本期目录

2016年 30卷 07期 刊出日期：2016-07-26 上一期 下一期

综述

生物基塑料中3种¹⁴C含量检测方法的对比

余巧玲, 王万卷, 刘志健, 容腾, 徐运祺

2016, 30 (07): 1-6 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.001

摘要 ( 718 )

介绍了生物基含量的定义，综述了14C含量的3种测定方法，包括加速器质谱法（AMS）、液体闪烁计数器法（LSC）、β电离法（BI），并对3种方法进行了比较分析，其中LSC更利于实际推广。

材料与性能

聚乙烯醇/绿原酸共混物的制备及性能

相晨农, 汪洋, 李婷, 孙钰杰, 东为富

2016, 30 (07): 7-11 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.002

摘要 ( 451 )

利用绿原酸（CA）作为自由基捕获剂，研究了CA对聚乙烯醇(PVA)热稳定性的影响。通过傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、万能试验机、紫外可见分光光度计对PVA/CA共混物分别进行红外吸收、熔点、热失重率以及PVA共混物薄膜的力学性能和透光性的测试和表征。结果表明，CA可以显著提高PVA的热稳定性，改善其柔韧性，提高断裂伸长率，降低其熔点；当CA含量为5.0 %(质量分数,下同)时，在改善PVA热稳定性的同时,还可以保持其优异的力学性能和透光性。

复合型阻燃剂对聚氯乙烯的阻燃抑烟作用研究

孙英娟, 高明, 程根银

2016, 30 (07): 12-17 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.003

摘要 ( 405 )

采用微胶囊红磷（MRP）、硼酸锌（ZnBO3）、氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)进行复配对软质聚氯乙烯（PVC）进行阻燃处理，通过极限氧指数、热失重、锥形量热方法研究了不同配比阻燃剂对PVC的阻燃抑烟性能的影响。结果表明，当PVC/MRP/ZnBO3/ATH/MH质量比为100:3:1:20:20时，具有良好的阻燃抑烟效果，极限氧指数可达35.9 %；阻燃体系PVC/ATH/MH、PVC/MRP/ZnBO3/ATH/MH相对于纯PVC具有良好的阻燃抑烟性，PVC/MRP/ZnBO3/ATH/MH比PVC/ATH/MH体系在热释放、烟气、一氧化碳和二氧化碳排放指标上数值更低，热稳定性增加，成炭率更高，火灾性能指数提高，火灾蔓延指数减小，火灾危险性降低。

聚丁二酸丁二醇酯的酶促降解研究

胡雪岩, 马莹, 高兆营, 苏婷婷, 王战勇

2016, 30 (07): 18-22 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.004

摘要 ( 439 )

以聚丁二酸丁二酯（PBS）薄片为降解底物，利用角质酶对其进行降解研究，考察PBS的酶促降解行为。利用扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和热重分析仪等方法对降解前后的PBS薄片进行了表征分析，并进一步采用质谱仪对降解产物进行分析。结果表明，在酶浓度2.5 U/mL、反应温度37 ℃以及pH 7.4的条件下，经16 h降解PBS薄片的降解率可达93.88 %，在降解时间为2 h时有最大降解速率32.97 μg/cm2·h；PBS薄片有片层脱落降解的现象，促进了角质酶的降解作用；随降解时间的延长，PBS相对结晶度逐渐降低，热稳性也呈现下降趋势；PBS被降解成单体或寡聚物。

硬质聚氨酯/二氧化硅纳米粒子复合材料泡沫形貌和性能研究

卿璟琦, 梁书恩, 曹芬, 田春蓉, 王建华

2016, 30 (07): 23-29 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.005

摘要 ( 473 )

利用2种不同粒径的球形二氧化硅（SiO2）纳米粒子作为填料，制备了硬质聚氨酯（PU-R）/SiO2纳米粒子复合材料泡沫。利用扫描电子显微镜考察复合材料的形貌，通过压缩试验、尺寸稳定性测试和热导率测试表征复合材料的力学性能、尺寸稳定性和热导率。结果表明，球形SiO2纳米粒子对复合材料的泡孔结构有明显的细化作用（孔径从纯PU-R泡沫的303 μm降低到170 μm），可以有效提高复合材料的压缩性能（与纯PU-R泡沫相比，比强度和比模量分别提高了8.3 %和12.5 %），降低了其线膨胀系数，并使热导率略微下降，而对尺寸稳定性无明显影响。与粒径为400 nm的SiO2纳米粒子相比，粒径为700 nm的SiO2纳米粒子较易均匀分散，对PU-R泡沫力学性能的改善效果更为明显。

聚磷酸铵对聚乳酸/麦秸秆复合材料阻燃和力学性能的影响

姜洪丽, 施成涛, 王光照

2016, 30 (07): 30-33 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.006

摘要 ( 401 )

用聚磷酸铵(APP)对聚乳酸(PLA)/秸秆粉复合材料进行阻燃处理，对复合材料的阻燃性能、力学性能和热降解行为进行了分析。结果表明，APP添加量达到20份时，极限氧指数提高了33 %，成炭率提高了330 %，而且达到UL 94 V-0级，表现出显著的阻燃作用；APP的加入降低了复合材料的冲击性能，但能改善其刚性，对弯曲强度和密度影响不大；此外APP的添加还改变了复合材料的热降解行为，使其分解温度提前，稳定了PLA基体；材料燃烧后膨胀成多孔炭层，起到了隔热和阻氧的作用。

电子束辐照灭菌用PP材料改性研究

蔡瑞龙, 丁雪佳, 张韦巍

2016, 30 (07): 34-37 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.007

摘要 ( 1014 )

为了解决聚丙烯（PP）在电子束辐照后变黄的问题，选取助剂Irganox 1010、Irganox 1076、Tinuvin 770、Chimassorb 944进行对比探究，进行黄变指数、差式扫描量热仪、热失重测试及拉伸强度测试。结论表明，在加入0.5份Tinuvin 770时，样品的黄变指数最小；加入抗氧剂、光稳定剂再辐照后，结晶度提高，热失重外延起始温度降低，拉伸强度和断裂伸长率降低，冲击强度增加，冲击断面粗糙，表现为韧性断裂。

EVA/铕配合物薄膜的制备及光学性能研究

董劲

2016, 30 (07): 38-43 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.008

摘要 ( 643 )

通过溶液浇铸法将四元铕配合物掺杂到乙烯醋酸乙烯酯（EVA）中交联固化得到EVA复合膜，优化了制备EVA膜时固化温度、固化时间和引发剂加入量等工艺条件。通过紫外可见光光谱、荧光光谱研究了EVA复合膜的光学性能。结果表明，配合物在EVA中均匀分散；其掺杂量为1 %时，EVA复合膜具有良好的可见光透过率，对200~400 nm的紫外光有强吸收，并且能够发射出较强的红色荧光。

聚乳酸在二氧化碳作用下的冷结晶

朱文利, 黄凰, 叶建民

2016, 30 (07): 44-49 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.009

摘要 ( 501 )

利用差示扫描量热仪研究了聚乳酸（PLA）在常压下的等温冷结晶行为，并用偏光显微镜观测了不同温度下等温结晶100 min的PLA样品的结晶形态；以二氧化碳（CO2）为介质，利用高压釜在5 MPa压力、不同温度下制备了冷结晶过程中的等温结晶100 min的PLA样品，分别利用偏光显微镜和广角X射线衍射仪对比了常压和CO2作用下PLA产生的球晶形态和晶型结构。结果表明，CO2对PLA有显著的增塑作用，可以增强PLA分子链的活性，使其在较低的温度下发生冷结晶；与常压相比，PLA在CO2作用下冷结晶形成的球晶尺寸减小球晶数量增加球晶完善程度提高，但最终结晶度降低。

硅烷偶联剂对PE-HD基木塑复合材料力学性能的影响

黄华尧, 吴书鹏, 刘畅, 闫月明, 朱举贤

2016, 30 (07): 50-56 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.010

摘要 ( 374 )

采用乙烯基三乙氧基硅烷对稻壳粉进行表面处理，然后在过氧化二苯甲酞（BPO）引发剂的作用下与高密度聚乙烯（PE-HD）混合挤出制备了PE-HD/稻壳粉复合材料。对复合材料进行力学性能测试和熔体流动速率测定，并对硅烷接枝PE-HD粒子进行红外光谱分析，同时利用扫描电子显微镜分析偶联剂处理对复合材料微观形貌的影响。结果表明，偶联剂的加入，降低了熔体流动速率，使得木塑复合材料各组分的分散性和相容性得到了改善；当偶联剂、PE-HD和稻壳粉的质量比为1∶100∶50时，复合材料的力学性能最佳，其中弯曲强度相对于未加偶联剂的复合材料提高了32.24 ％，冲击强度提高了140 ％；稻壳粉的增加，降低了熔体流动速率，提高了复合材料的弯曲强度，降低了拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率；乙烯基三乙氧基硅烷已经熔融接枝在PE-HD分子上。

加工与应用

聚合物PVT特性在线测试技术及在模具设计中的应用

鉴冉冉, 杨卫民, 王建, 阎华, 谢鹏程

2016, 30 (07): 57-61 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.011

摘要 ( 520 )

通过自主研发的聚合物压力比容温度（PVT）特性在线测试仪获得聚合物真实成型工况下的PVT特性参数，由此得到注射材料收缩率，用于制品模具成型尺寸设计，并计算得到以离线PVT参数为依据进行设计的模具成型尺寸。采用数值模拟方法对上述两种模具尺寸设计结果得到的成型制品精度进行对比分析。结果表明，以在线PVT测试结果为基础设计的模具成型尺寸得到的制品尺寸精度与实际设计要求更加接近。

塑封成型过程芯片热流固耦合变形机理数值模拟研究

周国发, 宋佳佳, 王梅媚

2016, 30 (07): 62-68 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.012

摘要 ( 692 )

基于Castro-Macosko 固化动力学模型，建立了描述塑封填充过程及其芯片热-流-固多场耦合翘曲变形形成过程的理论模型，并揭示了其变形机理。结果表明，芯片热流固耦合翘曲变形先随熔体充填流动时间的增加而快速增加，达到最大值之后逐渐减小，并趋于恒定；芯片热-流-固耦合综合翘曲变形主要由热-流-固耦合压力场诱发的翘曲变形和不均匀温度场诱发的热变形组成，芯片热流固耦合压力场诱发的变形为向外的翘曲变形，且正比于芯片上下表面熔体充填不平衡流动的流长差和充填流动速度差，并沿轴向呈先增后减的对称抛物线分布，热-流-固耦合压力场诱发的翘曲变形远大于不均匀温度场诱发的热变形，芯片热-流-固耦合综合翘曲变形主要由热-流-固耦合压力场诱发的变形控制。

基于响应面法的水辅助共注塑管件的工艺参数优化

匡唐清, 王刚义, 周凯, 吴丽旋

2016, 30 (07): 69-76 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.014

摘要 ( 454 )

以最小总壁厚及内层壁厚为目标，基于响应面法（RSM）对成型工艺参数进行优化。由单因素实验确定总壁厚和内层熔体壁厚的主要影响因素；由PlackettBurman试验确定关键因素；再通过BoxBehnken试验设计和响应面法分析与优化，获得最小总壁厚和内层熔体壁厚的工艺条件为：注水压力7.5 MPa，注水延迟时间2s，内层熔体温度215℃；在优化条件下，利用Design-expert模型预测总壁厚和内层壁厚与实验结果吻合较好，表明响应面法能够优化水辅助共注塑管件最小壁厚的工艺参数。

助剂

PVC用酪氨酸镧的合成、复配及热稳定性能研究

张宁

2016, 30 (07): 77-81 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.015

摘要 ( 702 )

以酪氨酸、硝酸镧和氢氧化钠为主要原料合成了酪氨酸镧。采用刚果红法、热老化烘箱法、电导率法、转矩流变仪等测定了酪氨酸镧及其与硬脂酸钙、硬脂酸锌复配后的热稳定性能。通过红外光谱探讨了酪氨酸镧的热稳定机理。结果表明，酪氨酸镧单独存在时具有较好的热稳定性能，可通过镧与氯的配位作用及氨基与HCl反应来减缓聚氯乙烯（PVC）热降解；与硬脂酸钙、硬脂酸锌等份数复配后，能更大程度地延长PVC热稳定时间，改善初期着色性。

阻燃成炭剂trimer和微胶囊红磷复配阻燃聚甲醛的研究

吴燕鹏, 王艳飞, 杨阳, 任艳蓉, 张文凯, 房晓敏, 丁涛, 徐元清

2016, 30 (07): 82-87 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.016

摘要 ( 455 )

采用兼具阻燃和成炭作用的笼状磷酸酯三（1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环［2.2.2］辛烷-4-亚甲基磷酸酯）（trimer）和微胶囊红磷（MRP）复配阻燃聚甲醛（POM）。采用垂直燃烧试验、极限氧指数和热重分析研究复配阻燃体系对POM的阻燃性能，并对阻燃POM的力学性能进行分析。结果表明，trimer和MRP有很好的协同阻燃性能；trimer/MRP/ME的添加量为23 %时，阻燃聚甲醛达到UL 94 V-0，极限氧指数最高达29.4 %。

塑料与环境

脂肪酶N435对PBSA与PBSH的酶催化降解和分子模拟

李成涛, 张敏, 沈颖辉, 覃家祥

2016, 30 (07): 88-95 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.017

摘要 ( 477 )

分别采用2种酸1种醇和2种醇1种酸分别对聚丁酸丁二醇酯（PBS）改性，合成了不同化学结构的共聚酯聚（丁二酸丁二醇酯-co-己二酸丁二醇酯）（PBSA）和聚(丁二酸丁二醇-co-丁二酸己二醇酯)（PBSH），并在磷酸缓冲液以它们为底物在磷酸缓冲液中，研究了对脂肪酶N435降解反应感受性的异同。采用质量损失率和凝胶渗透色谱评价了降解前后共聚酯相对分子质量的变化；广角X衍射仪和热重分析仪分析了酶降解前后共聚酯结晶度和热性质的变化；偏光显微镜对降解后的材料进行了形貌观测。结果表明，相比于PBS，PBSA和PBSH对脂肪酶的感受性有很大提高，24 h后降解率分别达到90 %和60 %以上，并且PBSA降解速率比PBSH快；降解后两种共聚酯相对分子质量变化不大，但相对分子量分布系数变宽，结晶度增大；降解3 d后PBSA的热稳定性降低，而PBSH的热稳定性提高。

机械与模具

耦合双槽单螺杆挤出机停留时间研究

金晓明, 薛平, 贾明印

2016, 30 (07): 96-101 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.018

摘要 ( 725 )

提供了一种全新的分析挤出机停留时间的方法。在相同螺杆转速下，耦合双槽单螺杆挤出机物料的停留时间低于传统光滑机筒单螺杆挤出机和螺旋沟槽IKV单螺杆挤出机；耦合双槽单螺杆挤出机可以有效提高挤出机的熔融效率，实现高固体输送产量下的熔融效率与固体输送效率的匹配。

旋转盘式混合器混合过程数值模拟

袁青香, 李翱, 毕超

2016, 30 (07): 102-106 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.019

摘要 ( 620 )

基于旋转盘式混合器的研制实践，采用Polyflow软件在分析其速度和剪切速率分布的基础上，研究了物料粒子的动态混合过程；并从物料停留时间和最大剪切应力分布角度分析了旋转盘式混合器的分布和分散混合性能。结果表明，旋转盘式混合器可提供强大的剪切、置换和压缩作用，随着动盘旋转体转速增加，分散混合性能增强，不利于轴向分布混合。

打印机基板大型注塑模具设计

张维合

2016, 30 (07): 107-111 ; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2016.07.020

摘要 ( 795 )

根据打印机基板的结构特点，采用热流道、侧向抽芯、定距分型和推件先复位机构设计了一副大型注塑模具。该模具在侧向抽芯、浇注系统和脱模系统中采用了较多先进和创新性的结构，是一副典型的大型、复杂、精密和长寿命注塑模具。