据要求和处理、外推计算和结果应用等方面的异同点，进一步分析在2种标准体系下高密度聚乙烯（PE-HD）管道最大工作压力（MOP）的计算程序和结果，为在不同应用领域的管道设计和应用提供理论参考。
李茂东, 李彦, 杨波, 王志刚, 罗文波
摘要 (
438 )
PDF (1956 KB)(
281
)
HTML (
13 )
对PE100燃气管材开展不同应力水平（2.4~9.6 MPa）下的常温蠕变测试，结果显示应力不超过5.4 MPa时，材料的蠕变柔量与应力水平无关，呈现出线性黏弹性行为，当应力高于5.4 MPa时，材料发生非线性黏弹性蠕变。基于单积分型非线性黏弹性本构理论，采用Findley模型对蠕变行为进行分析，并与Struik经验模型进行比较。结果表明，Findley模型和Struik模型均能较好地描述PE100管材的蠕变行为，但对高应力下的非线性蠕变行为，Findley模型比Struik模型描述得更准确。
张毅, 乔亮, 范峻铭, 闻炯明, 孙磊, 曹宇光, 吕世伟
摘要 (
434 )
PDF (2184 KB)(
178
)
HTML (
11 )
采用实验方法系统研究了压扁阻断工艺参数，包括压管速度、松管速度、压缩率、环境温度和管径对聚乙烯（PE）管道力学响应的影响。结果表明，压管过程中PE管道载荷随着压管速度的增大、压缩率的增大、环境温度的降低或管径的增大而增大；卸载过程中PE管道的残余变形随松管速度的增大而增大；维持阶段PE管道的载荷衰减随着压管速度的增大、压缩率的降低、管径的减小或环境温度的降低而增大。
助剂
张丁然, 卢林刚
摘要 (
457 )
PDF (1454 KB)(
139
)
HTML (
6 )
在氮气氛围中，利用热失重分析方法对杯［6］芳烃与对叔丁基杯［6］芳烃的热解特性进行了研究，同时采用热分解动力学分析方法计算了反应过程对应的活化能以及最优机理函数方程。结果表明，对叔丁基杯［6］芳烃由于叔丁基的不稳定性导致其初始热分解温度同杯［6］芳烃相比提前约160 ℃，此之后的分解过程同杯［6］芳烃基本一致（即发生桥联的亚甲基断裂与母体苯环的热裂解），整体上残炭量杯［6］芳烃略高10 %；热解动力学分析表明，依据Kissinger和Flynn?Wall?Ozawa方法求出的杯［6］芳烃反应活化能分别是387.87 kJ/mol和376.28 kJ/mol，对叔丁基杯［6］芳烃脱叔丁基过程的化学反应活化能分别为223.56 kJ/mol和240.97 kJ/mol；依据Coats?Redfern方法求出杯［6］芳烃热解机理函数为g（α）=［-ln（1-α）］2/5，反应级数n=2/5，对应非等温热解机理为随机成核和随后生长反应，对叔丁基杯［6］芳烃脱叔丁基过程的热解机理函数为g（α）=［-ln（1-α）］1/2，反应级数n=1/2，对应非等温热解机理为随机成核和随后生长反应。
唐巧林, 赵雨, 张凯鑫, 余燕莉, 李年玲, 张雨衡, 胡佳玲, 钟柳, 陈明军, 刘治国
摘要 (
446 )
PDF (4114 KB)(
277
)
HTML (
10 )
采用自制的阻燃剂双｛4-［4-（4-氨基苄基）苯氨基］ ［（6-氧二苯并［c，e］［1，2］氧磷菲?6?基）甲基］苯基｝苯基膦酸酯（DOP-DDM），以及DOP?DDM与金属氧化物复合，分别用于制备高效阻燃环氧树脂（EPM）。通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL 94）和锥形量热燃烧试验评价了阻燃性能，利用热失重分析和动态热机械分析研究了热性能，热失重与红外光谱仪联用、扫描电子显微和拉曼光谱分析了阻燃机理。结果表明，DOP-DDM的引入会降低阻燃EPM的起始降解温度，但不会影响其玻璃化转变温度，提高了残炭率、储能模量、损耗模量和阻燃性能；DOP?DDM添加量为4.7 %（质量分数，下同），磷含量仅0.37 %，阻燃EPM的LOI 值为33.5 %，UL 94达V-0 级，热释放速率峰值、总热释放量和总烟释放量分别降低了23.2 %、17.8 %和12.4 %；3.7 %的DOP-DDM与1.0 %的Al2O3复合，阻燃EPM达UL 94 V-0级，不仅热释放速率峰值和总烟释放量进一步降低，而且CO和CO2毒气分别降低了7.7 %和17.2 %。
标准与测试
胡慧廉, 施嘉亮, 郎蕾, 施超欧, 姚建磊
摘要 (
1717 )
PDF (1738 KB)(
389
)
HTML (
13 )
采用热裂解气质联用（Py-GC/MS）方法鉴别聚酰胺56（PA56）、聚酰胺66（PA66）和聚酰胺6（PA6）及其共混物。结果表明，在550 ℃裂解温度下，PA56与PA66相对丰度100 %的峰为环戊酮，分别具有特征裂解产物1，8-二氮杂环十三烷-2，7?二酮和1，8-二氮杂环十四烷-2，7-二酮，PA6相对丰度100 %的峰为己内酰胺；此方法可用于快速鉴别PA56、PA66和PA6的工业初级品，并成功检出了PA6/PA56共混物、PA6/PA66改性共混物与改性PA66。
机械与模具
张峻玮, 董力群, 马韵, 张军, 薛平
摘要 (
459 )
PDF (3137 KB)(
225
)
HTML (
4 )
以锥形双螺杆挤出机挤出段、过渡体和挤出机头为研究对象，基于Polyflow非等温稳态和瞬态的有限元模拟，对不同径向间隙下流场中各场量分布情况和变化曲线进行分析，研究含能材料在挤出段、过渡体和挤出机头流道中的安全和混合问题。从安全和混合效果两方面考虑，建立了综合评价方法，优选径向间隙。结果表明，最大剪切速率、最高剪切应力和最高黏性耗散热均在挤出段流道入口附近，最高压力在挤出段流道出口处，最高温度在机头处；锥形双螺杆的混合效果随着间隙的增加而增加；在径向间隙为0.5 mm时，流道的安全性能最差，径向间隙为1 mm时，流道的安全性能最好。
周建安
摘要 (
618 )
PDF (4348 KB)(
201
)
HTML (
4 )
分析了行车记录仪面壳的结构特征及技术要求，设计了针对该产品的1模2腔的注塑模具，该模具具有4种不同类型的抽芯机构，第一种为定模隧道式拔块抽芯机构，第二种为倾斜式斜导柱抽芯机构，其中间位置还设置了第三种抽芯机构??双T形块抽芯机构，与前者具有联动关系，第四种为斜顶抽芯机构；文中还为倾斜式斜导柱抽芯机构和双T形块抽芯机构推导了抽芯距的计算公式，设计了开放式热流道转圆形分流道和扇形浇口的浇注系统，以及顶针、顶管和斜顶相结合的顶出模式。
综述
宋仁达, 武高健, 陈俊祥, 朱金柏, 张有忱, 杨卫民, 谢鹏程
摘要 (
2141 )
PDF (1159 KB)(
1242
)
HTML (
72 )
介绍了电磁屏蔽原理与导电聚合物复合材料（CPCs）特点，论述了不同应用场合下CPCs的物理特性（柔性、硬质、涂覆），对近年来国内外电磁屏蔽材料中导电填料种类（金属、碳基、金属碳化物氮化物MXene）及其制备工艺进行了详细汇总分析，并对电磁屏蔽材料未来发展方向进行了展望。
冯闯, 赵广慧
摘要 (
566 )
PDF (3632 KB)(
437
)
HTML (
6 )
回顾了近10年复合材料胶接接头力学性能的最新研究进展，从搭接结构、黏合剂、被粘物、环境条件以及接头缺陷等方面，综述各种因素对接头力学性能的定性影响趋势和定量影响程度，为复合材料构件之间的连接设计提供依据。
邓亚峰, 周洪福, 李全来, 李建
摘要 (
1459 )
PDF (5534 KB)(
645
)
HTML (
28 )
针对目前介电弹性体驱动器成本高、能量转换效率低等问题，简要介绍了介电弹性体发电的基本原理及拉伸模式的研究进展，总结了国内外不同基于介电弹性体驱动器的构型研究进展，对不同类型的驱动器特点及适用场合进行了分析，并对它们的性能特征、加工技术和潜在应用等方面进行了讨论。最后阐述了当前介电弹性体驱动器研究方面亟待解决的问题，并对进一步解决上述问题提出了建议。
京公网安备11010802034965号
京ICP备13020181号-2