本期目录

2022年 36卷 12期 刊出日期：2022-12-26 上一期 下一期

材料与性能

熔体微分静电纺PBAT纤维膜的制备工艺研究

何雪涛, 张毅, 莫振宇, 李长金, 王朔, 杨卫民, 李好义

2022, 36 (12): 1-5; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.001

摘要 ( 299 ) PDF (2249 KB)( 327 ) HTML ( 8 )

探究了聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）熔体静电纺性能，并研究了熔体微分静电纺工艺参数与PBAT纤维性能之间的关系。结果表明，随着纺丝温度的升高，纤维直径减小，纤维直径分布呈先减小后增大的趋势；随着纺丝电压的升高，纤维直径减小且分布均匀，纤维膜力学性能逐渐提高；当纺丝距离为9 cm，纺丝温度为260 ℃，纺丝电压为45 kV时，制备的纤维细度及均匀度最佳，其直径为4.31 μm，直径分布标准差为0.76，纤维膜拉伸强度为9.9 MPa、断裂伸长率为111.2 %。

双向可逆形状记忆乙烯⁃醋酸乙烯酯共聚物的制备和性能研究

张瑞, 姚佳斌, 李轩, 何雪莲

2022, 36 (12): 6-15; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.002

摘要 ( 281 ) PDF (3785 KB)( 270 ) HTML ( 6 )

以乙烯⁃醋酸乙烯酯共聚物（EVA）为原料，过氧化2⁃乙基己基叔丁酯（TBPE）为交联剂，合成了交联EVA双向形状记忆聚合物（SMP），并且考察了TBPE含量对于交联EVA性能的影响。结果表明，交联EVA的T_m和T_c随着TBPE含量的上升呈现下降的趋势，可以通过交联剂比例调节材料的驱动温度；交联EVA的形状固定率会随着TBPE含量的增加呈现下降趋势，最低达到88.83 %，而样品的形状恢复率均超过99 %，并且都具有单向和双向形状记忆功能；交联EVA也具有双向记忆性能，R_a，_2W随着TBEC的含量增大而减小，R_r，_2W则相反；因此，通过改变交联剂EVA的量，对于双向交联EVA的性能有较大影响。

EVA弹性体对PHBV的增韧改性研究

黄嘉伟, 韩小龙, 吴悠, 靳玉娟, 郭茂林

2022, 36 (12): 16-23; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.003

摘要 ( 228 ) PDF (3039 KB)( 268 ) HTML ( 5 )

采用熔融共混法，通过在聚（3⁃羟基丁酸酯⁃co⁃3⁃羟基戊酸酯） PHBV中添加不同比例含量的乙烯⁃乙酸乙烯酯（EVA）弹性体，制备了一系列PHBV/EVA复合材料，并通过傅里叶红外光谱仪、转矩流变仪、差示扫描量热仪、热失重分析仪、力学性能测试、热台偏光显微镜等设备，对PHBV/EVA复合材料的结构和性能进行表征。结果表明，PHBV与EVA之间的氢键作用、链缠结作用以及相似的主链结构使得二者之间的相容性和分散性较好；随着EVA含量的逐渐升高，PHBV/EVA复合材料的结晶度表现出先升高后降低的趋势；EVA添加量小于10 %（质量分数，下同）时，随着EVA含量的增加，PHBV的球晶数量逐渐增加，球晶尺寸逐渐变小；EVA的添加量为30 %时，PHBV/EVA复合材料的断裂伸长率和冲击强度增长幅度最大，与纯PHBV相比，分别增长了87.8 %和338.4 %。

耐温PE⁃HD管材专用料的结构与性能

祝景云, 谷凤来, 鄢薇, 衣惠君

2022, 36 (12): 24-30; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.004

摘要 ( 390 ) PDF (976 KB)( 169 ) HTML ( 5 )

采用红外光谱、差示扫描量热仪、凝胶渗透色谱、核磁共振仪等分析了高密度聚乙烯（PE⁃HD）8100M与进口同类样品的微观结构；对交联后的性能进行研究。结果表明，降低熔体流动速率、窄的分子量分布、加入共聚单体有助于交联度的提高。8100M熔体流动速率设计合理，具有较高的重均分子量、较窄的分子量分布；8100M粉料粒径分布集中，平均粒径较粗，有利于助剂的均匀分散；PE⁃HD的交联首先在大分子之间进行，交联后拉伸性能有所降低；8100M挤制的管材通过分级认证，为PE80级管材。

壳聚糖/ZIF⁃67杂化物的制备及其对环氧树脂阻燃抑烟性能的影响

丁丁, 徐文总, 闫弘毅

2022, 36 (12): 31-37; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.005

摘要 ( 320 ) PDF (2158 KB)( 490 ) HTML ( 3 )

为了提高环氧树脂（EP）的阻燃抑烟性能，采用共沉淀法将类沸石咪唑酯骨架材料ZIF⁃67负载到壳聚糖（CS）表面，通过傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜 （SEM）对其结构和形貌进行分析，结果表明杂化物CS⁃ZIF⁃67成功制备。将不同比例的CS⁃ZIF⁃67添加到EP中，研究其对EP阻燃抑烟性能的影响。结果表明，与纯的EP相比，CS⁃ZIF⁃67的加入可以提高EP复合材料的垂直燃烧UL 94等级和极限氧指数（LOI）、降低EP复合材料的热释放速率（HRR）和烟释放速率（SPR），提高复合材料燃烧后的残炭量，CS⁃ZIF⁃67的加入可以有效提高EP的阻燃抑烟性能。对EP复合材料燃烧后的残炭进行SEM和Laman光谱分析。结果表明，CS⁃ZIF⁃67的加入，使得残炭的石墨化程度提高，EP燃烧时能形成更加致密的炭层，从而起到阻燃抑烟的作用。

聚四氟乙烯原位纤维化对TPEE/PTFE复合材料发泡行为的影响

李娟, 王亚桥

2022, 36 (12): 38-43; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.006

摘要 ( 565 ) PDF (1879 KB)( 231 ) HTML ( 12 )

通过熔融共混法研究了不同加工工艺对聚四氟乙烯（PTFE）纤维化的影响，制备了热塑性聚酯弹性体（TPEE）/PTFE纳米纤维复合材料。在此基础上，研究了PTFE含量对TPEE的结晶行为、流变行为以及发泡行为的影响。结果表明，PTFE纤维可以促进TPEE结晶，改善TPEE的流变性能。纳米纤维的高比表面积为泡孔成核提供了大量成核位点，有效提高了泡孔密度，降低了泡孔尺寸；当PTFE含量为2份时，制备了平均泡孔直径为3.2 μm，平均泡孔密度为3.11×10¹⁰ 个/cm³的复合材料泡沫。

环氧树脂/棕榈酰氯改性玉米秸秆复合材料力学性能研究

姜思雨, 娄春华, 周永丽

2022, 36 (12): 44-49; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.007

摘要 ( 275 ) PDF (1552 KB)( 204 ) HTML ( 4 )

以棕榈酰氯改性的玉米秸秆作为填料，将环氧树脂（EP）作为基体树脂，制备环氧树脂/改性玉米秸秆生物质复合材料。利用红外光谱和X射线光电子能谱对改性前后的秸秆进行结构表征，采用电子万能试验机对复合材料进行力学性能分析，利用扫描电子显微镜对复合材料的微观形貌进行分析。结果表明，红外谱图中在1 754 cm^-1处有新的C=O特征伸缩振动峰出现；X射线光电子能谱图中C1（C=C、C—C）、C2（C—O）含量分别从47.85 %和40.24 %下降到41.30 %和30.64 %，C3（C=O）、C4（C—O—C）含量分别从9.12 %和2.79 %增加到20.56 %和7.20 %，说明改性后玉米秸秆疏水性增强，与EP的相容性得到改善；随着玉米秸秆含量的增加，EP复合材料的拉伸性能与纯EP比增加了100.3 %和157.77 %；弯曲强度呈现出先增加后下降的趋势；未改性秸秆添加量达到10 %时，冲击强度最大比纯EP提高了16.8 %，而改性后秸秆的含量达到15 %时，比纯EP提高了70.53 %。

聚（甲基）硅氧烷/聚羟基丁酸酯/聚己内酯复合膜的制备及性能表征

陈海英, 张晨清, 张豪, 陈程, 金光远, 卫灵君

2022, 36 (12): 50-56; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.008

摘要 ( 274 ) PDF (1843 KB)( 129 ) HTML ( 1 )

将2 %（质量分数，下同）聚（甲基）硅氧烷（PMSQ）添加到不同比例的聚羟基丁酸酯（PHB）/聚己内酯（PCL）体系（25∶75、50∶50、75∶25）中，并以溶液浇铸法制备薄膜，研究PMSQ对PHB/PCL薄膜力学及理化性能的影响。结果表明，PMSQ对PHB25/PCL75的改善效果最好，其断裂伸长率从22.45 %提升至70.83 %，提升了3.15倍；FTIR光谱显示PMSQ的甲基（—CH₃）吸收峰消失，PHB/PCL体系中C＝O吸收峰增强，表明PHB和PCL接枝到PMSQ微球上；PMSQ的加入降低了PHB和PCL颗粒的粒径尺寸，同时PHB和PCL相分离现象得到改善，相容性提高；PMSQ的加入限制了PHB和PCL分子链的运动，破坏了PHB和PCL在空间上的规整性，结晶度降低；PMSQ的加入提高了所有比例的PHB/PCL体系的起始降解温度，同时提高了PHB和PCL的热稳定性，改善程度与两种组分比例相关。

高耐压等级PP⁃RCT管材料的结构与性能

甄建, 高志武

2022, 36 (12): 57-64; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.009

摘要 ( 363 ) PDF (1295 KB)( 155 ) HTML ( 4 )

简述了无规共聚聚丙烯管材料的性能特点、存在的问题及国内外新技术、新产品开发的进展。以两种代表性的PP⁃RCT管材料为研究对象，利用核磁共振碳谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热仪、广角X衍射仪、流变仪等方法对专用料的结构与性能进行了分析表征。结果表明，两种专用料在分子结构、聚集态特征、流变行为、物理性能等方面存在一定差异；本研究工作对高耐压等级PP⁃RCT管材料的国产化开发具有积极的参考意义。

磷铝分子筛对膨胀阻燃聚丙烯复合材料阻燃与热稳定性能影响

龚绍峰, 滕霞, 唐武飞

2022, 36 (12): 65-70; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.010

摘要 ( 239 ) PDF (1215 KB)( 69 ) HTML ( 3 )

通过水热合成法制备了系列不同结构类型的磷铝分子筛（AlPO⁃n，n=5， 11， 17， 34），并通过熔融挤出共混，将系列AlPO⁃n分子筛应用到膨胀阻燃聚丙烯（PP/IFR）复合材料中，致力改善其阻燃和热稳定性能。利用极限氧指数仪、水平垂直燃烧仪、锥形量热仪和万能试验机分别测试材料的阻燃性能和力学性能。结果表明，AlPO⁃n分子筛可改善PP/IFR复合材料的相关性能，其中AlPO⁃17（1 %，质量分数，下同）相对其他类型磷铝分子筛能明显改善PP/IFR复合材料的阻燃和热稳定性能，复合材料的极限氧指数和600 ℃的残炭率相对于PP分别提高至34.8 %和14.3 %。

加工与应用

塑料薄膜之光伏背板市场分析

文劲松

2022, 36 (12): 71-77; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.011

摘要 ( 324 ) PDF (967 KB)( 391 ) HTML ( 9 )

首先介绍了光伏背板的作用、性能要求、常见结构以及国内主要背板生产企业的背板类型、性能和生产规模，然后对背板的原材料聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基膜、氟膜和胶黏剂的现状进行了分析，最后根据光伏发展的趋势，对背板市场进行了预测，并介绍了新一代背板——透明背板。

橡塑合金改性沥青制备工艺关键参数研究

李宁利, 王猛, 王瑞, 朱壮壮

2022, 36 (12): 78-85; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.012

摘要 ( 223 ) PDF (717 KB)( 107 ) HTML ( 0 )

为了合理、有效地利用废旧橡胶粉和废旧塑料并改善两者与沥青的相容性，采用精密开炼机预先将两种废旧材料熔融共混，制备成橡塑（质量）比分别为5∶5（Ⅰ型）、6∶4（Ⅱ型）、和7∶3（Ⅲ型）3种橡塑合金改性剂。按照正交试验方案对伦特70^#基质沥青进行改性，制备橡塑合金改性沥青，以橡塑合金改性沥青的48 h离析软化点、25 ℃针入度、软化点和5 ℃延度为指标，筛选橡塑合金改性沥青的最佳复配方案，并通过灰色关联度分析法和极差分析法确定制备工艺最佳的关键参数。最后通过扫描电子显微镜、布氏旋转黏度试验、BBR试验和DSR试验对橡塑合金改性沥青的结构形态、流变性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能进行了分析。结果表明：最佳复配方案为外掺20 %（相较于基质沥青质量）橡塑比为7∶3（Ⅲ型）的橡塑合金、2 %增溶剂（糠醛抽出油）和9 %稳定剂（硫磺），制备的橡塑合金改性沥青储存稳定性和高温稳定性良好，推荐制备工艺的最佳关键参数为剪切温度180 ℃、剪切速率3 500 r/min、剪切时间1.5 h和发育时间0.5 h；橡塑合金改性剂与沥青的相容性好，制备的橡塑合金改性沥青具有较低的温度敏感性，较好的低温抗裂性和抗疲劳性能。

玻纤增强聚丙烯复合材料停车楔研发

李海丰, 乔鹏程, 孙锐

2022, 36 (12): 86-91; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.013

摘要 ( 330 ) PDF (2888 KB)( 155 ) HTML ( 1 )

针对法规要求和汽车轻量化的实际需求，从结构、材料、工艺三方面着手研发了一种轻量化停车楔，并根据技术要求对产品进行了性能检测和整车试验。结果表明，采用圆筒中空结构、选用聚丙烯/30%玻璃纤维（PP/30 %GF）复合材料一次注射成型，开发的新型停车楔满足技术要求规定的各项检测；质量仅有0.98 kg，相比原橡胶、金属材质的停车楔减重效果显著；具有良好的经济性和环保性，市场使用效果好。

海水环境下GFRP筋⁃海水海砂混凝土黏结行为演化规律

金清平, 周典, 胡岩磊

2022, 36 (12): 92-99; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.014

摘要 ( 238 ) PDF (1344 KB)( 143 ) HTML ( 0 )

为研究海水环境下GFRP筋与海水海砂混凝土的黏结行为，设计并测试了54个GFRP筋⁃海水海砂混凝土中心拉拔试件，采用温度加速实验，研究清水和海水环境腐蚀后试件黏结强度的变化，并分析了试件的黏结滑移曲线上升段。结果表明，海水温度的升高加速了GFRP筋⁃海水海砂混凝土试件黏结强度的退化，在相同浸泡条件下，60 ℃的黏结强度相较于10 ℃降低了15 %左右；海水环境对试件黏结强度的影响略大于清水环境。分别使用BPE模型、CMR模型和Malvar模型对试件黏结滑移曲线上升段进行分析，结果表明，海水环境下GFRP筋⁃海水海砂混凝土黏结滑移曲线上升段宜采用Malvar模型。最后根据TSF寿命预测法得出，在20 ℃海水环境下，GFRP筋⁃海水海砂混凝土试件使用100年后的黏结强度保留率为65.58 %。

助剂

两种羧酸盐成核剂的制备及其对聚丙烯的成核效果研究

张泽文, 朱恩赐, 张熙祥, 魏丽娟, 赵世成

2022, 36 (12): 100-107; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.015

摘要 ( 256 ) PDF (2835 KB)( 377 ) HTML ( 4 )

合成了两种具有相似化学结构的聚丙烯（iPP）α晶型成核剂二环［2.2.1］庚⁃5⁃烯⁃2，3⁃二羧酸钠（NA₁）和二环［2.2.1］庚烷⁃2，3⁃二羧酸钠（NA₂），研究了其在iPP中的成核效果。首先，利用差示扫描量热仪（DSC）和偏光显微镜（PLM）分别考察了两种成核剂对iPP结晶行为的影响。结果表明，当NA₁和NA₂的含量为0.3 %（质量分数，下同）时，iPP的结晶峰值温度分别提升了14.5 ℃和16.0 ℃。同时，两种成核剂都能够明显细化iPP球晶尺寸。其次，利用广角X射线衍射仪（WXAD）对成核iPP进行了表征，两种成核剂都诱导iPP产生了α晶型，说明均为α晶型成核剂。然后，对成核iPP的力学性能进行了表征。结果表明，随着两种成核剂用量的增加，iPP的拉伸强度和弯曲模量呈现先升高后平稳的趋势。当NA₁和NA₂含量为0.05 %时，成核iPP的拉伸强度较纯iPP分别提升了4.6 %和8.6 %，弯曲模量分别提升了8.2 %和21.7 %；冲击强度基本保持不变。

塑料与环境

低碳环保型育苗容器的研究进展

邓子轩, 高策, 石思远, 宋欣声, 苏钲皓, 王晓珂, 马劲松, 张信, 侯连龙

2022, 36 (12): 108-120; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.016

摘要 ( 295 ) PDF (1773 KB)( 234 ) HTML ( 4 )

从容器育苗的必要性出发，分析了现有可降解育苗容器的材质、结构以及功能性，以期能够对相关研究提供参考。最后总结了环保型育苗容器目前存在的问题，并对其未来的发展趋势进行了展望。

汽车保险杠用再生聚丙烯材料的性能研究

董婧晗, 赵一权, 张铜柱, 王焰孟, 刁帅, 李明贺, 徐昌竹

2022, 36 (12): 121-126; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.017

摘要 ( 323 ) PDF (1459 KB)( 149 ) HTML ( 5 )

为验证再生聚丙烯（RPP）应用于汽车保险杠的可行性，研究了不同比例消费后回收聚丙烯（PCR⁃PP）的用量对RPP的冲击、拉伸、弯曲、压缩等力学性能的影响规律，并对RPP的热性能和拉伸断口形貌进行了分析。结果表明，在PCR⁃PP含量占比分别为0、10 %、30 %和50 %的情况下，随着PCR⁃PP添加量的增加，RPP力学性能总体呈现缓慢下降趋势，断裂伸长率从467 %下降至210 %，下降最为明显；当添加10 %PCR⁃PP时，材料的冲击、拉伸、弯曲性能变化较小，均可满足应用于保险杠材料的性能要求。

机械与模具

汽车C柱左下护板顺序阀热流道倒推注塑模设计

张维合, 邓成林, 张艳华, 胥永林

2022, 36 (12): 127-132; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.018

摘要 ( 365 ) PDF (2921 KB)( 105 ) HTML ( 2 )

根据汽车C柱左下护板的结构特点，设计了一副大型薄壁顺序阀控制的热流道注塑模具。模具采用动模成型外表面，定模成型内表面的倒推模结构，保证了成型塑件外观要求。模具采用双推杆和辅助杆斜顶侧向抽芯机构，解决了斜顶抽芯面积大、抽芯力大以及倾斜角度大的脱模难题。模具采用“直通式水管+倾斜式水管+隔片式水井”近乎随形水路的温度控制系统，水路布置均匀，模具冷却均衡充分，注射周期缩短了约15 %，成型塑件尺寸精度达到了MT3（GB/T 14486—2008）。

综述

聚酰胺6无卤阻燃改性的研究进展

韩顺涛, 段昌榆, 李明谦, 马秀清

2022, 36 (12): 133-141; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.019

摘要 ( 448 ) PDF (843 KB)( 276 ) HTML ( 9 )

针对聚酰胺6（PA6）易燃性和卤系阻燃改性污染性的问题，介绍了未改性PA6的燃烧机理和阻燃机理，综述了近年来PA6材料无卤阻燃改性的研究进展，包括单一无卤阻燃改性和协效无卤阻燃改性两大类，其中单一无卤阻燃改性又分为有机阻燃改性（磷系阻燃改性、氮系阻燃改性、硅系阻燃改性）、无机金属阻燃改性、纳米阻燃改性，最后对PA6无卤阻燃改性的前景作出了展望。

阻醇燃料电池质子交换纳米复合膜研究进展

曹宁, 李凯, 王志彦, 李建华, 王亚涛, 陈曦, 贾伟艺, 刘洋, 汪晓东, 连慧琴, 崔秀国

2022, 36 (12): 142-154; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.020

摘要 ( 258 ) PDF (2219 KB)( 141 ) HTML ( 2 )

综述了质子交换膜纳米复合材料用于甲醇燃料电池的最新研究进展，全面阐述了纳米复合材料的形貌、结构对材料甲醇透过性、质子导电性等物理化学性能的影响，并展望了甲醇燃料电池质子交换膜复合材料的发展前景。

3D打印骨组织支架孔隙结构对支架性能影响的研究进展

张伟蒙, 汪杰, 胡晶

2022, 36 (12): 155-166; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.021

摘要 ( 429 ) PDF (3164 KB)( 361 ) HTML ( 12 )

从骨组织工程支架孔隙形状、孔径大小、孔隙率、表面粗糙度、连接通路5方面对支架孔的微观结构的研究现状进行了综述。发现梯度结构的支架孔隙形状更接近天然骨，粗糙的表面可以改善细胞的黏附和增殖，非正交连接通路的内部结构可以为后期骨再生提供一个动态的生长空间。

氟橡胶纳米复合材料的应用研究进展

孙永涛, 卢道胜, 刘练, 张海龙, 刘明泰

2022, 36 (12): 167-174; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.022

摘要 ( 380 ) PDF (1235 KB)( 270 ) HTML ( 10 )

简述了橡胶纳米复合材料疲劳失效机理和对包括了硅藻土、纳米氧化锌、凹凸棒土、二氧化铈、石墨烯和碳纳米管在内的纳米填料填充改性氟橡胶的研究进展。