本期目录

2015年 29卷 04期 刊出日期：2015-04-26 上一期 下一期

综述

聚苯乙烯泡沫阻燃研究

杨溢锴, 粟宇豪, 辛菲, 许国志

2015, 29 (04): 1-8 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.001

摘要 ( 583 )

从卤系阻燃剂和无卤阻燃剂两方面综述了近几年来国内外阻燃聚苯乙烯(PS)的研究现状。卤系阻燃剂主要介绍了溴化苯乙烯、十溴二苯醚(DPEDB)、溴化环氧树脂等。无卤阻燃剂介绍了膨胀型、金属氢氧化物及黏土类。分析了各类阻燃剂优缺点，未来占据阻燃剂主导地位的应是高效的环境友好型复配无卤阻燃剂。

水滑石类稳定剂热稳定效果的影响因素及其使用途径

王佳翰, 郎春燕, 陈小平

2015, 29 (04): 9-13 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.002

摘要 ( 432 )

简要介绍了水滑石的热稳定机理和影响水滑石类热稳定剂热稳定效果的因素，包括合成条件的影响、阴离子插层的影响、阳离子种类的影响以及改性的影响。综述了水滑石类化合物起到热稳定效果的途径，包括与聚氯乙烯(PVC)制备成复合材料、制成PVC助剂等。

芳香性聚酰亚胺的阻燃改性研究进展

孟宪娇, 杨云峰, 王利萍, 王俊峰, 强敬峰

2015, 29 (04): 14-18 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.003

摘要 ( 486 )

综述了芳香性聚酰亚胺(PI)在共混、共缩聚以及结构改性方面的研究进展，其中共聚改性按引入基团的不同又分为聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酯酰亚胺共聚物、引入含氮杂环等，结构改性包括在主链中引入杂元素、功能性侧基的引入、引入扭曲或非共平面结构，并提出PI在阻燃领域的发展方向。

材料与性能

PA6/GF/SP三元复合材料的制备及其力学性能研究

徐先锋, 曾玲升, 刘烁, 包永忠, 张嘉敏

2015, 29 (04): 19-23 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.004

摘要 ( 480 )

以矿渣微粉（SP）和玻璃纤维（GF）为填料，经共混、挤出造粒、注射成型工序制备聚已内酰胺（PA6）/GF/SP三元复合材料，采用扫描电子显微镜观察断口形貌，通过检测复合材料试样的拉伸强度、冲击强度研究不同GF/SP配比比例以及SP的粒径对复合材料的力学性能影响。结果表明，当GF/SP配比填料总量定为30 %（质量分数，下同），SP与GF比例为1∶3时，平均粒径为7 μm的SP有最好的增强效果，拉伸强度为96.8 MPa；当SP平均粒径为15 μm时，三元复合材料具有最佳的冲击强度，比纯PA6提高了32.4 %，达到8.31 kJ/m2。

聚乳酸扩链改性及其挤出发泡的研究

李珊珊, 何继敏, 颜克福, 金晓明, 龙洪生

2015, 29 (04): 24-29 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.005

摘要 ( 512 )

采用扩链剂对聚乳酸（PLA）进行扩链改性，研究了扩链剂对PLA流变性能的影响。采用3种不同类型的化学发泡剂：发泡剂A（发泡母粒）、发泡剂B\[自制复合发泡剂：偶氮二甲酰胺（AC发泡剂）/碳酸氢钠(NaHCO3)\]、发泡剂C(自制改性AC发泡剂)，利用单螺杆挤出机对PLA进行挤出发泡。采用扫描电子显微镜观察分析了发泡材料的断面泡孔结构。结果表明，加入扩链剂可有效提高PLA的熔体强度和黏度及降低其熔体流动速率，改善PLA的发泡效果，扩链剂含量为0.8份（质量分数，下同）时，发泡材料的发泡效果最好；实验所用的3种发泡剂中，发泡剂C的发泡效果最好，发泡剂含量为1.5份时，发泡样品的表观密度较小（0.6 g/cm3），泡孔直径最小(约为57 μm)，泡孔密度最大（约为7.69×10^6个/cm3），泡孔分布均匀，无明显泡孔破裂和连通现象。

全氟聚醚改性超高相对分子质量聚乙烯复合材料的性能研究

刘婷, 黄安民, 朱志勇, 伍海斌, 杨春浩

2015, 29 (04): 30-35 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.006

摘要 ( 640 )

通过添加全氟聚醚（PFPE）对超高相对分子质量聚乙烯（PE-UHMW）进行改性，研究了PFPE含量对PE-UHMW复合材料力学性能及摩擦磨损性能的影响，采用热重分析仪和差示扫描量热仪分析了复合材料的热性能，同时利用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌。结果表明，当PFPE添加量为3 %（质量分数，下同）时，改性复合材料的摩擦因数、体积磨损相对未改性的分别降低20.8 %、59.4 %，摩擦磨损性能改善显著；改性后的复合材料其力学性能和热性能略有提升；未改性复合材料磨损机理主要表现为黏着磨损和塑性变形，改性复合材料则表现为疲劳磨损，伴有轻微的塑性变形。

PS/PLA共混物的相态结构及其发泡行为研究

刘本刚, 刘燕, 杜中杰

2015, 29 (04): 36-41; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.007

摘要 ( 124 )

采用密炼机制备了聚苯乙烯/聚乳酸(PS/PLA)共混物,以超临界二氧化碳(CO2)为物理发泡剂,采用釜压法制备了PS/PLA共混物泡沫。采用差示扫描量热仪、偏光显微镜和扫描电子显微镜研究了PLA等温结晶行为、PS/PLA共混物的相态结构和PS/PLA共混物泡沫的泡孔结构。结果表明,反应型增容剂使PLA的等温结晶速率提高,晶体尺寸降低;增容剂能够促进PLA在PS中的分散;PLA的加入在发泡过程中能够起到异相成核作用,PLA的结晶有利于气泡的增长和稳定。

吸水对PE-HD/竹粉复合材料防霉性能的影响

冯静, 施庆珊, 陈娟, 林小平

2015, 29 (04): 42-47 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.008

摘要 ( 476 )

研究了吸水对不同竹粉含量（30 %、40 %、50 %、60 %及70 %，质量分数，下同）及添加有1.5 %抗菌剂硼酸锌（ZnB）的高密度聚乙烯（PE-HD）/竹粉复合材料（40/60）防霉性能的影响，通过吸水试验及霉菌试验，对试样不同吸水时段的吸水率及霉菌试验后试样的表面形态及霉变等级进行了测定与观察。结果表明，PE-HD/竹粉复合材料的吸水率随吸水时间及竹粉含量的增加而增加；吸水2、4、8及11 d的PE-HD/竹粉试样，其防霉性能与未吸水试样无明显差异；PE-HD/竹粉复合材料的霉菌抗性随竹粉含量的增加而降低，与未添加ZnB的对照试样相比，ZnB的添加显著提高了材料的霉菌抗性，可将材料的被害值从3~4级降至0~1级。

PHBH/PLA共混物相容性研究

周迎鑫, 刁小倩, 翁云宣, 张敏, 靳玉娟

2015, 29 (04): 48-53 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.009

摘要 ( 609 )

采用双螺杆挤出机熔融共混制备聚(3羟基丁酸酯3羟基己酸酯) （PHBH)/聚乳酸（PLA）共混物。通过电子万能试验机、差示扫描量热仪、热重分析及扫描电子显微镜等测定共混物的力学性能、热性能和热稳定性并观察其微观结构，研究了PHBH与PLA间的相容性。结果表明，PHBH与PLA共混后，综合力学性能得到改善，与PHBH相比，PHBH/PLA（80/20）共混物的断裂伸长率提高了38 %，冲击强度提高了15.7 %；PHBH和PLA的玻璃化转变温度呈现出相互靠近的趋势，两者表现出一定程度的相容性。

环氧树脂/碳纳米管导热复合材料的制备与性能研究

王登武, 王芳

2015, 29 (04): 54-57 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.010

摘要 ( 608 )

采用先酸化再空气氧化的方法对碳纳米管（CNTs）进行了纯化处理，并制备了2种环氧树脂(EP)/CNTs导热复合材料。研究了不同含量的CNTs及纯化CNTs对复合材料的导热性能、冲击性能及弯曲性能的影响。结果表明，纯化处理后，CNTs表面的催化剂粒子和无定形碳被去除，得到了纯净CNTs；当纯化CNTs含量为1.5 %时(质量分数，下同)，材料的冲击强度和弯曲强度最高，分别为24.95 kJ/m2、127.2 MPa；当纯化CNTs含量为1.5 %时，复合材料的热导率可达1.237 W/（m·℃）。

聚甲醛/弹性体/纳米碳酸钙复合材料的制备及性能研究

金璐, 刘保英, 徐元清, 房晓敏, 丁涛

2015, 29 (04): 58-63 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.011

摘要 ( 510 )

采用双螺杆熔融共混的方法，以4种不同的混合顺序，制备了聚甲醛/热塑性聚氨酯弹性体/纳米碳酸钙（POM/TPU/nano-CaCO3）复合材料。通过力学性能测试、偏光显微镜、差示扫描量热仪、熔体流动速率仪和扫描电子显微镜，考察了nano-CaCO3的用量对POM/TPU(90/10)复合材料力学性能的影响，并探讨了共混方式对复合材料力学性能及微观结构形态的影响。结果表明，4 %的nano-CaCO3与TPU预先混合制成母粒再与POM共混得到的复合材料中POM晶粒发生明显细化，缺口冲击强度高达12.5 kJ/m2，冲击性能较为优异。

HCFC-141b对聚氨酯酰亚胺泡沫材料结构与性能的影响

王娅茹, 田华峰, 卞其波, 张帅, 项爱民, 王开

2015, 29 (04): 64-69 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.012

摘要 ( 575 )

以多异氰酸酯、芳香二酐和蓖麻油为原料，采用聚氨酯预聚体法制备聚氨酯酰亚胺（PUI）泡沫材料，分析了物理发泡剂1,1二氯1一氟乙烷（HCFC-141b）对泡沫材料的化学结构、泡孔结构、开闭孔率、表观密度、体积膨胀率、力学性能和热性能的影响。结果表明，HCFC-141b的添加量并不改变PUI泡沫材料的化学结构和热性能；当HCFC-141b添加量从零增加到10 %时，材料的平均泡孔直径、开闭孔率和体积膨胀率增加；而表观密度和压缩强度降低。

加工与应用

基于Moldflow MPI软件的注射阶段能耗研究

江舜成, 文劲松, 谢海玲, 雷绍阔, 晋刚

2015, 29 (04): 70-74 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.013

摘要 ( 450 )

运用Moldflow MPI模流分析软件对注射成型过程进行流动分析，通过正交试验和多变量拟合建立了注射阶段能耗与浇口宽度、制品壁厚、注射速度和制品直径4个主要参数之间的函数关系式。经过验证，所得能耗公式的准确率达90 %以上。

铝粉高填充材料混合流场数值模拟及实验研究

霍朝沛, 任冬云, 黄亚峰, 王晓峰

2015, 29 (04): 75-81 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.014

摘要 ( 377 )

应用Polyflow软件模拟计算了4种总长度为440 mm的螺杆熔体混合段内铝粉高填充复合材料的三维混合流场。通过对各个螺杆组合流道的剪切速率、剪切应力、轴向速度分布等指标进行分析，研究了这4种螺杆组合的流场分布规律和混合性能；分别对每个螺杆组合上的不同元件的混合特性进行直观的对比。数值模拟与实验分析结果表明，带有反向螺纹元件和捏合块的螺杆对填充材料中的超细铝粉具有更优的综合混合能力。

强韧化PBT/PC共混物的制备与性能

曾晓强, 孟东伟, 曹长林, 陈昌禧, 陈华泽, 陈庆华

2015, 29 (04): 82-87 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.015

摘要 ( 622 )

采用自制的甲基丙烯酸缩水甘油酯熔融接枝丙烯腈丁二烯苯乙烯三元聚合物\[ABS-g-(GMA-co-St),AGS]为改性剂，对聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）/聚碳酸酯(PC)（80/20）共混物进行改性研究。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、力学性能和流变性能测试研究了改性后共混物的性能。结果表明，随着AGS含量的增加，共混物中两相间的界面黏结增强； AGS对PBT/PC共混物具有强韧化的作用，与未添加AGS的PBT/PC共混物相比，当AGS含量为10份时，共混物的缺口冲击强度和拉伸强度分别提高了49.8 %和17.4 %；AGS的加入提高了共混物的界面强度和相容性；添加AGS能够提高共混物的结晶峰温度，起到促进晶粒生长的作用。

改进全局优化算法的注射成型工艺参数优化

赵建, 慈岩, 王兆建, 宁洋, 孙艳艳, 张桂霞

2015, 29 (04): 88-92 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.016

摘要 ( 450 )

提出了同时考虑预测响应值以及期望改善准则的改进高效全局优化(IMEGO)算法。IMEGO算法在增加样本点提高模型精度的迭代过程中，优先考虑模型的最优解，同时增加更加严谨的收敛准则。以1个一维测试函数和3个二维测试函数为例，将该优化方法与传统的高效全局优化算法(EGO)方法进行比较。结果表明， IMEGO算法能有效搜索到全局最优解。将其应用于显示器外壳注塑制品的成型工艺参数优化，结果显示IMEGO方法具有较好的工程实际意义。

助剂

β成核剂含量和退火处理对改性聚丙烯力学性能的影响

祝宝东, 张爽, 朱泓宇, 丰铭, 马东卓, 王鉴

2015, 29 (04): 93-97 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.017

摘要 ( 453 )

采用熔融挤出法制备了β成核剂改性聚丙烯（PP）。研究了成核剂含量和退火处理对β成核剂改性聚丙烯（β-PP）力学性能的影响，采用广角X射线衍射仪、扫描电子显微镜对β-PP的微观结构进行表征和分析。结果表明，β成核剂含量为0.05 %（质量分数，下同）时β-PP力学性能最佳，110 ℃下退火处理1 h能够进一步提高β-PP的改性效果；适宜的成核剂含量和退火处理对诱导PP基体β晶生成及结晶完整有利；退火处理的β-PP冲击断面存在明显塑性变形现象，呈韧性断裂特征。

三嗪三苯基次膦酸仲丁酯化合物的制备及其应用

胡新利, 沈敏杰, 王彦林

2015, 29 (04): 98-101 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.018

摘要 ( 447 )

以三聚氯氰和苯基次膦酸二仲丁酯为原料合成了磷、氮协同阻燃剂2,4,6-三（O-仲丁基苯基次膦酰基）-1,3,5-三嗪化合物，对各步反应进行了优化；用红外光谱、核磁等表征了产物的结构，并用极限氧指数方法测试了产物的阻燃性能等。结果表明，最佳反应条件为：三聚氯氰和苯基次膦酸二仲丁酯的摩尔比为1：3.2，100 ℃持续反应5 h，同时分馏出反应生成的2氯丁烷，蒸馏出有机溶剂，重结晶得2,4,6-三（O-仲丁基苯基次膦酰基）-1,3,5-三嗪，产率为89.4 %；该产物阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）以及该产物和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)分别阻燃PBT的最高极限氧指数分别为21 %、30 %、26 %，且融滴均较慢，成炭性均较好。。

塑料与环境

废弃聚苯乙烯颗粒接枝改性制备防水涂料的研究

刘运学, 唐元亮, 李兰葛大利牛晚扬

2015, 29 (04): 102-106 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.019

摘要 ( 517 )

以丙烯酸（AA）和丙烯酸丁酯（BA）为共聚单体，采用溶液接枝法对废聚苯乙烯（PS）进行接枝改性制得PS接枝共聚物，然后以PS接枝共聚物的乳液为基料制备改性PS防水涂料。研究了引发剂用量、单体用量、反应温度和反应时间对PS接枝共聚物接枝率的影响，以及填料和增塑剂的用量对改性PS防水涂料性能影响。结果表明，PS接枝共聚物的最佳合成工艺为：PS用量为30 g，溶剂用量为60 mL，引发剂用量为2.2 g，单体用量为20 g，反应温度为85 ℃，反应时间为25 h；向改性PS乳液中填加10 %的填料和4 %的增塑剂制得的防水涂料性能最佳：耐水时间为25 h，耐盐时间为27 h，表干时间为18 min，冲击强度达50 kg·cm。

机械与模具

弯式尾部接头注塑模具设计

王巍, 刘春张洪瑞, 马田

2015, 29 (04): 107-110 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.020

摘要 ( 567 )

根据弯式尾部接头较特殊的结构，设计了两瓣侧滑块凹模成型塑件外形、组合式动、静模镶件成型塑件内形、脱料板推出塑件的注塑模具。开模时，斜导柱带动两侧滑块凹模侧向分型、动静模镶件沿开模方向抽出的动作过程；合模时，一对特殊工艺键和锁紧楔锁住两侧滑块，有效防止多余飞边产生，保证制品质量。设计的模具侧向分型和锁模机构方式新颖，简化了模具结构，工作可靠。

塑料注塑机五点斜排双曲肘合模系统特性研究

陈学锋, 徐言生, 胡建国, 许中明, 殷小春

2015, 29 (04): 111-119 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.04.021

摘要 ( 510 )

推导出高速精密塑料成型机双曲肘合模机构弹性动力学模型，利用实振型叠加法进行弹性动力分析(KED)/准静态分析(KES)；实测肘杆振动加速度信号，通过最小二乘法(LMS)消除趋势项、平滑处理和二次频域积分得到振动位移值，并与理论模型值作对比研究，证明了所建模型的合理性，为肘杆机构的优化设计提供了依据。