本期目录

2015年 29卷 03期 刊出日期：2015-03-26 上一期 下一期

综述

聚乳酸的阻燃改性研究进展

陈雅君, 毛小军王超钱立军, 许国志

2015, 29 (03): 1-8 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.001

摘要 ( 700 )

综述了近年来国内外聚乳酸（PLA）阻燃改性的研究进展，对磷系、磷氮系、硅系、膨胀型、无机纳米粉体等各种环境友好型阻燃体系在PLA树脂中的应用现状进行了概述，探讨了各自的阻燃机理，并展望了PLA阻燃改性的发展前景。

玻璃纤维增强复合材料工程化应用进展

宋传江, 王虎

2015, 29 (03): 9-15 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.002

摘要 ( 720 )

介绍了玻璃纤维增强树脂基复合材料的特点及成型方法，并介绍了玻璃纤维增强复合材料用于风电叶片、风电联轴器、复合材料板弹簧、聚氨酯轨枕以及多功能履带板的工程化应用研究实例。展望了玻璃纤维增强复合材料在轨道交通、汽车工业等领域的工程化应用前景及发展方向。

聚乙烯燃气管道失效模式研究进展

辛明亮, 李茂东, 张术宽, 杨波, 林金梅

2015, 29 (03): 16-20 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.003

摘要 ( 520 )

综述了聚乙烯（PE）燃气管道的失效形式及评估方法研究进展，详细讨论了PE燃气管道的失效机理和失效评估方法的发展方向。讨论了PE管道的韧性失效、脆性失效、焊接接头失效和表面失效的方法和种类。结果表明，PE燃气管道失效评估多为力学研究，无损检测技术还不够完善。最后对PE燃气管道无损检测的应用前景提出了展望。

材料与性能

BN填充PA6基导热绝缘复合材料导热性能研究

王鹏, 黄伟, 陈历波, 常明强, 付晓蓉

2015, 29 (03): 21-25 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.004

摘要 ( 476 )

以聚酰胺6（PA6）为基体, 氮化硼（BN）作为导热填料,经双螺杆挤出机熔融共混,模压成型制得导热绝缘复合材料。研究了BN含量、粒径、形状和不同BN粒径复配对复合材料导热性能的影响，并研究了BN含量和粒径对复合材料绝缘性能的影响。结果表明，在各种粒径下，复合材料热导率均随BN填充量的增加而增大；在BN粒径为5 μm、填充量为25 %（体积分数，下同）时，复合材料热导率达到1.2187 W/(m·K)；在BN填充量相同时，填料粒径对复合材料热导率的影响不是简单的单调规律，呈现50、100 μm时较小，1、5、15 μm时较大，150 μm时最大的规律；片状BN填料比球状BN填料更有利于提高复合材料的热导率；2种不同粒径填料复配所填充的复合材料的热导率大于单一粒径填充的复合材料；5 μm与150 μm粒径BN复配，在填充量为20 %，配比为1:3时，复合材料的热导率最大，达到1.3753 W/(m·K)，为纯PA6的4.9倍；在不同BN含量和粒径下，复合材料体积电阻率均能达到10000000000000 Ω·cm以上，满足绝缘性能。

等规聚丙烯与液晶成核剂的共混改性研究

申慧雁, 王彦鸿, 曹莉, 苏志强

2015, 29 (03): 26-32 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.005

摘要 ( 906 )

以单丙烯酸酯液晶单体（RLC）为成核剂，通过共混反应法对等规聚丙烯（iPP）进行改性，制备含β晶型的聚丙烯产品（β-iPP）。首先介绍了β-iPP的制备工艺，然后通过偏光显微镜、广角X射线衍射对纯iPP、iPP/RLC共混物的球晶结构进行了分析；最后通过X射线衍射、差示扫描量热分析等测试方法研究共混物的结晶结构、结晶行为和热性能。结果表明，液晶成核剂RLC能够诱导iPP生成β晶型；制备β-iPP的最佳工艺条件是RLC含量为0.5 %（质量分数，下同），结晶温度为110 ℃；β晶型相比于α晶型处于热力学亚稳态，在升温过程中，会发生β晶向α晶的转变，但较高的升温速率会抑制这一转变。

PE-HD/热处理秸秆复合材料的制备及性能研究

李晓燕, 陈清松, 丁富传, 赖寿莲

2015, 29 (03): 33-37 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.006

摘要 ( 504 )

以热处理秸秆为增强纤维，以高密度聚乙烯（PE-HD）为基体，制备PE-HD/热处理秸秆复合材料。考查了不同热处理温度与不同热处理时间对复合材料的力学性能以及复合材料吸水性的影响。结果表明，与PE-HD/未热处理秸秆复合材料相比，PE-HD/热处理秸秆复合材料吸水性有很大幅度的降低；力学性能中拉伸强度和弯曲强度与纯PE-HD相比有明显增强，与PE-HD/未热处理秸秆复合材料相比有所降低；通过扫描电子显微镜观察复合材料的微观形貌发现，复合材料中增强纤维与基体均匀混合，纤维在长度方向形成了定向排列。

纳米CaCO₃对FEP非等温结晶动力学的影响

沈剑辉, 林海波, 向艳慧, 刘富, 薛立新

2015, 29 (03): 38-44 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.007

摘要 ( 555 )

采用熔融共混法制备了聚全氟乙丙烯（FEP）/纳米碳酸钙（nano-CaCO3）复合材料，利用差示扫描量热法研究了FEP及其复合材料的非等温结晶行为，并通过Avrami方程修正的Jeziorny法、Ozawa法以及Mo法对其非等温结晶动力学进行了处理分析。结果表明，Jeziorny法及Mo法均适用于处理FEP和FEP/nano-CaCO3的非等温结晶过程，但Ozawa法不合适；在同一降温速率下，FEP/nano-CaCO3复合材料的初始结晶温度、最大结晶温度均比相应的纯FEP高，且半结晶时间延长，这说明nano-CaCO3对FEP具有一定的诱导和促进成核的作用，但由于FEP/nano-CaCO3复合材料的长链分子结构及大的空间位垒导致FEP的结晶总速率下降。

PBAT/PLA薄膜的制备及性能研究

杨冰, 张自强, 张以河, 季君晖, 许颖, 蒋丹

2015, 29 (03): 45-50 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.008

摘要 ( 1515 )

将聚乳酸（PLA）和聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）共混制备成共混材料，探讨了不同PLA含量对材料性能的影响。结果表明，PBAT/PLA共混材料中，随着PLA含量的增加，拉伸强度先降低后升高，当PLA含量为90 %时，拉伸强度达到60.12 MPa，而其断裂伸长率从703 %降低至8 %，由韧性材料逐渐转变为脆性材料；PLA含量为30 %时，性能变化出现拐点；PLA含量为50 %时出现明显相分离，且PLA的加入可以加速PBAT材料的结晶，使结晶温度由38 ℃提高至82 ℃；PBAT/PLA共混材料在PLA含量低于70 %时，都可以实现较好的吹膜过程，且薄膜材料的拉伸强度为39.59 MPa，断裂伸长率不低于137 %。

聚甲基乙烯基硅氧烷增韧聚苯硫醚的力学性能研究

王英, 姜涛, 王宪忠, 芦艾

2015, 29 (03): 51-56 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.009

摘要 ( 581 )

通过熔融共混制备了聚苯硫醚/无苯基聚甲基乙烯基硅氧烷(PPS/NPMVS)共混物及聚苯硫醚/单苯基聚甲基乙烯基硅氧烷(PPS/SPMVS)共混物，并对该共混物体系的微观形貌及力学性能进行了分析表征。结果表明,弹性体在共混物中均匀分散，弹性体的加入对PPS基体起到明显的增韧效果;当弹性体的含量为3 %（质量分数，下同）时，2种共混材料的增韧性能最佳，PPS/NPMVS共混材料的断裂伸长率相对于PPS基体提高了3.9倍，PPS/SPMVS共混材料的断裂伸长率相对于PPS基体提高了2.4倍；当NPMVS含量为10 %时，PPS/NPMVS共混材料的冲击强度相对于PPS基体提高了1.8倍，当SPMVS含量为3 %时，PPS/SPMVS共混材料的冲击强度相对于PPS基体提高了1.4倍。

聚乙烯/纳米石墨微片导电复合材料的制备与性能研究

王选伦, 杨文青, 李又兵, 林进干, 解兴波

2015, 29 (03): 57-62 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.010

摘要 ( 459 )

采用纳米石墨微片(GNP)为导电填料与线形低密度聚乙烯（PE-LLD）共混来制备导电复合材料，研究了改变GNP、表面处理剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和分散剂聚乙二醇(PEG)的添加量对导电复合材料的力学性能、导电性能和热性能的影响。结果表明，GNP添加量为40份时，材料会形成导电网络，体积电阻率达到8.95×10^8 Ω·cm，继续增加GNP的添加量对材料的导电性能和力学性能影响不大；导电复合材料的最佳配方为:100份PE-LLD、40份GNP、SDBS和PEG均为GNP质量的10 %。

高含量高透明度PS/TiO₂纳米复合材料膜的紫外防护性能研究

尉乔南, 李若平, 朱治广, 聂慧丽, 黄明举

2015, 29 (03): 63-69 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.011

摘要 ( 480 )

采用溶剂热法非水合成了粒径小于20 nm的二氧化钛（TiO2）纳米粒子，并用硅烷偶联剂（KH570）对纳米粒子进行原位修饰以提高粒子在聚苯乙烯（PS）的对二甲苯溶液中的分散性。采用旋涂法制备不同纳米TiO2粒子含量的PS复合材料膜，用紫外可见光光谱仪检测了薄膜的紫外防护性能。结果表明，纳米TiO2的最高含量达到95 %（质量分数，下同）；随着纳米TiO2粒子含量的增加，薄膜的紫外屏蔽性能逐渐增强，同时可见光区的透明度不会线性减少，而是趋于饱和，当纳米TiO2粒子含量达到95 %时，在人眼最敏感的550 nm波长处，依然可以获得82 %的透明度。

化合物对乙丙弹性体/IFR体系阻燃性能和热降解行为的影响

冯才敏, 黄健光, 梁敏仪, 刘洪波

2015, 29 (03): 70-74 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.012

摘要 ( 459 )

采用氧指数测定仪、扫描电子显微镜、热重分析仪和红外光谱研究了化合物氧化镧（La2O3）和4A分子筛（4A）对膨胀阻燃茂金属乙丙弹性体（MEP/IFR）体系的阻燃性能和热降解行为的影响。结果表明，用化合物替代1 %的膨胀阻燃剂（IFR）后，能在一定程度上提高复合材料的极限氧指数值，其中4A分子筛的效果较好，达到28.6 %；添加化合物后，残炭的致密程度提高；2种化合物都能改善复合材料在高温下的热稳定性和残炭率，并能在残炭中形成了更多的聚芳烃和P—O—C、P—O—P的交联结构。

加工与应用

成核剂对聚丙烯釜压发泡的影响

王鹄, 马秀清

2015, 29 (03): 75-78 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.013

摘要 ( 755 )

用超临界二氧化碳（CO2）釜压发泡的方法，研究了成核剂类型、成核剂粒径以及成核剂添加量对聚丙烯（PP）发泡材料泡孔结构的影响。结果表明，用碳酸钙（CaCO3）作成核剂时PP泡沫的泡孔完整性高，泡孔尺寸分布均匀，且发泡倍率比添加蒙脱土及滑石粉时的要大；成核剂粒子粒径越小，体系的成核点越多，发泡时产生的气泡核越多，所得到的PP泡沫的泡孔密度越大，但是由于纳米碳酸钙（nano-CaCO3）更容易出现团聚现象，直接导致最终发泡制品产生泡孔破裂以及发泡倍率的降低；成核剂CaCO3的添加量为3份时，与添加1份和5份相比，可得到发泡倍率更高，泡孔密度更大的PP泡沫。

气辅对L形异型材包覆共挤胀大影响的数值模拟

柳和生, 万齐访, 黄兴元, 邓小珍, 陈璐璐

2015, 29 (03): 79-85 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.014

摘要 ( 481 )

采用PTT本构方程，运用有限元方法对低密度聚乙烯/高密度聚乙烯（PE-LD/PE-HD）熔体的包覆共挤过程进行了三维等温黏弹数值模拟。对比分析了2种熔体在传统和气辅包覆共挤过程中挤出胀大及在不同条件下气辅包覆共挤熔体的挤出胀大。结果表明，气辅包覆共挤过程中，当芯层与壳层熔体的单位体积流率相等时，整体、芯层及壳层胀大率不随松弛时间的增加而变化，一直保持为零，而当芯层与壳层熔体的单位体积流率不等时，单位体积流率较大的熔体表现为挤出胀大，较小的表现为挤出收缩。

膜蒸馏用PDMS/PVDF/PTFE三元共混微孔膜制备

刘美芹, 孙德, 李冰冰, 张金艳, 邢子龙, 普亚静

2015, 29 (03): 86-90 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.015

摘要 ( 501 )

采用浸没沉淀相转化法制备了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯/聚四氟乙烯（PDMS/PVDF/PTFE）三元共混微孔膜，并用于20 g/L NaCl水溶液的膜蒸馏脱盐实验。通过扫描电子显微镜观察以及接触角、膜孔隙率和膜平均孔径分析，研究了PTFE含量对膜结构与性能的影响。结果表明，随着PTFE含量的增加，共混微孔膜断面的指状孔逐渐被海绵状取代，平均孔半径由0.234 μm增加到0.354 μm，膜孔隙率由53.4 %增加到81.3 %；膜下表面与水接触角从118.52 °增加到131.11 °；膜蒸馏过程中通量逐渐增加，截留率先稳定后降低，PTFE含量为40 %（质量分数，下同） 时达最大，为99.99 %，此时膜蒸馏通量达16.60 kg/(m2·h)。

3D打印条件对可降解聚乳酸力学性能的影响

舒友, 胡扬剑, 魏清茂, 黄蓉, 荆王莉

2015, 29 (03): 91-94 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.016

摘要 ( 534 )

采用3D打印方式制备降解左旋聚乳酸（PLLA）样品，通过冲击及拉伸试验研究不同打印条件对样品冲击强度、拉伸强度、拉伸模量及断裂伸长率的影响。结果表明，随着打印填充密度的增加，样品的冲击强度、拉伸强度及拉伸模量增大，断裂伸长率先增后减；随着打印速度的增加，样品的拉伸强度和拉伸模量增大，冲击强度及断裂伸长率减小；随着打印温度的增加，样品的冲击强度、拉伸强度和拉伸模量增大，断裂伸长率减小；打印填充密度、打印速度、打印温度分别为70 %、100 mm/s、210 ℃时，样品的综合性能最佳。

聚乙烯醇/淀粉纳米晶复合膜的制备及表征

卞其波, 田华峰, 王娅茹, 刘茜, 项爱民

2015, 29 (03): 95-99 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.017

摘要 ( 500 )

利用蜡质玉米淀粉通过硫酸酸解制备淀粉纳米晶（SN），并采用溶液流延法制备聚乙烯醇（PVA）/SN复合膜，研究SN对复合膜结构和性能的影响。结果表明，制备的SN样品为盘状颗粒，平均直径为30～60 nm；随着SN含量的增加，PVA/SN复合膜的力学性能和阻隔性能均呈现先增后减的变化；在SN含量为10 %时，复合膜的拉伸和阻隔性能最好，拉伸强度由纯PVA膜的47 MPa提高至54 MPa，气体透过系数相对于纯PVA膜也降低了70 %。

助剂

姜黄素作为PVC热稳定剂的应用研究

李先铭, 张宁

2015, 29 (03): 100-104 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.018

摘要 ( 668 )

采用刚果红法和红外光谱分析研究了姜黄素对聚氯乙烯（PVC）的热稳定作用，并与常用的热稳定助剂进行复配。以市售铅盐和钙/锌复合稳定剂为对比组，利用转矩流变仪、电子万能试验机等研究了复合体系的流变性能和力学性能。结果表明，3份姜黄素添加到100份PVC的静态热稳定时间为14 min；姜黄素可缓解PVC的氧化降解；姜黄素与月桂酸镧、硬脂酸钙存在明显的协同效应，复配比例约为1:0.8:0.5时静态及动态热稳定时间为50、47 min；其流变性能和力学性能与添加铅盐（添加量均为3份）基本一致，优于钙/锌复合稳定剂，其中动态热稳定时间远高于两者。

长碳链植物油基热稳定剂的合成及其在PVC中的应用研究

黄元旦, 蒋平平, 吴江浩, 张凯

2015, 29 (03): 105-111 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.019

摘要 ( 556 )

以芥酸、双氧水、甲酸为原料，浓硫酸为催化剂，合成了环氧芥酸，经复分解反应制得环氧芥酸钙和环氧芥酸锌，将其作为稳定剂用于聚氯乙烯（PVC）制品中，通过刚果红法、电导率、热老化以及热失重研究测试其热稳定性能。结果表明，环氧芥酸钙/锌的配比为3:1（质量比，下同）时，长期热稳定性能较好，不易产生“锌烧”现象，热稳定时间达到118 min；分别与1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶(DMAU)、β-二酮、季戊四醇(PER)复配，初期着色得到很大改善，静态热稳定时间较纯PVC提高了31.1 min；复配体系协同效应为:DMAU>β-二酮>PER。

机械与模具

基于Profibus-DP/Modbus网关的双阶挤出机组温度控制系统设计

李忠鹏, 闫宝瑞, 信春玲, 何亚东

2015, 29 (03): 112-117 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.020

摘要 ( 529 )

介绍了应用于双阶挤出机组的集中温度控制系统的设计，详细阐述了通过Profibus-DP/Modbus网关实现可编程逻辑控制器S7-300与温度控制仪表之间的通讯。实现双阶挤出机组各处温度的集中控制，以便生产工艺的统一管理和历史数据的记录与归档。研究结果表明，这种通讯方式具有响应速度快、软件设计简单以及成本低等优点。

注塑机驱动系统模糊协调控制研究

宋春华, 王佩, 韦兴平, 宋昌林

2015, 29 (03): 118-123 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2015.03.021

摘要 ( 601 )

提出了一种基于泵自吸能力下降拐点的模糊协调控制方法，根据变量液压泵的最低转速设计了切换器。依据实际系统的特点，选用正态函数变换得到S型函数，采用误差论域点离散的方法来处理所选择的隶属函数，确定不同误差域控制器的作用强度。由于系统自身的参数和负载参数的不确定性，采用模糊控制的方法，解决模型不好建立的问题，取得了良好的动态特性。仿真和实验表明，此方法能够解决注塑机驱动系统出现的低速特性差的问题。