材料与性能
董佑邦, 张泽祺, 杨荣杰
摘要 (
440 )
PDF (2617 KB)(
207
)
HTML (
10 )
由3-氨基丙基三甲氧基硅烷（NH2-propyl-silane）出发，在碱催化条件下采用水解缩合一锅法合成了笼形氨丙基硅倍半氧烷（NH2-propyl-POSS）。红外光谱、核磁共振、电喷雾飞行质谱（ESI-TOF）表征结果表明，合成产物NH2-propyl-POSS是不同大小笼形结构的混合物，其中T8、T9、T10笼形结构含量较高。由NH2-propyl-POSS分别与乙酸和丙炔酸进行酰胺化反应，进一步合成了乙酰基丙基POSS（CH3-CONH-POSS）和丙炔酰基丙基POSS（CH≡C—CONH-POSS），并通过红外光谱、氢谱、碳谱分析表征了其结构。X射线衍射分析结果表明，3种POSS均为非晶态结构。通过热重分析可知，NH2-propyl-POSS具有较高的热稳定性。将NH2-propyl-POSS用于提高环氧树脂（EP）的热稳定性，添加量为5 %（质量分数，下同）时，EP/NH2-propyl-POSS共混物的玻璃化转变温度（Tg）提高至180.7 ℃，极限氧指数（LOI）为25.2 %。
焦志伟, 王克琛, 张杨, 杨卫民
摘要 (
496 )
PDF (2334 KB)(
150
)
HTML (
11 )
通过高温热解聚合物方法将碳纳米涂层沉积到滑石粉的表面，并将其与炭黑协同填充到聚氯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（PVC/ABS）复合材料中，研究了滑石粉与炭黑含量对复合材料电学性能、力学性能、热稳定性与阻燃性能的影响。结果表明，添加3份滑石粉时，炭黑的逾渗值仅为3份，在此添加量下复合材料的拉伸强度提高了14.4 %，原因为滑石粉与炭黑在基体内构成了网络结构，滑石粉作为节点在基体内随机位置、随机方向分布，而炭黑可作为连接各个节点的通道。
喻九阳, 王众浩, 陈琦, 夏亚忠
摘要 (
368 )
PDF (4431 KB)(
106
)
HTML (
4 )
研究了不同改性方法对酚醛团状膜塑料（BMC）、酚醛片状膜塑料（SMC）、乙烯基SMC材料力学性能的影响，分析了树脂基与纤维相的改性作用机制，得到了三者中具有最佳力学性能的复合材料，并通过仿真分析验证了不同复合材料用于制造阀体的可行性。结果表明，3种材料的拉伸性能为乙烯基SMC>酚醛BMC>酚醛SMC，弯曲性能为酚醛BMC>乙烯基SMC>酚醛SMC，乙烯基SMC的综合力学性能最佳；成型温度为160 ℃、模压压力为9 MPa、保温时间为30 min时，乙烯基SMC的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量分别达到148.26 MPa、4.50 GPa、92.33 MPa、2.39 GPa；阀体静力学分析结果表明，乙烯基SMC与酚醛BMC均满足阀体制造要求。
李亚飞, 孙小杰, 任月庆, 张寅灵
摘要 (
348 )
PDF (1320 KB)(
97
)
HTML (
7 )
在聚烯烃树脂中加入无卤阻燃剂MRP⁃1400、炭黑及聚乙烯基弹性体（POE）制得了阻燃抗静电聚烯烃材料，研究了阻燃剂、炭黑和POE含量对材料性能的影响。结果表明，MRP⁃1400的加入能提高材料的阻燃性能，其含量为20 %（质量分数，下同）时（对应磷含量为8 %）材料达到UL 94 V⁃0 级，可以通过MT 113—1995酒精喷灯测试；当导电炭黑含量为6 %时，材料满足MT 113—1995抗静电要求；POE能进一步优化材料的力学性能，POE含量为5 %时可制得综合性能较好的阻燃抗静电材料，其缺口冲击强度为35 kJ/m2，断裂伸长率为315 %；动态疲劳实验结果表明，所开发材料的耐疲劳性能优异，动态疲劳寿命大于120万次。
杨智, 奚望, 钱立军, 胡立双
摘要 (
235 )
PDF (3240 KB)(
134
)
HTML (
7 )
以甲基膦酸二甲酯（DMMP）、10?（2，5?二羟基甲苯）?10?氢?9?氧杂?10?磷酰杂菲?10?氧化物（DOPO?HQ）、可膨胀石墨（EG）和氢氧化铝（ATH）构建了四元阻燃复合体系，并通过热失重分析仪（TG）、锥形量热仪、极限氧指数分析仪等研究了其在硬质聚氨酯泡沫（RPUF）中的阻燃行为。结果表明，四元阻燃体系能够在较宽温度区间内发挥逐级释放的协同阻燃效应；DOPO?HQ能够与EG/DMMP/ATH三元阻燃体系形成加合阻燃效应，使得RPUF复合材料的极限氧指数（LOI）提升至30.8 %；与采用EG/DMMP/ATH三元阻燃体系的RPUF复合材料相比，采用加入DOPO?HQ的四元阻燃体系的RPUF复合材料的热释放速率峰值（PHRR）、总热释放量（THR）、总烟释放量（TSR）均有所下降，残炭率得到了进一步提升，说明DOPO?HQ与EG/DMMP/ATH所构建的四元阻燃体系在成炭性方面具有协同效应；此外，通过扫描电子显微镜（SEM）对残炭进行表征，验证了四元阻燃体系在凝聚相中能够发挥优异的成炭阻隔效应，并能够在燃烧的初期、中期和末期发挥逐级释放阻燃效应。
张陶忠, 陈晓龙, 郝晓宇, 于福家
摘要 (
516 )
PDF (1792 KB)(
202
)
HTML (
17 )
以3种白色矿物粉体［颗粒状CaCO3、BaSO4，片层状滑石（talc）］为填料，聚丙烯（PP）为基体树脂，通过熔融共混法制备PP复合材料，研究3种矿物粉体在不同含量时对PP复合材料的力学性能、流动性能与断裂形貌的影响规律，并采用Turcasanyi半经验公式计算了矿物填料与PP复合材料力学性能界面相互作用。结果表明，3种矿物粉体的加入均降低了PP的拉伸强度，PP/talc复合材料的拉伸强度明显高于PP/CaCO3 与PP/BaSO4，且talc的加入明显增强了PP的拉伸模量与弯曲模量；CaCO3 与BaSO4的加入使复合材料弯曲强度降低，talc的加入使复合材料弯曲强度提高；CaCO3对PP断裂伸长率与悬臂梁缺口冲击强度的提升最为明显；talc的加入使复合材料流动性能得到提高，而颗粒状的CaCO3与BaSO4的加入对加工性能影响较小；CaCO3 与BaSO4在PP中均存在一定团聚现象，且与PP相容性较差，存在明显界面缺陷；talc与PP间界面较模糊，二者之间有较强的黏结作用。
陈佰全, 郑友明, 田际波, 张磊, 王金松, 林夏洁, 段亚鹏
摘要 (
483 )
PDF (3255 KB)(
190
)
HTML (
7 )
采用双螺杆挤出机制备了聚酰胺6（PA6）/50 %（质量分数，下同）玻璃纤维（GF）、PA66/50 %GF、PA56/50 %GF 3种高含量GF增强阻燃PA复合材料，对比研究了红磷、溴系、磷氮3种阻燃体系下复合材料的力学性能、阻燃性能和激光打标性能。结果表明，不同阻燃体系对复合材料的力学性能有明显影响，吸水平衡后，PA66复合材料的力学性能保持率最高；PA56复合材料在3种阻燃体系中均表现出比PA6、PA66复合材料更好的阻燃性能；红外激光和紫外激光的打标效果存在明显不同，而在阻燃体系和激光光源相同的条件下，PA6、PA66和PA56 3种PA复合材料的激光打标效果没有明显差异。
杜青, 何祎, 余坦竟, 蓝艳姣, 赵彦芝, 周菊英
摘要 (
378 )
PDF (1963 KB)(
89
)
HTML (
3 )
利用静电纺丝并借助高速旋转的滚筒和热牵引作用制备不同取向度的聚丙烯腈/碳纳米管（PAN/MWCNTs）纳米纤维膜，通过高速滚筒和热牵引提高PAN的结晶度从而提高材料的拉伸强度和弹性模量，但会降低断裂伸长率；MWCNTs含量为0.5 %（质量分数，下同）时PAN/MWCNTs力学性能最佳。利用浸渍法将各种取向度的PAN/MWCNTs纳米纤维膜与热塑性弹性体（POE）制备成一系列POE/PAN/MWCNTs复合材料（POE/PM）。结果表明，高取向度POE/h?P2M复合材料的拉伸强度比不取向POE/u?PME复合材料高71 %，拉伸强度显著提高，断裂伸长率则减小，PAN/MWCNTs纳米纤维膜含量为6.7 %时，复合材料的力学性能最佳。
曲玉婷, 王立梅, 齐斌
摘要 (
406 )
PDF (1516 KB)(
160
)
HTML (
9 )
以聚乳酸（PLA）和淀粉纳米晶（SNC）为主要原料，聚乙二醇（PEG）为增塑剂，采用溶剂蒸发法制备PLA/SNC和PLA/SNC/PEG复合材料，通过差示扫描量热仪（DSC）、热台偏光显微镜（PLM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了PEG对复合材料结晶行为、力学性能及界面相容性的影响。结果表明，PEG能够与SNC协同促进PLA结晶，使PLA/SNC/PEG复合材料的结晶速率明显提高；PEG的添加未改变PLA/SNC复合材料的结晶结构；随着PEG含量的增加，PLA/4 %（质量分数，下同）SNC复合材料的拉伸强度先升高后下降，断裂伸长率不断提高；当PEG含量为2 %时，PLA/4 %SNC/2 %PEG复合材料的力学性能最佳，拉伸强度为47.86 MPa，断裂伸长率为10.20 %，PLA与SNC间界面相容性得到改善。
王倩, 杨康宁, 翟绍雄, 尹立坤, 何少剑, 林俊
摘要 (
330 )
PDF (1395 KB)(
170
)
HTML (
1 )
通过2?丙烯酰胺?2?甲基丙磺酸（AMPS）在1种具有多孔结构的金属有机骨架（MOF）UiO?66?NH2中聚合，获得UiO?66?NH2/PAMPS杂化填料后将其加入磺化聚醚醚酮（SPEEK）中制备纳米复合质子交换膜，并对纳米填料和膜性能进行了测试和表征。其中，UiO?66?NH2/PAMPS中MOF组分的有序孔洞能够为质子提供较为快速的传输通道，同时PAMPS组分上的磺酸基团则为这些通道提供了额外的质子传输位点，从而促进了复合膜中的质子传导。结果表明，填料与基体之间的强静电相互作用使复合膜的溶胀率有所下降；当填料含量达到6 %（质量分数，下同）时，复合膜的质子电导率（σ）从0.040 S/cm 提升到0.057 S/cm，比纯SPEEK高42.5 %，而溶胀率由29 %下降到23 %。
熊一鸣, 宋季岭, 秦舒浩, 龙雪彬, 鲁显睿
摘要 (
577 )
PDF (946 KB)(
393
)
HTML (
8 )
利用十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）对淀粉进行偶联改性后，通过熔融挤出得到热塑性淀粉（TPS），并将其与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）复配后吹膜，制备了PBAT/TPS复合膜材料，并探讨了HDTMS含量与TPS耐热性能、流变性能及PBAT/TPS复合膜疏水性能和力学性能的关系。结果发现，加入HDTMS后TPS加工性能得到改善、淀粉基体耐热性能更高，但增塑剂更易析出；加入1份HDTMS后，PBAT/TPS复合膜材料疏水性能得到改善，接触角提高到113.2 °，再继续增加HDTMS含量后，接触角基本保持在104 °~106 °；PBAT/TPS复合膜材料拉伸强度随HDTMS含量的增加先提高后降低，当HDTMS含量为3份时拉伸强度达10.29 MPa。
郭孝磊, 罗静云, 丁欣, 王雨辰, 聂铭罕, 宋佳洁, 张艳娥, 胡晶
摘要 (
393 )
PDF (2314 KB)(
106
)
HTML (
3 )
以乙烯⁃甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（CE）为扩链剂与聚（3?羟基丁酸酯?co?3?羟基戊酸酯）（PHBV）进行熔融共混，制备了扩链PHBV样品，然后采用超临界CO2（scCO2）釜压发泡法将其在160 ℃、20 MPa下进行物理发泡，成功制备了不同PHBV泡沫。结果表明，与常压差示扫描量热法相比，采用高压差示扫描量热法测量的各组PHBV的结晶温度和熔融温度略微下降；CE的加入提高了PHBV样品的复数黏度（G'）和储能模量（η* ）；随着CE含量的增加，PHBV发泡样品的泡孔密度和发泡倍率逐渐增加，泡孔尺寸逐渐减小。
加工与应用
欧阳宇飞, 王华山
摘要 (
433 )
PDF (2415 KB)(
110
)
HTML (
2 )
通过低温等离子体表面处理对丙烯腈?丁二烯?苯乙烯（ABS）表面进行刻蚀；以乙烯基三甲氧基硅烷、γ?巯丙基三甲氧基硅烷、γ?氨丙基三乙氧基硅烷为主体的无钯敏化、活化液对ABS进行表面镀镍，通过傅里叶变换全反射红外光谱（ATR?FTIR）、接触角测量仪和扫描电子显微镜（SEM）等探究了电镀ABS的性能，并根据GB/T 9286—2021，用90 °黏合强度测试法测试塑料与金属层之间的黏附牢固程度。结果表明，当处理时间为300 s、功率为600 W时，ABS电镀预处理效果最佳，此时结合强度达到0.94 kN/m。
凌远志, 王海雄, 李亚君, 何金辉, 严天祥
摘要 (
329 )
PDF (1701 KB)(
75
)
HTML (
0 )
为了研究超声波振动与热床对熔融沉积成型技术制造出的聚对苯二甲酸乙二醇酯?1，4?环己烷二甲醇酯（PETG）试件力学性能的影响，在现有熔融沉积成型设备的基础上加入超声波振动装置，通过改变超声波功率、热床温度分别获得拉伸试件和压缩试件，并对试件力学性能进行测试。结果表明，在其他成型参数相同条件下，超声波功率在0~30 W以内时，拉伸强度随着超声波功率的增加而增大，但超声波功率过大易使试件发生翘曲变形；超声波振动能提高试件的压缩强度，当其功率为12 W时，压缩强度最大；热床温度为70 ℃时可获得质量较好的试件，但热床温度变化对试件力学性能的影响不显著。
温原, 黄明, 史春才, 余建海, 李彦平, 张伟, 毛现朋, 徐科杰, 宋洪锁
摘要 (
381 )
PDF (799 KB)(
172
)
HTML (
0 )
基于标准GB/T 40934—2021的制订要求，对影响滚塑成型材料粉末流动性测试影响因素进行了研究，并给出了滚塑成型用粉末的精密度数据和质量判断准则。结果表明，影响粉末流动性测试的敏感性因素为，流出口直径>>样品温度=取样量≈含水率>>状态条件时间，其中流出口直径是影响测试准确性的最主要因素；粉末流动性数值越大，对测试条件变化的敏感性越强，表现为变异系数增大；表观密度和粉体流动性之间仅存在较弱的负相关关系。
潘生林, 杨贵斌, 袁敏, 封亚辉, 侯建军, 张彰, 戴东情, 朱海欧, 蒋一昕
摘要 (
406 )
PDF (915 KB)(
193
)
HTML (
6 )
介绍了进口和国内再生塑料利用状况，综述了绿色低碳背景下跨境再生塑料的风险监测演进方向，围绕快速鉴别筛查的基础风险、国内再生塑料行业的高值化导向、双碳战略下风险监测的新方向等方面进行了分析，阐述了跨境再生塑料异常风险的环境冲击和使用风险，总结了我国的管理状况并提出了后续监管建议。
张兵
摘要 (
632 )
PDF (733 KB)(
335
)
HTML (
3 )
以无规共聚聚丙烯（PP?R）管材为研究对象，采用差示扫描量热仪（DSC）测试了PP?R管材的氧化诱导时间（OIT），并研究了测试部位、样品直径、样品厚度以及取样方式等测试条件对OIT测试结果的影响。结果表明，从垂直管壁方向取芯层直径为6 mm、厚度为650 μm的试样进行测试时，OIT测试结果相对可靠。
赵鸿敬, 朱江
摘要 (
269 )
PDF (1791 KB)(
132
)
HTML (
4 )
为了确保天然橡胶/聚丙烯（NR/PP）通过微纳层叠挤出的厚度均匀，建立了三维模型层叠流道，根据流变测试结果拟合材料黏度，并对NR/PP三维等温黏弹性流动进行了数值模拟。结果表明，当2种物料的入口流动速率相同时，流道出口处两相速度有突变，不同流道之间速度差较大，两相黏度分界不明晰，界面出现一定程度的相互渗入；调整两相的入口流动速率后，速度过渡平稳，不同流道间速度差减小，黏度分界规整，界面无偏移现象。
助剂
刘义, 王叶, 孙伟, 曲国兴, 许霞, 杨少林, 袁宁
摘要 (
443 )
PDF (792 KB)(
116
)
HTML (
5 )
利用注塑法制备校准和测试样片，根据聚丙烯（PP）中山梨醇缩醛类透明剂成核剂在1 073 cm-1处的特征吸收峰进行定性和定量，建立了用红外光谱法测定PP中山梨醇缩醛类透明剂成核剂含量的方法，克服了制片厚度对测试结果的影响。结果表明，透明剂含量与其特征峰的吸光度呈良好的线性关系，相关系数达 0.999 4，样品中透明成核剂含量测定结果回收率在98.59 %~100.02 % 之间；该方法检测速度快、检测精度高、绿色环保，非常适合于PP中透明成核剂含量的测定。
塑料与环境
胡晨光, 苏航, 封孝信, 丁锋, 李恩硕, 付佳伟
摘要 (
368 )
PDF (2003 KB)(
97
)
HTML (
5 )
为提高玻璃钢（GFRP）管道废弃物的利用率，研究了废弃GFRP粉粒径、掺量及剪切制度（温度、时间、速率）对改性沥青延度、针入度及软化点的影响规律，利用偏光显微镜（PLM）、红外光谱仪（FTIR）分析了其微观结构。结果表明，废弃GFRP中热固性树脂可与沥青反应生成环烷烃和脂肪烃，其中脂肪烃含量增加将提高沥青延度，废弃GFRP掺量过高则环烷烃含量增加，不利于沥青延度提升；玻璃纤维可降低沥青针入度和提高其高温稳定性，掺量过高却会形成更多缺陷致使延度下降，但有利于沥青硬度提高；剪切温度过低或过高时，改性沥青中形成的环烷烃含量均升高，不利于沥青延度提升，但剪切温度对改性沥青高温稳定性影响不显著；当剪切机转速达到一定值时，增加剪切机转速对改性沥青性能影响较小，而延长剪切时间却有利于其性能提高；最佳改性制度为粒径<0.3 mm、掺量4 %、改性温度150 ℃、剪切时间4 h、剪切机转速8 000 r/min。
马腾, 刘倩倩, 魏晓丽, 宋海涛, 李明丰
摘要 (
557 )
PDF (570 KB)(
349
)
HTML (
13 )
废旧塑料化学法回收是应对白色污染，同时实现高值化回收利用的有效方法之一，尤其是利用废塑料热解油进一步生产燃料油或化工产品的技术路线备受关注。但塑料垃圾杂质较多、成份复杂，其中杂质硅、氯对反应器、产物、催化剂或反应本身的影响均不可忽视。本文对塑料热解油中硅、氯杂质的来源、形态、生成机制及催化转化规律进行了分析，并根据杂质可能产生的不利影响提出了有效的应对策略。
综述
余大荣, 辛勇
摘要 (
685 )
PDF (6242 KB)(
382
)
HTML (
24 )
综述了近年来超高分子量聚乙烯（PE?UHMW）改性的最新研究进展，包括采用辐照交联法、填充改性法及共混改性法等进行摩擦性能改性，和采用涂层改性法、等离子体改性法等进行纤维表面性能改性，并讨论了摩擦性能改性与纤维的表面性能改性研究面临的挑战。
汤小明, 曹宁, 蒋岳航, 王倩, 王志彦, 李建华, 王亚涛, 连慧琴, 汪晓东, 崔秀国
摘要 (
613 )
PDF (2191 KB)(
353
)
HTML (
16 )
介绍了质子交换膜的分类，综述了主链型聚砜质子交换膜、侧链型聚砜质子交换膜、无机掺杂复合型聚砜质子交换膜等聚砜类燃料电池质子交换膜的最新研究进展，全面阐述了磺化聚砜的形貌、结构对材料物理化学性能的影响，并展望了聚砜类燃料电池质子交换膜的发展前景。
杨岩, 王杰, 李宗育, 王懿明, 王运楠, 黎水娟, 雷良才, 李海英
摘要 (
399 )
PDF (1171 KB)(
159
)
HTML (
8 )
总结了超支化离子液体聚合物（HPILs）的合成方法，重点介绍了以聚缩水甘油、聚酯、聚环氧乙烷、咪唑、聚对氯甲基苯乙烯等结构为核心的HPILs的合成技术，最后讨论了HPILs合成技术的发展前景。
白水泉, 边佳诚, 王乐园, 杨家华, 邓亚峰
摘要 (
921 )
PDF (1515 KB)(
360
)
HTML (
60 )
分析了微塑料的危害、来源及在世界范围内水体中的分布情况，综述了物理去除技术、化学去除技术、生物去除技术、联用技术等4大类微塑料去除技术，最后对水环境中微塑料去除技术未来的研究方向进行了展望。
京公网安备11010802034965号
京ICP备13020181号-2