张文睿 贾涵 张鑫 潘亚敏 刘春太 申长雨 刘宪虎
2023, 37 (5):
1-8;
摘要 (
456 )
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36
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超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）是指分子量在100万以上的聚乙烯材料，其分子结构与高密度聚乙烯（PE-HD）类似，是一种综合性能较为优异的工程塑料。PE-UHMW薄膜是一种有机高分子膜，是以PE-UHMW为聚合物基体，进行填料或结构改性并加工至一定厚度的新型功能材料，主要分为无孔薄膜及微孔薄膜2种。因其综合性能优异，具有耐冲击、耐低温、耐腐蚀等性能，被广泛应用于纺织、包装、农业、食品、医疗、锂离子电池隔膜等领域。但由于其分子量较高，分子链间存在大量缠结且熔融状态下流动性不佳等特点，使其难以通过常规方法制备出性能优异的薄膜材料。如今，PE-UHMW的制备及加工工艺得到了较为迅速的发展，本文根据PE-UHMW的结构特点，介绍了近年来PE-UHMW薄膜的研究进展、性能优势、常用制备方法以及主要应用。
罗讴阳 韩顺涛 杨帆 阎华 廖文泉 马秀清
2023, 37 (5):
9-14;
摘要 (
232 )
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31
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利用微纳层叠挤出设备良好的分布分散混合作用，制备了聚氨酯/硅橡胶（TPU/MVQ）热塑性硫化橡胶（TPV），研究了制备方法、动态硫化温度、螺杆转速、橡塑比、相容剂种类及含量对TPV性能的影响。结果表明，与普通共混相比，微纳层叠加工制备的TPV在拉伸强度和断裂伸长率上分别提升了12.4 %、12.1 %；硫化温度190 ℃、螺杆转速200 r/min时，TPV力学性能最佳，拉伸强度、断裂伸长率、硬度、压缩永久变形分别为6.69 MPa、363.8 %、57.6 A、31.5 %；随着橡胶含量的增加，TPV拉伸强度、断裂伸长率、硬度下降，弹性回复性能、耐老化性能、耐油性能提升；相容剂硅烷改性聚氨酯（TPSiU）和乙烯丙烯酸甲酯共聚物（EMA）最佳用量分别为10份和5份，与EMA相比，TPSiU作为相容剂时，材料弹性回复性能、耐油性能更优，而EMA对TPV的断裂伸长率提升作用明显。
李涛 黄纬 吴平伟 戴金辉
2023, 37 (5):
15-21;
摘要 (
267 )
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27
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以深海固体浮力材料的完全国产化为目标，利用中科雅丽科技有限公司生产的牌号为H25HS的空心玻璃微珠（HGMs）为核心原材料，采用自主研发的浇注成型、模压成型、带压固化成型、真空捣打成型和等静压成型方法分别制备了HGMs体积分数为60 %~75 %的环氧树脂（EP）/HGMs复合材料，并对其密度、抗压强度和耐水静压性能进行了综合测试和对比分析。研究结果表明，H25HS体积分数在68 %以下时，适合的成型方法是浇注成型，可以获得安全使用深度大于6 000 m，密度不大于0.58 g/cm3的固体浮力材料；H25HS体积分数为68 %~70 %时，真空捣打成型和等静压成型方法最优，能够获得安全使用深度为2 000~4 000 m，密度0.48~0.52 g/cm3的固体浮力材料。
刘鑫
2023, 37 (5):
22-27;
摘要 (
208 )
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目前利用微生物修复混凝土裂缝因所用微生物和钙源无法固定在裂缝内部，修复过程需要反复灌浆，限制了微生物修复材料在工程中的应用。为此，本文利用海藻酸钠作为微生物的载体，研究了海藻酸钠溶液质量浓度对材料性能及其混凝土裂缝修复效果的影响，并结合修复产物的矿物组成和微观结构深入分析其对混凝土裂缝的修复效果。结果表明，利用基于海藻酸钠的微生物修复材料修复混凝土裂缝，1次灌浆就能完成封堵，当裂缝宽度为1.5 mm时，其7 d抗渗水率可达到100 %，抗压强度恢复率可达到63.64 %。
郑兴博 李佳汶 李子辉 韩文娟 蒋晶 王小峰 李倩
2023, 37 (5):
28-33;
摘要 (
122 )
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21
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通过高速球磨、热压成型制备超高分子量聚乙烯/氮化硼（PE-UHMW/BN）复合材料，研究了PE-UHMW/BN的硬度、摩擦学性能和力学性能。结果表明，BN的加入可以提高复合材料的屈服强度，但会降低复合材料的拉伸断裂应力和断裂伸长率，BN含量为3 %（质量分数，下同）时，BN对PE-UHMW基体的屈服强度的提升效果最明显，同时对基体拉伸应力和断裂伸长率的影响最小；加入BN能明显降低PE-UHMW基体的摩擦系数，PE-UHMW/BN复合材料的摩擦系数随着BN含量的增加而下降，3 %的BN对基体润滑性能的提升效果最明显，复合材料的摩擦系数相比纯PE-UHMW下降了60 %，在BN含量为7 %时润滑效果下降；在PE-UHMW基体中加入不超过3 %的BN纳米片可以提高材料表面硬度，进而有效提高材料的抗磨损能力，但添加量为7 %时由于团聚效应材料的表面硬度相对下降，材料磨损加剧，耐磨损能力下降。
黄辰昊 宋力 苏婷婷 王战勇
2023, 37 (5):
34-39;
摘要 (
198 )
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以1，4-丁二醇及不同比例的己二酸、丁二酸为原料，制备一系列聚丁二酸-己二酸丁二醇酯［P（BS-co-BA）］共聚酯，借助衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪（ATR-FTIR）、核磁共振仪（1H-NMR）、差示扫描量热仪（DSC）、X射线衍射仪（XRD）以及热重分析仪（TG）等对共聚酯的结构性能进行表征分析。角质酶降解结果表明，在经过16 h后，4种共聚酯降解率均达到80 %以上，2种均聚酯均仅为40 %左右。其中聚酯酶降解速率为P（BS-co-40 % BA）>P（BS-co-60 % BA）>P（BS-co-80 % BA）>P（BS-co-20 % BA）>聚己二酸丁二醇酯（PBA）>聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。综合可知P（BS-co-40 % BA）热稳定性相比于PBA更好，降解性能较PBS更好，为最佳共聚酯。
张文才 郝晓刚 裴强 亢小丽
2023, 37 (5):
40-47;
摘要 (
194 )
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18
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通过双螺杆挤出分区加料技术制备三元共混改性剂（TBM），其中废弃聚乙烯/废弃聚丙烯/聚丙烯接枝马来酸酐（RPE/RPP/PP?g?MAH）质量比为6/4/0.7；以AC?20基质沥青混合料质量的0.4 %添加TBM，研究了不同湿拌和时间、不同拌合温度对AC?20改性沥青混合料动稳定度影响，分析了不同拌合时间对TBM在改性沥青混合料中的形态变化的影响，比较了0、0.2 %、0.3 %、0.4 %、0.5 %TBM含量（以AC?20基质沥青混合料质量计）对AC?20改性沥青混合料高低温性的影响。结果表明，在干拌和工艺条件下，干拌和时间30 s，湿拌和时间不低于180 s且湿拌和温度为170 ℃时高温性能最佳，且TBM改性AC?20中其最佳含量为0.4 %。
赵兴钟 李贝贝 王选伦
2023, 37 (5):
48-54;
摘要 (
193 )
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24
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采用丙烯酸酯橡胶（ACM）、刚性体纳米碳酸钙（nano-CaCO3）、弹性体丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯/丁二烯三元共聚物（AMB）作为增韧剂，对聚氯乙烯（PVC）进行复合增韧改性，并对复合材料的冲击性能、拉伸性能、加工流变性、动态热力学性能等进行了表征。结果表明，当PVC/ACM/nano-CaCO3/AMB质量比为100/10/3/9时，复合材料的常温冲击强度为27.64 kJ/m2，比纯PVC提升5倍；低温冲击强度为14.91 kJ/m2，比纯PVC提升4.1倍。加入AMB能使体系的玻璃化转变温度（Tg）下降，由93.71 ℃下降到86.36 ℃。
于盛睿 刘钦迪 徐磊 骆杰 吴辉庭 韩文 邹佳勇 周华民
2023, 37 (5):
55-61;
摘要 (
202 )
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20
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提出纤维增强微孔发泡双面覆膜模内表面装饰复合成型新方法（GF-D-MIM/IMD），通过在基材中加入玻璃纤维增强相（GF）提升产品力学性能；通过在模具型腔两侧覆膜平衡单面覆膜产生的不均匀温度场，从而降低泡孔分布不均及制品翘曲变形。以拉伸样条为研究对象，采用数值仿真方法，通过在单面覆膜（S-MIM/IMD）、双面覆膜（D-MIM/IMD）2种工艺方法中分别添加不同含量纤维，分析气泡半径、数量密度分布规律，探究双面覆膜与纤维含量对成型制品翘曲变形及其力学性能影响。结果表明，相较于S-MIM/IMD，GF-D-MIM/IMD工艺过程中的双面覆膜能有效平衡非对称温度场；纤维含量为20 %（质量分数，下同）时，气泡平均半径最小，样条中平均气泡数量密度最大；随着纤维含量增加，拉伸模量与剪切模量呈倍数增长、泊松比呈现先减小再增大的规律。
陈小明 梁国祺 张峻豪 辛菲 唐武飞
2023, 37 (5):
62-68;
摘要 (
236 )
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通过包覆技术用生物基材料壳聚糖（CS）和植酸钠（PA-Na）依次改性聚磷酸铵（APP），获得包覆APP（MCAPP），通过红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TG）和冷场发射扫描电子显微镜（SEM）等对其进行表征和分析；通过熔融共挤出，将其应用于聚乳酸（PLA）复合材料中，以改善PLA阻燃性能。结果表明，相比于纯PLA，7.5 %（质量分数，下同） MCAPP（CS与APP质量比为1/2）可有效改善PLA的阻燃性能和成炭能力，热释放速率峰值（pHRR）由654 kW/m2降至469 kW/m2，残炭率由0.37 %提升至6.85 %。
陈玉 刘超颖
2023, 37 (5):
69-75;
摘要 (
203 )
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24
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以木薯淀粉和聚乙烯醇作为基本成膜物质，添加表面活性剂十二烷基磺酸钠，通过流延成膜法制备聚乙烯醇/淀粉复合膜。在单因素试验基础上，研究木薯淀粉、聚乙烯醇、表面活性剂十二烷基磺酸钠用量，成型加工温度和成型加工时间对聚乙烯醇/淀粉复合膜力学性能的影响，并通过正交试验对木薯淀粉、十二烷基磺酸钠用量和成型加工时间3个因素进行优化，确定聚乙烯醇/淀粉复合膜性能的较优工艺条件。同时，对新制备的复合膜土埋降解和鲜花保鲜性能进行了研究。结果表明：当聚乙烯醇用量为1 g， 木薯淀粉用量为0.7 g，十二烷基磺酸钠用量为0.5 g，成型加工温度为80 ℃，成型加工时间为65 min时，制备的聚乙烯醇/淀粉复合膜力学性能较优，断裂伸长率高达262.58 %、拉伸强度24.63 MPa。获得的新复合膜具有可降解性。聚乙烯醇/淀粉复合膜储藏80 h以后无霉菌生长迹象，对鲜花有一定保鲜效果。
张莉彦 王朔 李长金 李好义 杨卫民 张杨
2023, 37 (5):
76-82;
摘要 (
182 )
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16
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可降解材料高强透气纤维膜在食品、药品包装等领域需求迫切。为了解决这一问题，提出了一种聚乳酸包装膜制备技术。采用单因素实验探究了热压温度、压力和时间对熔体微分电纺聚乳酸微纳米纤维膜拉伸强度和断裂伸长率的影响；使用Design-Expert 11软件设计实验并对实验结果进行分析，利用响应面法优化纤维膜热压工艺参数，并对得到的最佳值进行了实验验证。结果表明：经响应面法优化后的最佳热压工艺参数为热压温度40 ℃、热压压力4 MPa、热压时间6 s，此条件处理后的聚乳酸纤维热压膜单向平均拉伸强度为27.613 MPa，相较未处理纤维膜拉伸强度提升149.89 %，与预测值的相对误差为0.684 %，证明拟合效果良好。热压处理可有效增强熔体微分电纺聚乳酸纤维膜的拉伸强度，提高聚乳酸纤维膜产品在包装领域的应用潜力。
张琦 夏礼栋 李源 邵静波 高达利 张师军
2023, 37 (5):
83-89;
摘要 (
229 )
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以高温聚酰胺10T（PA10T）为基体，制备碳纤维增强聚酰胺10T复合材料（PA10T/CF），研究复合材料注射成型的工艺参数对复合材料力学性能的影响。通过对复合材料的纤维保留长度进行分析，得到最佳平均保留长度为295 μm，同时得到优化的注塑工艺参数为注塑温度330 ℃，注塑压力50 %（注射压力最大值的50 %），注射速率70 %（注射速率最大值的70 %），保压压力50 MPa，模具温度30 ℃。分析扫描电子显微镜（SEM）表征结果可知，不同纤维含量的PA10T/CF复合材料采用优化工艺参数成型时，其样品断面呈韧性断裂且CF均匀良好地分散。
温亮 尚伟 尹甜 刘明昊 谷晏 孙颖 翁云宣 赵峙尧
2023, 37 (5):
90-97;
摘要 (
225 )
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以蓝莓为研究对象，利用双螺杆挤出机和流延机制备聚乙醇酸（PGA）/聚对苯二甲酸?己二酸丁二酯（PBAT）生物降解复合膜，以酶活、生物活性化合物、果实品质、感官评价为考核指标，探究了不同组成的复合膜对蓝莓保鲜品质的影响。结果表明：60 %（质量分数，下同）PGA/40 %PBAT组，可以有效抑制H2O2含量升高，延缓总酚、总黄酮、可溶性固形物含量（SSC）及感官评分降低。因此，PGA和PBAT复配后的生物降解保鲜膜更有利于蓝莓的保鲜，尤其是60 %PGA/40 %PBAT保鲜膜。
李茂东 吴文栋 辛明亮 丁金森 王志刚
2023, 37 (5):
98-103;
摘要 (
180 )
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简述了聚乙烯（PE）燃气阀门现行产品标准和制造技术，对PE燃气阀门存在的常见生产质量问题、使用中的失效模式及质量问题原因进行了分析，提出了促进阀门制造和检测评价技术研发及加强PE阀门生产质量控制管理等阀门质量控制技术和要求，为燃气阀门的制造技术发展和产品质量提高提供了参考意见。
王怡佳 张燕 陈婷 刘继延 刘学清
2023, 37 (5):
104-109;
摘要 (
215 )
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21
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将新型阻燃剂甲基二苯基氧化膦（DPMP）与聚氨酯（PU）复合，并采用片状黏土为协效剂，通过极限氧指数（LOI）测试、垂直燃烧测试（UL 94）和微型量热分析（MCC）研究了DPMP和黏土对复合材料阻燃性能的影响，并采用示差扫描量热仪（DSC）、热失重分析仪（TG）分析了复合材料的结晶性能及热降解行为。结果表明，DPMP能促进PU冷结晶，从而提高其模量和力学性能。当PU复合材料中DPMP含量（质量分数，下同）为10 %时，PU的LOI值从23 %增加到28.3 %。PU/10 %DPMP的模量、断裂伸长率和拉伸强度分别为1.37 MPa、1 042 %和13.84 MPa，纯PU的相应分别为1.17 MPa、811 %和11.32 MPa。当体系进一步加入黏土，1 %的黏土即可使PU/DPMP的滴落现象消失，UL 94达到V?0级。
马占峰 牛国强 芦珊
2023, 37 (5):
110-115;
摘要 (
497 )
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27
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以2022年塑料加工行业数据展现和简要分析了2022年中国塑料加工业基本状况和最新进展，对2023年中国塑料加工业发展形势进行了展望，并根据塑料行业有关已知数据测算了2022年我国塑料表观消费量、塑料废弃量、塑料再生利用量和再生利用率。
张伊航 张世钰 李巧丽 安浩然 崔佳齐 马劲松 张信 孙国华 侯连龙
2023, 37 (5):
116-122;
摘要 (
274 )
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31
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综述了静电纺丝技术工作原理、影响条件及国内外运用该技术制备的锂电池用聚合物纳米纤维隔膜的发展现状，主要包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磺酰胺（PSA）、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯（PVDF）等聚合物纳米纤维隔膜，介绍了各种聚合物隔膜的特点和性能，并对静电纺丝法制备的隔膜的发展方向进行了展望。
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