材料与性能
姚雪容, 任敏巧, 苏萃, 贾雪飞, 郑萃, 张艳芳, 王珅, 刘宣伯
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通过改变进料螺杆转速得到厚度范围在9~135 μm的线形低密度聚乙烯(LLDPE)流延膜,分别采用DSC,WAXD,SAXS,LS和WLI等方法表征了厚度减薄时流延膜的结晶和表面结构变化,并研究了厚度减薄对流延膜雾度和力学性能的影响。实验结果表明,当流延膜厚度减小至33 μm以下时,流延膜在晶胞、片晶和球晶等不同尺度上开始发生较为明显的结构变化,特别是当厚度为9 μm时变化尤为明显,表现在(110)晶面衍射峰的裂分更为明显,片晶法线沿MD取向的Hermans取向因子更大,流延膜无法形成球晶,DSC熔融曲线中的肩峰更加明显。随着厚度减小,流延膜的雾度呈现先减小而后增大的变化趋势,流延膜沿MD的拉伸强度变化不大,沿TD的拉伸强度下降,断裂伸长率先是变化不大而后减小,沿MD的撕裂强度先减小而后增大,穿刺强度逐渐增加。
张宏健, 孙佩箫, 冷洋, 王钊, 李晓丽, 许苗军, 李斌
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利用γ⁃缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和聚多巴胺(PDA)在氮化碳纳米片(CNNS)表面形成亲水性薄膜进行包覆,制备了改性氮化碳(CN⁃KH560)。将其与聚磷酸铵(APP)调控物料配比后添加到环氧树脂(EP)中,制备阻燃EP材料,并对其阻燃性能、抑烟性能和力学性能进行了探究。结果表明,当APP的添加量为9 %(质量分数,下同),CN⁃KH560的添加量为1 %时,EP/9APP/1CN⁃KH560在垂直燃烧测试中达到UL 94 V⁃0级,LOI值为40.2 %;EP复合材料的总热释放量(THR)、总烟雾产生量(TSP)与纯EP相比分别降低了48.76 %和53.5 %;此外,EP/9APP/1CN⁃KH560保持了原有优异的力学性能。
孔军辉, 桑晓明, 尹伟浩, 张时雨, 陈兴刚
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采用生物质香草醛为原料合成香草醛基邻苯二甲腈单体,复配不同含量多面体低聚倍半硅氧烷(POSS),制备POSS/香草醛基邻苯二甲腈树脂复合材料。结果表明,添加了10 %(质量分数,下同) POSS的树脂,其初始热分解温度显著提升了140 ℃以上,增强了树脂的热稳定性;1 %POSS的引入能够提升树脂的力学性能,进而增强聚合物的力学性能;随着POSS含量的增加,树脂的吸水率呈现出逐渐下降的趋势,导致吸水性能降低。
徐元昊, 姜梦珊, 庾光忠, 祖雷, 刘洋, 汪晓东, 连慧琴
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采用干燥⁃溶胀法,首先制备聚乙烯醇/聚(N⁃羟甲基丙烯酰胺)互穿网络水凝胶,然后将钼酸铵引入该凝胶中,得到了具有高强度、可调光响应颜色的光致变色水凝胶(V⁃PNxM50),并对其光致变色性能、褪色行为、力学性能、水致变色性能以及信息储存应用进行了研究。结果表明,该水凝胶的拉伸强度可达18 MPa,具有温敏性光致变色性能;通过降低温度,可实现光响应颜色从蓝绿色向黄绿色或黄色的转变;光致变色后的V⁃PNxM50表现出“快褪色→慢变色→久褪色”的“三阶段”时序水致变色特性;改变N⁃羟甲基丙烯酰胺的含量,可调控水致变色过程中各阶段的时长和颜色浓淡,并可达18天的水下保色能力;水凝胶还可实现较高分辨率的“光打印”,有望作为信息存储材料应用。
陈健
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通过力学性能、光泽度和黑度测试,研究了色粉、增韧剂和润滑剂对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)力学性能和表面效果的影响,并分析了增韧剂对黑度的影响机理。结果表明,相比于炭黑,自制有机黑色粉制备的PMMA黑度和光泽度高,能更好的体现钢琴黑效果;增韧剂均能有效提高PMMA的韧性,透明增韧剂M⁃270在有效提升韧性的同时,能够很高的保持钢琴黑效果,当PMMA/M⁃270质量比为90/10时,韧性较纯PMMA提升接近40 %;润滑剂对力学性能有一定的影响,其中EBS综合效果最好。
陈业中, 陈保登, 郭昊威, 李禹函, 路金林, 尹衍升, 张怡
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采用熔融共混法制备聚对苯二甲酸⁃己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、碳酸钙和不同种类吸附剂的共混物,并探究了吸附剂种类对于共混物力学性能与散发性能的影响。结果表明,INFLIM300和MS10E因为其粒径粗,薄膜性能下降显著,而M50粒径较细,添加后下降幅度较小。硅酸镁类的MS10E与M50均表现出优异的除气味效果,添加3 %的MS10E或M50,薄膜气味分别降低24.2 %和25.4 %,提升M50的添加量至4 %,气味反而有小幅的回升;引入3 %以上的吸附剂后,薄膜的TVOC相比于空白样有不同程度的上升,VOC测试表明引入吸附剂后,薄膜VOC中的五苯三醛有不同程度的下降,然而总碳含量(C6⁃C16)却有不同程度的上升;引入吸附剂后雾化测试后的玻片光泽度保持率有不同程度的下降,引入吸附剂后的玻片油污变得更为致密;这是因为引入过多的吸附剂容易与生物降解聚酯形成更强的剪切力与剪切热,导致分子链的断裂与中小分子的生成,而吸附剂对于吸附小分子物质有较好的效果,而对于中小型分子吸附效果不佳。
何文, 侯帅, 陈小琼, 展云鹏, 黎灼佳, 洪浚轩, 杨巧源
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采用乙烯⁃丙烯酸丁酯共聚物(EBA)作为基体树脂,选取一款高导电炭黑(CB)为填料,通过熔融共混工艺制备了CB质量分数在18 %~34 %范围内的半导电屏蔽料。结果表明,随着CB含量的增加,屏蔽料的体积电阻率显著降低,正温度系数(PTC)效应减弱,电学性能温度稳定性提升。当CB含量为34 %(质量分数,下同)时,屏蔽料在室温下的体积电阻率降低至11.4 Ω·cm, PTC系数为11.7;屏蔽料的拉伸强度随CB含量增加呈现先增强后减弱的趋势,而断裂伸长率则持续降低;结合动态力学分析结果表明,CB填料形成的团簇网络结构不仅增强了屏蔽料体系的相互作用力,提高了储能模量和损耗模量,同时有效限制了EBA基体的链段运动和滑移现象;流变性能结果证明,屏蔽料呈现典型的剪切变稀特征,且随着CB含量的增加,储能模量、损耗模量和复数黏度均逐渐增大。
加工与应用
康晓雅, 霍则军, 张浩琳, 孟秀丽, 胡晓青, 朱敬先, 原福贞, 高强, 彭荣梅, 庄俭
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提出了一种递送西他列汀的分段式聚合物微针,设计了递送西他列汀的分段式聚合物微针及其阵列结构,在对其形貌尺寸以及力学性能进行系统表征的基础上,进一步探究了其力学特性与透皮药物释放性能。结果表明,递送西他列汀的分段式聚合物微针成型效果良好,具有能够穿刺皮肤角质层的力学性能;透皮药物扩散性能测试结果显示递送西他列汀的分段式聚合物微针在2 min释放药物搭载量的72.3 %,10 min释放药物搭载量的97.1 %,展现出良好药物释放效能,为肥胖症治疗提供了一种新的有效方法。
郄继春, 王振超, 徐璐, 尤启江, 张士军, 陆剑峰
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在YOLO v8的基础上提出了一种改进的焊缝缺陷目标检测算法FWD⁃YOLO,在backbone部分替换了Conv和C2f模块,Neck部分调用动态采样模块DySample来增强模型对变形和复杂背景的适应能力,同时调入多层通道注意力机制实现多尺度特征融合,并优化了模型的损失函数。通过验证,在工厂现场采集的包含9个缺陷特征的焊缝缺陷数据集上,改进的FWD⁃YOLO与基线YOLO v8n相比,mAP@50提升了4.8 %,达到73.3 %,召回率提升了3 %,参数量降低22.4 %,浮点运算速度降低42.6 %;且与YOLO v5n、YOLO v6n、YOLO v9t、YOLO v10n、YOLO 11n及YOLO 12n等基线模型相比,精度均有一定提升;该改进模型能够为聚乙烯管道焊缝的质量检测提供一种高效、可靠的解决方案,为管道系统的安全运行提供了技术支持。
赵冲, 毕超, 左仕博, 殷德举, 房志凯, 高瑞锋
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在对BiLSTM⁃Attention模型进行介绍的基础上,通过使用互信息法对关联参数进行量化筛选,给出了影响挤出机出口熔压参数的重要性顺序,分析了输入参数维度和长度对模型预测精度和稳定性的影响。结果表明,保留互信息量最大的两个参数以及熔压本身作为输入特征的预测精度及稳定性较好;且选择适当长度的输入时序序列对模型的预测效果具有显著影响。此外,还将BiLSTM⁃Attention模型和LSTM、BiLSTM模型的预测结果进行对比,结果表明BiLSTM⁃Attention模型的预测精度和稳定性较好。
汪汀, 张文金
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围绕当前船体热绝缘材料施工时间长的问题,通过多原因分析和调查验证,从预制型材标准化套块和改进固化剂配比两个方面提出了准确合理的改进措施及解决方案。结果表明,通过进一步的试验验证,达到了预期目标要求,取得了显著的改进效果,极大地缩短了船体热绝缘材料的施工时间。
杨洪于, 王航宇, 戴强, 马艺涛, 宋帅, 张嗣昌, 杨卫民
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面向注射成型过程中多参数耦合、非线性关联显著等问题,提出了一种结合主成分分析(PCA)与梯度提升回归算法(XGBoost)的建模方法。该方法以注塑产线采集的工艺参数为基础,通过Z⁃score标准化消除量纲差异,随后应用PCA技术对特征变量进行降维处理,以压缩特征维度并降低冗余信息对模型性能的影响。在此基础上,构建回归模型对产品合格率进行预测,并与未降维条件下的XGBoost模型进行了对比分析。结果显示,PCA⁃XGBoost模型在测试集上的决定系数(R²)为0.981 7,优于未降维模型的0.962 0,平均绝对误差(MAE)下降约45 %。特征重要性分析表明,若干与注塑周期相关的变量在建模过程中具有较高权重,降维处理有助于增强模型对主要影响因子的识别能力。该模型已在一条食品容器类注塑产线上部署并进行了连续批次验证,在保持设备、原料与工艺流程一致的前提下,合格率由96.7 %提升至99.82 %。
助剂
郑子建, 范海波, 张文超
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通过一步法合成得到了两种同时含有DOPO阻燃基团和硅氧烷交联基团的多面体低聚硅倍半氧烷交联剂(CD⁃POSS),并通过NMR、FTIR与MS表征了CD⁃POSS的化学结构。将CD⁃POSS作为阻燃交联剂用于室温固化(RTV)硅橡胶的硫化(SR⁃CDPOSS)。其中6C2D⁃POSS与硅橡胶具有优秀的相容性,分散均匀没有团聚,并表现出良好的阻燃性和热稳定性。SR⁃6C2DPOSS在垂直燃烧测试(UL 94)中达到V⁃0级,极限氧指数(LOI)由24.5 %提升至29.8 %,最大热释放速率峰值(p⁃HRR)和最大烟释放速率峰值(p⁃SPR)分别为223 kW/m2和0.101 m2/s,相比使用正硅酸乙酯交联的硅橡胶(SR),分别下降了48.7 %和48.8 %。SR⁃6C2DPOSS在燃烧过程中表现出抑制端羟基分解与促进成炭的特性,这表明SR⁃6C2DPOSS主要起凝聚相阻燃的作用。
陈宇杰, 刘金磊, 周玲, 余思宇, 游峰, 王珊
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采用二官能度的二氯磷酸苯酯和三官能度的三乙醇胺为原料,通过亲核取代反应合成了兼具氮磷协同阻燃和超支化增韧双重功效的阻燃剂,并将其作为添加剂制备了环氧树脂复合材料,以解决环氧树脂本征存在的易燃和脆性问题。系统评估了环氧树脂复合材料的热稳定性、阻燃性和力学性能。结果表明,阻燃剂的引入有效的提升了残炭的保留,并且改善了复合材料的阻燃性。其中7.5 %添加量的阻燃剂使环氧树脂复合材料达到UL 94 V⁃0级别,极限氧指数达到33.4 %;得益于超支化结构的引入,在添加阻燃剂后,环氧树脂复合材料的力学性能也得到显著提升;在5 %添加量时,复合材料的断裂伸长率(8.5 %)、拉伸强度(103.1 MPa)、弯曲强度(112.3 MPa)和冲击强度(13.0 kJ/m2)分别较纯EP提高了46.1 %、48.9 %、25.7 %和27.4 %。
塑料与环境
刘金凤, 唐君兰, 刘玉春, 胡孝义, 陈龙, 杨化浩, 李斌
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利用生命周期评价(LCA)方法来量化再生FFS膜和原生FFS膜的碳足迹,定量分析产品的碳排放。发现原料对碳排放的贡献率最大,使用再生聚乙烯(PE)替代部分原生PE料可以有效降低产品碳排放,工艺的一体化升级和太阳能绿电的使用也能在一定程度上降低碳排放。
刘嘉, 吴遵红, 徐琼
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将2,2’⁃亚甲基⁃双⁃(4,6⁃二叔丁基苯基)磷酸酯钠盐(NA⁃11)与油酸酰胺(OAM)物理共混制备复配型助剂将其应用于rPP改性中,并对共混体系的非等温结晶行为、力学性能、抗滑性能、耐磨性能进行了研究。结果表明,NA⁃11可显著提高rPP的结晶温度,缩短其半结晶时间,加快其结晶速率;同时,共混体系的力学性能也表现出同样的趋势。并且随着NA⁃11与OAM复配后这一效果更为明显;其中,rPP/NA⁃11O的Tc为128.79 ℃,冲击强度提升至29.4 kJ/m²,弯曲强度提升至147.5 MPa;此外,rPP/NA⁃11O的抗滑性能、耐磨性能均符合河北省2019年发布的地方标准《悬浮式拼装运动地板技术规范》(DB 13/T 5088—2019)的核心指标要求,在体育舞蹈用拼装地板应用中展现出稳定可靠的使用特性。
机械与模具
张雪粉, 车民昌, 黄永福
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根据塑件的结构特点设计了一种采用定模抽芯的三板模具,凹模采用哈夫结构,哈夫结构通过压缩弹簧和定距拉杆以及塑胶阻尼器联合作用实现两次分型,定模滑块为斜滑块结构,利用开模动力带动滑块实现侧向抽芯,将抽芯机构嵌入模具本体内,提高了成型精度,简化了模具结构。在分体式凹模及型芯上分别设置了回路式和水井式冷却回路,进行了充分冷却,以防止注塑缺陷,缩短成型时间。在成型及加工工艺上注意了细节的设计,在模板上设置了平衡块、支撑柱防止因注塑压力的不平衡问题产生注塑缺陷,型芯和推杆设计了防转结构,提高了定位精度。该设计简化了模具结构,提高了注塑精度,在生产实际中有一定的实用价值。
综述
王兴国, 吕明福, 郭鹏, 张师军, 高达利
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综述了国内外有关聚乙醇酸(PGA)降解性能的研究进展,详细介绍了PGA降解的影响因素和降解机理,总结了PGA复合材料降解过程中性能的变化规律,归纳了PGA降解性能调控方法和降解性能评价方法,并对PGA降解调控面临的问题和挑战进行讨论。
李琛, 刘金成, 辛颖, 倪双阳
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系统综述了近年来电催化技术在不同类型废塑料(聚酯类、聚烯烃类及其他塑料)转化中的应用进展,重点探讨了催化剂设计策略(电子结构调控、界面工程、表面形貌优化及晶相工程)对反应性能的影响。最后,针对规模化应用的技术瓶颈,提出利用理论计算指导高效催化剂研发、开发高效分离技术、设计工业级反应器等未来发展方向,为电催化废塑料回收技术的工业化与循环经济转型提供理论支撑。
李莹, 佟亚轩, 李妍, 高海南, 翁云宣
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主要综述了木质纤维素生物质的来源与组分,阐述了多种预处理方法,包括物理法、化学法、物理化学法和生物法,并分析了各方法的优缺点。其中,物理法(如机械研磨、微波辐射和超声波处理)绿色环保,但效能有限;化学法(包括酸、碱、TEMPO和深共晶溶剂预处理)效率较高,但成本较高或存在环境影响;物理化学法(如蒸汽爆破和水热预处理)高效,但依赖高温高压设备;生物预处理法环保、高效,但过程控制复杂。同时,对木质纤维素生物质气凝胶在环保、能源、建筑和生物医学等领域的相关应用进行了综述,例如,在环保领域,木质纤维素气凝胶可用于高效吸附重金属离子和有机污染物。最后,探讨了木质纤维素生物质气凝胶未来发展面临的科学与技术挑战并展望其发展方向。
黄禹恺, 谢峰, 钟林, 邓发琼, 李松滨, 肖达
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对塑料管道产品合格率相关情况、企业标准引发的风险、常见不合格项目、不合格原因进行了概述、讨论和分析,认为引发质量问题的首要因素是行业内卷和低价中标,引发方式主要是企业通过各种途径降低原料成本。此外,还对塑料管道产品质量的发展提出了一些建议。