材料与性能
贾明印, 董贤文, 王佳明, 陈轲
摘要 (
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利用己内酰胺的阴离子聚合,采用真空袋压成型(VBPM)法制备了玻璃纤维(GF)增强聚酰胺6 (PA6/GF)复合材料,通过自行搭建的连续纤维增强聚酰胺6反应注射VBPM实验平台,考察了浸渍方式等参数对复合材料单体转化率、结晶度、力学性能的影响。结果表明,用等温浸渍制得的复合材料结晶度高,且内部均匀性较好;与等温浸渍相比,非等温浸渍制得的复合材料整体反应转化率和力学性能较高;非等温浸渍制得的复合材料出口的弯曲强度和剪切强度比入口分别提高了10 %~13 %和11 %~16 %,弯曲强度在150 ℃出口处达到最大值273.65 MPa,剪切强度在170 ℃出口处时达到最大值47.32 MPa。
张林, 夏章川, 何亚东, 信春玲, 王瑞雪, 任峰
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通过大气压等离子体射流在玻璃纤维(GF)表面沉积氧化硅(SiOx)纳米颗粒的方法改善玻璃纤维增强聚丙烯(GFRP)复合材料的界面结合性能,利用扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱等表征分析了改性纤维的表面形貌、化学成分、润湿性能和复合材料的界面结合性能,并考察了等离子体射流载气流量大小对GF改性效果的影响。结果表明,当载气流量为40 mL/min时,GF的改性效果最好,且此时GF的表面能相比对照组提高了43.18 %,GFRP复合材料的层间剪切强度提高了30.79 %;经过等离子体处理后,GF的表面粗糙度增大,极性官能团增多,复合材料的界面结合性能提升。
高永红, 彭梦蜜, 金清平
摘要 (
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为研究不同温度及不同升温(单调升温和循环升温)、降温方式(单调升温⁃自然冷却和单调升温⁃快速冷却)对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋与混凝土之间黏结性能的影响,选取2种黏结长度共90个GFRP筋⁃混凝土立方体试件在温度为20~220 ℃范围进行拉拔试验,并在同样温度条件下对54个混凝土立方体试件(单调升温、单调升温⁃自然冷却)进行抗压、抗拉强度测试。结果表明,2种升温方式下,GFRP筋与混凝土随温度升高黏结性能退化严重,温度低于120 ℃时,单调升温对黏结强度退化影响超过循环升温;温度超过120 ℃时,升温方式对黏结性能衰减程度影响减小;2种降温方式下,单调升温⁃快速冷却随温度升高黏结性能退化明显,单调升温⁃自然冷却影响轻微。
黄嘉伟, 韩小龙, 吴悠, 靳玉娟, 王朝
摘要 (
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针对聚(3⁃羟基丁酸酯⁃co⁃3⁃羟基戊酸酯)(PHBV)的晶体尺寸大、结晶度高、呈脆性等问题对其进行增韧改性,通过熔融共混法在PHBV中添加生物基工程聚酯弹性体(BEPE),制备了PHBV/BEPE共混物,经过测试流变性能、结晶性能、力学性能、热性能及微观形貌,对共混物的结构和性能进行分析和研究。结果表明,PHBV与BEPE之间的氢键作用、链缠结作用以及相似的主链结构使二者有更好的相容性和分散性,还可使PHBV球晶数量增多,球晶尺寸减小;当添加30 %(质量分数,下同)BEPE时共混物的断裂伸长率和冲击强度最高,分别较PHBV提高了589.2 %和149.4 %;BEPE使共混物的结晶度逐渐降低;添加BEPE样品的冲击断面逐渐粗糙,发生了脆韧转变。
陈淑花, 任子萌, 孙婷婷
摘要 (
602 )
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以壳聚糖(CS)和壳聚糖接枝氧化石墨烯 (CS⁃g⁃GO)为主要原料,通过真空冷冻干燥技术分别制备了CS气凝胶和CS/CS⁃g⁃GO复合气凝胶吸附膜,并通过扫描电子显微镜、红外光谱仪和接触角测量仪等对吸附膜的性能进行了测试和表征,结果表明,CS/CS⁃g⁃GO复合气凝胶的接触角较纯CS大,亲水基团减少;当CS⁃g⁃GO和CS质量比(WCS⁃g⁃GO∶WCS)为100∶1 556、CS⁃g⁃GO的接枝率为76.04 %时制备的复合气凝胶吸附膜对细颗粒物(PM2.5)过滤效率可达到94.1 %;与CS气凝胶相比,过滤效率提高了4.4 %。
杨金, 陈鹏然, 高培鑫
摘要 (
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以对苯乙基桥链9,10⁃二氢⁃9⁃氧杂⁃10⁃磷杂菲⁃10⁃氧化物(DIDOPO)、聚甲基倍半硅氧烷(POSS)、膨胀石墨 (EG)为复配阻燃剂对环氧树脂(EP)泡沫进行阻燃改性,研究了复配阻燃剂对EP泡沫材料的阻燃效果和阻燃机理。结果表明,当DIDOPO/POSS=3∶1(质量比,下同)、DIDOPO/EG=1∶3时,复配阻燃体系的阻燃效果最佳;添加20 %(质量分数,下同) DIDOPO/POSS复配阻燃剂的加入可以使EP泡沫的UL 94测试达到V⁃0级; 添加20 %的 DIDOPO/EG复配体系可以使EP泡沫的极限氧指数(LOI)提高至30.8 %,UL 94测试达到V⁃0级;阻燃体系具有一定的抑烟效果。
张梦欣, 刘让同, 李亮, 李淑静, 刘淑萍
摘要 (
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将掺杂了不同含量微米铜粉的聚氨酯(PU)涂料通过涂层工艺涂敷在棉织物上制成吸波涂层织物,并利用扫描电子显微镜、红外光谱和矢量网络分析仪等测试了不同铜粉含量聚氨酯涂层的介电常数、磁导率和电磁损耗等电磁性能,同时还探讨不同铜粉含量涂料对涂层织物电磁吸收性能的影响。结果表明,在 8~13 GHz 的频段范围内,随着涂层中铜粉含量增加,涂层介电常数实部与虚部均增大,铜粉具有良好的介电性能,在外加电场的作用下产生极化,对电磁波产生介电损耗;铜粉不属于磁损耗材料,对电磁波产生磁损耗较小;当铜粉的含量较低(3 %,质量分数,下同)时,涂层材料的吸波与电磁屏蔽性能较弱,当含量由5 %增加至11 %时,在9.0、10.5、12.8 GHz处反射损耗最低分别为-20.4、-28.3、-25.6 dB,有效吸收带宽分别为0.2、1.3、1.1 GHz,电磁屏蔽效能分别由12.24、16.59、21.1 dB增加至25.92 dB。
宋德建, 于鹏, 彭进松, 许苗军
摘要 (
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选取二乙基次膦酸铝、焦磷酸二三聚氰胺和氢氧化铝为阻燃剂,制备了用于老化线缆快速修复的阻燃乙烯⁃醋酸乙烯酯共聚物(EVA)热熔胶,并对热熔胶材料的阻燃性能及线缆修复后的阻燃性能和绝缘性能等进行了测试和表征。结果表明,当3种阻燃剂的质量比为1:1:3,总添加量为50 %(质量分数,下同)时,阻燃热熔胶通过垂直燃烧测试UL 94 V⁃0级且测试过程中无滴落,极限氧指数为27.1 %;与纯热熔胶相比,阻燃热熔胶的热释放速率和总热释放量均大幅降低,阻燃体系发挥了很好的协同阻燃作用;修复后线缆的体积电阻率为1.15 × 1015 Ω·m,热熔胶在线缆表面具有良好的成膜性和黏附力,线缆弯折过程中热熔胶不开裂、不脱落;燃烧过程中,修复后的线缆表面形成了膨胀的炭层,能有效保护线缆。
加工与应用
苗丹, 宋玉平, 王文倩
摘要 (
1028 )
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从原料、中空成型机和吹塑工艺等方面介绍了我国中空吹塑行业发展现状,并对电子化学品专用超洁净桶、高压储氢四型瓶、全电动中空成型机、微发泡中空成型技术和挤吹聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)容器等在“十四五”期间的重点产品、工艺和设备发展方向进行了展望。
杨波, 杨圳, 曾辰, 王志刚, 翟伟, 曹福想
摘要 (
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采用循环载荷裂纹圆棒(CRB)试验,测试了A~C 3种聚乙烯(PE)材料在载荷比(R)分别为0.1、0.3和0.5时,缺口圆柱棒试样的裂纹扩展速率(da/dt)与应强度因子(KI)的对应关系。通过结合聚合物材料线弹性断裂力学理论,外推至R=1(静载)条件,得到含缺陷PE管材的使用寿命(tf),并与全缺口蠕变试验(FNCT)评价结果进行了对比分析。结果表明,当A~C 3种PE管材内壁存在aini=0.4 mm的初始裂纹缺陷时,CRB试验外推得的管材的tf分别为44、53和65年;FNCT外推结果分别为53、59和79年;CRB和FNCT的寿命预测结果具有较好的正相关性,寿命预测结果偏差较小,试验结果证实了该方法的有效性。
胡学川, 方佳豪, 李又兵, 周建军, 李力, 张继祥, 邓亚均, 刘园
摘要 (
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基于Moldflow软件,针对具有复杂曲面的免喷涂高光注塑格栅可能出现缺料、困气和泛白等的外观缺陷,通过局部优化渐变壁厚、优化布置顺序阀热流道系统、改变局部熔体流动方向的设计方法,进而消除产品外观缺陷。经过实际生产验证,制备的高光格栅产品外观品质较优,可实现量产,且大幅降低了产品的报废率,节约了制造成本。
马超, 马兰荣, 魏辽, 尹慧博, 林祥
摘要 (
745 )
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从具有广阔应用前景的聚乙醇酸(PGA)材料的物性、加工改性及应用等方面概括了PGA的基本改性原理、改性方法以及加工过程中需要注意的问题;从增韧、增强、增塑、增容等角度,阐述了不同助剂,如增容剂、扩链剂及增塑剂等对PGA材料的改性机理,比较了不同增韧材料与PGA材料相容性及界面互溶增强技术;最终总结了PGA加工性能及使用性能的调控规律。
董玥, 董霄, 朱德兆, 杨延翔, 罗琛, 李阳, 李锦山
摘要 (
3293 )
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介绍了国内外聚酰亚胺(PI)的发展历程和研究进展,并以薄膜、浆料、树脂、纤维、泡沫等主要产品形式为线索,介绍了PI的关键制备技术和应用领域,对国内研发和生产现状,以及与国外的差距进行分析,提出未来的发展动向和研发重点。
助剂
孟鑫, 王小龙, 公维光, 金谊
摘要 (
573 )
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以聚磷酸铵(APP)为核,壳聚糖(CS)、氯化铁和埃洛石(HNT)为壳,以水为溶剂,通过自组装的方式制备了“三源一体”壳核型阻燃剂(APP@CS@HNT和APP@CS⁃Fe@HNT,分别简写为ACH和ACFH),并将其用于提升聚乳酸(PLA)的阻燃性能。通过扫描电子显微镜、热重分析仪等对ACH和ACFH的组成及结构进行了分析,然后对PLA的阻燃性能进行表征。结果表明,PLA/15 %ACFH(质量分数,下同)的阻燃性能优于纯PLA和PLA/15 %ACH,PLA/15 %ACFH的极限氧指数(LOI)最高,提升到29.5 %,且UL 94达到V⁃0级;相较于纯PLA,PLA/15 %ACFH的最大热释放速率(PHRR)和总热释放量(THR)分别下降了33.5 %和22.0 %,残炭量提高了12.5 %;ACFH主要发挥凝聚相阻燃效果,燃烧过程能促进PLA基体形成大量连续、致密的炭层,起到抑制氧气和热量扩散的阻隔作用。
塑料与环境
李梦璐, 苏婷婷, 王战勇
摘要 (
1004 )
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以废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)矿泉水瓶为原料,采用酯交换法获得聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)预聚体,再与聚己二酸丁二醇酯(PBA)共聚获得聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)产物,通过核磁共振光谱仪、红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热分析仪和万能试验机等对PBAT产物的结构和性能进行了分析表征。结果表明,PBAT产物的热稳定性良好,300 ℃以内不会热分解;PBAT产物的水接触角是78.54°,是一种亲水材料;PBAT产物的断裂伸长率达到900 %以上,具备进一步应用推广的可能性。
马国成, 何圳, 陈少军
摘要 (
1477 )
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介绍了醋酸纤维素的生物降解、水解、光解的降解机理与研究现状,并对影响醋酸纤维素降解速率的因素进行了探究。从现有研究中可知,影响醋酸纤维素降解速率的主要因素为醋酸纤维素自身的分子结构(如取代度、取代度分布及结晶性等),物理改性、化学改性及增塑改性会通过改变醋酸纤维素的分子结构,进而影响醋酸纤维素的降解性能。最后,总结了醋酸纤维的应用领域,并做出了展望。
全淑苗, 张彦军, 宋小飞, 杜闰萍, 于丹
摘要 (
741 )
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2025
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废塑料化学回收再利用已成为研究热点,但在含氯废塑料化学回收过程中,氯化物对生产装置有强腐蚀性,同时污染环境、降低产品质量。通过对我国现行关于含氯量的相关排放标准的解析,脱氯技术的发展是完善废塑料化学回收工艺的重要途径。详细介绍了国内外各脱氯技术(分选技术、机械技术、溶剂脱氯技术和分步热分解技术、吸附技术和催化技术)的特点、反应机理及产业化应用情况,分析比较了各技术的优缺点,提出了组合脱氯技术以加快推进含氯废塑料化学回收工艺的发展。
标准与测试
何安淇, 黄剑, 张莹, 孙华丽, 项爱民, 徐海云
摘要 (
566 )
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分析了中美及ISO(欧洲)塑料压力管道标准体系及定级要求的差异,其中国标(GB)标准体系与欧洲(ISO)标准体系要求一致,与美国(ASTM)标准体系有一定区别,但其聚合物管道长期性能评价的原理一致。分别介绍了ASTM D2837、ISO 9080和GB 182525等标准提出的PVC⁃C管道的压力设计基础以及管材混配料的定级曲线,阐明了依据GB/T 39380.1—2021如何判定喷水灭火用PVC⁃C管道混配料的定级曲线是否合格。通过对国内外氯化聚氯乙烯(PVC⁃C)消防管材标准进行了对比,结果标明,国标与美标规格尺寸、管材壁厚等性能要求上基本一致;我国GB/T 39380要求的管道系统可以保证在我国的消防压力设计条件下(20 ℃)50年的安全使用期。
林健辉, 卢嘉慧, 吴欣颖, 范雪滢, 邓桂荣, 高亮, 梅承芳, 杨永刚
摘要 (
465 )
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基于可降解塑料的降解性能测试周期长、影响因素多导致其不确定度评定的过程较为复杂的原因,对受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解百分率(Dt)开展了不确定度评定,并根据各不确定度分量的合成方法,对其进行归一化及可视化处理,得到Dt的主要不确定度分量为f试验组重复性、f空白组重复性、碳原子摩尔质量(MC)位数修约、fTC重复性和mTC。通过对试验进行优化后的结果表明,使Dt的不确定度分量集中在f试验组重复性、f空白组重复性和fTC重复性3项A类标准不确定度上,其他的不确定度分量由于占比较小,均可忽略;简化后Dt的标准不确定度,只需要通过3项A类标准不确定度评定就能快速计算得到,省去了需要根据试验周期计算每天试验所产生的不确定度分量;简化计算得到的结果包含了90 %以上的经完整计算得到uc(Dt),为可降解塑料降解性能测试的不确定度评定提供了思路及范例。
李岩, 唐晓旭, 张伟杰, 黄瑞鹏, 张杉
摘要 (
750 )
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概述了聚乙烯(PE)管材3种典型失效破坏模式(韧性破坏、脆性破坏、热氧老化破坏),简述了慢速裂纹增长的分子机理和断裂力学机理,详细介绍了应变硬化模量(SH)方法的测试原理和试验过程,介绍了目前SH法测试与材料微观结构相关性的研究进展,综述了国内外关于SH法评价管材耐慢速裂纹增长性能的可靠性研究以及应用SH法评价材料耐环境应力开裂性能的研究进展,并对应用SH法在控制产品质量方面提出展望。
综述
李娟, 李莹, 郭晓林, 张晨
摘要 (
663 )
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简单介绍了二氧化碳(CO2)混合发泡技术制备挤出聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)的生产工艺,通过生产安全性分析,详细阐述了发泡剂储存区和高压泵房的安全隐患,分析了XPS泡沫生产过程中易燃发泡剂的可能释放部位和释放几率,并给出了发泡剂储存区、高压泵房和生产车间的安全保障措施,主要涉及到可燃气体探测系统、通排风系统、消防系统、防静电系统的安装要求。
杨超永, 郭金强, 王富玉, 张玉霞
摘要 (
1027 )
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概述了6种高性能树脂——聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSF)和聚酰亚胺(PI)等的性能及应用,详细介绍了以这6种高性能树脂分别为原料制备高性能薄膜的方法(挤出吹塑法、挤出流延法、溶液流延法等)和改性方法,最后对不同高性能薄膜的应用进行了讨论和展望。
许宇轩, 党开放, 傅南红, 焦晓龙, 谢鹏程, 杨卫民
摘要 (
649 )
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综述了注射成型工艺自适应优化技术的研究现状,从聚合物熔体物性参数(黏度、比容)和熔体质量参数变化的分析与定量表征,以及注射成型工艺自适应优化三方面详细介绍了国内外学者在注射成型工艺自适应优化技术方向的研究进展,最后对现存的问题进行了归纳总结,并对未来的研究方向进行了展望。
宋丹阳, 郑红娟, 李一龙
摘要 (
667 )
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介绍了具有超疏水⁃超亲油和可生物降解特性的新型聚乳酸(PLA)油水分离材料,并对比分析了纯PLA和PLA基油水分离材料材料的研究和应用现状,得出利用PLA作为主原料或基体材料制备油水分离薄膜,不仅可以达到理想的油水分离效果,并且经过后处理后还可以多次循环使用,是目前理想的油水分离材料之一。最后,对PLA在油水分离应用领域的发展方向提出了建议。
李卓琳, 牟文英, 丁玉梅
摘要 (
819 )
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从标准及不同应用场景的使用需求介绍了医用防辐射服,重点综述了含铅防辐射服的应用现状与存在问题和防辐射服的制备方法(纺丝法、涂覆法及热压成型等),同时还对含有不同无铅屏蔽材料(如稀土元素、钨、铋、碳纳米管、聚酰亚胺、聚醚醚酮等)防辐射复合材料的研究现状及发展前景进行了展望。