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2025年 39卷 4期 刊出日期：2025-04-26 上一期

材料与性能

一种紫外截止型POE光伏封装胶膜的制备与性能研究

何和智, 熊华威, 赖文

2025, 39 (4): 1-7; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.001

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本研究采用氢化烃类树脂（H⁃HCR）与聚烯烃弹性体（POE）熔融共混，并添加过氧化二异丙苯（DCP）与3，5⁃二叔丁基⁃4⁃羟基苯甲酸十六酯（UV2908）作为交联剂和紫外吸收剂，制备一种高体积电阻的紫外截止型光伏封装胶膜。随着H⁃HCR含量的增加，POE胶膜在紫外光区（250~380 nm）的透光率明显降低，同时其在可见光/近红外区（380~1 100 nm）具有较高透光率，而UV2908在250~292 nm范围有较强的紫外截止性能，两者能够协同阻挡紫外线进入光伏组件，从而制备出高紫外截止功能的光伏胶膜。同时复合材料的力学性能和体积电阻率均有明显增强，体积电阻率在H⁃HCR含量为15 %（质量分数，下同）的组分中到达最高值。当POE/H⁃HCR/DCP/UV2908共混物的配比为85/15/1.5/0.2时，复合材料在可见光/近红外区的平均透过率和紫外截止波长为91.6 %和284 nm，而拉伸强度、断裂伸长率、体积电阻率分别能达到20.1 MPa、904 %和5.9×10¹⁵ Ω·cm，该复合材料既具有较好的体积电阻和力学性能，又具有优异的紫外截止性能。

不同粒径尺寸MoS₂对PA10T的非等温结晶行为影响

刘欣磊, 韦联川, 张伟臻, 李源, 张琦, 庄毅, 张师军

2025, 39 (4): 8-13; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.002

摘要 ( 18 ) PDF (1333 KB)( 8 ) HTML ( 1 )

将不同粒径尺寸的二硫化钼（MoS₂）通过熔融共混法填充到半芳香族高温聚酰胺10T（PA10T）中，制备了PA10T/MoS₂复合材料。采用差示扫描量热法（DSC）研究了PA10T及其复合材料在不同降温速率下的非等温结晶行为，对比了不同粒径尺寸MoS₂对PA10T的结晶行为影响，采用Jeziorny法和Mo法分别研究PA10T及其复合材料的非等温结晶过程，采用Kissinger法计算PA10T及其复合材料的非等温结晶活化能。结果表明，PA10T本身结晶速率快、结晶时间短。MoS₂填充PA10T后，结晶温度范围变大，半结晶时间延长，结晶速率减缓，且纳米级MoS₂在PA10T结晶过程中克服的潜在势垒所需能量更低。采用Jeziorny法和Mo法研究结果都得到MoS₂的粒径尺寸对PA10T非等温结晶速率影响不显著。在一定范围内的降温速率下，PA10T加工成型过程可以采用纳米级或微米级MoS₂填充PA10T作为调控其结晶速率的有效手段。

界面聚合法制备生物基呋喃PA及其性能表征

侯利珂, 赵世坤, 赵彪, 郭洪元, 邓建平, 潘凯

2025, 39 (4): 14-19; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.003

摘要 ( 19 ) PDF (1903 KB)( 7 ) HTML ( 0 )

以2，5⁃呋喃二甲酰氯（FDCl）和脂肪族二胺（C=4、6、8）为原料，通过界面聚合法合成了一系列生物基呋喃PA（PAXFs），包括聚四亚甲基呋喃酰胺（PA4F）、聚六亚甲基呋喃酰胺（PA6F）和聚八亚甲基呋喃酰胺（PA8F）。傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、核磁共振光谱仪（NMR）以及凝胶渗透色谱仪（GPC）结果表明，成功制备了高分子量的PAXFs。差示扫描量热仪（DSC）和X⁃射线衍射仪（XRD）结果表明，PA4F是半结晶PA，而PA6F和PA8F是无定形PA，这可能是由于分子链中呋喃环间的相互作用以及呋喃环和丁二胺结构单元的共平面特性，导致PA4F的分子链较规整，结晶程度高。热失重分析仪（TG）和紫外⁃可见光分光光度计（UV⁃vis）结果表明，PAXFs具有良好的耐热性和透明性，最大热分解温度和紫外可见光760 nm处的透过率分别高达450 ℃和91.1%。

包装材料及储存条件对PGA性能的影响研究

谢瑛鸾, 周炳, 王洪学

2025, 39 (4): 20-24; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.004

摘要 ( 19 ) PDF (1255 KB)( 8 ) HTML ( 0 )

聚乙醇酸（PGA）降解速度过快导致其储存稳定性差、货架期短，通常需要高阻隔包装材料和低温储存以减小PGA的降解程度。本文主要系统地研究了不同包装材料、包装气氛和储存温度对PGA粒子性能的影响，研究的包装材料包括铝塑袋外层和低密度聚乙烯（PE⁃LD）及PE⁃LD/聚酰胺（PA）内层材料，包装气氛包括空气、氮气和真空，储存温度包括-16 ℃、5 ℃和25 ℃。包装储存一定时间后取样并检测了PGA的熔体流动速率、分子量及分子量分布和热学性能，研究了包装条件对PGA降解的影响。结果表明，随着储存温度的升高，PGA材料的熔体流动速率随时间变化明显升高，分子量也随之降低，包装气氛中的水份或包装材料的阻水性能都会影响PGA的降解及性能。

PET/ZnO纳米复合材料的制备及结晶性能

郭又晟, 陈延明, 王海玥, 张文帅

2025, 39 (4): 25-30; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.005

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以聚对苯二甲酸乙二酯（PET）和经油酸钠表面修饰的纳米ZnO（4.73 nm）为原料，采用熔融共混工艺路线，通过改变纳米ZnO的添加量（0、0.02 %，0.5 %，1 %）制备了PET/ZnO纳米复合材料。测试了不同降温速率（\phi）下样品的差示扫描量热仪（DSC）曲线，结果表明，随着降温速率的增大，PET/ZnO纳米复合材料的结晶温度（T_c）向低温方向移动，结晶峰形逐渐变宽，半结晶时间（t_1/2）减小； 在相同降温速率下，结晶能力以及结晶速率相比于纯PET得到了提高，并且随着纳米ZnO添加量的增大，复合材料的结晶能力和结晶速率也逐渐增大。通过Jeziorny法对样品的非等温结晶动力学进行研究，表明加入纳米ZnO对PET晶体原有生长方式产生了一定的影响，并且结晶速率常数（Z_c）随纳米ZnO添加量的增大而增大，但当添加量为1 %时，Z_c不再变化。热失重（TG）和热台偏光显微镜（PLM）的测试结果表明，纳米ZnO的加入对PET结晶可以起到有效成核剂的作用，且对PET的热稳定性影响不大。

层状双氢氧化物原位生长ZIF⁃67纳米晶体用于阻燃环氧复合材料

宋昆朋, 白伟, 谢美娜, 何吉宇, 杨荣杰

2025, 39 (4): 31-36; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.006

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以钴层状双氢氧化物（Co⁃LDH）作为载体，原位构建了Co⁃LDH@ZIF⁃67复合结构，有效地改善了Co⁃LDH的低催化活性和低比表面积的缺陷。结果表明，与Co⁃LDH相比，Co⁃LDH@ZIF⁃67改性的环氧树脂（EP）复合材料在抑制热量、烟雾和有毒气体方面具有明显的优势。当Co⁃LDH@ZIF⁃67含量为2 %（质量分数，下同）时，复合材料的LOI值由24.5 %增加到28.2 %。并且与纯EP相比，EP/Co⁃LDH@ZIF⁃67复合材料的热释放速率峰值、总热释放以及总烟释放分别降低35.1 %、16.3 %和15.8 %。并且相对于Co⁃LDH具有更明显的阻燃和抑烟的能力。

阻燃增强PBT的灼热丝性能研究

沈彬, 刘志刚, 李二响

2025, 39 (4): 37-40; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.007

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通过卤素阻燃剂与磷系、氮系、磷氮系阻燃剂的多元复配，对阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的灼热丝性能进行研究。采用溴化聚苯乙烯、三氧化二锑、二乙基次磷酸铝（ADP）、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）、三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）、成碳型复合无卤阻燃剂（KCP）等阻燃剂体系进行复配实验。结果表明，单一的卤素或者无卤阻燃剂体系的增强PBT材料无法满足IEC60335⁃1关于无人看管电器载流部件的灼热丝性能指标要求，通过不同类型阻燃剂复配，利用溴⁃氮⁃磷协同阻燃，最终可以实现最高同时满足GWIT>825 ℃、GWFI>960 ℃、UL 94 V⁃0的PBT增强材料。

煤基高流动抗冲共聚聚丙烯的工业开发

张箭飞, 包璐璐, 杨廷杰, 李亮

2025, 39 (4): 41-45; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.008

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采用Innovene气相工艺在国内某聚丙烯生产装置上成功开发出煤基高流动抗冲共聚聚丙烯，同时对开发的高分子材料开展了有机磷酸盐类成核剂改性研究，结果表明，CH⁃39、FT⁃21、TMP⁃6三类成核剂均能有效促进材料的结晶过程，提高其结晶速率，TMP⁃6改性后聚丙烯的弯曲模量稍低于其他3种成核剂改性的聚丙烯，CH⁃39、FT⁃21分别改性后的煤基抗冲共聚聚丙烯在拉伸性能、弯曲性能以及冲击强度方面性能基本一致，这为煤基聚丙烯新产品的开发和性能优化提供一定的工业参考价值。

加工与应用

熔融浸渍模具内纤维束展宽模型的建立

马驰原, 许文翀, 潘益鹏, 刘袁媛, 何亚东, 信春玲, 任峰

2025, 39 (4): 46-51; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.009

摘要 ( 17 ) PDF (1427 KB)( 6 ) HTML ( 0 )

针对波浪形弯曲流道浸渍模具分析了纤维束在模具内的受力做功情况，基于能量守恒原理构建了包含工艺参数与设备结构参数的模具内纤维束展宽模型。利用实验室自行设计的波浪形弯曲流道浸渍模具，探究了生产工艺参数与设备结构参数对模具内纤维束展开宽度的影响。结果表明，工艺参数对纤维束展宽影响较大，其中牵引张力是主要影响因素；设备结构参数在一定程度上对展宽也有所影响，模型能够有效预测纤维束在模具内浸渍阶段的展开宽度，为控制和优化纤维束在模具内的展宽过程提供了理论依据。

微/纳米塑料在农业土壤中的趋势和影响

杨帆, 候梦宗, 宋丽莎, 胡润, 马瑜浩, 刘强, 张宏

2025, 39 (4): 52-58; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.010

摘要 ( 15 ) PDF (969 KB)( 5 ) HTML ( 0 )

塑料产品破碎、风化、老化等途径产生的微塑料（MPs，<5 mm）和纳米塑料（NPs，<1 μm）逐渐在土壤中积累并且由于其难降解的特性引起了广泛的关注。尽管已有报道MP/NPs与植物在植物⁃土壤关系中的相互作用，缺乏对这一新兴领域知识状况的全面综述，阻碍了这一领域的持续发展。本综述旨在通过广泛总结农业中 MPs/NPs 的来源、研究技术、对土壤性质的影响以及在植物体内的积累来填补这一空白。本综述还介绍了MPs/NPs植物毒性的可能机制。

轨距挡板结构优化和微发泡制品的研究

颜湘, 邓娇, 刘韦

2025, 39 (4): 59-63; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.011

摘要 ( 16 ) PDF (2037 KB)( 6 ) HTML ( 0 )

WJ⁃8型扣件系统主要用于高速铁路轨道，其中轨距挡板是WJ⁃8型扣件系统的重要组成部分，该部件主要在系统中起着传递载荷，保持及调整两条钢轨的轨距，同时起一定的绝缘作用。目前，轨距挡板使用普通的注射成型工艺生产，产品容易产生缩孔，并且使用过程中产品弹条扣压处容易压溃。本文主要是对轨距挡板的结构进行了优化，通过选择合适的发泡剂，制成相应产品进行了试验，满足性能要求。解决了轨距挡板产品缩孔和弹条扣压处压馈问题，为其以后在工程上更好的运用提供了重要的参考。

生物降解膜在重庆涪陵地区烟草种植中的应用研究

荣鑫, 李向鹏, 吴亮, 李旭娟, 许向彬

2025, 39 (4): 64-68; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.012

摘要 ( 18 ) PDF (2194 KB)( 9 ) HTML ( 0 )

为探究全生物降解膜在烟草种植中的应用价值，评估其在作物生长中是否具有良好的保温、保湿效果，本文通过全生物降解膜田间服役老化观测以及采用红外光谱、扫描电子显微镜、拉伸力学性能测试、凝胶含量测试对全生物降解膜在降解过程中化学结构、表面微观形貌、抗拉强度等变化进行分析。结果表明，全生物降解地膜田间服役51天时，作物根系处膜面仍完整，能够满足作物覆膜周期要求。此外，在作物采摘翻地后，生物降解膜可在田间实际环境中降解，无残膜产生。

助剂

表面活性剂对介孔二氧化硅气凝胶结构和性能的影响研究

雷琦锋

2025, 39 (4): 69-74; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.013

摘要 ( 16 ) PDF (2136 KB)( 9 ) HTML ( 0 )

采用表面活性剂模板化的溶胶⁃凝胶法制备了介孔二氧化硅（SiO₂）气凝胶，并通过常压分级干燥进行干燥。研究了表面活性剂对SiO₂气凝胶的微观结构、导热性和热稳定性的影响。结果表明，加入表面活性剂可以避免常规溶胶⁃凝胶法合成时的溶剂交换过程，表面活性剂的引入可调控SiO₂气凝胶的孔结构，制备的SiO₂气凝胶具有低导热系数［0.018~0.035 W/（m·K）］、高比表面积（469.56~692.07 m²/g）和良好的疏水性（接触角为136.7 °~151.8 °）。本研究提供了一种低成本制备优异性能SiO₂气凝胶的有效方法，制备的气凝胶可作为建筑和工业节能领域的隔热保温材料。

塑料与环境

生物可降解塑料行业发展现状、存在问题与建议

张丽平, 谢同, 高永平

2025, 39 (4): 75-83; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.014

摘要 ( 22 ) PDF (1278 KB)( 12 ) HTML ( 0 )

废弃塑料污染治理是国家战略的重要组成部分。生物可降解塑料作为塑料替代材料中的一种，能够在一次性、难回收、易泄露等特定场景中，在一定程度上缓解塑料污染的问题。本文首先对几种主要生物可降解塑料的性能、应用及全生命周期环境影响进行了分析，然后系统阐述了全球生物可降解塑料产业政策、发展现状及技术进展，厘清了国内生物可降解塑料产业发展过程中存在的问题与瓶颈，最后提出了我国生物可降解塑料产业的发展建议。

聚羟基脂肪酸酯在不同条件下的生物降解研究进展

储星宇, 方芳, 徐润泽, 王苏娜, 操家顺

2025, 39 (4): 84-91; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.015

摘要 ( 19 ) PDF (1116 KB)( 8 ) HTML ( 0 )

聚羟基脂肪酸酯（PHA）作为一种可生物降解的生物塑料，具有理化性质与传统塑料相似且对环境友好的特点，已逐渐成为传统塑料的替代品。在PHA制品使用寿命结束之后，应当考虑对PHA废物进行合理地处置，以减轻环境压力。本文介绍了PHA的种类、性质与应用，综述了PHA在不同环境/过程中的生物降解情况、PHA生物降解过程中的关键微生物和酶、生物降解的机制以及与生物降解相关的标准，旨在为改善PHA制品生物降解性能和优化PHA废物管理和处置策略提供理论参考。

改性回收PP塑料颗粒对混凝土切口梁弯曲性能影响

李静, 肖东, 何雨, 代在波

2025, 39 (4): 92-96; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.016

摘要 ( 14 ) PDF (1190 KB)( 8 ) HTML ( 0 )

为探讨掺入塑料颗粒对混凝土弯曲特性及断裂损伤行为的影响，以改性回收聚丙烯（PP）塑料颗粒混凝土为研究对象，开展针对不同塑料颗粒掺量的混凝土切口梁三点弯曲疲劳断裂试验。结果表明，塑料颗粒混凝土荷载⁃裂缝口张开位移曲线呈“单峰型”，掺入PP塑料颗粒后，裂缝口张开位移保持不变，但曲线下降分支明显变缓，混凝土疲劳破坏延性增强；PP塑料颗粒适当掺入，可有效缓解混凝土的疲劳损伤；PP颗粒在受拉时起到一定的桥接作用，提高混凝土韧性和抗变形能力；随着PP塑料颗粒掺量的增大，混凝土断裂能和吸能能力呈线性增加，疲劳寿命明显延长。

废食用油再生沥青组成优化及其混合料性能研究

李东珀, 韩华, 王莉, 杨建, 赵丹, 景宏君, 邹晓龙, 张永飞

2025, 39 (4): 97-103; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.017

摘要 ( 14 ) PDF (1236 KB)( 7 ) HTML ( 0 )

为提高再生沥青混合料路用性能，基于响应曲面法，以废食用油掺量、苯乙烯⁃丁二烯⁃苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青掺量和剪切温度为自变量，设计了再生沥青的制备方案。通过基本性能和流变试验，分析了自变量对再生沥青性能的影响，确定了再生沥青最佳方案。并以此为基础开展了再生沥青混合料路用性能检测研究。结果表明，再生沥青的最佳优化组合为：废食用油掺量为8.4 %，SBS改性沥青掺量为152 %，剪切温度为166 ℃。再生沥青性能指标的预测值与实际值相比，最大误差为4.5 %，在可接受的范围内。随着再生沥青路面（RAP）混合料掺量的增加，再生沥青混合料的低温抗裂性及水稳定性降低，高温稳定性能提高。相比于未掺废食用油的再生沥青混合料，掺入废食用油后再生沥青混合料的低温抗裂性和水稳定性改善显著。

机械与模具

汽车前A柱上饰板低压注塑包覆成型工艺分析与模具设计

张文超, 吴迪, 张晗, 妙磊, 崔恩铭, 王明伟, 叶星辉, 于峻伟

2025, 39 (4): 104-110; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.018

摘要 ( 18 ) PDF (4209 KB)( 10 ) HTML ( 1 )

鉴于汽车前A柱上饰板结构复杂，内部含有众多加强筋、倒扣特征、卡扣座和支撑结构底座等结构，且外观面需要进行面料包覆处理，因此设计了一副1模2腔带有顺序阀控制的热流道低压注塑包覆模具。由于是低压注塑包覆成型，热流道无法从型腔侧进胶，所以在塑件B面即在型芯侧开设直接浇口对其注射成型，通过CAE模流分析来验证浇注系统的合理性，并预测其成型过程中可能存在的缺陷问题。为了应对其结构的复杂性带来的脱模困难问题，分别设计了“弹簧+滑块”、“斜顶杆+斜顶块”及“油缸+滑块”等机构进行侧向抽芯及脱模。顶出机构则由油缸驱动，通过“直顶块+直顶杆+顶针”等部件将塑件顶出。在模具开始工作之前，需要先将面料平整地铺设在型腔一侧，然后进行合模和注射成型。最终结合实际生产验证，该模具结构合理，能够稳定安全地运行，并且生产出的产品符合设计标准。

综述

聚合物低温挤出与能耗管理研究进展

蒋新沛, 黄天宇, 魏兴岳, 张鹏, 王世龙, 王世檩, 杨卫民, 鉴冉冉

2025, 39 (4): 111-117; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.019

摘要 ( 26 ) PDF (1331 KB)( 34 ) HTML ( 1 )

高分子聚合物（例如橡胶、塑料）因自身导热性差和黏性耗散明显，在挤出成型过程中温升十分显著。温度过高可能会增加聚合物热历程、高温氧化断链、破坏材料原始性能、增加能耗等，从而影响聚合物制品的成型品质。鉴于此，本文分析了聚合物挤出过程温升的产生原因，综述了国内外学者从机筒冷却装置、温控系统、螺杆结构优化等方向为低温挤出技术做出的贡献，以及在能耗管理方面的举措，最后展望了低温挤出技术的未来发展趋势。

车用碳纤维复合材料结构优化与性能研究进展

栗小茜, 陈浩, 葛正浩, 宋浩杰, 高彦军

2025, 39 (4): 118-125; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.020

摘要 ( 31 ) PDF (2635 KB)( 16 ) HTML ( 0 )

对不同种类的车用碳纤维复合材料（CFRPs）的成型工艺进行了分析概述，详细对比了CFRPs性能提升的各类方案，并结合工业应用案例对现有成型工艺和设计方案进行讨论分析，探讨了车用CFRPs绿色化技术的发展前景，以及汽车产业车辆轻量化材料研究所面临的机遇与挑战。