材料与性能
宋进, 徐航, 邹威, 王洪, 张晨
摘要 (
614 )
PDF (2173 KB)(
618
)
HTML (
8 )
以浓乳液作为悬浮聚合的油相,采用水(W)/油(O)/W浓乳液/悬浮聚合方法制备出了内部具有通孔结构、粒径均一的聚甲基丙烯酸叔丁酯多孔微球。结果表明,通过研究乳化剂含量、搅拌速度等参数对多孔微球的内部微孔形貌与微球粒径的影响,发现当乳化剂含量为4 %时,得到的聚合物微球内的微孔结构分布均匀;而聚合物微球的平均粒径会随着搅拌速度的增大而减小。将不同粒径的多孔微球进行酸化水解后得到了表面羧基官能化的聚合物多孔微球,利用其丰富的通孔结构实现了对铜离子(Cu2+)的有效吸附,当微球平均粒径介于200~300 μm时,铜离子的去除率最高,可达99.3 %。
李果, 朱惠豪, 马玉录, 王玉, 吉华建, 谢林生
摘要 (
618 )
PDF (1911 KB)(
498
)
HTML (
5 )
在常规透气薄膜专用料配方的基础上加入球形导热填料氧化铝,以改善透气薄膜的导热性能。用双转子连续混炼机熔融混合后,借助流延设备和拉伸单元把透气薄膜专用料制成透气薄膜,分别研究了氧化铝含量和拉伸倍率对透气薄膜性能的影响。结果表明,当线形低密度聚乙烯(PE?LLD)/碳酸钙(CaCO3)/氧化铝的质量比为50/35/15时,选择200 %~300 %之间的拉伸倍率制备的透气薄膜,在保证薄膜力学性能和透气性能的前提下,导热系数比常规透气膜提高了60 %以上。
谭立钦, 刘伟区, 梁利岩, 王硕, 冯志强, 林家明
摘要 (
1176 )
PDF (2222 KB)(
552
)
HTML (
12 )
以双酚A环氧树脂(E51)为基料、聚醚胺(D?230)为固化剂、含巯基聚硅氧烷(PMMS)为改性剂,分别经过简单物理混合和化学改性的方法,制备了一系列聚硅氧烷改性环氧树脂(E51⁃D⁃PMMS)固化物。通过衰减全反射红外(ATR?FTIR)和X射线衍射仪(XRD)表征了固化物的结构特征;通过拉伸测试和冲击实验、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量(CA)、动态热力学分析(DMA)及中性盐雾实验探究了改性固化物的力学性能、热稳定性、防腐性能等。结果表明,化学改性的E51?D?PMMS固化物的综合物理化学性能优于简单物理改性的,当PMMS含量为1 %(质量分数,下同)时,改性固化物的拉伸强度为74.63 MPa,较改性前提高了13.5 %,断裂伸长率提高了40.2 %,冲击强度提高了43.7 %;水接触角从改性前的72.8 °增至100.3 °,表面能从39.4 J/m2降至17.4 J/m2,吸水率下降了44 %,耐水性能大大增强;其防腐性能和玻璃化转变温度(Tg)也有一定的提升。
宋银宝, 杨建军, 李传敏
摘要 (
799 )
PDF (2208 KB)(
1105
)
HTML (
7 )
提出了一种由聚二甲基硅氧烷(PDMS)与碳化硅(SiC)复合材料构成的功能梯度柔性衬底结构,给出了相应的三维(3D)打印制造工艺流程。通过实验分析了不同SiC粒径及含量对PDMS/SiC复合材料力学性能、导热性能的影响规律;探究了背压、打印速度、线间距、温度等工艺参数对不同SiC含量PDMS/SiC复合材料制造精度的影响规律。结果表明,相比于纯PDMS衬底,不同SiC粒径及含量对复合材料性能均有提高,当SiC粒径为600 nm且含量为45 %(质量分数,下同)时,对应的PDMS/SiC功能梯度柔性衬底的弹性模量提高了2.76倍,导热系数提高了2.22倍。
刘义, 孙伟, 曲国兴, 王叶, 袁宁, 杨少林, 许霞, 常小毅, 张宇飞
摘要 (
921 )
PDF (1816 KB)(
373
)
HTML (
6 )
对市场上常见的4种薄壁注塑透明聚丙烯专用料的熔融结晶性能、光学性能、分子量分布、力学性能、毛细管流变性能、热收缩性能等进行对比分析。结果表明,K4860H与其他3种透明聚丙烯专用料相比分子量分布最窄;K4860H相对于其他3种透明聚丙烯专用料具有更好的韧性和透明性;相对其他2种透明聚丙烯,K4860H和MT45S具有更高的结晶温度和更快的结晶速率,表明其具有更为优良的结晶能力;4种透明聚丙烯样品的黏度随剪切速率的变化规律相同,表明其具有相同的加工流变性能;K4860H和500B 2个方向的模塑收缩率接近,说明其具有良好的尺寸稳定性;基于以上对比分析可知K4860H主要性能指标优于对比的3种聚丙烯专用料。
徐杰, 钟进福, 童晓茜, 李广富, 付栋梁, 李城城
摘要 (
479 )
PDF (1560 KB)(
416
)
HTML (
8 )
通过A2+B3一步法及缩聚反应分别制备生物质超支化聚合物 (CTMTA)和没食子酸环氧树脂(GAER),采用熔融共混法制备了没食子酸环氧树脂(GAER)/甲基四氢苯酐(MTHPA)/2?甲基咪唑(2?MI)/ 超支化聚合物 (CTMTA)复合材料。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振仪(1H?NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能和吸水率等试验,研究了CTMTA 含量对GAER/MTHPA/2?MI复合体系性能的影响。结果表明,CTMTA的加入能提高复合体系的力学性能和吸水率,降低复合体系的固化温度。当CTMTA含量为1.5 %(质量分数,下同)时,GAER/MTHPA/2?MI/CTMTA复合体系的力学性能和吸水率最佳,拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和吸水率分别比GAER/MTHPA/2?MI体系提高了33 %、37 %、47.6 %和45.5 %。GAER/MTHPA/2?MI/CTMTA复合体系的最佳固化工艺参数为110 ℃/20 min。
郭雨文, 曾蓓, 高星, 王攀, 任连海
摘要 (
658 )
PDF (2963 KB)(
1506
)
HTML (
6 )
探索了中温条件下不同粒径聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)微塑料(30 μm和250 μm)在0、0.45、1.44、2.88 mg/g总固体(TS)的添加量下,对剩余污泥和厨余垃圾厌氧共消化过程中每日甲烷产量、累计甲烷产量、溶解性化学需氧量、氨氮、挥发性脂肪酸以及微生物群落结构的影响。结果表明,PET微塑料会抑制甲烷产量、增加氨抑制、酸抑制风险。在微塑料投加量为2.88 mg/g TS时,累计甲烷产量分别下降了54.49 %(30 μm) 和 49.58 %(250 μm)。微生物结果表明:添加微塑料后细菌的多样性增加,古菌的多样性降低。在共消化过程,微塑料抑制了产酸菌Prevotella、 Proteiniphilum的丰度,同时也抑制了产甲烷菌Methanosaeta的丰度,减弱乙酸产甲烷的途径。相关性分析表明,微塑料的粒径与Euryarchaetota呈显著正相关(r=0.945、p<0.01)。微塑料粒径越小,对产甲烷菌丰度抑制越明显,与其他细菌相比,产甲烷菌对微塑料更为敏感。
沈雪梅, 朱小龙, 胡燕超, 宋任远, 张现峰, 李席
摘要 (
889 )
PDF (3861 KB)(
516
)
HTML (
6 )
采用静电喷雾技术,以聚乳酸(PLA)为骨架载体材料,布洛芬(IBU)为模型药物,成功制备出PLA载IBU微球,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热失重分析仪(TG)和紫外可见分光光度计分析了微球形貌、结构和性能。结果表明,PLA/IBU微球呈表面多孔的无定形结构,分散性较好,IBU以分子或无规则状态负载在PLA中,化学结构未有变化,稳定性较纯IBU有所提高。在体外缓释测试中,PLA/IBU微球相比较纯IBU具有良好的缓释效果,随着投药量的增加,IBU的释放速率和累计释放量逐渐提高,含16 %IBU的PLA微球在48 h内累计释放量可达52 %。静电喷雾法制备的PLA/IBU微球有望提高IBU的生物利用度和溶出率,在生物医药领域具有潜在的应用前景。
杨笑春, 于静, 张青
摘要 (
674 )
PDF (1123 KB)(
448
)
HTML (
4 )
选择价格低廉的多种多羟基化合物,利用刚果红试纸法比较各多羟基化合物的静态热稳定性,发现壳聚糖对聚氯乙烯(PVC)的静态热稳定性最好。通过刚果红试纸法进一步研究壳聚糖与常见主热稳定剂硬脂酸钙、硬脂酸锌及硬脂酸镧的静态热稳定性能,利用热老化烘箱法比较研究壳聚糖与常见主热稳定剂的抗变色能力。采用转矩流变仪测试比较壳聚糖和常见主稳定剂对PVC的动态热稳定性能,并采用热失重分析壳聚糖对PVC热降解过程的影响。结果表明:壳聚糖对PVC的热稳定能较好,静、动态热稳定性时间分别为4 020 s和1 355 s。
周舒毅, 朱敏, 刘忆颖, 曹舒惠, 蔡启轩, 聂慧, 张玉霞, 周洪福
摘要 (
1287 )
PDF (2071 KB)(
2268
)
HTML (
37 )
介绍了壳聚糖、胶原蛋白等天然高分子和聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)等合成高分子止血材料如海绵、水凝胶、气凝胶、颗粒、纳米纤维膜和薄膜等的研究现状及其在创伤止血中的应用,重点阐述其止血、凝血、抗菌、生物活性和相容性等相关性能,展望了其应用前景。
加工与应用
杨一飞, 王明欢, 李杰, 何亚东, 信春玲, 任峰
摘要 (
642 )
PDF (3911 KB)(
423
)
HTML (
5 )
在连续长纤维增强热塑性复合材料浸渍模型中,渗透率是一个十分重要的参数。准确测量熔融浸渍工艺中高黏度树脂熔体浸润纤维束的渗透率,有助于浸渍模型更好指导熔融浸渍模具设计和工艺参数优化,制备出性能优异的热塑性树脂基复合材料。本文通过自制实验装置,测定了熔融浸渍工艺中高黏度树脂浸渍单向纤维束时纤维束张力和浸渍压力变化对渗透率的影响,根据实验结果拟合出工艺参数与渗透率关系的计算公式。结果表明:纤维束张力越大渗透率越低;浸渍压力越大,纤维束渗透率越大,但增大幅度随张力增大而降低。
黄雪梅, 柳和生, 黄兴元, 余忠, 江诗雨
摘要 (
672 )
PDF (4086 KB)(
819
)
HTML (
6 )
应用Polyflow软件将气辅挤出成型引入U型件挤出成型过程中,建立了口模?气体?熔体的三相模型,在传热情况下,对口模温度、气体温度对口模内熔体的流动速度、温度及剪切速率等进行数值计算,用origin软件进行分析,通过传统挤出和气体辅助挤出成型对U型件进行挤出成型实验,选用聚丙烯(PP)材料挤出,均能顺利挤出,在达到挤出平衡后,气辅挤出时比传统挤出时更能使试样离膜下垂现象明显减弱。PP/10 %玻璃纤维在传统挤出成型时,有明显的挤出胀大现象,纤维在U型截面的侧壁与底面分布不均匀,在U型件拐角处分层分离现象严重;气辅挤出成型时,可以很好改善挤出胀大和纤维在侧壁与底面分布不均匀的现象,同时在U型件拐角处纤维分层分离的现象也能得到部分缓解。PP/20 %玻璃纤维在气辅挤出成型下挤出的U型件时,U型件壁厚变薄严重,试样中纤维分布比较均匀,拐角处无明显的纤维分层分离现象,但是试样表面有明显的纤维组织,且U型件的开口变形严重。结果表明,气辅挤出成型可以部分的减弱试样挤出后的下垂现象,也可以改善口模内熔体的温度场;传统挤出成型时候,口模内的U型件内外壁温度随着口模的变化而变化,气辅挤出成型时熔体高温区域集中在U型槽截面的中心线位置附近;气辅挤出成型与传统挤出时的剪切速率场分布发生了较大变化,气辅挤出成型时的剪切速率最大值比传统挤出时小很多。
李正典, 宋乐, 李明昊, 何雪涛, 谢鹏程, 杨卫民
摘要 (
439 )
PDF (1326 KB)(
416
)
HTML (
4 )
为满足眼镜镜片制造个性化的需求,提出柔性变焦模塑装置,实现一套模具系统上生产不同度数的眼镜,进而降低模具成本投入与换模时间。利用UG静力学仿真模块对金属膜片进行模拟仿真,在分别设置不同压力的情况下,得到其等效应力图。根据金属膜片的模拟参数,合理设置后续实验方案的液压站液压压力值。借助注塑机进行后续实验验证,通过液压站对液压变形腔输入压力,借助激光测量仪进行镜片厚度测量,统计并对比同种方案下镜片厚度的方差值和不同方案下镜片厚度的平均值两项数据。结果表明,液压站液压压力不会对注射成型眼镜制品尺寸稳定性造成影响,同时液压站液压压力对眼镜镜片度数的影响可以通过眼镜镜片厚度来表征。
刘学军
摘要 (
574 )
PDF (811 KB)(
665
)
HTML (
1 )
通过实验测量了直接电加热的滚塑模具在加热阶段的表面温度和模内温度以及所消耗的电能。然后根据实验数据对该滚塑工艺的加热阶段进行了传热分析,计算了有效热能和无效热能,并提出了评估该滚塑工艺的3个指标参数——热能利用率、加热每单位质量粉料所消耗的电能、加热每单位质量粉料所需的时间。结果表明,该滚塑模具的表面温度具有一定的不均匀性,不同位置处的最大温差为8 ℃。3种实验情形下的最高热能利用率为37.5 %,另外在相同的模内加热温度下,热能利用率随模内粉料质量的增大而减小。
王晓东, 王权, 陈拓, 郑悦
摘要 (
592 )
PDF (1372 KB)(
555
)
HTML (
1 )
以双色塑料碗为例,给出了一种实现多目标优化的分析方法。选定第一射和第二射的模具温度、熔体温度、保压压力为因素变量,第二射的平均体积收缩率和总翘曲量为优化指标,设计了6因素5水平的正交试验,使用Moldflow软件进行模拟分析。利用试验所得指标参数进行信噪比处理,通过熵权法计算出2个优化指标的权重,最终得到灰色关联度,实现了多目标优化到单目标优化的转变。对优化后的工艺参数进行模拟分析,得到的第二射平均体积收缩率最大值为15.67 %,总翘曲变形量最大值为1.964 mm,较原始工艺参数的分析结果分别降低了7.8 %和18.4 %,产品质量得以提升。试验结果表明了正交试验、灰色关联分析和熵权法相结合实现多目标优化在注塑工艺参数寻优中的有效性。
助剂
于昌永, 辛忠
摘要 (
666 )
PDF (2211 KB)(
634
)
HTML (
4 )
将α成核剂六氢邻苯二甲酸钙和β成核剂六氢邻苯二甲酸锌复合得到α/β复合成核剂体系,研究了其对等规聚丙烯(iPP)力学性能和结晶性能的影响,并用Avrami理论研究了成核iPP的等温结晶动力学。结果表明,α/β复合成核剂以特定比例复合可以同时提高iPP的刚性和韧性,其中在复合比例为7∶3时,拉伸强度提升了6.7 %,弯曲模量提升了21.8 %,冲击强度提升了108.2 %。进一步研究了复合成核剂在iPP中的浓度效应,随着总添加量的增加,iPP的结晶温度逐渐增加,力学性能趋于稳定,在添加量达到0.4 %(质量分数,下同)时基本不变,此时冲击强度提升了175.3 %,弯曲模量提升了15.0 %,拉伸强度提升了6.5 %。等温结晶动力学的结果表明,复合成核剂体系的加入可以明显缩短iPP的结晶时间并且降低结晶所需的表面能。
魏思淼, 邵路山, 许准, 刘艳婷, 赵思衡, 许博
摘要 (
729 )
PDF (1932 KB)(
785
)
HTML (
2 )
将次磷酸盐?环四硅氧烷双基化合物(MVC?AlPi)与二乙基次磷酸铝(AlPi)复配阻燃聚酰胺6(PA6)。目的是考察外加的富磷酸铝化合物中磷酸铝基团和环四硅氧烷基团之间的配比对PA6阻燃效率的影响。结果表明, PA6/8.8 %AlPi/2.2 %MVC?AlPi具有协同屏障效应,可使复合材料的极限氧指数(LOI)值提高到31.5 %,并通过UL 94 V?0级别。相比于纯PA6,PA6/8.8 %AlPi/2.2 %MVC?AlPi的热释放速率峰值(PHRR)降幅近50 %、总热释放量(THR)也降低了15 %,PA6/8.8 %AlPi/2.2 %MVC?AlPi的残炭率虽略低于11 %MVC?AlPi,却形成了内层坚硬,外层类陶瓷化的双层炭层结构,MVC?AlPi、AlPi与PA6的相互作用可以锁定更多P、C碎片,促进由含硅富磷残渣组成的屏障保护炭层的形成。在阻燃剂添加总量不变的情况下,通过调节各组分的比例,发挥出更好的协同阻燃效果。
塑料与环境
张鑫, 全淑苗
摘要 (
700 )
PDF (1121 KB)(
1298
)
HTML (
7 )
探讨了废旧农膜回收再利用技术,指出了各技术的优缺点、适用性及其发展应用前景,提出了组合回收再利用技术以加快推进我国的农膜回收再利用并防止农膜残留污染。
林文, 赵晶晶, 苏婷婷, 王战勇
摘要 (
862 )
PDF (1058 KB)(
1217
)
HTML (
33 )
针对近些年来国内外在聚苯乙烯(PS)生物降解领域的研究进行了总结,重点关注了PS的微生物降解,详细的阐述了昆虫肠道微生物以及土壤等环境中微生物对PS的降解。还对PS生物降解的发展趋势作了展望,亟待通过绿色环保的生物降解方法解决PS带来的“白色污染”问题。
机械与模具
刘杨, 朱向哲
摘要 (
665 )
PDF (3437 KB)(
426
)
HTML (
1 )
在传统的三螺杆挤出机的基础上,设计了一种新型偏心三螺杆挤出机。该三螺杆挤出机中具有螺杆几何结构偏心、螺槽构型呈梯度变化特殊以及较高的面积利用系数等特征。利用有限元法对聚丙烯(PP)熔体在新型偏心三螺杆挤出机中流动和混合规律进行三维数值模拟,给出偏心三螺杆挤出机中压力和速度分布规律,计算了3种偏心螺杆挤出流场的停留时间分布、分布指数、分离尺度、最大剪切应力等混合表征参数。结果表明,螺杆偏心距不仅决定了螺杆端面形状,也改变了螺槽梯度的变化程度。随着螺槽梯度的逐渐减小,挤出机内粒子团聚效应逐渐降低、物料剪切作用逐渐增强。在3种新型偏心三螺杆挤出机中,偏心距e=3 mm的新型偏心螺杆挤出机的混合性能相对较好。
综述
冯凯, 李永青, 马秀清, 韩颖
摘要 (
906 )
PDF (1195 KB)(
1715
)
HTML (
11 )
简述了聚甲醛(POM)的增韧改性方法,包括弹性体增韧改性、无机刚性粒子增韧改性、合金化增韧改性和复合增韧改性,综述了近些年来对POM进行增韧改性的研究进展,介绍了POM及其改性产品在各领域的应用,并对POM增韧改性的前景作出展望。
冯冰涛, 王晓珂, 张信, 孙国华, 汪殿龙, 侯连龙, 马劲松
摘要 (
1335 )
PDF (583 KB)(
2002
)
HTML (
24 )
综述了国内外连续碳纤维增强热塑性复合材料(CCFRP)的制备和应用的研究进展,主要对CCFRP的界面改性方法、浸渍工艺和成型工艺进行了介绍,同时也介绍了其应用的状况,对CCFRP的发展前景进行了展望。
朱子轩, 刘海芬, 范家钊, 李华锋, 王力新
摘要 (
894 )
PDF (1643 KB)(
2139
)
HTML (
16 )
介绍了光伏背板粘接材料乙烯?醋酸乙烯酯共聚物(EVA)在拉伸强度、阻燃性能、抗紫外老化和粘接性能等方面改性的原因、方法和改性研究结果;针对EVA材料存在的一些缺陷,综述了新型粘接封装材料如聚氨酯和聚乙烯缩丁醛(PVB)的研究进展和发展方向;最后对共挤背板生产技术进行了简要的阐述。
张强, 张健, 林琳, 刘静, 王天贺
摘要 (
564 )
PDF (3173 KB)(
616
)
HTML (
7 )
从无机壁材(碳酸钙、二氧化钛)、无机碳材料(氧化石墨烯、碳纳米管、复合碳材料)改性、纳米材料(纳米氧化铝、纳米二氧化钛和其他纳米材料)改性等3个方面综述了相变储能微胶囊壁材增强热导率方面的研究进展,分析了各个方法的特点,为今后相变储能微胶囊导热增强的改性方向及措施提供了理论指导。