本期目录

2024年 38卷 1期 刊出日期：2024-01-26 上一期

材料与性能

生物基聚脲酰胺的制备及性能研究

潘伯超, 林晨熹, 汤栋霖

2024, 38 (1): 1-6; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.001

摘要 ( 121 ) PDF (1412 KB)( 65 ) HTML ( 7 )

采用一锅两步法熔融缩聚合成了高强高韧的生物基聚脲酰胺（PUA）材料。在无催化剂及无溶剂的条件下，先将尿素与1，10⁃癸二胺反应合成新型生物基单体二（氨基十亚甲基）脲（DADU），并进一步与1，10⁃癸二酸（DA10）、1，12⁃十二碳二酸（DA12）或二聚酸（DmA）熔融缩聚制备了一系列高性能PUA。核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱证明了PUA的链结构，由体积排阻色谱得出PUA的分子量为12~13 kg/mol。PUA可热压成型，并展现了良好的力学性能，拉伸强度和断裂伸长率分别为25~45 MPa和400 %~700 %。其中PUA⁃DA10的拉伸强度达到聚酰胺1010（PA1010）的水平，但断裂伸长率是PA1010的2倍以上，可见其韧性远超于PA1010。PUA⁃DmA的断裂伸长率不亚于PA⁃DmA，但是其拉伸强度高于PA⁃DmA，体现出更高的强度和韧性。本研究证实将脲基引入聚酰胺（PA）得到的PUA可以提高材料的力学性能，该方法十分适合生物基聚酰胺的性能改进和多样化设计与应用。

离子改性对宽分子量分布聚丙烯黏弹性能影响

徐耀辉, 唐伊文, 郭鹏, 吕明福

2024, 38 (1): 7-13; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.002

摘要 ( 75 ) PDF (1698 KB)( 41 ) HTML ( 5 )

宽分子量分布聚丙烯（BMWDPP）PP1经离子改性剂处理后得到PP4。通过凝胶渗透色谱（GPC）与平板旋转流变、拉伸流变和熔体强度测试研究了PP1和PP4的分子结构与流变性能的变化。离子改性过程中的自由基诱发PP降解会降低BMWDPP的分子量大小及多分散性；虽未形成真正的长支链结构，但由于接枝在PP分子链上的金属盐之间靠离子相互作用造成“类长支链”效果，PP4可产生拉伸应变硬化现象；PP4因大分子量组分的降解削弱缠结及小分子量组分的降解增强塑化，导致黏弹性低于PP1。拉伸应变硬化对熔体强度增高的影响强于分子量降低对熔体强度削弱的影响，故PP4的熔体强度在不同的温度下皆高于PP1；在低温下呈现线形大分子量分子链PP特点，而在高温下呈现长支链PP特点。

聚醋酸乙烯酯（PVAc）对PHB/PCL共混物理化性能研究

陈程, 张豪, 杨梦瑶, 陈海英, 孙昊, 卫灵君

2024, 38 (1): 14-20; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.003

摘要 ( 103 ) PDF (1661 KB)( 55 ) HTML ( 1 )

聚醋酸乙烯酯（PVAc）作为非共价键型增容剂加入到聚羟基丁酸酯（PHB）/聚己内酯（PCL）（25∶75，质量分数，下同）二元共混体系中，通过溶液浇铸法制备薄膜，探究不同含量的PVAc（1 %、3 %、5 %）对PHB/PCL共混物体系的力学性能和理化性能的影响。结果表明，PVAc含量为1 %时，薄膜的断裂伸长率和拉伸强度分别为未添加PVAc的PHB/PCL薄膜的2.50倍、1.19倍。傅里叶变换红外光谱（ATR⁃FTIR）显示，在PVAc的桥联作用下，PHB和PCL的羰基（C=O）基团和甲基（CH₃）基团之间存在分子间氢键的相互作用，羰基峰（C=O）发生移位，并且峰值降低。扫描电子显微镜（SEM）显示，PVAc的加入降低了共混体系中分散相的尺寸，分布更为均匀，共混体系的相容性有所改善。

沥青路面水性聚氨酯丙烯酸热反射涂料制备

李宁利, 王瑞, 常紫攀, 栗培龙

2024, 38 (1): 21-27; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.004

摘要 ( 75 ) PDF (1200 KB)( 62 ) HTML ( 1 )

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚丙二醇（PPG）等原料制备水性聚氨酯（WPU），通过丙烯酸单体和交联剂改性WPU制得水性聚氨酯丙烯酸（WPUA）乳液。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析WPUA的官能团，利用铅笔硬度和百格划线法对WPUA膜的硬度、附着力进行测定，利用水接触角试验对WPUA膜的疏水性能进行测试；以降温值、黏度值、光泽度作为评价指标，借助正交试验设计确定WPUA热反射涂料的最佳配方；通过室内太阳辐射模拟装置以及室外太阳照射试验对WPUA热反射涂料的降温效果进行测试。结果表明，WPUA膜的附着力和硬度均得到提高，具有较好的疏水性；WPUA热反射涂料的最佳制备配方为固含量30 %的WPUA乳液、16 %的金红石型钛白粉、2 %的石英砂和4 %的中空玻璃微珠。WPUA热反射涂料室内外降温效果显著。

PDMS/PVDF静电纺丝膜的制备及油水分离性能研究

李杰, 路祎祎, 石文天, 郭云杰, 王宇科

2024, 38 (1): 28-34; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.005

摘要 ( 130 ) PDF (2579 KB)( 71 ) HTML ( 5 )

利用静电纺丝技术制备具有特殊浸润性表面用于油水分离研究。对比聚偏氟乙烯（PVDF）与聚二甲基硅氧烷（PDMS）不同配比下静电纺丝的成膜效果，并进行性能表征。研究表明，适量的PVDF可以对PDMS起到助纺与增塑的效果，且微球的存在使膜层表现出更好的疏水性。此外，膜层具有的对水高黏附性是受到毛细吸附与静电作用双重影响。当PVDF与PDMS的配比为2∶1时，膜层显示出对油包水乳液良好的选择透过性，水接触角可达150 °，油接触角几乎为0 °，油水分离率在98 %以上，是油水分离材料良好的候选物。

剪切增稠液微胶囊的制备与性能研究

俞波, 赵炳乾, 倪叶舟, 钱坤, 俞科静, 陈坤林

2024, 38 (1): 35-41; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.006

摘要 ( 69 ) PDF (1866 KB)( 40 ) HTML ( 0 )

本研究以壳聚糖材料为壁材，剪切增稠液（STF）为芯材，通过单凝聚法制备了STF微胶囊（STF MCs）。通过单因素实验研究，确定了微胶囊的制备工艺参数：司盘80（Span 80）与吐温80（Tween 80）作为分散剂，复配比例为3∶1；乳化剂用量为11 %，核壳比为2∶1，搅拌速度为600 r/min，反应温度为60 ℃；体系的油水比为1∶2。在此条件下制得的STF MCs呈较为规整的球形，粒径分布较为均匀，且主要集中在3 μm左右。结果表明，碳纳米管的引入有效改善了STF的流变性能。掺杂CNTs的STF体系具有更小临界剪切速率，更快的黏度突变，并且峰值黏度增加近一倍；芯材和微胶囊乳液的红外光谱大部分都一致，表明壳聚糖成功吸附在芯材液滴表面，实现了对STF的包封。壁材对芯材STF起到了保护作用，提升了芯材STF的热稳定性。

海藻酸钠/聚丙烯酰胺复合水凝胶的壳聚糖增韧

曾媛, 李亮, 刘威, 马晶晶, 刘让同

2024, 38 (1): 42-48; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.007

摘要 ( 127 ) PDF (2559 KB)( 93 ) HTML ( 3 )

以天然多糖海藻酸钠（SA）、丙烯酰胺（AM）单体为基础原料构筑双网络水凝胶，引入不同含量的壳聚糖（CS），增强水凝胶的力学韧性。通过扫描电子显微镜、红外光谱、X射线衍射仪及热失重分析仪等表征水凝胶的形貌特征、网络交联结构及热学性能，分析SA/聚丙烯酰胺（PAM）水凝胶的交联机理。结果表明，水凝胶的韧性随CS含量的增加而增加，CS低含量时韧性增加由伸长能力增加引起，而高添加时则因强度伸长同步增加引起，添加10 %CS的水凝胶其韧性值达到2.50×10⁵ kJ/m³，明显高于添加5 %和7.5 % CS的水凝胶；对水凝胶定伸长循环拉伸，其弹性回复率随所定伸长率的增加而有所降低，在25 %定伸长时均高于98 %，而在200 %时只高于90 %，其中添加10 %CS的水凝胶弹性最佳，且有较强的断裂应力（0.249 MPa）和断裂伸长率（1 635.65 %），在200 %及以内定伸长循环拉伸时具有优异的回复能力。

加工与应用

从德国K展2022看注塑产业发展新趋势

焦晓龙, 党开放, 周洋, 马艺涛, 王金领, 谢鹏程

2024, 38 (1): 49-54; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.008

摘要 ( 109 ) PDF (2591 KB)( 87 ) HTML ( 5 )

2022年德国杜赛尔多夫国际塑料及橡胶博览会（简称为K2022）圆满落幕，展示了世界各地的参展商所带来的新理念、新技术与新产品。本次K展以气候保护、循环经济和数字化为主题，聚焦材料与行业在材料回收再利用、数字化、智能化和低碳节能等方面的创新理念，展示了全球注塑行业与循环经济、智能数字化、降本增效等相关的创新解决方案，并简要介绍了本节K2022带来的创新亮点，进一步探讨未来注塑产业发展趋势。

环氧树脂/碳纤维复合材料模压制品冲击强度影响因素分析

荣迪, 贾志欣, 刘立君, 李继强, 赵川涛, 高利珍, 王少峰

2024, 38 (1): 55-61; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.009

摘要 ( 82 ) PDF (2529 KB)( 37 ) HTML ( 1 )

通过正交试验研究了模压温度、模压压力、保压时间、合模速度对环氧树脂/碳纤维片状模塑料模压成型制品冲击强度的影响，制品冲击强度表现出显著的各向异性。使用极差法证明各因素对冲击强度的影响大小为：保压时间t>合模速度v>模压温度T>模压压力P；得到最佳工艺参数组合为：模压温度T为130 ℃、模压压力P为500 kN、保压时间t为540 s、合模速度v为1 mm/s，使用该参数组进行验证实验，新制品冲击强度相较于正交试验中的最大值提高了9.75 %。结合典型冲击断裂试样的微观形貌解释了影响因素作用于制品冲击强度的微观机制。

Ⅳ型储氢气瓶塑料内胆氢渗透特性及失效分析研究进展

白皛, 乔亮, 范峻铭, 闻炯明, 张毅

2024, 38 (1): 62-78; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.010

摘要 ( 148 ) PDF (3990 KB)( 143 ) HTML ( 10 )

综述了材料微观结构和外部环境对Ⅳ型气瓶塑料内胆氢渗透特性的影响，归纳总结了聚合物内胆的氢渗透机理；详细分析了内胆屈曲塌陷和屈服起泡的相关研究进展；指出了目前国内外研究存在的不足，并对未来的研究方向作出展望。

制造氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺参数的优化研究

刘学军

2024, 38 (1): 79-85; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.011

摘要 ( 72 ) PDF (784 KB)( 29 ) HTML ( 0 )

在static bed模型的基础上为在PID控制模式下制造氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺建立了一个传热模型，并通过FLUENT软件来仿真计算模具表面温度和模内温度以及加热时间和加热电能。这些仿真值与实测值都吻合得较好，从而验证了本文传热模型的准确性。然后应用该传热模型计算了在16种情形下停止加热时的模内温度以及加热时间和加热电能，并通过灰色关联度方法分析了PID模式的触发温度和初始加热功率的百分比对加热时间和加热电能的影响程度。结果表明，停止加热时的模内温度随初始加热功率的百分比变化较小，但随PID模式触发温度的升高而降低。加热时间和加热电能都是随着PID模式的触发温度的升高而减少。最优化的工艺参数是PID模式的触发温度取250 ℃且初始加热功率的百分比取90 %。另外，PID模式的触发温度对加热时间和加热电能的影响程度都要大于初始加热功率的百分比对它们的影响程度。

助剂

聚硅氧烷包覆改性聚磷酸铵及其阻燃聚乙烯性能的研究

赵晓波, 王国泰, 梁淑君

2024, 38 (1): 86-91; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.012

摘要 ( 86 ) PDF (1132 KB)( 63 ) HTML ( 1 )

分别以二甲基二乙氧基硅烷（DMDES）、甲基三乙氧基硅烷（MTES）、苯基三甲氧基硅烷（PTMS）3种硅氧烷与正硅酸四乙酯（TEOS）共同作为前驱体，采用溶胶⁃凝胶工艺对聚磷酸铵（APP）进行微胶囊化包覆改性，分别制备得到改性聚磷酸铵APP/DMDES、APP/MTES和APP/PTMS，以改善其阻燃性、热稳定性和疏水性。通过傅里叶红外光谱、水接触角、扫描电子显微镜、能谱仪以及热失重分析等测试与表征手段，对3种不同聚硅氧烷包覆改性聚磷酸铵（MAPP）进行了对比研究，并研究了MAPP对低密度聚乙烯（PE⁃LD）阻燃性能、力学性能和热性能的影响。结果表明，在合适的工艺条件下，均可以制备得到聚硅氧烷包覆改性聚磷酸铵；较改性前的APP，改性聚磷酸铵的疏水性和热稳定性均显著提高；在PE⁃LD/APP/PTMS/季戊四醇（PER）/三聚氰胺（MEL）的质量比为65/18.7/11.7/4.6时，PE⁃LD复合材料的综合性能最好，极限氧指数为26.6 %，高于包覆前APP的23.3 %，达到UL 94 V⁃0级别，且拉伸性能最高，为12.84 MPa。

塑料与环境

PLGA的降解行为及应用研究进展

陈泽宇, 付烨, 张茜, 翁云宣

2024, 38 (1): 92-99; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.013

摘要 ( 127 ) PDF (2122 KB)( 122 ) HTML ( 9 )

从合成方法、聚集态结构、降解性能等方面对聚乳酸⁃羟基乙酸共聚物（PLGA）的研究进展进行了综述，并总结了合成方法和聚集态结构对PLGA降解性能的影响规律，同时简述了PLGA在药物控释、医用手术缝合线、骨组织工程支架等领域的应用情况。

机械与模具

注塑模具温度智能化控制研究进展

毛海军, 马艺涛, 党开放, 王新铭, 谢鹏程

2024, 38 (1): 100-105; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.014

摘要 ( 100 ) PDF (600 KB)( 96 ) HTML ( 5 )

综述了国内外在模具温度控制技术领域的研究进展，从模具冷却系统、加热方式以及控制方式这3个方面进行了介绍，并展望了模具温度控制的未来发展趋势。

螺杆挤出机相似放大理论的研究进展

贾明印, 徐文一, 任浩宇, 薛平

2024, 38 (1): 106-111; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.015

摘要 ( 91 ) PDF (1042 KB)( 61 ) HTML ( 9 )

总结了近些年来国内外提出的螺杆挤出机相似放大准则，并对比分析了常用的放大系数和适用范围，同时，介绍了相似放大理论在螺杆挤出机中的优化挤出机的结构参数、工艺条件的实际应用，最后指出了螺杆挤出机相似放大理论进一步探索和优化，为螺杆挤出机行业的可持续发展提供更加有效的理论支持。

汽车空调鼓风机左右盖复杂抽芯注塑模设计

费强, 张维合

2024, 38 (1): 112-116; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.016

摘要 ( 71 ) PDF (5463 KB)( 77 ) HTML ( 3 )

根据汽车空调鼓风机左右盖结构特点设计了一副大型、复杂侧向抽芯注塑模具。模具采用热流道浇注系统以及快速和均衡的冷却系统，成型周期缩短了10 %，精度提高了一级，达到了MT3级（GB/T 14486—2008）。模具通过采用复合抽芯和延时抽芯有效解决了成型塑件结构复杂、倒扣多的脱模难题。模具导向定位系统采用标准滚珠导套，大大提高了模具的精度和寿命。

综述

卡宾在聚合物交联反应中的研究进展

郭欣怡, 朱光明, 张雪蓓, 李锐超

2024, 38 (1): 117-123; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.017

摘要 ( 86 ) PDF (2791 KB)( 90 ) HTML ( 1 )

归纳分析了三氟甲基类卡宾化合物、重氮酯类卡宾化合物、N⁃杂化卡宾化合物等稳定结构的卡宾前驱体的结构、性能特点，并重点介绍了其在聚合物改性领域的应用研究进展。

铝合金与复合材料连接表面处理方法的研究进展

韩志勇, 马斯景, 路鹏程

2024, 38 (1): 124-133; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.01.018

摘要 ( 95 ) PDF (2166 KB)( 94 ) HTML ( 4 )

论述了粘接用铝合金和复合材料表面处理技术，重点阐述了不同表面处理手段的目的、机理、分类以及影响表面处理品质的工艺参数；此外，对近些年来国内外铝合金混合处理技术和具有前景的复合材料能量处理技术的原理及优势进行了分析，并提供了较为有效的材料表面处理新思路。