行业分析
谢金钊, 谢鹏程
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2025年10月15日德国杜塞尔多夫国际塑料及橡胶展览会（K2025）圆满落幕，全球各地的参展商纷纷带来了注塑领域的新理念、新技术、新产品和新装备。本届K展以“塑料的力量：绿色、智能、责任”为主题，聚焦可持续发展（循环经济、低碳环保）、智能制造和行业责任等热点。展会现场展示了注塑产业在循环经济、数字化智能化、降本增效等方面的创新解决方案。本文按照K 2025的主题主线梳理了各参展商的技术发布与应用实例，介绍了其中的亮点进展，并进一步探讨了未来注塑产业的发展趋势。
材料与性能
陈怡杰, 张震, 姜莱, 赵世成
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基于双螺杆挤出机，以过氧化苯甲酰（BPO）作为扩链剂，对低分子量聚丁二酸丁二醇酯（PBS）进行扩链改性研究。系统探究了BPO添加量对改性PBS的黏均分子量、熔体质量流动速率、熔融结晶行为、力学性能以及流变行为的影响规律。结果表明，当添加少量BPO时，PBS的黏均分子量从103 878 g/mol显著提升至147 475 g/mol，熔体质量流动速率从21.1 g/10 min降低至4.5 g/10 min，结晶温度从63.1 ℃升高至94.3 ℃；改性后PBS的拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度和弯曲模量分别提升了13.2 %、53.9 %、40.5 %和40.0 %，同时其流变行为也得到了明显改善。
王雨, 黄英, 刘忠平, 郝晓飞, 毛超英
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通过溶液共混法将剪切增稠液［STF，由二氧化硅（SiO2）粒子和聚乙二醇（PEG）组成］封装到聚乙烯醇（PVA）基体中，成功制备出一种新型的剪切增稠凝胶薄膜。该策略通过构建三维物理交联网络，不仅解决了STF常温下易流动和易泄露的问题，还显著提升了复合薄膜的力学性能。结果表明，在湿态凝胶中，50 % （质量分数，下同）SiO2体系主要呈现单颗粒（~360 nm）与小尺寸微米级团聚体（0.8~10 μm）共存的多级分散结构；干燥后，颗粒在PVA多孔骨架的孔洞界面处形成非均匀的浓度梯度分布，同时维持了PVA的三维多孔网络结构。当SiO2含量增至67.5 %时，粒子间范德华力与氢键协同作用导致大尺寸微米级团聚体（20~110 μm）生成，且干燥后薄膜的平均孔径较50 %体系缩小约36 %；含50 % SiO2的凝胶体系表现出最优的力学性能，其拉伸强度、断裂伸长率和韧性分别为纯PVA体系的1.43倍、8.4倍和9.2倍；STF的增强增韧机制可能为：PVA⁃SiO2、PEG⁃PVA及PEG⁃SiO2界面强氢键网络的形成；刚性SiO2粒子的应力场叠加效应；PEG增塑作用促进分子链重排；STF可逆的能量耗能能力。
哈恩华, 陈宇宏, 纪建超, 张旋, 颜录科
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采用溶胶⁃凝胶法通过控制催化剂添加量制备了不同粒径的纳米二氧化硅粒子，用偶联剂甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MEM0）对其表面进行改性处理后作为无机相，以水性聚氨酯树脂为有机相制备了有机玻璃飞机透明件用纳米复合可剥离涂层。结果表明，经过MEMO处理的纳米二氧化硅粒子在水性聚氨酯树脂中有很好的分散性，纳米SiO2含量为5 %的可剥离防护涂层在有机玻璃表面的180°剥离强度为0.12 kN/m，拉伸强度比未添加纳米SiO2涂层提高了42 %，耐磨性提高了21 %。
郑亚楠, 王博峰, 王睿祺, 王瑞, 祖雷, 刘洋, 汪晓东, 连慧琴
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以苯胺和黑磷（BP）为原料，通过原位聚合法制备了聚苯胺（PANI）/BP复合材料，并以该复合材料作为负极材料用于锂离子电池，组装了半电池和全电池，研究了PANI含量对电池的循环伏安特性、交流阻抗性及电池的循环性稳定性等电化学性能。结果表明，采用原位聚合法能够制备结构均匀的PANI/BP复合材料，PANI包覆在BP颗粒表面，且与BP有较强的结合，具有化学惰性的PANI涂层既保护了BP不被氧化，同时限制了BP的结构膨胀；PANI/BP复合材料导电性随着PANI含量的增多而增强，PANI提高了电池的电导性。在循环测试中，含量为20 %（质量分数，下同）的PANI/BP复合电极的比容量最好，在4 A/g的电流密度下循环1 000圈后，比容量达到794.7 mAh/g。
刘家欢, 张坤, 高媛媛, 王若颖, 解加卓, 徐静
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通过熔融共混改性处理，将聚碳化二亚胺（PCDI）与高酸值（30 mol/t）的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯（PBAT）和聚乳酸（PLA）进行复合并制备复合薄膜，采用室内加速老化实验对薄膜进行加速老化，并对其老化前后的结构与性能进行了一系列测试表征。结果表明，随着PCDI含量的增加，PBAT的酸值逐渐降低；当加入1 %质量分数PCDI时，酸值降低至7.71 mol/t；复合薄膜力学性能和水蒸气阻隔性能显著提升：横纵向拉伸强度分别提高了132.6 %和30 %，断裂标称应变分别提高了81.3 %和95.4 %，水蒸气阻隔性能提升了64.9 %；室内紫外老化试验表明适当PCDI的加入可以提升PBAT基生物降解薄膜的耐候性；综合比较，酸值为30 mol/t的PBAT树脂PCDI的最佳用量为1 %。
刘军, 陈建萍, 王炜辰, 杨飞, 麻景龙, 廉萌
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探讨了不同表面活性剂对二乙基次磷酸铝纳米颗粒形貌、热稳定性及其在环氧树脂（EP）中的应用性能的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱表征和热重分析测试，发现十二烷基苯磺酸钠（SDBS）的加入可以明显改善颗粒的团聚现象，而十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的引入使二乙基次磷酸铝由颗粒状转变为棒状，并提高了其结晶化程度和热稳定性，同时改善了其在EP中的分散性和相容性，这些改变显著提升了EP的力学性能和阻燃性能。结果表明，通过选择合适的表面活性剂，可以调控二乙基次磷酸铝纳米颗粒的形貌和性能，从而优化其在EP中的应用效果。
周向阳, 王雅诗, 肖敏
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对农业废弃物秸秆进行碱化处理、固相法接枝改性，以改性秸秆、淀粉为原料，碳酸氢钠（NaHCO3）为发泡剂，碳酸钙（CaCO3）为成核剂，甘油和尿素为增塑剂，采用挤出注塑发泡工艺制备了改性秸秆/淀粉/聚乙烯醇（PVA）复合发泡材料，研究甘油含量、NaHCO3和CaCO3含量对改性秸秆/淀粉/PVA发泡材料表观密度和孔隙率的影响，此外，还研究改性秸秆填充量对淀粉/PVA发泡材料的力学性能、接触角、表观密度和微观形貌的影响。结果表明，淀粉∶改性秸秆∶PVA∶CaCO3∶NaHCO3∶甘油=1∶0.3∶0.25∶0.1∶0.12∶0.15时，材料的发泡效果最好，力学性能最佳，可加工性强，而且材料的降解重量损失率高，具有良好的可降解性；制备的改性秸秆/淀粉/PVA发泡材料静态接触角为90.74 °，具有一定的疏水性，吸油倍率达到9.6 g/g，有望作为吸油材料应用到油水分离领域。
加工与应用
钟善斌, 陈轲, 薛平, 赵荣, 韩民园, 张帅, 韩京京
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将平行异向双螺杆的加料段、塑化段和均化段分别建立物理模型和数学模型，并通过EDEM、Fluent和Polyflow软件对平行异向双螺杆成型改性双基推进剂过程进行模拟仿真，分别研究螺杆啮合间隙和螺杆机筒间隙的改变对挤出加工过程温度、压力等参数的影响规律，所得结果有助于双螺杆挤出螺杆间隙的设计，以提高改性双基推进剂的成型过程的安全性。
余忠, 上官元硕, 刘志清, 黄益宾, 章凯, 柳和生, 匡唐清, 石慧苹, 许哲晨
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就溢流法水辅注射成型主要工艺参数对短玻纤堵塞水辅制品管道的影响程度进行了探究。结果表明，熔体温度为230~240 ℃时对该状况的影响显著，如熔体温度由230 ℃升至240 ℃时该状况由整个主型腔流道至流道末端一小段；注水延迟时间为3~5 s时对该状况的影响很大，如注水延迟时间由3 s延迟至5 s时该状况由流道中部一小段至流道的前半段；注水压力为6~8 MPa时对该状况的影响明显，如注水压力由6 MPa增加至8 MPa时该状况由流道的后半区域至流道中部的几小段。
王振超, 项爱民, 刘乐, 徐璐, 尤启江, 郄继春, 张秋菊
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基于聚合物分子结晶动力学理论及分子链蠕动模型，揭示了高密度聚乙烯（HDPE）管热熔焊接的微观作用机理，并确立了焊接界面温度场时空演化规律为决定焊接力学性能的核心作用机制。将焊接界面温度场简化为二维传热模型，构建了焊接过程关键影响因素与温度场分布之间的定量关系模型。采用热工仿真软件，通过控制变量法系统研究了环境温度、风速及热源撤除时间等关键变量对热熔焊接界面温度场峰值温度和最低温度的定量影响规律。研究并提出了焊接界面作用力在温度场形成过程中的主导作用机制，同时揭示了熔体最高温度与界面最低温度之间的非线性耦合效应。此外，研究还发现了厚壁管温度场在动态演化过程中受环境因素影响而产生的温度梯度奇异现象。为厚壁聚乙烯管焊接工艺参数和环境因子优化提供了重要的理论支撑。
助剂
王洪昆, 任月庆, 孙小杰, 董阳, 李亚飞, 吴福梅
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交联剂是影响滚塑用交联聚乙烯（RM⁃XLPE）粉体存储稳定性和滚塑成型性的关键因素。本文系统研究3种交联剂的熔融特性、热失重特性，并进一步考察PE/交联剂共混物粉体稳定性、交联特性、滚塑成型性。研究发现：交联剂1熔融温度Tpeak和起始挥发温度Tonset最低、挥发速率快，粉体存储稳定性最差、滚塑制品内壁平整，滚塑成型好；交联剂3的Tpeak和Tonset高，稳定性优异，起始交联温度低，仅140 ℃，滚塑制品内壁凹凸不平，滚塑成型差；交联剂2的Tpeak和Tonset均较高、挥发速率低，粉体滚塑内壁平整，滚塑成型好。结果表明，交联剂2更适合作为RM⁃XLPE的交联剂。
张青海, 陈汝盼, 王育玲, 王小君
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以植酸（PA）和烟酰胺（NA）为原料，制备了一种绿色环保的磷系生物基阻燃剂（PN），并将其应用于环氧树脂（EP）复合材料中。结果表明，PN的引入显著降低了EP复合材料的峰值热释放速率（pHRR）和总热释放量（THR），分别减少了41.9 %和34.5 %，并有效抑制了烟雾和有害气体的释放，同时提高了残炭量；阻燃机理分析表明，PN通过固相催化形成致密炭层及气相自由基捕获和稀释作用协同实现阻燃效果；PN展现出作为高效生物基绿色阻燃剂的巨大潜力，为开发环保阻燃材料提供了新思路。
塑料与环境
刘田园, 季君晖, 闫国春, 黄丹
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基于不同降解阶段产物（残留聚合物、崩解碎片、中间体、矿化产物），对现有生物降解检测方法关于测定降解程度进行归纳和总结，从测定完全降解程度的准确性和效率性角度进行综合评估和比较，对今后如何针对性选择有效的生物降解检测方法具有重要指导意义。将完全降解终点检测从矿化产物前移至可被微生物摄取的中间体，有利于缩短降解检测周期，为开发快速、高效的完全生物降解检测方法提供见解和启发。
陈曹宏, 池得权, 王静刚, 刘斐, 朱锦
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提出采用具有高玻璃化转变温度（Tg）的生物基非晶聚酯作为硬段，再通过聚醚软段的含量调控开发新型热塑性聚醚酯弹性体。基于生物基单体2，5⁃呋喃二甲酸及刚性单体2，2，4，4⁃四甲基⁃1，3⁃环丁二醇，引入少量乙二醇作为共聚单体，设计制备Tg达110 ℃的生物基非晶聚酯PCEF。将其作为硬段，引入聚四氢呋喃醚（PTMG）软段构建PCEF⁃PTMG弹性体。结果表明，当PTMG含量为30 %时，材料展现出优异的热塑性弹性体特征：拉伸模量139 MPa与拉伸强度47 MPa协同保持，同时实现超500 %的断裂伸长率。该研究证实采用高Tg生物基非晶聚酯替代传统石油基结晶硬段的可行性，为开发环境友好型高性能热塑性弹性体提供了新思路。
机械与模具
唐宇煊, 杨卫民, 王涛, 胡和敏, 丁玉梅
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提出了一种模具冷却/物料预热联合循环系统，并对该系统的节能效果和热力学性能进行了实验研究，将注塑机模具冷却系统的冷却水余热加以合理利用，用于对塑料原料颗粒进行预热及烘干。结果表明，在物料预热的第一阶段，换热器能够快速降低物料表面含水率，烘干效率最高可达0.29 %/min，而烘干机在去除物料内部水分方面表现更优，可将含水率控制在0.02 %；在系统能耗方面，以初始含水率为0.40 %，质量为500 g的PC原料为例，仅使用烘干机预热时预热耗电量最高，约为15 kW·h，使用联合循环系统时耗电量最低，约为8 kW·h，二者结合情况的耗电量介于两者之间。在生产阶段，3种预热方式的耗电量差异不大，总耗电量的差异主要体现在预热阶段；不同初始含水率对预热和生产能耗的影响较小，而物料质量的增加会导致能耗显著增加，但热量回收系统仍能有效节约能耗；该联合循环系统用于PA66生产时，在加热处理60 min后系统可节约4 kW·h的电量，证明该系统具有普适性。
叶卫文, 姜炳春, 冯婧, 陈镇森
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聚焦于汽车热交换系统中直管口水室塑件的模具设计难题，提出一种创新的滑块双斜顶复合结构模具。通过对制件结构与成型难点的深入剖析，阐述了针对该塑件的模具设计方案，涵盖浇口、脱模、分型等关键部分，并详细介绍模具工作过程。对比传统模具，突出本设计在结构和预变形技术方面的创新点，同时对模具的不良率和适用性进行分析。结果表明，该模具设计有效解决了直管口水室塑件的成型难题，提升了产品质量和生产效率，为汽车零部件模具设计提供了新的思路与方法。
费强, 张维合
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根据新能源汽车的储物箱盖板的结构特点，围绕质量、效率、成本、环保四大维度进行模具结构创新设计。通过随形加强筋结构优化，将塑件平均壁厚从2.5 mm降至2 mm，材料节省约15 %，满足了新能源汽车轻量化要求。通过模流分析，确定了“热流道+普通流道+圆弧形潜伏式浇口”最优组合式浇注系统，保证了成型塑件的外观质量，实现了全自动化生产，废料率从5 %降至1 %。通过采用型腔纳米涂层技术、分区随形水路、闭环温控系统，模具成型效率和成型精度得到了显著提升，尺寸精度达到了MT3（GB/T 14486—2008），生产周期从35 s缩短至26 s，冷却效率提升了25 %，模具综合产能提高了2倍。
综述
王晓阳, 李书宏, 王向东
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综述了聚硅氮烷多孔材料的制备、性能及应用。主要探讨了聚硅氮烷多孔材料在高温陶瓷泡沫、轻质高强结构材料、隔热材料、电磁波吸收材料、润滑和防污涂层等领域的应用潜力，及其广阔的市场前景和科研价值。
吴英魁, 齐文
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综述了水凝胶在海洋防污领域的研究进展，分析了海洋腐蚀的主要因素，并介绍了针对这些因素的水凝胶研究成果。水凝胶的防污机理主要依赖于其表面亲水性和低表面能，能够有效防止海洋生物的附着。天然高分子类水凝胶（如淀粉、纤维素、海藻酸钠、壳聚糖和蛋白质基水凝胶）和合成高分子类水凝胶（如聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇和聚乙烯醇基水凝胶）在海洋防污中表现出优异的性能。然而，海洋环境的复杂性和严酷性对水凝胶的性能提出了更高的要求，未来的研究方向是开发多功能、智能化和环境友好的水凝胶材料，以应对海洋防污的挑战。
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