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2010年 24卷 07期 刊出日期：2010-07-26 上一期 下一期

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高分子材料先进制造的微积分思想

杨卫民

2010, 24 (07): 1-6 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.001

摘要 ( 1623 )

为了解决现代制造业发展进程中，高分子制品微型精密化和大型复杂化所遇到的瓶颈问题，提出了高分子材料先进制造的微积分思想。基于这一思想，在高分子材料注射成型、挤出成型、静电纺丝、纳米复合材料制备和制品结构创新等先进制造技术领域开展了比较系统的原理探索和方法研究，发明了一系列加工成型新方法、新装备和制品应用新技术。通过部分工业化应用的实践检验，证明高分子材料先进制造的微积分思想对于突破传统制造模式的束缚、发展加工成型新方法和制品应用新技术具有一定的指导意义。

综述

聚磷酸铵为主的膨胀型阻燃剂的协效研究进展

屈红强 武伟红 武红娟 徐建中

2010, 24 (07): 7-12 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.002

摘要 ( 2345 )

综述了近年来以聚磷酸铵（APP）为主的膨胀型阻燃剂用协效剂的开发和应用研究进展。介绍了膨胀型阻燃剂及其协效剂在高分子材料中的应用。重点论述了分子筛类的硅铝酸盐、金属氧化物及其盐类、金属氢氧化物、膨胀石墨等协效剂与膨胀型阻燃剂的协同阻燃机理。协效剂的加入能明显提高膨胀型阻燃剂的阻燃效率，减少了阻燃剂对基体性能造成的不利影响。同时，各类协效剂的成功开发为APP的表面改性和微胶囊化研究提供了有力的指导。

国外线性酚醛树脂研究进展

理莎莎 齐暑华 刘乃亮 卢文书 李梦韬 许灯顺

2010, 24 (07): 13-18 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.003

摘要 ( 2191 )

综述了国外研究人员通过理论数学模型模拟线形酚醛树脂的固化行为，运用红外光谱、核磁共振、差示扫描量热、热失重、扫描电子显微镜等不同的研究手段验证了影响固化行为的因素。总结了线形酚醛树脂的改性研究现状，通过加入聚酰胺、甲阶酚醛增容剂来增韧线形酚醛树脂；通过重氮偶合或酯化反应生成阻燃基团，提高了线形酚醛树脂的阻燃性能；通过原位互穿网络法使线形酚醛树脂耐热性和力学性能提高；与无机纳米粒子和片层共混可以提高线形酚醛树脂玻璃化转变温度和热稳定性；结合了线形酚醛树脂和环氧树脂各自优点的环氧酚醛树脂，经改性后性能得到进一步提高。

材料与性能

单体浇铸聚酰胺6-聚醚嵌段共聚物/纳米炭黑复合材料的制备及其非等温结晶行为的研究

林轩 周红军 尹国强 曾余平

2010, 24 (07): 19-23 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.004

摘要 ( 1991 )

采用阴离子原位聚合法制备了单体浇铸聚酰胺6-聚醚嵌段共聚物/纳米炭黑复合材料。力学性能测试表明，聚醚、纳米炭黑配合使用，可大幅度提高单体浇铸聚酰胺6的韧性和耐磨性，但会降低其拉伸强度。当加入10 %的聚醚时，复合材料的冲击强度比纯聚酰胺6提高了120 %；当聚醚的用量为15 %时，复合材料的磨耗体积比纯聚酰胺6下降了89.7 %。差示量热分析表明，聚醚对单体浇铸聚酰胺6没有成核作用，聚醚和纳米炭黑的引入使单体浇铸聚酰胺6结晶峰温度降低，结晶变慢，结晶活化能降低。

CPVC/ABS/CPE三元共混体系的组成与性能关系研究

马军 袁茂全 牟南翔 胡妹华 王建 武德珍

2010, 24 (07): 24-27 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.005

摘要 ( 1926 )

研究了氯化聚氯乙烯(CPVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和氯化聚乙烯(CPE)三元共混体系的组成与性能之间的关系。结果表明，ABS树脂可以有效降低CPVC/ABS/CPE三元共混体系的平衡扭矩，缩短三元共混体系的塑化时间，改善其流动性；当CPE含量固定、共混体系中CPVC与ABS的质量比为7:3时，共混体系的拉伸强度和缺口冲击强度达到最佳，共混体系具有较好的综合力学性能；随着CPE含量的增加，三元共混体系的缺口冲击强度显著提高，CPE对三元共混体系具有优良的增韧作用，用量以15份为宜。

纳米棒状聚苯胺/席夫碱复合材料的制备及其电性能研究

段国晨 齐暑华 吴新明 齐海元 张翼

2010, 24 (07): 28-33 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.006

摘要 ( 2014 )

采用种子聚合法制备了纳米棒状聚苯胺/席夫碱复合材料，研究了席夫碱用量、酸的浓度、有机介质对复合材料导电性能的影响。通过红外光谱、紫外光谱和扫描电镜对复合材料的结构及表面形态进行了表征。结果表明，室温下，保持席夫碱质量为15 %，盐酸浓度为2 mol/L，乙二醇介质中，复合物的电导率最高可达到1.201 S/cm，比聚苯胺的电导率(9.21×10^-6 S/cm)提高了6个数量级，同时聚苯胺/席夫碱复合物分散性和耐热性明显改善。

环氧树脂/三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯互穿网络聚合物的微观结构和电性能研究

段景宽 江平开

2010, 24 (07): 34-40 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.007

摘要 ( 2262 )

采用新型脂环族环氧树脂（CER）、甲基六氢邻苯二甲酸酐（MeHHPA）和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）作为基体树脂制备了一种崭新的互穿网络聚合物。由于TMPTMA的自由基聚合反应先于CER和MeHHPA的阳离子聚合反应，得到了一种分步互穿网络聚合物，最终分步互穿网络聚合物没有出现明显微观相分离现象。着重考察了TMPTMA含量对互穿网络聚合物电性能的影响。结果表明，CER/TMPTMA互穿网络聚合物在不同温度下的交流电阻与体系的组成和微观结构有关。随着TMPTMA含量的增加，CER/TMPTMA互穿网络聚合物的击穿强度和形态参数增大，互穿网络聚合物的均匀度逐渐增加，击穿机理趋于一致。

环保型改性糠醛环氧灌浆材料的制备和性能研究

高南 张亚峰 邝健政 陈玉放 徐宇亮 周华

2010, 24 (07): 41-46 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.008

摘要 ( 1940 )

合成一种新的沸点高、挥发度低的3-呋喃基-2-己基-丙烯醛(FHA)来代替毒性大、易挥发的糠醛作为稀释剂应用于环氧灌浆材料。主要研究了稀释剂配比、稀释剂、固化剂和促进剂对环氧树脂灌浆材料性能的影响，初步确定了稀释剂FHA与丙酮配比2：1～1：1、稀释剂用量为20 %～30 %、固化剂用量为8.16 %～11.76 %、促进剂用量为0.2 %～0.4 %时，浆材物理力学性能可满足行业标准要求。结果表明，产物FHA作为稀释剂代替糠醛可得到综合性能优异的环保型环氧灌浆材料。

热降解动力学方法研究ABS的降解机理

杨有财 李荣勋 刘光烨

2010, 24 (07): 47-50 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.009

摘要 ( 1600 )

在空气气氛下，采用热重分析(TGA)研究了不同升温速率下丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）的热降解过程，分别使用Flynn-Wall-Ozawa法和Kissinger法对降解过程进行动力学分析。结果表明，ABS降解包含2个阶段，350~450 ℃之间发生降解反应，同时伴有交联反应，降解活化能（Ea）在200 kJ/mol左右，转化率在80 %~90 %时发生炭化反应，Ea提高到262.81 kJ/mol；500~600 ℃之间是残炭的氧化，Ea降低到130 kJ/mol左右，炭层稳定性较差。ABS的降解过程反应级数为0.946，降解受到随机成核与生长机理控制，降解在ABS基体内进行，而不是表面，所以降解气体燃烧不完全，易产生黑烟和熔融滴落。

端环氧基硅油改性环氧树脂性能研究

李宏静 刘伟区 魏振杰 王政芳 马松琪

2010, 24 (07): 51-54 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.010

摘要 ( 1519 )

采用端环氧基硅油及其预反应物来改性双酚A型环氧树脂。采用热分析、扫描电镜和力学性能等测试方法系统探讨了改性方法、有机硅含量对环氧树脂性能的影响。采用端环氧基硅油直接物理共混改性的EP，其耐热性几乎不变，但力学性能下降较大。采用5份端环氧基硅油预反应物改性的EP，其玻璃化转变温度由未改性的163.23 ℃提高到165.90 ℃，拉伸强度几乎保持不变，断裂伸长率由7.6 %提高到16.7 %，冲击强度由20.23 kJ/m2提高到27.19 kJ/m2。拉伸断面的SEM照片表明，环氧树脂固化物显示出明显的增韧效果。

加工与应用

气辅成型制品气道优化设计研究

付庆兴 程晓峰 李义 梁继才

2010, 24 (07): 55-59 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.011

摘要 ( 1436 )

采用数值模拟技术对气辅成型制品设计中带有半圆形气道和矩形气道的2种基本气道类型的聚苯乙烯板类件进行了模拟分析和物理模拟实验。根据气体穿透长度、气腔形状、残余壁厚及气道缺陷等主要参数，建立了气道质量评价标准。结果表明，对于半圆形气道，当气道半径为制品壁厚的2倍左右时气腔质量最佳；对于矩形气道，在气道宽度和壁厚相同的情况下，随着气道高度和气道宽度的增加，气体穿透后形成的气腔质量逐渐提高，当气道高度和气道宽度的比值达到2.0时，且气道宽度对制品壁厚的比值也达到2.0时，气腔质量最好，气道最优。

MAPE含量对PE木塑复合材料冲击强度的影响

张清锋 吕群 蔡培鑫 来国桥

2010, 24 (07): 60-63 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.012

摘要 ( 2139 )

以高密度聚乙烯(PE-HD)和马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)共混物为塑料基体，以木粉(WF)为填料，采用压制成型法制备了木塑复合材料。研究了MAPE含量对塑料基体和木塑复合材料冲击强度的影响。结果表明，MAPE含量对MAPE/PE-HD塑料基体和木塑复合材料的冲击强度影响显著；保持MAPE和PE-HD的总含量不变时，当木粉含量为30 %时，木塑复合材料的冲击强度随MAPE含量的增大而逐渐减小；当木粉含量为70 %时，木塑复合材料的冲击强度随MAPE含量的增加而逐渐增大。

工艺参数对水辅注塑弯管壁厚的影响

刘旭辉 黄汉雄

2010, 24 (07): 64-68 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.013

摘要 ( 2013 )

利用华南理工大学自主研发的注水系统和水辅注塑弯管模具，研究了熔体温度、模具温度、注水延迟时间、熔体注射量、注水压力、注水温度、熔体注射速率和熔体注射压力等8个水辅成型主要工艺参数对聚丙烯制品壁厚偏差率的影响，并分析了影响机理。结果表明，部分工艺参数对于制品弯曲段的壁厚偏差率有影响；增加注水延迟时间，降低注水压力和模具温度，短射填充区的制品壁厚的偏差率有所减小；提高熔体温度，壁厚偏差率的波动幅度增大。

基于Moldflow的汽车保险杠注射成型分析

李永泉 李峰 孙晋

2010, 24 (07): 69-73 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.014

摘要 ( 1933 )

利用Moldflow软件，采用扬子石化的汽车保险杠专用料高抗冲聚丙烯K9015，对威姿轿车前保险杠比例缩小模型进行了填充、保压、冷却以及翘曲模拟分析，讨论了2种浇注系统方案及产品产生翘曲变形的原因。结果表明，2种进胶方案的注射时间基本相同；采用3个浇口在一侧的进胶方案得到的制品外观质量更好，装配尺寸更合适；但2种进胶方案都会产生较大的翘曲变形，通过优化保压曲线可以减少制品的翘曲变形量。

电缆燃烧烟气释放速率的实验研究

杨守生 何翊

2010, 24 (07): 74-77 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.015

摘要 ( 1583 )

为系统地了解电缆在燃烧过程中烟气释放速率以及其与其他参数间的关系，利用锥形量热仪对YJV 4 6电缆的燃烧行为进行了分析。结果表明，电缆在不同外界热流强度下的燃烧行为是不同的。随着热辐射强度的增大，电缆燃烧时的烟气释放速率也随之增大。电缆燃烧时热量的释放滞后于烟气的释放，烟气释放速率随质量损失速率增加而增大。稳定燃烧状态下则表现为烟气释放速率降低，热释放速率增大。

助剂

辛二酸/硬脂酸钙双组分成核剂对等规聚丙烯中β晶生成的影响

薛建峰 窦强

2010, 24 (07): 78-82 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.017

摘要 ( 1504 )

研究了在120 ℃等温结晶30 min 的条件下，辛二酸/硬脂酸钙双组分成核剂对等规聚丙烯中β晶含量的影响。当加入0.15 %的辛二酸时，等规聚丙烯的β晶消失。固定辛二酸含量为0.15 %、硬脂酸钙含量超过0.525 %时，等规聚丙烯中又开始出现β晶，当硬脂酸钙含量为0.675 %时，β晶含量达到最大值。红外分析表明，辛二酸和硬脂酸钙在双螺杆挤出机中发生原位化学反应，生成高效成核剂辛二酸钙。

纳米SiO₂与玻璃纤维混杂增强聚酰胺6复合材料的摩擦磨损性能研究

张静 杨和梅 顾红艳

2010, 24 (07): 83-86 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.018

摘要 ( 1962 )

采用MM-200型摩擦磨损试验机对干摩擦条件下纳米SiO2与玻璃纤维混杂填充聚酰胺6(PA6)复合材料与45#钢对摩时的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明，纳米SiO2和玻璃纤维混杂可以显著改善PA6复合材料的摩擦磨损性能，以5 %的SiO2和20 %的玻璃纤维增强PA6的耐磨减摩性最好。扫描电镜分析表明，纯PA6的磨损以黏着和犁削为主。当载荷较低时，复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的磨粒磨损，但当载荷较高时，复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的疲劳磨损。

膨胀型阻燃剂和有机蒙脱土协同阻燃聚丙烯的研究

李莹 王向东

2010, 24 (07): 87-91 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.019

摘要 ( 2448 )

采用熔融插层法制备了聚丙烯/膨胀型阻燃剂/有机蒙脱土（PP/IFR/OMMT）阻燃复合材料。探讨了OMMT对PP膨胀阻燃体系的影响，通过X射线衍射(XRD)、极限氧指数、热重分析(TG)、力学性能测试对阻燃复合材料的阻燃性、热稳定性及力学性能进行了研究。结果表明，PP高分子链插层进入OMMT层间，形成了插层型复合材料。OMMT与IFR具有明显的协同阻燃性。OMMT添加量为2份时，复合材料的极限氧指数达到31 %，较单独添加IFR时高出30 %；与纯PP相比，复合材料残炭率明显提高。随着OMMT含量的增加，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均呈现先上升后下降的趋势，当OMMT含量为3份、IFR含量为22份时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度达到最大值。

标准与测试

微波爆米花包装袋用微波感受材料中非挥发性紫外可吸收物质迁移行为研究

应璐 王全林 戴双燕 刘志洪

2010, 24 (07): 92-97 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.020

摘要 ( 1955 )

将市售的微波爆米花包装袋用微波感受材料浸入模拟食品玉米油中，在模拟微波条件下加热提取非挥发性紫外可吸收物质。迁移进玉米油中的非挥发性紫外吸收物质经正己烷-乙腈萃取、浓缩、N,N-二甲基乙酰胺定容至2 mL后，以高效液相色谱分离并定量。结果表明，4个样品的迁移量平均值分别为93.3、134.1、38.4和11.8 μg/in2，仅1个样品的迁移量符合美国食品药品监督管理局（FDA）规定的≤20 μg/in2的限量标准。

机械与模具

波状双螺杆元件混合性能的研究

武学伟 马秀清 李彦辉 田军

2010, 24 (07): 98-101 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.021

摘要 ( 2284 )

对同向波状双螺杆元件和常规螺纹元件的分散混合性能进行了数值模拟，分析了2种元件流场的平均剪切应力、最大剪切应力分布、最大拉伸应力分布等混合性能参数，并对其进行了实验研究。模拟结果与实验结果基本吻合。结果表明，波状双螺杆元件有较强的分散混合能力。

带嵌件注塑模具冷却过程的边界元分析

张明飞 石宪章 赵振峰 刘春太

2010, 24 (07): 102-105 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.022

摘要 ( 2053 )

针对带有高热导率的冷却嵌件的注射成型冷却过程，基于边界元分析理论，首先分别对模具域和冷却嵌件构建了冷却分析边界元数理模型，并通过冷却嵌件与模具相接触表面的传热分析，最终得到耦合的一体化分析模型。通过过程算例分析，并通过与不带嵌件的注塑冷却分析相比较，验证了算法的可行性，揭示了冷却嵌件对模具温度场的影响规律。

CAE技术在电热水壶外壳注塑模设计中的应用

匡唐清

2010, 24 (07): 106-110 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2010.07.023

摘要 ( 2317 )

借助CAE技术设计了哈夫结构的电热水壶注塑模。通过最佳浇口位置分析并结合制件结构，确定了在制件顶端采用两点进胶方式；通过成型窗口分析确定了制件成型工艺参数组合为：模温45 ℃、料温235 ℃、注射时间1 s；通过充填分析查看了制品充填的品质及注射压力、锁模力的需求；通过冷却分析优化了冷却系统的布置。最后基于CAE分析结果进行了模具的总体结构设计。实践表明，CAE技术的应用能提高模具设计的合理性及效率，产品质量较高。