本期目录

2020年 34卷 6期 刊出日期：2020-06-26 上一期 下一期

材料与性能

改性纤维素纳米晶对聚酰胺6结晶行为的影响

张静, 王洪, 邹威, 杜中杰, 张晨

2020, 34 (6): 1-6; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.001

摘要 ( 759 ) PDF (1510 KB)( 465 ) HTML ( 65 )

通过表面基团反应制备了异氰酸酯改性纤维素纳米晶（IPDI?CNC)，将其与聚酰胺6（PA6）共混后研究了有机纳米晶对PA6结晶行为的影响。利用差示扫描量热仪（DSC）对比分析了纤维素纳米晶（CNC）和IPDI?CNC对PA6的结晶度、结晶动力学参数及结晶速率的影响。结果表明，由于IPDI的引入，IPDI?CNC在PA6中的分散性更好，可以有效提高PA6的结晶度；采用 Jeziorny法研究非等温结晶过程，发现IPDI?CNC起到了异相成核作用，提高了PA6的结晶速度和结晶度；由于PA6的结晶能力提高了，IPDI?CNC的加入使PA6的吸水率降低了71.4 %。

亚磷酸酯功能化聚硅氧烷扩链聚乳酸的阻燃性能研究

梁娟, 蒋泽文, 公维光, 孟鑫

2020, 34 (6): 7-13; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.002

摘要 ( 717 ) PDF (1384 KB)( 486 ) HTML ( 58 )

将聚氨基环氧基硅氧烷（PSQ）以及亚磷酸酯功能化的聚氨基环氧基硅氧烷（PPSQ）与聚乳酸（PLA）通过熔融共混制备了扩链PLA。研究了亚磷酸酯基团的引入对PSQ在PLA中的扩链和阻燃性能的影响，探究PPSQ在PLA中的阻燃机理。结果表明，相比于PSQ，PPSQ可以明显提高PLA的分子量和复合黏度，具有更好的扩链作用；PPSQ的引入可以明显改善PLA的阻燃性能，使得PLA?PPSQ的极限氧指数提高至25.4 %，比纯PLA提升了31.6 %，且使得PLA的热释放速率峰值和总热释放量分别下降了18.1 %和16.6 %。分析可知，由于亚磷酸酯基团的引入，促使PLA?PPSQ中的硅元素在燃烧过程中向炭层表面迁移形成更多富含碳化硅和氧化硅的致密炭层，起到隔热隔氧的作用，进而发挥优异的阻燃性能。

密度和黏结性可控的PE/POE/CaCO₃体系颗粒流道调整剂的制备

李子甲, 甄恩龙, 焦保雷, 钱真, 甄卫军, 赵玲

2020, 34 (6): 14-19; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.003

摘要 ( 684 ) PDF (1249 KB)( 445 ) HTML ( 55 )

采用聚乙烯（PE）、聚烯烃弹性体（POE）和碳酸钙（CaCO₃）共混制备了聚合物类颗粒流道调整剂，考察了不同CaCO₃含量和PE与POE比例条件下的PE/CaCO₃、POE/CaCO₃、PE/POE/CaCO₃三类颗粒流道调整剂的密度、熔点熔程、黏结性能、力学性能差异。结果表明，颗粒流道调整剂的密度随CaCO₃含量增加而增大，实现了1.05~1.20 g/cm³范围内可调；结合PE的熔融特性和POE的黏结性能，实现了黏结性能由PE/CaCO₃共混物熔融黏结转为POE/CaCO₃、PE/POE/CaCO₃体系软化黏结的可控调节；通过调节CaCO₃含量、PE与POE比例可以改变流道调整剂颗粒的熔点熔程和拉伸强度，相同CaCO₃含量时PE/POE/CaCO₃体系颗粒的拉伸强度随PE含量升高而增大。

聚丙烯/碳纳米管微孔注塑发泡行为及力学性能

袁洪跃, 金章勇, 蒋晶, 刘宪虎, 赵振峰

2020, 34 (6): 20-26; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.004

摘要 ( 1082 ) PDF (2859 KB)( 588 ) HTML ( 55 )

研究了不同含量单壁碳纳米管(CNT)的加入对聚丙烯(PP)流变、热稳定性及微孔注塑发泡行为和力学性能的影响。结果表明，随着CNT含量从不足1.0 %(质量分数，下同)逐渐增加，PP熔体黏度显著增大，热稳定性逐渐提升，即使CNT的加入量仅为0.15 %也会产生团聚现象,但团聚体尺寸较小且与基体结合紧密；微孔发泡注塑样品中泡孔分布不均匀,泡孔尺寸范围在10~70 μm，直径随着CNT含量增加呈现先减小后增大；PP/CNT复合材料微孔发泡成型后，弹性模量、屈服应力下降不大，但断裂伸长率平均提升了近400 %，不同组分发泡样品间力学性能指标变化不大。

胺端基型超支化乙二胺三嗪聚合物对PLA/PPC的增韧改性研究

翟微, 孙健健, 王博华, 滕冲, 谢时宇, 郝凤昊, 靳玉娟

2020, 34 (6): 27-33; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.005

摘要 ( 762 ) PDF (1672 KB)( 520 ) HTML ( 54 )

以乙二胺和三聚氯氰作为原料，以丙酮为溶剂，通过“一步法”合成了胺端基型的超支化乙二胺三嗪聚合物(HBETP)。以HBETP作为改性剂，采用双螺杆挤出机熔融共混和注射成型法制备了聚乳酸(PLA)/聚碳酸亚丙酯(PPC)共混物，并用差示扫描量热仪(DSC)、 热失重分析仪(TGA)、电子万能试验机、扫描电字显微镜(SEM)等测试手段对共混物的热性能、力学性能以及断面形貌等进行表征与测试。结果表明，与PLA/PPC共混物相比，当HBETP含量为0.6份时，PLA/PPC/HBETP共混体系在保持拉伸强度基本不变的基础上，断裂伸长率和冲击强度分别提高了266.0 %和122.9 %；HBETP是一种增韧PLA/PPC共混物的有效助剂。

乙烯⁃醋酸乙烯共聚物纳米纤维网状结构黏合材料

李曼, 武丁胜, 李家莉, 胡金燕, 王克付, 凤权

2020, 34 (6): 34-39; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.006

摘要 ( 840 ) PDF (1656 KB)( 708 ) HTML ( 54 )

通过添加无机盐改善乙烯?醋酸乙烯共聚物(EVA）纳米纤维静电纺丝困难的问题，得到一种网状结构的黏合材料。将其置于两层丙纶熔喷布之间，经热压得到复合材料。探究最佳纺丝参数及热压温度对层间剪切强度的影响，在最适温度下制备复合材料，并测试了其拉伸性能以及空气过滤效率。结果表明，当纺丝液浓度为6 %、三氯甲烷(CHCl₃)与四氢呋喃(THF)的质量比为7∶3，氯化锂(LiCl)添加量为0.2 %（质量分数，下同）时，EVA纳米纤维形态良好；80 ℃下热压时剪切强度最高；经测量复合材料的空气过滤效率能达到98.71 %以上，显著优于4层商用口罩熔喷布的过滤效率；复合材料的与力学性能复合前的熔喷布相比，也有了明显的提高。

不同紫外波长对热塑性淀粉塑料表面的光交联改性研究

陈春昊, 缪中美, 席梦华, 郭斌, 黄亚男

2020, 34 (6): 40-44; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.007

摘要 ( 910 ) PDF (1133 KB)( 373 ) HTML ( 53 )

为有效提高热塑性淀粉塑料（TPS）的力学和耐水性能，本文提出用不同波长的紫外光照的方法来实现TPS表面的光交联改性。将光引发剂2,4,6?三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦（TPO）的乙醇溶液涂覆于TPS表面后进行紫外光照射，研究了不同紫外光波长（254、308、365 nm）对TPS交联度、力学性能、动态力学性能、耐水性和吸湿性的影响。结果表明，与254 nm和365 nm紫外光照后的样品相比，308 nm光照后TPS样品的拉伸、弯曲和冲击强度最大，分别为4.1 MPa，2.7 MPa和96.8 kJ/m²;TPS中淀粉富集区的玻璃化转变温度（T_α）、甘油富集区的玻璃化转变温度（T_β）分别达最高为-37.48 ℃和50.32 ℃，表面接触角最大为75 °，吸水性能也得到显著改善，交联度结果证实此时形成了最佳的交联结构。

聚苯乙烯/交联丙烯酸甲酯共混物的制备及其发泡性能研究

唐娅娥, 刘本刚

2020, 34 (6): 45-51; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.008

摘要 ( 978 ) PDF (3284 KB)( 401 ) HTML ( 51 )

将聚苯乙烯（PS）颗粒溶解到二乙烯基苯（DVB）、丙烯酸甲酯（MA）与偶氮二异丁腈（AIBN）的混合物中，通过加热引发MA聚合，获得PS/交联PMA共混物, 采用釜压法制备了PS/交联PMA共混物泡沫。采用全自动视频光学接触角测试仪、差示扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱仪、动态力学分析仪对PS/交联PMA共混物的结构和性能进行了表征，并通过扫描电子显微镜对PS/交联PMA共混物泡沫的结构进行了表征。结果表明，交联PMA的引入能提高体系的成核效率，随着MA用量的增加，PS/交联PMA共混物的接触角从PS的100.5 °降至86.1 °；当MA的用量为9.6份（质量份，下同）时，PS/交联PMA共混物的泡孔尺寸主要分布在40~60 μm之间，泡孔尺寸分布明显变窄，泡孔密度达到了1.2×10⁸ 个/cm³。

加工与应用

异形医用双腔导管挤出离模膨胀变形机理与调控

李福成, 周国发

2020, 34 (6): 52-59; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.009

摘要 ( 798 ) PDF (2042 KB)( 497 ) HTML ( 52 )

如何准确预测和精密调控异形医用双腔导管的离模膨胀变形是实现其精密成型的关键技术。通过传统和气辅精密成型的对比分析，研究表明离模膨胀变形是由熔体的第二法向应力差驱动的径向二次流动所诱发，传统挤出成型会产生较大的第二法向应力差，第二法向应力差驱动诱发的径向二次流动是离模膨胀变形的直接驱动力，从而导致传统挤出成型的异形医用双腔导管不仅产生离模膨胀，而且还产生椭圆度误差，其最大离模膨胀比和椭圆度误差分别为1.86和6.3 %。异形医用双腔导管的气辅精密挤出成型基本可以消除熔体的第二法向应力差，必然消除了挤出成型过程的径向二次流动，从而实现了异形医用双腔导管的精密控形。

综合管廊中塑料管道支撑间距的确定

李延军, 战佳宇, 金淼, 李佟, 张文博

2020, 34 (6): 60-65; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.010

摘要 ( 1166 ) PDF (677 KB)( 682 ) HTML ( 59 )

根据材料力学原理，结合塑料管道蠕变性能试验数据，给出了架空敷设塑料管道支撑间距的计算方法，并对硬聚氯乙烯（PVC?U）电力护套管和聚乙烯（PE）给水管的支撑间距进行计算，结果表明塑料管道满足综合管廊中架空敷设使用的要求，可为进一步研究塑料管道在水平架空敷设条件下长期性能及产品应用设计提供参考。

不同填充率下FDM 3D打印预制件建模及力学性能分析

张春蕊, 鞠锦勇

2020, 34 (6): 66-72; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.011

摘要 ( 1301 ) PDF (1798 KB)( 993 ) HTML ( 62 )

以拉伸、压缩、弯曲、扭转4种受载情况下的熔融沉积型三维（FDM 3D）打印预制件为研究对象，以填充率、填充单元结构类型为分析参数，通过确定3D打印预制件填充率的影响因素，建立了填充率与格子形填充单元几何参数的通用解析式，据此构建不同填充率下3D打印预制件的三维几何模型；然后对不同受载类型3D打印预制件进行有限元仿真分析，明确填充率对不同载荷工况下3D打印预制件力学特性的影响规律。仿真和实验结果表明，填充率对3D打印预制件所受拉伸应力、压缩应力、弯曲应力均有较大影响，而扭转情况下影响较小，据此进一步确定了一定受载情况下3D打印预制件的较优填充率；基于本文提出的不同填充率下预制件三维模型建立方法，可有效实现对预制件的力学性能仿真分析，对减少产品试验验证次数、降低研发成本具有积极作用。

基于正交试验的PET瓶拉伸吹塑优化设计

刘良先, 冯志华, 呼春雪, 葛嵇南

2020, 34 (6): 73-79; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.012

摘要 ( 980 ) PDF (1407 KB)( 911 ) HTML ( 53 )

针对部分聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）成型瓶靠近底端壁厚较小的缺陷，采用Polyflow仿真软件对PET瓶拉伸吹塑成型过程进行数值模拟。重点采用交互作用的正交试验方法，对瓶坯的加热温度、拉伸杆拉伸速度、预吹压力、延迟时间和高吹压力等工艺参数进行优化组合，使瓶子的最小厚度增大，瓶体更加均匀。结果表明，较优组合工艺参数分别为：延迟时间0.06 s、拉伸速度为1.6 m/s、预吹压力0.7 MPa、瓶坯温度110 ℃；优化后最小壁厚增大了28 %，瓶体壁厚均匀度提高了63 %。

助 剂

低VOC含量的PET/PAAS/活性炭复合材料的制备及性能研究

于翔, 李如洋, 翟静雯, 谭缓缓

2020, 34 (6): 80-86; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.013

摘要 ( 812 ) PDF (1844 KB)( 755 ) HTML ( 51 )

通过机械共混法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）/聚丙烯酸钠（PAAS）/活性炭复合材料，并通过差示扫描量热仪（DSC）、X射线衍射仪（XRD）和高效液相色谱仪（HPLC）对复合材料的热性能、晶体结构和挥发性有机化合物（VOC）含量等进行研究与分析。结果表明，活性炭的加入能提高PET/PAAS/活性炭复合材料的结晶度，降低复合材料中的VOC含量；随着活性炭的加入，PET/PAAS/活性炭复合材料的熔点先降低后升高，断裂强度呈先升高后降低，且分别在活性炭添加量为0.75 %与0.2 5%时达到最大值；当活性炭含量为1.25 %时，复合材料的甲醛去除率达到94.4 %，乙醛去除率达到92.1 %，丙酮去除率达到80.2 %。

机械与模具

汽车后视镜座大型精密注塑模设计

刘方方, 张维合

2020, 34 (6): 87-91; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.014

摘要 ( 1031 ) PDF (3222 KB)( 778 ) HTML ( 71 )

针对汽车后视座结构特点和以前模具在注射成型过程中存在的问题，对模具结构做了优化设计。通过采用先进的预变形技术，成功解决了塑件成型后翘曲变形问题。通过模流分析，确定了先进合理的浇注系统，成功避免了填充不良、熔接痕等成型缺陷。通过采用定模隧道抽芯、动模斜向抽芯以及斜顶延迟抽芯等多种侧向抽芯机构，成功解决了成型塑件的脱模困难。模具采用网格式及倾斜式冷却水道，成型周期由35 s缩短至30 s，大大提高了模具的生产效率。

基于 Moldflow 的无人机上盖模流优化分析与模具设计

杨鸿

2020, 34 (6): 92-99; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.015

摘要 ( 1259 ) PDF (4704 KB)( 1662 ) HTML ( 70 )

基于Moldflow分析软件对无人机上盖塑料产品进行模流分析，结合塑料产品生产工艺，设计了几套浇注方案，通过模流分析优化了无人机上盖模型的浇注系统，确定了一套行之有效的浇注系统。随后，借助转换点压力、熔接痕、气穴、整体变形等参数的分析结果，优化了注塑工艺参数，完成了注塑模具的设计，试模后，产品符合设计要求。

综述

形状记忆聚合物制备与应用研究进展

张润, 薛平, 王苏炜, 陈轲

2020, 34 (6): 100-109; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.016

摘要 ( 1437 ) PDF (4448 KB)( 1102 ) HTML ( 240 )

介绍了形状记忆聚合物在各领域应用的最新研究进展，从实际应用的角度详细分析了在航空航天、生物医疗、电子器件、智能纺织品及自组装领域的优势和存在的问题，同时探讨了在未来发展过程中亟待解决的关键问题，最后展望了形状记忆聚合物的发展前景。

聚乳酸生物质成核剂研究进展

曹齐茗, 孟鑫, 公维光, 李晨洋, 姚中阳

2020, 34 (6): 110-117; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.017

摘要 ( 1403 ) PDF (1421 KB)( 1542 ) HTML ( 84 )

成核剂在改善聚乳酸（PLA）结晶性能中具有重要作用,本文介绍了PLA的结晶行为，综述了PLA用生物质成核剂的国内外研究进展，包括多糖类成核剂淀粉、纤维素、甲壳素、壳聚糖和环糊精，酚类成核剂木质素，醇类成核剂肌醇，蛋白质类成核剂氨基酸以及羧酸类成核剂乳清酸；其次，提出了目前生物质成核剂应用中存在的问题与改性方法；最后，展望了PLA生物质成核剂未来发展前景。

免喷涂注塑件的成型品质及应用概述

杨北京, 杨旭, 苏婧颖, 李海梅

2020, 34 (6): 118-125; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.06.018

摘要 ( 1208 ) PDF (1677 KB)( 1279 ) HTML ( 77 )

介绍了免喷涂塑料的概念、组成和免喷涂塑料的现状，特别是注塑级免喷涂塑件的表面质量、缺陷成因及解决方法、数值模拟对其质量的预测的应用，分析了免喷涂塑件耐候性、力学性能的影响因素，总结了免喷涂塑料的应用前景和发展方向。