本期目录

2017年 31卷 04期 刊出日期：2017-04-26 上一期 下一期

综述

本征导热热塑性聚合物研究进展

龚莹, 周文英, 徐丽, 彭建东, 赵伟, 闫智伟

2017, 31 (04): 1-5 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.001

摘要 ( 584 )

综述了本征导热热塑性聚合物的研究进展，重点讨论了分子链结构、结晶度、取向、氢键作用、温度及加工方式对聚合物导热性的影响。提高聚合物微观结构的有序性、降低声子界面散射、延长声子传递的平均自由程，可提升聚合物的热导性。最后，对本征热塑性导热聚合物的发展方向进行了展望。

材料与性能

偶联剂对PA6/h-BN复合材料导热性能的影响及复合材料制备工艺优化

张玉清, 彭义波, 张旭浩, 付晓蓉, 刘正英

2017, 31 (04): 6-10 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.002

摘要 ( 555 )

以硅烷偶联剂（KH550）与钛酸酯偶联剂（TM-P）改性氮化硼(h-BN)为导热填料，聚酰胺6(PA6)为基体，通过熔融共混法制备了导热绝缘复合材料。并通过正交实验研究了h-BN粒径、偶联剂用量和h-BN填充量对复合材料导热性能的综合影响。结果表明，在h-BN体积分数为20 %，KH550、TM-P最佳用量分别为2.5 %、1 %（偶联剂与h-BN质量比）时，TM-P对复合材料热导率的提升效果优于KH550；复合材料的热导率提升率随h-BN添加量的增加呈先增加，然后不变，再减小的趋势；复合材料的屈服强度随h-BN填充量的增加而减小，KH550对复合材料力学性能的改善优于TM-P；TM-P用量为1 %，h-BN体积分数为25 %，h-BN粒径为10~15 μm时复合材料的热导率为2.446 W/( m·K)。

二次发泡对聚苯乙烯挤出发泡板材结构和性能的影响

王亚桥, 陈鹏, 王文博, 周洪福, 王向东

2017, 31 (04): 11-16 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.003

摘要 ( 431 )

以二氧化碳（CO2）/酒精/反式-1,3,3,3-四氟丙烷［HFO-1234ze（E）］为组合发泡剂采用二次发泡法制备聚苯乙烯挤出发泡板材。研究了二次发泡的温度和时间对发泡板材结构和性能的影响。结果表明，二次发泡可以降低发泡板材的密度10 %左右，并且显著提高其尺寸稳定性，但对其他性能影响不大；CO2/酒精组合发泡剂制备的发泡板材和CO2/酒精/HFO-1234ze（E） 3组分组合发泡剂制备的发泡板材表现出类似的二次发泡行为。

竹纤维增强聚己内酯复合材料热老化性能研究

唐钱, 郑霞, 朱凌波, 黄清华, 卢力, 乔建政

2017, 31 (04): 17-23 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.004

摘要 ( 407 )

以聚己内酯（PCL）和竹纤维（BF）为原料，通过模压成型工艺制备了PCL/BF复合材料并研究其热老化性能。通过力学性能分析、红外光谱分析、流变实验分析等来研究BF质量分数、热老化时间、热老化温度对PCL/BF复合材料热老化性能的影响。结果表明，随着BF质量分数的增加，PCL/BF复合材料老化后力学性能的降幅呈先减小后增大的趋势；储能模量及损耗模量上升程度随BF质量分数的增加呈现减小的趋势；随着热老化温度的升高及热老化时间的延长，复合材料的力学性能均下降；热氧化作用使得复合材料内部大分子基团大量分解，分子排列遭到破坏，PCL分子链上的基团与水发生反应，发生水解进而逐渐断裂；复合材料的储能模量、损耗模量随着热老化温度的升高及热老化时间的延长均呈现上升趋势。

碳纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究

陈姗, 唐梓健, 李彦涛, 杨东勇, 徐建彩, 陈征宇, 王欣怡, 杨丽庭

2017, 31 (04): 24-29 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.005

摘要 ( 463 )

选取3种不同规格的短切碳纤维（CF），分别通过挤出注塑的方法制备了不同CF填充量的聚丙烯/碳纤维复合材料（PP/CF），并对其力学性能、熔体流动性能、硬度和热稳定性等性能进行了表征研究。结果表明，相比长度为0.5 mm的CF和粒径为74 μm的CF粉，长度为7 mm的CF更能显著提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度，但会降低材料的断裂伸长率；3种CF的加入都会降低复合材料的熔体流动速率，且填充量越大，降低效果越明显；3种CF都能提高材料的硬度，填充量越大，硬度越大；另外，CF能改善材料的热稳定性，CF对复合材料的熔融温度影响不明显，但能提高其结晶温度。

PPET共聚酯的结构表征及其结晶和热性能研究

马城华, 陈延明, 吴佩华, 林妍妍, 王立岩

2017, 31 (04): 30-34 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.006

摘要 ( 415 )

采用直接酯化熔融缩聚法合成了一系列不同含量的1,2-丙二醇（1,2-PG）改性共聚酯（PPET），并用凝胶渗透色谱、核磁共振光谱对其结构进行了较为系统的表征，用差示扫描量热分析和热失重分析对其结晶性能和热性能进行了研究。结果表明，PPET的数均相对分子质量均在29000以上，相对分子质量分布系数在1.9~2.1之间；1,2-PG留在大分子链上的比例相对投料比减少，说明1,2-PG与乙二醇（EG）相比不容易接入到分子链上；同PET相比，PPET共聚酯的结晶能力降低，熔点降低，当1，2PG的加入量为20 %（质量分数，下同）时，PPET熔点较PET熔点降低了约24 ℃；PPET共聚酯具有与普通聚酯相近的热稳定性。

新型增韧酚醛保温材料的制备及性能研究

李统一, 宋科明, 翟志威, 周平

2017, 31 (04): 35-39 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.007

摘要 ( 369 )

用三元混合酸（对甲苯磺酸∶硫酸∶盐酸质量比为2∶3∶3）作为酚醛发泡保温材料的固化剂，系统研究了聚乙二醇（PEG）、表面活性剂、固化剂、发泡剂含量对泡沫体结构和性能的影响。结果表明，当PEG含量为10 %（质量分数，下同）、发泡温度为60℃、发泡剂含量为15 %、固化剂含量为8 %、吐温含量为5 %时，酚醛保温材料具有最佳的综合性能。

漆籽壳纤维含量对聚甲醛/玄武岩纤维复合材料的力学及摩擦学性能的影响

刘俊鹏, 龙春光, 谌磊, 付扬威, 许可可, 董佩冉

2017, 31 (04): 40-44 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.008

摘要 ( 343 )

采用熔融共混、注射成型等工艺制备了聚甲醛(POM)/玄武岩纤维(BF)/漆籽壳纤维(LSSF)复合材料，通过力学试验、摩擦磨损试验和扫描电子显微镜分别研究了复合材料的力学性能、摩擦学性能和微观形貌。结果表明，LSSF和BF较均匀地分散于POM基体中，且界面相容性较好；POM/BF/LSSF复合材料的冲击性能、流动性能和摩擦性能相对于POM/BF复合材料都有一定的提高；与POM/20%BF相比，当LSSF的添加量为10 %（质量分数，下同）时，复合材料的流动性能提高了68 %；当LSSF添加量为15 %时，复合材料的冲击性能提高了225 %；当LSSF添加量为5 %时，复合材料的摩擦因数降低了23 %，磨损量降低了70 %；复合材料的主要磨损机制由低漆籽壳含量时的磨粒磨损转变为高漆籽壳含量时的磨粒磨损和黏着磨损复合作用。

金属粉末注射成型用催化脱脂黏结剂POM/PP共混物非等温结晶动力学研究

马赞赞, 吴盾, 刘春林, 曹峥, 陆颖, 周安

2017, 31 (04): 45-50 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.009

摘要 ( 569 )

利用聚甲醛（POM）在酸性气氛下发生快速降解、聚丙烯（PP）耐腐蚀性优良的特点，采用POM/PP共混物作为金属粉末注射成型用催化脱脂黏结剂的主要组分。通过差示扫描量热法研究了POM和POM/PP共混物的非等温结晶过程及不同冷却速率对POM/PP(90/10)共混物结晶行为的影响。分别采用Jeziorny法、Ozawa法和Mo法进行处理。结果表明，随着冷却速率的增大，POM及其共混物的结晶峰变宽，结晶峰值温度（Tc）逐渐降低；在相同冷却速率下，共混物的Tc较纯POM有所降低；Jeziorny法和Mo法处理非等温结晶过程比较理想，而由于次级结晶的存在Ozawa法并不适用；Jeziorny法和Mo法处理所得的数据表明，PP的加入能够降低POM的结晶速率，延长半结晶时间（t1/2），并导致POM的结晶成核和生长发生了改变，减缓POM的结晶。

PLA/PBAT共混体系相容性研究

李盖禹, 许国志, 季君晖, 杨彪, 卢波

2017, 31 (04): 51-56 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.010

摘要 ( 1088 )

采用熔融共混法制备了聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物（PLA/PBAT）共混物，研究了不同含量的钛酸四丁酯（TBT）、过氧化苯甲酰（BPO）和乙酰化柠檬酸三丁酯（ATBC）对PLA/PBAT共混物(PLA/PBAT质量比为50/50)相容性的影响，同时，利用万能力学试验机、差示扫描量热仪及扫描电子显微镜对共混物的力学性能、热性能以及微观形态进行了表征。结果表明，相容剂BPO和TBT均能改善PLA/PBAT的相容性；当BPO、ATBC添加量分别为0.5份（质量份，下同）时，共混物的拉伸强度达到最大值，分别为39 MPa和38 MPa，使得材料刚性增加，但对材料韧性改善效果一般；当TBT添加量为0.5份时，共混物的断裂伸长率达到最大值263 %，使得材料韧性提高。

加工与应用

微通道环形排列结构塑料管道的成型工艺研究

徐浙云, 许皓彦, 许忠斌

2017, 31 (04): 57-62 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.011

摘要 ( 429 )

基于自主研发的塑料微结构制品挤出加工平台，首次提出了由聚氨酯弹性体制成的壁面内有序排列有24个微米级的长直中空微通道的塑料管道；研究了环形微通道结构管道的成型过程中牵引比、注气压力和空气段长度等工艺参数对制品成型质量的影响规律（注气压力：0.21~0.36 kPa，空气段长度：35~110 mm，牵引比：2.4~14.1）。结果表明，调控牵引比和空气段长度可以显著改善离模膨胀，影响微通道制品的整体尺寸，且与整体尺寸变化成负相关，但不影响截面形状；而通过调节注气压力则可以明显改变截面的形状比例，抵消离模膨胀作用，影响微通道形状，但不影响整体尺寸。

组合载荷下新型高强度电缆力学行为研究

蒋发光, 张敏, 车传睿, 梁政

2017, 31 (04): 63-69 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.012

摘要 ( 297 )

提出一种多层、纤维、树脂复合空心管结构的新型高强度电缆。基于复合材料细观力学，建立高强度电缆理论模型；同时，采用水平拉伸试验对比验证了理论方法的适用性；最后利用理论及数值方法对组合载荷下的电缆进行应力应变分析。结果表明，数值分析中不同边界约束条件对电缆分析结果影响较小(相对误差约3.12 %)；悬挂质量对电缆轴向延伸率、径向收缩及轴向扭转角影响较大；内压对电缆轴向延伸率和轴向扭转角影响较小，但每增加5 MPa相对径向收缩达12.32 %；选取小角度缠绕方案能提高电缆拉伸刚度，但缆体各层之间会存在应力波动，导致内部的不稳定性；该高强度电缆满足悬挂质量10 t、内压15 MPa的常规工况生产要求。

钢丝网骨架聚乙烯复合管中高压连接技术的研究与应用

孔令辉, 王立凯

2017, 31 (04): 70-74 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.013

摘要 ( 488 )

简要介绍了钢丝网骨架聚乙烯复合管连接技术的应用现状，分析了钢丝网骨架聚乙烯复合管在中高压连接技术的研究情况。通过湖北恩施山区供水管道工程的实际案例，介绍了钢丝网骨架聚乙烯复合管高压力连接技术的成功应用经验，为钢丝网骨架聚乙烯复合管在中高压力管道工程中推广应用起到积极的促进作用。

FDM快速成型工艺对成型件力学性能的影响

刘亚, 何冰, 陈鹏飞, 赵海超, 薄夫祥

2017, 31 (04): 75-80 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.014

摘要 ( 353 )

基于熔融沉积成型（FDM）技术，研究了不同材料、成型件放置角度和喷嘴型号对成型件力学性能的影响，得到具有最佳力学性能的打印工艺。分别以美国Stratasys 公司生产的ABS-M30、PPSF和Ultem 9085打印材料为研究对象，采用常规填充方式，以xy平面为基准面，0 °~90 °范围内分别设置不同放置角度打印并测试其力学性能。结果表明，45 °角放置样件的拉伸和冲击强度最佳；随着放置角度的增加，样件弯曲强度也随之增大；采用相同放置方式成型测试样件，T16喷嘴打印成型件较T12喷嘴打印成型件的力学性能更佳。

助剂

硫酸钙晶须/TMB-5复合成核剂改性聚丙烯的结晶和熔融行为研究

何彬, 张跃飞, 周培章, 任晓琼, 何娟

2017, 31 (04): 81-84 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.015

摘要 ( 484 )

采用硅烷偶联剂（KH-550）对硫酸钙晶须进行表面改性，对改性前后硫酸钙晶须的结构进行了红外光谱表征，运用差示扫描量热仪研究了β成核剂（TMB-5）、改性后的硫酸钙晶须（K-CSW）及K-CSW/TMB-5复合成核剂改性聚丙烯（PP）的结晶和熔融行为，并着重研究了K-CSW与TMB-5在PP中的协同成核改性效果。结果表明，硅烷偶联剂已成功偶联于硫酸钙晶须的表面，K-CSW可有效促进PP β晶型的形成，且K-CSW与TMB-5在PP中具有明显的协同成核效果，对PP结晶峰温度和β晶成核能力的提升也更加显著；当PP中TMB-5添加量为0.2 %（质量分数，下同）、K-CSW添加量为2 %时，改性后PP中β晶的相对含量高达90.1 %，结晶峰温度从纯PP的122.3 ℃升高至127.2 ℃。

标准与测试

实验参数对高分子树脂纳米压痕硬度测试结果的影响

杨化浩, 者东梅, 朱天戈, 武鹏, 罗莎

2017, 31 (04): 85-90 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.016

摘要 ( 464 )

研究了测试过程中的最大加载力、加卸载时间和保载时间对高分子材料压痕硬度测试结果的影响。结果表明，测试过程中的最大加载力和加卸载时间对均质高分子树脂纳米压痕硬度的测试结果影响较小，保载时间显著影响测试结果，保载时间越长，纳米压痕硬度测试结果越小。

机械与模具

汽车门把手的气体辅助注塑模具改进及工艺优化

潘俊宇, 匡唐清, 赖德炜, 陈碧龙

2017, 31 (04): 91-96 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.017

摘要 ( 475 )

通过计算机辅助工程（CAE）技术分析了某汽车门把手的气体辅助注塑模具试模时的气体穿透偏心、掏空不足及表面缺陷等问题，发现了问题产生的根源。对模具的注气位置、浇口位置和溢料口位置做了相应的调整，消除了气体穿透偏心及表面缺陷问题。并采用CAE技术对其成型工艺参数，包括熔体注射量、注气压力、注气延迟时间和模温、料温进行优化，实现了良好的气体穿透效果。

基于相交滑块螺纹抽芯机构的军用望远镜壳体注塑模具创新设计

赵利平, 胡邓平, 伍先明, 郑月花, 侯贤州

2017, 31 (04): 97-101 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.018

摘要 ( 432 )

针对军用望远镜存在多个内螺纹抽芯机构以及滑块相交的问题，在分析塑件结构的基础上，采用了电机带动齿轮传动抽芯机构，运用了多个限位开关控制器，使模具能够有序进行各项工作过程，解决了倒扣难脱模的问题。该模具运行周期稳定，众多滑块有序进行脱模，此模具已经过调试进行生产，产品质量较稳定，产品合格率达到98 %以上。

汽车内饰把手气辅注射成型模具设计

杜林芳, 苗秋玲

2017, 31 (04): 102-105 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.04.019

摘要 ( 550 )

采用满射型逆吹式气辅成型技术，对汽车内饰把手进行了模具设计。在溢料槽结构设计中，通过增设切断阀和使用热流道针阀式喷嘴，改善了溢料效果，克服了以往逆吹式气辅成型的缺点。浇口采用牛角式潜伏浇口，并通过合理选择顶出位置，保证了产品外观无浇口与顶出痕迹。该模具成型出的产品表面无缩痕，获得了良好的外观品质，较同类产品质量减轻了20 %。