本期目录

2017年 31卷 03期 刊出日期：2017-03-26 上一期 下一期

综述

聚碳酸酯无卤阻燃剂阻燃机理及其发展趋势

彭民乐, 岑茵, 何继辉, 佟伟

2017, 31 (03): 1-6 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.001

摘要 ( 605 )

综述了磷酸酯类、磺酸盐类、有机硅类、无机填料以及磷腈类等聚碳酸酯（PC）常用无卤阻燃剂的特点、阻燃机理以及优缺点，并探讨了阻燃PC材料的发展趋势。开发新型阻燃剂或采用多种阻燃剂复配的方式是满足未来产品对阻燃PC材料要求的主要途径。

纳米粒子在聚合物共混物中选择性分布研究进展

王翔宇, 张玉霞

2017, 31 (03): 7-14 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.002

摘要 ( 691 )

介绍了纳米粒子在聚合物共混物中选择性分布的影响因素和控制方法；重点介绍了炭黑（CB）、碳纳米管（CNTs）、二氧化硅（SiO2）、蒙脱土（MMT）、石墨烯等纳米粒子在共混物中的选择性分布现象；阐述了各种纳米粒子的选择性分布对聚合物共混物的相形态结构、流变性能、电性能和宏观力学性能等的影响。

材料与性能

聚氯乙烯/邻苯二甲酸二烯丙酯聚合物加工性能和力学性能研究

陈继华, 王伟, 皮红

2017, 31 (03): 15-18 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.003

摘要 ( 571 )

采用转矩流变仪对实验室自制的聚氯乙烯/邻苯二甲酸二烯丙酯（PVC/DAP）聚合物的加工性能进行了研究，探讨了DAP含量对PVC加工性能的影响。结果表明，随着DAP含量的增加，PVC/DAP聚合物的塑化时间缩短，平衡扭矩、峰值扭矩均减小，平衡温度下降；拉伸强度和断裂伸长率均有所增加。

低融抗冲共聚聚丙烯的结构与性能分析

杨渊, 廖家势, 刘学武, 梅长松, 李金阁, 汤俊丽

2017, 31 (03): 19-22 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.004

摘要 ( 823 )

对3种低融抗冲共聚聚丙烯产品K8303、K8003和EPS-30R进行了对比，采用力学性能测试及核磁碳谱分析等手段，分析了3种产品的结构与性能的关系，同时使用偏光显微镜和扫描电子显微镜观察了3种样品的结晶及相形态。结果表明，产品的球晶尺寸、橡胶相分布及橡胶相含量对产品的刚韧平衡性有重要影响，K8303和K8003的橡胶相含量高且分布均匀，球晶尺寸较小，这2种产品的的冲击强度明显优于EPS-30R。

聚碳酸酯/1,2丙二醇改性共聚酯合金的流变性能研究

陈颖, 徐大志, 马城华, 王文娟, 王立岩

2017, 31 (03): 23-27 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.005

摘要 ( 550 )

以聚碳酸酯（PC）和自制的1,2-丙二醇改性共聚酯（PPET）为原料，通过熔融共混的方法，制备了PC/PPET合金，通过毛细管挤出流变仪研究了其流变行为。结果表明，在240～255 ℃的范围内，PC的流动性低，无法进行流变实验，而PC/PPET合金具有较好的流动性，即PPET的加入使体系中PC的加工性能变好,可以在较低温度下加工；在此温度范围内，PC/PPET合金为假塑性流体；相同的切变速率下，PC/PPET合金的黏流活化能随着PPET含量的增加呈先减小后增大的趋势，当PC/PPET的质量比为4/1和1/4时，合金熔体的黏温依赖性较大，更适合使用升高温度的方法来改善其流动性。

抗静电剂对软质聚氯乙烯电学性能的影响

张浙冰, 郑玉婴

2017, 31 (03): 28-34 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.006

摘要 ( 521 )

在聚氯乙烯(PVC)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)中加入抗静电剂SAS93、抗静电剂SN、导电炭黑、乙炔炭黑等助剂，采用熔融共混法制备了抗静电软质PVC片材；采用万能试验机、高绝缘电阻测量仪、场发射扫描电子显微镜研究了抗静电剂种类和组分对PVC片材的力学性能、体积电阻、表面电阻及形貌的影响。结果表明，添加0.5份的抗静电剂SAS93或SN均可使复合材料的体积电阻和表面电阻快速下降到107~108 Ω；与SAS93相比，SN对软质PVC的硬度影响基本一致,SN对复合材料的拉伸性能影响更大；在软质PVC中添加20份的乙炔炭黑或导电炭黑时才能达到体积电阻和表面电阻为107~108 Ω的效果；在添加30份乙炔炭黑或导电炭黑时，软质PVC的体积电阻和表面电阻下降到103~104 Ω；添加20份乙炔炭黑或导电炭黑时，复合材料的表面电阻和体积电阻发生突变，即该炭黑的逾渗阈值为20份。

聚乳酸/聚氨酯共混物的力学行为与形态研究

贾仕奎, 王忠, 朱艳, 陈立贵

2017, 31 (03): 35-39 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.007

摘要 ( 539 )

采用双螺杆挤出机制备了一系列聚乳酸（PLA）/热塑性聚氨酯（TPU）共混物，通过万能试验机、悬臂梁冲击试验机和动态力学分析仪对PLA/TPU共混物进行力学性能测试，并对不同拉伸状态下的试样和冲击断面分别进行扫描电子显微镜观察。结果表明，随着TPU含量的增加，PLA/TPU共混物的断裂伸长率和冲击强度显著增大，且储能模量降低，损耗模量升高，其拉伸断面呈现出液滴态—粗纤态—细纤态的演变；当TPU含量达到40 %（质量分数，下同）时，PLA/TPU共混物的断裂伸长率和冲击强度分别比纯PLA增加了300 %和13.5倍。

预处理对汉麻杆芯粉填充天然橡胶/丁苯橡胶性能的影响

王杰, 周洪福, 张建春

2017, 31 (03): 40-45 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.008

摘要 ( 532 )

以废旧的生物质材料汉麻杆芯粉(HP)为填料，通过不同的预处理改性，研究了其对所填充的天然橡胶/丁苯橡胶（NR/SBR）复合材料的硫化性能、微观形态结构、拉伸力学性能、动态力学性能以及耐磨性和耐疲劳性能的影响。结果表明，具有较小尺寸的HP对橡胶的硫化性能影响不大，填充后的硫化胶拉伸断裂强度从3.5 MPa增加到10.6 MPa，撕裂强度从22.9 kN/m增加到32.9 kN/m，但耐磨性和耐疲劳性能下降；改性处理明显改善了填充效果，乳液改性处理方法优于偶联剂改性处理方法。

聚甲醛/不同表面修饰二氧化硅纳米复合材料的力学性能、热性能及结晶行为

仝蓓蓓, 马亿珠, 张孝彦

2017, 31 (03): 46-52 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.009

摘要 ( 548 )

将氨基改性纳米二氧化硅(RNS)和甲基改性纳米二氧化硅(DNS)分别加入到聚甲醛(POM)基体中，采用熔融共混法在双螺杆挤出机上制备出POM/RNS和POM/DNS纳米复合材料，并对其力学性能、热性能及结晶行为进行了研究。结果表明，当RNS和DNS的含量较低时，可以提高纳米复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度，随着纳米填料含量的增加呈先增加后降低的趋势；而弹性模量则随着纳米填料含量的增加而不断增加； RNS的加入能够大幅度提高POM的热分解温度，而DNS则对POM的最大热分解温度影响不大；RNS和DNS均具有较强的异相成核能力，他们的加入可以促进POM结晶温度的上升，并导致POM晶粒尺寸减小。

秸秆粉的改性及其表面极性对木塑复合材料界面的影响

王光照, 姜洪丽, 程文家

2017, 31 (03): 53-57 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.010

摘要 ( 466 )

通过接枝苯乙烯对秸秆粉表面进行改性，采用毛细管上升法测定了秸秆粉、改性秸秆粉的表面接触角，依据Washburn方程和Owens法，求解2种秸秆粉的表面自由能及其极性和非极性分量，并通过电子拉伸试验机、扫描电子显微镜研究了不同秸秆粉对木塑复合材料力学性能、微观形貌的影响。结果表明，改性秸秆粉的表面自由能为24.77 mN/m，体现分子色散力的非极性分量为19.79 mN/m；而秸秆粉的表面自由能为18.90 mN/m，其非极性分量为3.75 mN/m，说明接枝共聚可有效地改善秸秆粉的表面极性；与聚合物复合时，改性秸秆粉比秸秆粉具有更好的界面融合性，改性秸秆粉在基体中的分散性优于秸秆粉。

加工与应用

基于神经网络和遗传算法的注射成型优化设计

宋美娴, 金志明

2017, 31 (03): 58-63 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.011

摘要 ( 551 )

采用神经网络来描述工艺参数与品质指标之间的复杂非线性关系，并基于神经网络，利用遗传算法来优化成型工艺参数以减少锁簧在使用过程中易发生断裂这一现象。结果表明，基于神经网络和遗传算法的优化使塑件的残余应力减少了16.02 %，提高了制品品质；同时保压时间与冷却时间总共减少了5.4 s，从而缩短了锁簧的批量生产时间，提高了生产效率。

汽车前保险杠顺序注射模流分析与工艺优化

李又兵, 胡学川, 赵利亚, 张攀, 周桦林

2017, 31 (03): 64-68 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.012

摘要 ( 537 )

针对某汽车前保险杠注射成型工艺问题，采用Moldflow软件并结合气动控制顺序阀技术，模拟分析了注塑浇注系统与冷却系统，预测了气穴和熔接痕位置；实现了熔体从10个点浇口先后进行顺序填充型腔，锁模力要求大于1820 t，冷却水雷诺系数（Re）大于10000；在模拟优化的基础上进行了试模生产。结果表明，产品进浇平衡，外观品质好，生产效率得到明显提升。

聚乳酸与聚丁二酸丁二醇酯共混体系发泡行为的研究

陈鹏, 王文博, 王亚桥, 周洪福, 王向东

2017, 31 (03): 69-75 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.013

摘要 ( 558 )

通过熔融共混法制备聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯（PLA/PBS）共混体系和PLA/PBS/反应型增容剂（Cp）共混体系，并通过间歇式釜压发泡成型制得泡沫样品，研究了PLA/PBS共混体系和PLA/PBS/Cp共混体系的结晶行为、相态结构、流变行为和发泡行为。结果表明，PBS的加入对PLA降温结晶的影响不大，其熔体弹性有所提升，且PBS含量的变化对共混体系泡孔形态的影响较小；在PLA/PBS/Cp共混体系中，Cp的加入对共混体系中PLA的结晶性能有明显的提高；另外随着Cp含量的增加，其熔体弹性也显著增加；Cp可以有效地提高PLA与PBS间的相容性，改善泡孔的形态。

大型薄壁注塑件型腔内熔体缩痕缺陷形成机理分析及成型参数优化模型的研究

胡邓平, 伍先明, 陈立锋, 张静秋

2017, 31 (03): 76-81 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.014

摘要 ( 598 )

以空调框罩为研究案例，从分析缩痕在模具型腔中的形成及演化机理出发，得出了热交汇差和垂直模具型腔壁厚方向压力值对缩痕形成的影响规律，并验证了垂直型腔壁厚两侧的压力差越大，则缩痕深度越大。结果表明，在熔体温度（T1）为191.5 ℃、相对保压压力（P1）为85.5 %、注射时间（t1）为2.3 s、模具温度（T2）为33.6 ℃的条件下，运用遗传算法迭代优化得到了最佳工艺参数组合和最小缩痕指数值为1.352；在优化得到的工艺参数组合下，通过注塑实验和仿真模拟相对照，缩痕深度和缩痕指数实际取值范围分别为0~0.05 mm和0.38 %~1.43 %。

助剂

利用废旧聚丙烯腈纤维织物制备聚丙烯用抗老化剂

马立群, 董少波, 石佳, 王凤超, 王雅珍

2017, 31 (03): 82-89 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.015

摘要 ( 417 )

利用废旧聚丙烯腈纤维织物水解产物——水解聚丙烯腈（HPAN）与经γ氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）表面改性的纳米二氧化钛（TiO2）反应制得HPAN-g-TiO2(KH-550) ，采用傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、热失重分析仪对其进行了表征；利用紫外加速老化试验机分别对聚丙烯（PP）/HPAN-g-TiO2(KH-550)和PP/TiO2共混试样进行了人工加速老化实验，并研究了试样老化前后的力学性能和流变性能。结果表明，HPAN-g-TiO2(KH550)的加入能有效减缓PP大分子链由于链段断裂而产生的老化降解，还能够增强PP；当HPAN-g-TiO2(KH-550)与PP按照质量比为8∶92共混所得试样在人工加速老化1008 h后，拉伸强度达到24.963 MPa。

六氢化邻苯二甲酸金属盐类成核剂的制备及应用研究

李丹, 张跃飞, 何彬

2017, 31 (03): 90-93 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.016

摘要 ( 550 )

以六氢化邻苯二甲酸酐和不同金属盐为原料，合成了新型、高效的六氢化邻苯二甲酸（HHPA）金属盐类聚丙烯（PP）成核剂。采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪分别测试了HHPA金属盐的结构和HHPA金属盐类成核剂改性PP的结晶和熔融行为，并对其进行吸湿性测试。结果表明，HHPA金属盐类成核剂是一类高效的PP α-晶型成核剂，当其添加量为0.3 %（质量分数，下同）时，PP的结晶温度有不同程度的提高，其中六氢化邻苯二甲酸钠（HHPA-Na）的效果最好，可使PP的结晶温度提高12.1 ℃；与传统的成核剂苯甲酸钠相比，HHPA金属盐类成核剂具有较低的吸湿性，有利于成核剂及成核改性PP制品的保存。

塑料与环境

降解菌株的筛选及其对聚丁二酸丁二醇酯薄膜的降解

丁子洋, 于博文, 王硕, 齐佳慧, 王晓玲, 王战勇

2017, 31 (03): 94-99 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.017

摘要 ( 457 )

从活性污泥中筛选得到1株具有聚丁二酸丁二醇酯（PBS）降解能力的菌株LSU1601，经菌体形态特征、菌落培养特征、生理生化鉴定和16S rDNA基因序列分析，初步鉴定为德氏食酸菌（Acidovorax delafiedii）。结果表明，菌株LSU1601在培养温度为30 ℃、培养基起始pH值为6.8、培养时间为48 h以及振荡转速为120 r/min的条件下，具有较高的产PBS降解酶的能力；同时菌株在培养温度为30 ℃，培养基起始pH值为6.8的条件下，经84 h的培养，对PBS薄膜的降解率可达到48.2 %；经微生物降解作用，PBS薄膜表面出现明显侵蚀痕迹，且随着降解时间的增加，侵蚀作用更加明显；PBS经微生物降解产生了1,4丁二醇单体、1,4丁二酸单体以及丁二酸丁二醇二聚体，未发现其他的寡聚体。

机械与模具

自动脱螺纹的笔尖多型腔注塑模具设计

彭力明, 姚幼培

2017, 31 (03): 100-103 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2017.03.018

摘要 ( 566 )

采用“内螺纹型芯旋转+塑件止转+塑件轴向移动”作为笔尖注塑模的动作组合，实现成型笔尖塑件完整内螺纹的要求。采用“四列多行”式矩形多型腔布局方式，并配合多级齿轮传动，提高了同一模具幅面下的型腔数量，使模具结构更加紧凑。在此基础上设计了一副24腔的笔尖注塑模具结构。生产实践表明，自动化生产可靠，笔尖螺纹品质好，适合批量生产。