本期目录

2019年 33卷 9期 刊出日期：2019-09-26 上一期 下一期

材料与性能

反应挤出法制备含氟改性聚丙烯

姜自印, 龚昌景, 姚臻, 曹堃

2019, 33 (9): 1-7; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.001

摘要 ( 525 ) PDF (2104 KB)( 306 )

接枝过程以线型等规聚丙烯（iPP）为原料，分别采用甲基丙烯酸三氟乙酯（FA-3F）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（FA-12F）和甲基丙烯酸十七氟癸酯（FA-17F）为接枝单体，过氧化二异丙苯（DCP）为引发剂，通过反应挤出过程制备含氟改性聚丙烯。结果表明，长链含氟单体在接枝过程中更具优势，这可能与其较高的沸点有关；含氟单体的接枝度随单体加入量和引发剂加入量的增加均呈现出先迅速增加而后增加速度变缓的趋势，接枝效率则呈现明显的先增加后减少的现象；改性后聚丙烯的分子量大幅度下降，其中长链含氟单体在获得较高接枝度的同时尚保持较高的分子量，且其分布略窄。

CPE溶胀条件对ACS树脂结构与性能的影响

梁帅, 满子博, 张志彬, 杨凤敏, 曹春雷

2019, 33 (9): 8-12; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.002

摘要 ( 665 ) PDF (1848 KB)( 324 )

ACS树脂是将苯乙烯（St）和丙烯腈（AN）接到氯化聚乙烯(CPE)分子链上形成的一种接枝共聚物，采用本体法考察了 CPE的溶胀条件对本体聚合合成ACS树脂的接枝率、冲击性能、相形态、游离苯乙烯丙烯腈共聚物（SAN）相对分子质量及其分布的影响。结果表明，CPE的溶胀温度和时间对接枝率、游离SAN树脂相对分子质量、冲击性能及相形态的影响较大，对游离SAN相对分子质量分布没影响；只有CPE被充分溶胀后，本体聚合成ACS树脂才能获得较高的接枝率、良好的相形态及冲击性能；100 ℃溶胀3 h可使CPE最快充分溶胀，此条件下合成ACS树脂的接枝率最高（23.1 %），冲击强度最大（57.4 kJ/m2），分散相粒径最小且分散最好。

基于共混聚醚共聚酰胺的气体分离膜的制备及性能研究

赵晴, 何少剑, 林俊, 林千果

2019, 33 (9): 13-20; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.003

摘要 ( 815 ) PDF (2040 KB)( 397 )

聚合物共混可以制备出兼有几种聚合物特性的共混膜。为了提高气体分离膜的综合性能，以2种不同型号的聚醚共聚酰胺（具有高选择性的Pebax1657和具有高渗透性的Pebax2533）为膜材料制备了气体分离膜，并对分离膜进行结构表征、分离性能和力学性能测试。结果表明，随着Pebax2533含量的增加，聚酰胺段的链间距逐渐增大，自由体积分数增大，玻璃化转变温度降低，断裂伸长率逐渐提高；与纯Pebax1657膜相比，共混膜的CO2和N2渗透系数同时增大，N2渗透系数增加速度较快；选择性逐渐降低；与纯Pebax膜相比，两者共混后的膜的综合性能有所提高。

熔融沉积方式对PLA/TPU体系冲击性能的影响

李薇, 夏新曙, 林鸿裕, 杨裕金, 陈庆华, 肖荔人

2019, 33 (9): 21-26; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.004

摘要 ( 769 ) PDF (2794 KB)( 510 )

以聚乳酸(PLA)为基体、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)为改性剂，采用熔融共混法通过双螺杆挤出造粒，并经线材机制得直径为(1.75±0.05)mm的三维（3D）打印线材，再进行熔融沉积成型(FDM)为PLA/TPU 3D打印制品。通过摆锤式冲击试验机、扫描电子显微镜等仪器设备研究了相形态（TPU含量）和沉积方式对PLA/TPU体系冲击性能的影响。结果表明，TPU的加入使PLA冲击韧性增强，提高幅度为631.0 %；熔融沉积方式对PLA/TPU共混体系缺口冲击强度有显著的影响，其中45 °/45 °时冲击强度较高，提高幅度为101.9 %；该研究可以为设计FDM模式的3D打印工艺参数提供科学依据。

制备工艺对PLA/PBAT/OMMT三元复合材料微观结构与性能的影响

王翔宇, 张玉霞

2019, 33 (9): 27-32; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.005

摘要 ( 622 ) PDF (2294 KB)( 338 )

采用两步法工艺，先制备聚乳酸/有机改性蒙脱土（PLA/OMMT）复合材料，然后将其与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）共混制得（PLA/OMMT）/PBAT复合材料，再与一步法工艺制备的PLA/PBAT/OMMT复合材料进行性能对比研究。对复合材料中不同相的界面张力进行了测试，对复合材料的微观结构进行了透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察，对PLA的熔融与结晶行为进行了分析。结果表明，OMMT的加入降低了PBAT分散相尺寸，模糊了PLA与PBAT之间的相界面，改善了二者间的相容性；两步法工艺制得的复合材料中OMMT对PLA和PBAT两相增容效果及分散相的均匀性均优于一步法；在亲和性的作用下OMMT倾向于分布在PLA相以及PLA与PBAT相界面处；OMMT与PBAT协同增韧PLA效果明显。

超疏水PE-HD/麦秸秆纤维复合材料的制备及其性能

侯成敏, 王梅, 张效林, 李娜, 卓光铭

2019, 33 (9): 33-40; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.006

摘要 ( 617 ) PDF (2488 KB)( 231 )

采用传统自由基聚合法制备出聚（苯乙烯无规丙烯酸无规甲基丙烯酸甲酯）［P(St-r-AA-r-MMA)］聚合物，用该聚合物溶液改性高密度聚乙烯（PE-HD）/麦秸秆纤维（WF）复合材料表面，制得水接触角（WCA）>150 °的超疏水表面。研究了木塑复合材料超疏水表面制备参数、力学性能及其吸水性能。结果表明，超疏水PE-HD/麦秸秆纤维复合材料的最佳制备条件为：单体摩尔比例nSt∶nMMA∶nAA=2∶1∶1、WF含量40 %（质量分数，下同）、聚合物浓度3 %、烘干时间15 h、烘干温度70 ℃；与未改性复合材料相比，在最佳改性条件下制备的超疏水PE-HD/WF复合材料表面WCA高达（156±2.9） °，提高了84 °，拉伸与弯曲强度分别提高了6.1 %和6.9 %，吸水率降低了1.70 %；将改性和未改性的PE-HD/WF复合材料放置5个月，WCA分别为（142±5.7） °和（54±6.2） ° 。

PBAT/PLLA共混薄膜的热学、力学及阻透性能

王莉梅, 图布新, 于一凡, 卢月圆, 春艳, 董同力嘎

2019, 33 (9): 41-45,139; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.007

摘要 ( 981 ) PDF (479 KB)( 656 )

采用熔融共混法制备聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯（PBAT）和L聚乳酸（PLLA）共混薄膜，探讨不同PLLA添加量（质量分数分别为10 %、20 %、30 %）对共混薄膜力学性能、热学性能、气体阻透性能的影响。结果表明，PBAT和PLLA共混属于不相容体系；随着PLLA的添加，共混薄膜的O2和CO2透过性能逐渐降低；当PLLA含量增加到30 %时，O2 透过系数(PO2)和CO2透过系数(PCO2)分别较PBAT薄膜降低了34.2 %和70.8 %，CO2/O2透过比（PCO2/PO2）由纯PBAT的10.20降低为4.52，提高了薄膜阻透性能；PLLA的添加改善了PBAT极易变形变曲现象。

智能卡制备中PETG预涂膜的性能研究

周建石, 林崇

2019, 33 (9): 46-49; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.008

摘要 ( 613 ) PDF (1032 KB)( 440 )

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、甲基丙烯酸β羟乙酯（HEMA）、二羟甲基丙酸（DMPA，2,2二羟甲基丙酸）等为基本原料，制备出聚对苯二甲酸乙二醇酯1,4环己烷二甲醇酯(PETG)预涂膜用涂层。利用红外光谱仪和扫描电子显微镜等测试设备对预涂膜进行表征，并研究了涂层中不同原料对PETG预涂膜热覆合性能的影响。结果表明，使用水合肼后扩链，增加聚醚二醇和丙烯酸酯的量，PETG预涂膜活化温度更低，剥离强度最优。

增容作用对聚乳酸/高密度聚乙烯合金发泡行为的影响

李杨, 殷德贤, 朱敏, 周洪福, 王向东, 叶志殷

2019, 33 (9): 50-56; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.009

摘要 ( 529 ) PDF (2945 KB)( 273 )

以乙烯甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（GEMA）为增容剂，采用熔融共混法制备了聚乳酸（PLA）/高密度聚乙烯（PE-HD）增容合金。以CO2为发泡剂进行釜压发泡，制备出PLA/PE-HD增容合金泡沫。结果表明，加入GEMA后，聚合物合金的结晶能力有所下降和流变性能略有提高；随着GEMA含量的增加，PE-HD分散相尺寸减小，数量增多，聚合物合金发泡样品的泡孔结构可以实现从复合泡孔到单一泡孔的转变。

加工与应用

基于型腔压力技术的科学调参

窦希宇, 许宇轩, 刘刚, 党开放, 谢鹏程

2019, 33 (9): 57-61; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.010

摘要 ( 465 ) PDF (1260 KB)( 383 )

型腔压力曲线的积分值可以将曲线量化，通过调节注射速率、转压点位置、保压压力和时间，探究型腔压力曲线积分值与各工艺参数之间的线性关系。根据此线性关系可以得到最优的工艺参数，将传统的经验调参转变为精准的数值化调参。

基于EDEM的玻璃纤维振动给料仿真分析

柳志康, 范元勋, 陆鹏程, 张家诚

2019, 33 (9): 62-66; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.011

摘要 ( 800 ) PDF (1570 KB)( 334 )

针对新型玻璃纤维增强材料生产中的喂料工艺难点，率先提出并理论验证了振动送料这一简单方法实际应用的可行性。首先分析了振动给料机的运动特性，确定了输送玻璃纤维料所需要的运动形式，即抛掷运动和正向滑移，并推导出其产生的条件式，再利用条件式确定了4组振动参数。然后应用离散单元法仿真软件EDEM建立仿真模型，设置相应参数模拟了4组参数下的纤维振动给料情况，仿真结果验证了运动条件式的正确性，同时分析振动给料机末端区域仿真数据可知机械指数合适时，振动给料的输送方式能实现玻璃纤维匀速松散地投喂，并且机械指数相同时振幅对给料速度影响显著，可通过改变振幅来实现喂料速度定量调节。

基于响应面法与Pareto遗传算法的注塑模冷却水道参数优化

刘月云

2019, 33 (9): 67-71,115; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.012

摘要 ( 610 ) PDF (1112 KB)( 320 )

以塑料链板注塑模冷却水道的水道中心距、水道中心至模壁距离及水道直径为实验因素，利用响应面法分别构建出3个实验因素与模壁温差、冷却时间之间的二阶响应面模型。运用Pareto遗传算法对2个响应面模型进行迭代优化，优化出模壁温差和冷却时间都较小时的设计参数最优解解集，模拟验证后得出冷水道最优设计参数组合为：水道中心距30 mm、水道中心至模壁距离15 mm、水道直径10 mm，对应的模壁温差为7.61 ℃、冷却时间为62.74 s，比任一组响应面实验结果都小，证明了分析方法的可行性。

基于Moldflow的香皂盒套件注塑流动平衡优化

李雅

2019, 33 (9): 72-76,99; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.013

摘要 ( 673 ) PDF (1415 KB)( 401 )

针对香皂盒套件注塑模组合型腔熔体流动不平衡的问题，利用Moldflow软件进行注塑数值模拟。从充填时间，速度/压力（V/P）切换点压力，注射位置处压力三方面对初始方案进行分析，确定浇注系统优化指标，采用流道平衡分析自动优化方案的流道尺寸进行优化设计。结果表明，优化后的浇注系统，型腔间的充填时间的不平衡率低于5 %，压力不平衡值小于5 MPa，注射位置处压力曲线能够平稳上升，有效改善了熔体流动不平衡。

超滤膜的制备及其截留率与产水SDI值之间的关系

张芯

2019, 33 (9): 77-82; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.014

摘要 ( 1087 ) PDF (1894 KB)( 756 )

以聚醚砜（PES）为膜材料，N甲基2吡咯烷酮（NMP）为溶剂，分别选用不同分子量的聚乙烯吡咯烷酮（PVP K10、PVP K30、PVP K50、PVP K70）为添加剂，利用相转化法制备了PES平板超滤膜。研究了制备条件对膜结构及性能的影响。当PES含量为18 %（质量分数，下同），PVP K30添加量为6 %时，超滤膜平均水通量和平均截留率最佳，分别为90.7 L/（m2·h）、95.1 %。实验进一步测定了5组膜片对1 g/L牛血清蛋白（BSA）溶液的截留率以及它们对取自生活饮用自来水和泳池水样滤出水的污染密度指数（SDI）值。结果表明，PES超滤膜对生活饮用水滤出水的SDI5 min值随着截留率的升高而降低；针对泳池滤出水，随着超滤膜截留率的升高，其滤出水的SDI5 min值没有明显变化。

助剂

高含磷阻燃剂的制备及阻燃应用研究

赵晗, 魏思淼, 马雯, 杨木森, 白怡晨, 许博

2019, 33 (9): 83-88; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.015

摘要 ( 645 ) PDF (1688 KB)( 340 )

制备了一种含亚磷酸酯和亚磷酰胺的高含磷阻燃剂（PCDB），利用红外光谱分析仪、核磁共振分析仪对其化学结构进行表征，并采用极限氧指数仪、锥形量热仪、热失重分析仪及扫描电子显微镜分析了阻燃型聚氨酯泡沫的阻燃性能、热性能和燃烧后残炭的微观形貌。结果表明，PCDB能有效降低聚氨酯泡沫的极限氧指数、热释放速率峰值和平均有效燃烧热，有良好的阻燃行为表现；同时，PCDB的加入提高了聚氨酯泡沫的成炭能力，使残炭具有更加致密的微观结构。

塑料与环境

淀粉基壁材的光降解性能研究

韩阳阳, 朱光明, 任天宁

2019, 33 (9): 89-99; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.016

摘要 ( 556 ) PDF (3698 KB)( 296 )

随着航天科技的迅猛发展，地球近轨道的太空垃圾不断增多，因此考虑将微胶囊导入至航天器材料中，通过控制囊壁材料的光降解速率进而控制航天器材料降解时间。本文主要对以淀粉基为囊壁材料的光降解性能进行了初步研究，淀粉被用作基体，通过引入不同含量的硬脂酸铁（FeSt3）和硬脂酸铈（CeSt4）作为光敏剂来制备光降解聚合物。研究发现，淀粉本身具有一定的光降解性，但光敏剂的添加可以有效地促进淀粉的光降解，并且无论添加何种光敏剂，光敏剂质量分数为0.3 %时光敏降解性能均较好；特别是经光照72 h 后，含有0.3 %FeSt3的淀粉特性黏度和冲击强度分别降低67.64 %和59.59 %，羰基指数（CI）增加至17.68，受光降解作用影响作用最大，表明0.3 %FeSt3实现了最佳光催化降解淀粉的性能；但是仍存在一定的缺陷，在光照早期阶段，0.3 %FeSt3的光引发降解速率低于相同含量的CeSt4光引发降解速率。

机械与模具

复杂塑料管注塑模具设计

夏天, 朱钢

2019, 33 (9): 100-103,131; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.017

摘要 ( 544 ) PDF (1781 KB)( 469 )

以液压油缸和拉杆机构为驱动力，解决了复杂塑料管法兰端弧线抽芯、法兰和法兰孔的直线抽芯以及凹槽的脱模问题；以直油缸作为源动力，利用齿轮齿条传动，实现了复杂塑料管大口径端在斜平面上的弧线脱模；对类似结构的零部件开发具有极高的参考意义与应用价值。

某汽车储物盒二次抽芯倒装注塑模设计

刘庆东

2019, 33 (9): 104-108; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.018

摘要 ( 453 ) PDF (2095 KB)( 392 )

某汽车储物盒结构复杂、外观面不允许有进胶痕迹，为此设计了在外观面的背面进胶的倒装注塑模。该模具具有热流道浇注系统，定模液压缸推出机构，定模四面液压缸抽芯机构以及在大滑块内设计斜顶和在大滑块内设计小滑块的二次抽芯机构。经检验，所设计的模具结构合理，动作可靠，可以满足生产要求。

净化器骨架模具带顶针滑块机构结构设计

温瑞, 路英华

2019, 33 (9): 109-115; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.019

摘要 ( 513 ) PDF (3481 KB)( 505 )

介绍了净化器骨架塑件的一模一腔三板模注塑模具结构设计，模具中，模腔的浇注采用5点点浇口进行浇注，冷却采用水井+管道方式进行冷却，塑件的完全顶出采用一种改进型柱体方头型顶杆来顶出。针对塑件脱模困难的问题，对侧边特殊特征的脱模，设置了两种抽芯机构来进行抽芯脱模，一种为滑块顶针复合式二次抽芯机构，一种为弯销滑块抽芯机构，滑块顶针复合式二次抽芯机构巧妙地在侧滑块上设置了延时顶针，通过利用定模上的推杆挡块来对顶杆进行延时顶出，先保证侧面成型块先抽芯，然后滑块上的侧面顶针再抽芯的方式，避免了因一次性侧面抽芯时容易导致塑件脱模时的变形。机构结构设计精巧，模具结构设置合理，能为同类塑件的模具设计提供有益参考。

综述

熔融沉积成型喷头系统的研究进展

吴彦之, 侯和平, 徐卓飞, 刘善慧

2019, 33 (9): 116-124; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.020

摘要 ( 542 ) PDF (807 KB)( 720 )

熔体堵塞喷头、产品成型精度低是熔融沉积成型（FDM）技术潜在的隐患。优化FDM喷头系统有利于降低设备工作故障的发生率，提高成型品的品质和打印效率。打印过程中，喷头系统的工作状态复杂多变，本文主要从喷头系统的流道结构、散热装置、加热装置以及喷嘴等方面入手，综述了近年来喷头系统的国内外研究进展和发展动态。通过研究分析，指出喷头系统是FDM设备的工作核心，现有的喷头系统面临着巨大的挑战。但是随着前沿技术地不断发展，未来的喷头系统将会有效地应对这些挑战，其潜在的方向和发展趋势将会打破FDM设备的局限性，极大地满足人们对产品的需求。

天然纤维及其聚合物基复合材料阻燃改性研究进展

冯伟丽, 康兴隆, 鲁哲宏, 刘保英, 房晓敏, 丁涛

2019, 33 (9): 125-131; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.021

摘要 ( 516 ) PDF (295 KB)( 1105 )

因具有较高的强度和模量、生态环保、价格低廉等特点，天然纤维及其增强复合材料在民用及汽车工业中的高附加值应用越来越多。然而易燃性一直是天然纤维及其增强聚合物基复合材料应用过程中不可避免的诟病，因此相应产品的阻燃研究受到人们越来越多的关注。本文综述了天然纤维及其聚合物复合材料阻燃改性的研究现状，并对其发展和应用前景进行了展望。

稀土型热稳定剂的性能与研究进展

李敏贤, 于静, 李淑桐, 舒世立, 李德玲, 沈玉龙

2019, 33 (9): 132-139; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2019.09.022

摘要 ( 640 ) PDF (666 KB)( 1103 )

概述了聚氯乙烯（PVC）的热降解机理及稀土型热稳定剂对PVC的热稳定作用机理，介绍了稀土型热稳定剂的主要性能，并对稀土型热稳定剂的发展现状进行详细阐述，指出稀土型热稳定剂未来的研究方向和发展趋势。