本期目录

2015年 29卷 10期 刊出日期：2015-10-26 上一期 下一期

综述

医用塑料管道产品的制备加工及其力学性能研究进展

王翔, 王惠明, 许忠斌

2015, 29 (10): 1-6 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.001

摘要 ( 334 )

综述了人工血管产品的制备和球囊导管的加工方法，比较并分析了医用塑料管道产品(人工血管、诊疗用聚氨酯导管)的力学性能指标要求，对塑料微通道产品即微通道塑料薄膜(MCF)、微通道塑料导管(MCT)在医用领域的发展前景进行了展望。

聚合物/层状纳米填料阻隔复合薄膜研究进展

毛超英, 黄亚江, 李光宪

2015, 29 (10): 7-13 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.002

摘要 ( 363 )

综述了层状纳米复合材料的制备方法，以蒙脱土(MMT)、层状双氢氧化物(LDHs)和石墨烯(GNSs)为典型例子，系统阐述了层状纳米填料改善聚合物薄膜阻透性能的机理，最后讨论了高阻透、多功能化的纳米复合薄膜在制备及应用中所面临的挑战。

聚合物流体入口收敛流动的研究进展

杨佳, 李坤, 李继功, 曹新鑫

2015, 29 (10): 14-19 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.003

摘要 ( 346 )

对聚合物流体的入口收敛流动研究进展进行论述，包括实验研究、理论分析、计算机模拟、拉伸黏度的获取和减缓入口收敛流动等方面，并对聚合物流体入口收敛流动的研究进行展望。

材料与性能

木粉及聚磷酸铵对PE-HD木塑复合材料阻燃和力学性能的影响

张兴, 谷晓昱, 孙军, 张胜, 杨卫民

2015, 29 (10): 20-24 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.004

摘要 ( 469 )

以高密度聚乙烯(PE-HD)为基体，聚磷酸铵(APP)和木粉(WF)为膨胀型阻燃体系，制备了阻燃木塑复合材料(WPC)。通过极限氧指数、垂直燃烧UL 94、锥形量热分析、热失重分析、红外光谱分析、力学性能等对其进行性能表征。结果表明，与纯PE-HD相比，极限氧指数随着WF含量增加而提高，添加40 %WF时极限氧指数提高到30.5 %，UL 94可达V-0等级，热释放速率峰值和总热释放量降低；APP和WF燃烧过程中发生了化学作用，形成了保护炭层，提高了材料的热稳性，材料的拉伸和弯曲强度得到提高。

3-芳基苯并呋喃酮类化合物的合成

董平, 邵伟

2015, 29 (10): 25-31 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.005

摘要 ( 371 )

以50 %(质量分数，下同)乙醛酸水溶液(乙醛酸)和2，4-二叔丁基苯酚(烷基酚)为起始物，采用“酯化加成-烷基化-萃取结晶”的工艺路线合成了3-芳基苯并呋喃酮类化合物3-(3,4-二甲基苯基)-5,7-二叔丁基-3-氢苯并呋喃-2-酮(SHY-1)。全面系统地考查了反应温度、时间、压力、原料配比、催化剂及其用量等条件对产物收率的影响，并采用红外光谱、质谱、核磁共振及元素分析等方法对目标产物进行了分析。结果表明，酯化加成反应的乙醛酸与烷基酚摩尔比为1.3:1、反应温度为100 ℃、反应时间为3 h，烷基化反应的催化剂用量与烷基酚质量比为0.12:1、反应压力为-0.06 MPa、反应时间为2.5 h时，目标产物收率可达70.2 %。

EP/BMI树脂基碳纤维复合材料的制备与性能表征

陈永龙, 胡程耀, 霍冀川, 邓超月

2015, 29 (10): 32-36 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.006

摘要 ( 506 )

以环氧树脂(EP)、双马来酰亚胺(BMI)、4,4’-二氨基二苯砜(DDS)和短切碳纤维(SCF)等为主要原料制备了EP/BMI/DDS/SCF复合材料，并研究了SCF添加量对复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明，当SCF添加量为0.25 %(质量分数，下同)时，EP/BMI/DDS/SCF复合材料的力学性能提高最大，其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度比未添加SCF时的EP/BMI/DDS复合材料分别提高了48.52 %、32.15 %、25.77 %以及150.91 %；此外，SCF的加入有助于提高复合材料的热性能。

聚羟基烷酸酯改性聚氯乙烯的研究

蒋龙, 蒋元章, 东为富, 马丕明, 陈明清

2015, 29 (10): 37-41 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.007

摘要 ( 540 )

通过熔融共混的方法分别制备了聚氯乙烯/邻苯二甲酸二辛酯/聚羟基烷酸酯（PVC/DOP/PHA）和PVC/PHA共混物。研究了PHA逐步代替DOP对共混物力学性能和熔体流动性能的影响规律，利用扫描电子显微镜对所制备的试样进行微观结构分析。结果表明，随着共混体系中PHA用量的增加和DOP的等量减少，与PVC/DOP共混物相比，PVC/DOP/PHA共混物的拉伸强度由21 MPa提高至42 MPa，断裂伸长率先增加而后降低，在PHA含量为10.7 %(质量分数，下同)时出现极大值(350 %)；在PVC/PHA体系中，PHA含量增加，PVC/PHA共混物的力学性能及熔体流动速率都显著提高，说明PHA可以作为PVC的一种有效的绿色增塑剂和增韧剂。

聚铝硅氧烷对聚碳酸酯的阻燃作用

周文君, 陈友财, 何伟壮

2015, 29 (10): 42-46 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.008

摘要 ( 493 )

采用水解缩合法制备了聚铝硅氧烷，用极限氧指数、热失重分析、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱研究了聚铝硅氧烷对聚碳酸酯（PC）的阻燃作用机理。结果表明，聚铝硅氧烷可明显提高PC的极限氧指数；在热降解过程中，聚铝硅氧烷可使PC的最大热降解速率降低，800 ℃残炭率显著提高，在PC中添加5 %（质量分数，下同）的聚铝硅氧烷可使PC的800 ℃残炭率提高44.1 %；在燃烧过程中，聚铝硅氧烷会迁移到PC表面，与PC的降解产物发生相互作用，促进残炭的形成，硅(Si)和铝(Al)积聚在材料表面形成富含Si、Al的绝缘炭层，抑制了材料的进一步降解，阻碍了热量和可燃性气体的传递，从而有效地改善了PC的阻燃性能。

长链磷腈衍生物的制备及其在聚丙烯中的阻燃应用

齐艳侠, 武翠翠, 武伟红, 屈红强, 徐建中

2015, 29 (10): 47-52 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.009

摘要 ( 487 )

利用亲核取代反应合成了六十二氨基环三磷腈(HDCP)和六辛氨基环三磷腈(HOCP)，将合成的HDCP和HOCP添加到聚丙烯(PP)/聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)体系中，并通过极限氧指数、垂直燃烧测试UL 94和锥形量热分析等研究了体系的阻燃性；通过力学性能测试研究了HDCP和HOCP对材料力学性能的影响。结果表明，当HDCP和HOCP的用量分别为2 %时，阻燃效果最佳，极限氧指数均比纯PP提高了13 %左右；随着HDCP和HOCP加入量的增大，材料的冲击强度逐步增加，但是断裂伸长率却逐步降低。

腰果酚醛胺固化环氧树脂泡沫塑料性能研究

范兆荣, 王艳龙, 刘运学, 谷亚新, 牛晚扬

2015, 29 (10): 53-58 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.010

摘要 ( 424 )

以双酚A型环氧树脂(EP)为基体树脂、自制的腰果酚醛胺(PCT)为固化剂、正戊烷(N-PT)为发泡剂、吐温-80和二甲基硅油为稳泡剂室温发泡制备新型环氧树脂泡沫塑料。研究了PCT用量对发泡时间和泡沫性能的影响，通过扫描电子显微镜和热失重分析对泡沫塑料的微观形貌和热性能进行了表征。结果表明，随着PCT用量增加，发泡时间逐渐缩短；环氧树脂泡沫塑料的密度、压缩强度、吸水率和热导率均随PCT用量的增加呈现先减小后增大趋势；当PCT加入量为30 %(相对于纯EP)时，发泡时间降至5 min；泡沫塑料的综合性能较佳，密度为0.0467 g/cm^3、压缩强度为276 kPa、吸水率为2.9 %、热导率为0.037 W/m·K，此时泡孔大小均匀，不良泡孔少；泡沫初始失重温度为248.4 ℃，最大失重速率温度为362.3 ℃，耐热性最佳。

加工与应用

聚合物发泡过程中气泡分裂的理论研究和数值模拟

郑启涛, 信春玲, 何亚东, 杨兆平, 朱伟林

2015, 29 (10): 59-63 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.011

摘要 ( 448 )

对聚合物发泡过程中的气泡分裂进行了理论研究和数值模拟，用理论推导的方法计算出气泡分裂过程所需要的时间；采用流体体积函数（VOF）方法对相应条件下的气泡分裂进行了数值模拟，并对模拟的分裂时间和理论计算的分裂时间进行比较；分析了气泡分裂时间的影响因素。结果表明，气泡分裂时间与体系的界面能成正比，与体系界面黏度、气泡半径以及剪切速率的平方成反比。

碳纤维/玻璃纤维增强复合材料注塑制品翘曲变形的研究

杨波, 孙玲

2015, 29 (10): 64-67 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.012

摘要 ( 481 )

通过数值模拟、单因素试验研究了30 %碳纤维/30 %玻璃纤维增强复合材料对注塑制品翘曲变形的影响；通过多因素试验研究了各工艺参数，如熔体温度、注射时间、保压时间、保压压力等对制品翘曲变形的影响程度。结果表明，相比30 %玻璃纤维增强复合材料，30 %碳纤维增强复合材料对翘曲变形量的影响更小，30 %碳纤维增强复合材料的最大翘曲为4.107 mm，而30 %玻璃纤维增强复合材料的最大翘曲为5.090 mm；影响碳纤维增强复合材料翘曲变形的最显著因素是保压压力，而影响玻璃纤维增强复合材料翘曲变形的最显著因素是保压时间。

方柱绕流中聚乙烯熔体流变行为的数值模拟

李文文, 王伟

2015, 29 (10): 68-72 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.013

摘要 ( 392 )

采用了DCPP和S-MDCPP两种模型分别描述低密度聚乙烯熔体的本构行为。在迭代分步算法中引入了改进的有限增量微积分(FIC)法，并采用离散的弹性黏性应力分裂技术(DEVSS)/迎风流线(SU)法解决黏弹性流动分析中的对流占优问题。讨论了S-MDCPP模型预测的速度、压力及主链拉伸分布随Weissenberg(Wi)数的变化。结果表明，两种模型预测的速度、主应力差等色条纹和主链拉伸分布吻合较好；随Wi的增大，速度及压力均增大。

基于Moldflow和正交试验设计的注射成型工艺参数的优化

林启权, 杨雪峰, 董文正

2015, 29 (10): 73-77 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.014

摘要 ( 582 )

以保护盖为研究对象，采用Moldflow软件对其注射成型过程进行了数值模拟，结合正交试验设计方法，研究了熔体温度、模具表面温度、成型时间、保压时间与保压压力5个工艺因素对塑件体积收缩率和翘曲变形量的影响。通过对模拟结果的信噪比分析和方差分析，获得了各因素的最佳水平，进而获得了最优工艺参数组合。对最优组合工艺参数的注射成型进行模拟试验，验证了采用正交试验设计优化注射成型工艺参数的有效性。

助剂

季戊四醇锌热稳定剂的制备与应用

陈焕章, 李花, 李宏, 王丹

2015, 29 (10): 78-82 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.015

摘要 ( 446 )

采用活性氧化锌和季戊四醇为原料合成了季戊四醇锌，探讨了物料配比、反应温度、反应时间等反应条件对产品性能的影响。并研究了季戊四醇锌对聚氯乙烯（PVC）热稳定性能的影响。结果表明，制备季戊四醇锌适宜的反应条件为活性氧化锌和季戊四醇的摩尔配比为3：2，反应温度为220 ℃，反应时间为2 h；季戊四醇锌对PVC具有良好的热稳定效果，PVC/季戊四醇锌的静态热稳定时间长达49.4 min，是无季戊四醇锌时的近7倍；PVC/季戊四醇锌的动态热稳定时间最长为132 s，塑化时间最短为83 s，最小扭矩为28 N·m。

含异氰酸基表面改性剂制备及其在PVC/木粉材料中的应用

仇卓威, 倪忠斌, 陈明清, 刘士荣

2015, 29 (10): 83-87 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.016

摘要 ( 438 )

以异氰酸酯与脂肪醇为原料，制备了含异氰酸基表面改性剂，并研究了该改性剂对聚氯乙烯（PVC）/木粉复合材料力学性能及加工性能的影响。结果表明，通过3 %表面改性剂改性以后的木粉，其表面接触角能够达到146.0 °；相对于由未改性木粉制备的PVC/木粉复合材料，由改性木粉制备的PVC/木粉复合材料，拉伸强度提高了32.6 %，断裂伸长率提高了42.1 %；PVC/改性木粉复合材料的塑化时间从57.5 s缩短至46.7 s，平衡扭矩从24.7 N·m减小到18.2 N·m，塑化温度从147.3 ℃降低到了140.4 ℃；随着碳链的增长，改性剂的改性效果也随之优化。

机械与模具

沟槽机筒单螺杆挤出机耦合双槽熔融理论研究

金晓明, 贾明印, 薛平, 李珊珊, 王金阵

2015, 29 (10): 88-93 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.017

摘要 ( 350 )

利用自制的液压剖分式沟槽机筒单螺杆挤出机实验平台，研究了沟槽机筒单螺杆挤出机的熔融长度和螺杆转速的关系，实验验证了单螺杆挤出机固体输送段和熔融段机筒均开设沟槽的耦合双槽熔融理论。结果表明，与传统光滑机筒单螺杆挤出机和IKV单螺杆挤出机相比，在熔融段机筒开设沟槽的单螺杆挤出机的熔融长度较短且熔融过程比较稳定，熔融效率得到较大提高。

高频电连接器安装板注塑模具设计

李英, 焦洪宇, 牛曙光

2015, 29 (10): 94-97 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.018

摘要 ( 391 )

通过对高频电连接器安装板的成型工艺分析，确定了该注塑模具的整体结构。重点介绍了分型面的选择，侧向分型与抽芯机构、推出机构的设计。根据塑件的结构特点，该模具采用3次分型，2次推出，使塑件顺利脱模又保证塑件精度要求。实践证明，该模具结构设计合理，生产效率高，成型出的塑件质量好。

螺杆构型对反应挤出制备聚乙烯/聚酰胺6原位合金的影响

方辉, 吴方娟

2015, 29 (10): 98-102 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.10.019

摘要 ( 320 )

以己内酰胺（CL）、高密度聚乙烯(PE-HD)、马来酸酐接枝高密度聚乙烯（PE-HD-g-MAH）为主要原料，采用反应挤出法制备PE-HD /聚酰胺6（PA6）原位合金，研究螺杆构型对PE-HD/PA6原位合金制备的影响。研究发现，停留时间长的螺杆构型，其对应的原位合金中CL单体转化率较高；在3种螺杆构型中，带有大导程拉伸元件的螺杆，所制备的原位合金中分散相PA6的粒径最小，其原因在于CL单体在PE-HD中的初始分散状态对合金中分散相PA6的粒径有直接影响，而大导程拉伸元件更有利于CL在PE-HD基体中的破碎与分散。