本期目录

2023年 37卷 2期 刊出日期：2023-02-26 上一期 下一期

材料与性能

高流动抗冲聚苯乙烯制备及性能研究

郝春波, 肖大君, 刘全中, 郑树松, 王春, 李春晖, 姚秀超

2023, 37 (2): 1-6; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.001

摘要 ( 411 ) PDF (1940 KB)( 215 ) HTML ( 22 )

采用连续本体聚合工艺生产高流动抗冲聚苯乙烯材料（FHIPS），探讨了矿物油添加量对FHIPS材料熔体流动速率（MFR）和力学性能的影响，并与国外对标产品进行微观特征和宏观性能对比。测试结果显示，随着矿物油添加量的增加，MFR逐步上升。利用本研究成果生产的FHIPS产品性能与国外高流动高抗冲聚苯乙烯产品（HIPS425TVL）进行性能对比，发现在MFR优于HIPS425TVL的基础上，自制FHIPS产品的物性与HIPS425TVL的物性相当。

配方组成对聚氨酯注浆材料抗压强度影响的研究

王泽辉, 王振军, 王笑风, 杨博, 李帅

2023, 37 (2): 7-14; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.002

摘要 ( 295 ) PDF (3221 KB)( 144 ) HTML ( 7 )

为探究原材料对聚氨酯注浆料（PGMs）抗压强度的影响，以聚酯多元醇（聚醚多元醇）和异氰酸酯（PM200）为主要原料，表面活性剂、催化剂、交联剂和发泡剂为助剂，制备了不含溶剂的环保型PGMs，并利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）等对PGMs的官能团、泡孔结构、抗压强度等进行了表征和测试。结果表明，加入10 %（质量分数，下同）掺量的聚酯多元醇可以增加体系中苯环的含量，使PGMs的抗压强度提升到1.09 MPa。原材料以多元醇质量为基础单位进行计算，确定PGMs的最佳配比为聚醚多元醇90份、聚酯多元醇10份、三乙烯二胺（Dabco33lv）0.6份、二月桂酸二丁基锡（SDJ 9902）0.6份、表面活性剂2.0份、三乙醇胺（TEOA）4.0份、水2.5份、发泡剂一氟二氯乙烷（HCFC⁃141b）9份。

生物基聚氨酯抗涂鸦自清洁涂料的制备及性能

韦代东, 李惠枝, 曾娟娟, 赵传国, 李士强

2023, 37 (2): 15-21; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.003

摘要 ( 397 ) PDF (3367 KB)( 157 ) HTML ( 8 )

以环氧大豆油和2，2⁃双（羟甲基）丙酸为原料，在无溶剂条件下通过开环法合成了1种高羟值生物基多元醇（ESOD）。以ESOD为羟基组分，六亚甲基二异氰酸酯三聚体为固化剂，单羟基封端聚二甲基硅氧烷（PDMS⁃OH）为低表面能润滑剂，制备了1种透明光滑的生物基聚氨酯抗涂鸦自清洁涂料。结果表明，只需添加1 %（质量分数，下同） PDMS⁃OH，涂层即具有良好的抗涂鸦和自清洁性能。水、咖啡、白米醋、正十六烷、花生油液滴可在倾斜的涂层表面滑落而不留下痕迹。石墨粉、黏土粉和橙色颜料粉在倾斜的涂层表面能够被水滴轻松带走。油性记号笔在涂层表面划过时，墨水自动收缩成细小的液滴，且可用纸巾轻松擦除而不在涂层表面留下任何痕迹。涂层具有良好的耐磨性，记号笔在涂层表面涂写和擦除1 200次循环后，涂层仍具有优异的墨水收缩能力。

PET开孔泡沫的制备及其吸油性能研究

吴锋, 韩硕, 陈士宏, 王向东

2023, 37 (2): 22-30; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.004

摘要 ( 346 ) PDF (3639 KB)( 335 ) HTML ( 7 )

研究了均苯四甲酸二酐（PMDA）添加量、发泡温度和压力降对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）开孔泡沫形成的影响。研究发现，当发泡温度为216 ℃，PMDA添加量为0.6 份，压力降较高时，可以制备发泡倍率35倍、开孔率96.3 %的PET开孔泡沫。将聚四氟乙烯（PTFE）和有机改性蒙脱土（MMT）引入PET开孔泡沫的制备，研究发现PTFE和MMT具有异相成核作用，减小了泡孔尺寸，拓宽了PET开孔发泡窗口温度，在（222~228 ℃）较宽的发泡温度窗口范围内成功制备了泡孔尺寸更小（10~100 μm）、发泡倍率高达40倍的PET开孔泡沫。开孔泡沫可吸收汽油、柴油、煤油、轻质原油和重质原油等各种石油产品，本文对高开孔率开孔泡沫的吸油性能进行了研究，其吸收能力约为8~30 g/g。

短切碳纤维对聚苯腈/碳纤维复合材料性能的影响

董竞辉, 桑晓明, 陈祯, 尹伟浩, 姜骞, 陈兴刚

2023, 37 (2): 31-37; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.005

摘要 ( 327 ) PDF (1961 KB)( 167 ) HTML ( 4 )

利用碳纤维（CF）增强聚苯腈（PN）树脂制备一系列PN/CF复合材料，利用万能试验机和动态热机械分析仪（DMA），研究短CF含量、长度与偶联剂种类对PN树脂力学性能的影响。结果表明，采用苯基三乙氧基硅烷作为偶联剂时力学性能和热稳定性达到最佳水平，相较于未经偶联剂改性PN/CF复合材料的储能模量提高了22.2 %，热失重5 %温度（T_{d5 %}）提高了33.1 %；随着CF掺杂量的增加，材料力学性能呈现先增大后减小趋势，在0.3 %（质量分数，下同）时获得了最优异力学性能，相较于PN树脂，其弯曲强度提高了38.4 %，弯曲模量提升了97.7%；CF长度为6 mm时材料的弯曲强度和储能模量优于CF长度为3 mm时的材料。

选择性透过CO₂气体PVA/淀粉膜制备及性能研究

周向阳, 林艺冰, 徐梓轩, 龚根香, 肖敏, 尹国强

2023, 37 (2): 38-44; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.006

摘要 ( 307 ) PDF (2828 KB)( 154 ) HTML ( 2 )

对聚乙烯醇（PVA）/淀粉膜进行接枝改性，引入含有叔胺基团的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA），使其对CO₂气体具有选择性透过功能，并对CO₂透过量进行优化，研究其分子结构与性能的关系。红外光谱、X 射线光电子能谱、原子力显微镜照片及透气测试结果证明，加入淀粉接枝DMAEMA共聚物后，PVA/淀粉改性膜对CO₂具有选择透过性。接枝共聚物的接枝率和添加量影响CO₂透过量，当添加1.5 %（质量分数，下同）的接枝率为55.3 %的接枝共聚物，膜的CO₂透过量由1.577 cm³/（m²∙24 h∙0.1 MPa）提高到45.786 cm³/（m²∙24 h∙0.1 MPa），提高了28.03倍。X 射线光电子能谱测试结果显示，改性膜透过CO₂后，N1s谱图中399.8 eV处的结合能减小，在401.8 eV结合能增大，可能CO₂与膜上叔胺基团发生反应，实现在膜内的传递。此时PVA/淀粉改性膜中膜表面粗糙度增加，表面分子链由蜷缩状态转变为伸展状态，增加了与CO₂的接触。

玉米淀粉/TiO₂纳米复合薄膜制备与性能

高奇奇, 郝艳玲, 程龙, 宋小双, 王世慧

2023, 37 (2): 45-50; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.007

摘要 ( 321 ) PDF (1973 KB)( 97 ) HTML ( 2 )

以玉米淀粉为基质，结合纳米TiO₂，通过超声分散采用流延法制备了可生物降解的淀粉/TiO₂纳米复合薄膜，研究了纳米TiO₂对薄膜拉伸性能、阻隔性能及抗菌活性的影响，采用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）和X射线衍射仪（XRD）对复合膜的微观形貌和结构进行了表征。结果表明，淀粉/TiO₂纳米复合膜中TiO₂与淀粉分子间存在缔合作用，含适量TiO₂的复合膜组分之间有良好的相容性，与淀粉膜相比，纳米复合膜的拉伸性能和水蒸气阻隔性能得到有效改善，含0.8 % TiO₂（质量分数，下同）的纳米复合膜拉伸强度为7.54 MPa，比淀粉膜提高了53.9 %，水蒸气透过系数为5.50×10^-5 g/（mm·d），较淀粉膜降低了23.5 %，该复合膜同时表现出较好的紫外线隔离性能及抗菌活性。

耐低温慢回弹聚氨酯海绵材料制备及性能研究

翁城武, 郑玉婴

2023, 37 (2): 51-55; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.008

摘要 ( 481 ) PDF (858 KB)( 763 ) HTML ( 6 )

以氯铂酸溶液为催化剂，将烯丙氧基聚氧乙烯醚（APEG）和聚甲基氢硅氧烷（PMHS）进行硅氢加成反应合成有机硅改性聚醚（Si⁃APEG），并以其作为耐低温剂，制备耐低温慢回弹聚氨酯（PU）海绵。研究了Si⁃APEG添加量对海绵表观芯密度、开孔率、拉伸性能、硬度、回弹性能以及温湿度敏感指数的影响。结果表明，当Si⁃APEG添加量为10份时海绵的泡孔结构较理想，综合力学性能最优，回弹性能最低，同时其温湿度敏感指数低至1.01，硬度在-10 ℃低温下仍可低至53度，因此该添加量下海绵的综合性能最优。

加工与应用

复合塑料软包装材料健康发展的机遇和挑战

陈宇, 张春辉, 崔正, 孙同兵

2023, 37 (2): 56-61; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.009

摘要 ( 423 ) PDF (995 KB)( 190 ) HTML ( 10 )

复合塑料软包装由2层或2层以上材料复合在一起形成的复合材料做成的包装，广泛用于食品、日化、医药、工业、农业等多个领域，从源头到加工过程到末端处置都面临着由内而外的挑战和调整。随着全球进入低碳可持续时代，单材化及单材化赋能技术、新型油墨及环保型胶黏剂技术共同构建了构建低碳零碳负碳技术创新体系，推动塑料软包装行业进入到了低碳、循环可持续的高质量发展期。

Mg掺杂UiO⁃66的制备及其塑料油品脱氯性能

翟永怡, 李瑞丽, 卜禹豪, 姬娅茹

2023, 37 (2): 62-70; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.010

摘要 ( 517 ) PDF (2381 KB)( 138 ) HTML ( 4 )

采用溶剂热法制备了八面体形态的UiO⁃66并采用金属Mg掺杂对UiO⁃66进行改性。为考察最佳掺杂浓度，制备了Mg⁃UiO⁃66⁃n（n为镁锆摩尔比）吸附剂。利用X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）等对吸附剂的形貌和表面性能进行了表征，并研究了Mg⁃UiO⁃66⁃0.07的吸附脱氯性能以及吸附机制。结果表明，Mg掺杂UiO⁃66吸附剂已被成功制备；Mg⁃UiO⁃66⁃0.07的吸附效果最佳，吸附时间为4 h，吸附温度为40 ℃，剂油比为1/40时的脱除率达95.03 %，可再生循环使用5次。吸附过程是1个自发的化学吸附过程，符合拟二级动力学模型。

PDMS/SiC功能梯度复合材料3D打印主动混合喷头结构设计与工艺参数优化

李传敏, 杨建军, 李洋, 王洛唯

2023, 37 (2): 71-76; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.011

摘要 ( 424 ) PDF (2136 KB)( 162 ) HTML ( 7 )

以高黏度材料聚二甲基硅氧烷（PDMS）和碳化硅（SiC）粉末混合液为例，利用流体动力学仿真模拟，设计并优化主动混合喷头。仿真分析不同螺杆结构对主动混合喷头混合效果的影响，选定双向四螺旋螺杆结构，同时探究了螺杆长度、螺杆与腔体间隙等结构参数对混合效果的影响规律，确定螺杆长度为12 mm、螺杆与腔体间隙为0.2 mm；优化了该结构的转速、入口速度等工艺参数，确定转速为60 r/min、入口速度为1 mm/s。此外分析了该结构在不同材料体积配比下均可进行有效混合。最后，通过打印试样，验证了该主动混合喷头能够实现复合材料的有效混合。

水性膨胀型钢结构防火涂料研究进展

黄雅婷, 李连良, 张翼, 汤维, 钱立军

2023, 37 (2): 77-89; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.012

摘要 ( 556 ) PDF (953 KB)( 269 ) HTML ( 7 )

综述了近年来水性膨胀型钢结构防火涂料的研究进展，分析了其隔热机理，介绍了经典膨胀阻燃体系、新型协同阻燃体系和耐水性改善措施，阐述了丙烯酸树脂、环氧树脂、水性聚氨酯和有机硅等常用的成膜物质及其改性技术，并对颜填料和纳米材料的阻燃增效作用进行了详细探讨。最后，对水性膨胀型钢结构防火涂料未来的研究方向进行了展望。

塑料与环境

水中微塑料污染及转化去除的研究进展

杨敏, 王莹, 陈蕾, 马惠芳, 闫桂焕, 王文语

2023, 37 (2): 90-100; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.013

摘要 ( 647 ) PDF (1702 KB)( 529 ) HTML ( 24 )

阐述了微塑料的来源、分布以及迁移转化过程，分析评价了微塑料的毒性效应，探讨了混凝、高级氧化及膜生物反应器技术去除微塑料的研究进展。通过论述，揭示水环境中微塑料对生态系统造成的潜在风险以及对人类健康的威胁，提出目前微塑料去除技术的优势和不足，并为今后微塑料的研究做出建议和展望。

机械与模具

智能定位器面盖双色注塑模设计

张维合, 温煌英, 冯婧

2023, 37 (2): 101-105; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.014

摘要 ( 343 ) PDF (3926 KB)( 204 ) HTML ( 12 )

根据智能定位器面盖的结构特点和技术要求设计了1副双色注塑模具，模具采用定模侧向抽芯机构，大大简化了模具结构，提高了模具运行的安全性和稳定性。模具采用工艺型芯成型ABS熔体的辅助流道，使熔体能够通过潜伏式浇口由内侧面进入型腔，保证了成型制品的外观质量，实现了全自动化双色成型。模具结构先进合理，自投产以来，模具运行安全稳定，成型制品质量达到设计要求。

综述

双酚A型环氧树脂合成技术进展

杨晨, 唐晓东, 李晶晶, 冯雪峰, 曹晔飞, 高志强

2023, 37 (2): 106-112; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.015

摘要 ( 654 ) PDF (814 KB)( 648 ) HTML ( 13 )

介绍了双酚A型环氧树脂的合成机理和工业生产方法，综述了一步法和两步法双酚A型环氧树脂（BADGE）合成技术的研究进展，一步法包括添加催化剂、固碱法、溶剂法、钠盐法、常减压共沸法，两步法包括两步法动力学、使用催化剂、降低水解氯，分析了其合成技术中存在的问题，提出了BADGE合成技术的未来发展方向。

食品接触材料中污染物分析技术的研究进展

蒲晨露, 李根

2023, 37 (2): 113-120; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.016

摘要 ( 335 ) PDF (593 KB)( 198 ) HTML ( 9 )

对食品接触材料中可能产生的食品污染物及其分析技术进行综述，重点介绍了抗氧化剂、有意添加物、非有意添加物（NIAS）、低聚物、挥发性气味物质等污染物，以及其定性分析技术（挥发性有机化合物、非挥发性有机化合物）、表面分析技术及定量分析技术，以期为食品接触材料的质量管控及食品安全的监管提供技术参考。

纤维增强复合材料约束混凝土柱耐久性研究进展

金清平, 刘运蝶

2023, 37 (2): 121-128; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.02.017

摘要 ( 296 ) PDF (1707 KB)( 138 ) HTML ( 8 )

针对不同腐蚀环境、不同温度、不同作用方式等多个方面开展了对纤维增强复合材料（FRP）约束混凝土柱耐久性的研究综述，对不同因素作用下FRP约束混凝土柱的抗压强度保留率进行拟合，分析了不同因素对FRP约束混凝土柱力学性能的影响，以期为后续FRP约束混凝土柱耐久性研究及实际应用提供参考。