本期目录

2023年 37卷 9期 刊出日期：2023-09-26 上一期 下一期

材料与性能

水对聚丙烯腈溶液热致变凝胶化的微观促进机理研究

赵儒硕, 谭晶, 杨卫民, 缪顺福, 闵云杰, 程礼盛, 何雪涛

2023, 37 (9): 1-7; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.001

摘要 ( 410 ) PDF (2343 KB)( 263 ) HTML ( 7 )

使用分子动力学模拟作为研究方法，从微观层面上研究了聚丙烯腈（PAN）/二甲基亚砜（DMSO）/水（H₂O）混合溶液的热致变凝胶化过程，并明确了水的微观促进机理。结果表明，模拟计算得到的含水量为4 %（质量分数，下同）的三元体系的凝胶点温度在332.75 K附近，与文献报道的实验结果吻合；水会增加PAN分子链的振动幅度，增加氰基之间发生交联作用的概率，从而促进PAN溶液快速发生凝胶化转变；在一定的范围内，含水量越大，PAN的振动幅度越大；水减少了PAN周围DMSO分子的数量，增强PAN分子链的聚集程度，导致氰基之间更容易发生交联作用。

抗菌可降解聚乳酸薄膜制备与性能测试

关国涛, 刘晨泽, 何世权, 宋超洋, 张响, 赵娜, 王超

2023, 37 (9): 8-13; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.002

摘要 ( 338 ) PDF (2099 KB)( 305 ) HTML ( 6 )

将季铵盐与聚乳酸溶液共混并通过静电纺丝技术成功制备了抗菌可降解薄膜材料。利用扫描电子显微镜、电子万能材料试验机、纤维直径统计分布、抗菌性能测试等对纤维薄膜的结构和性能进行了表征。结果表明，单链季铵盐可在一定程度上提高聚乳酸薄膜材料的抗菌性能，但会降低薄膜的断裂强度和弹性模量。双链季铵盐能较大程度提高聚乳酸薄膜材料抗菌性能的同时保证薄膜材料具有良好的拉伸/断裂强度和延伸率，成膜均匀，抗菌剂分散性好，适于工业化生产和应用。

选择性激光烧结聚醚砜树脂/碳纤维/炭黑复合材料的性能研究

陈晖, 孙玲胜, 钱伟栋, 谭博

2023, 37 (9): 14-18; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.003

摘要 ( 324 ) PDF (1120 KB)( 210 ) HTML ( 3 )

采用选择性激光烧结（SLS）技术制备聚醚砜树脂/碳纤维/炭黑（PES/CF/CB）复合粉末烧结件，研究CB质量分数为2 %，将CF质量分数从0增加到3 %时，PES/CF/CB烧结件显微组织、力学性能、导电性能及表面质量的变化。结果表明，当加入CF质量分数为1.5 %时，对PES/CF/CB复合粉末烧结件的力学性能具有一定的增强作用；CF的添加能够起到增强烧结件导电性能的作用，烧结件的电导率从5×10^-3 S/m提高至15×10^-3 S/m；随着CF质量分数的增加，烧结件表面质量呈现变差的趋势。

高发泡倍率PBAT泡沫的制备及回弹性能的探究

焦洋, 王龙震, 蔡卓瑞, 刘荣昊, 张玉霞, 周洪福

2023, 37 (9): 19-27; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.004

摘要 ( 490 ) PDF (2201 KB)( 772 ) HTML ( 10 )

提出了一种绿色、简单、可行的方法来解决聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯（PBAT）高发泡倍率泡沫的皱缩问题。首先将扩链剂（CE）、泡孔稳定剂（GMS）与PBAT进行熔融共混，然后进行超临界二氧化碳发泡。结果表明，CE的加入使储能模量提高了3个数量级，复数黏度提高了2个数量级；随着GMS含量的增加，PBAT泡沫的尺寸稳定性逐渐提高，当CE和GMS的含量分别是2 %和1.8 %时，发泡倍率达到23.1倍，收缩率8 %，回弹率90 %，成功制备出具有良好回弹性和尺寸稳定性的高发泡倍率的PBAT泡沫。

超疏水⁃超亲油三聚氰胺海绵的制备及其油水分离性能研究

周龙, 杜国勇, 邓春萍

2023, 37 (9): 28-38; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.005

摘要 ( 358 ) PDF (4351 KB)( 339 ) HTML ( 109 )

采用了一种简单、高效和环保的方法用于油水分离，即采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯（GO），通过简单的浸渍法和高温还原法将还原氧化石墨烯（rGO）先负载在三聚氰胺海绵（MS）上，再通过柴油加热MS，将长链烷烃负载在MS上，成功制备了超疏水⁃超亲油三聚氰胺海绵。rGO的加入能够增加海绵表面的粗糙度，长链烷烃的加入能降低海绵表面的表面能。改性MS具有良好的弹性性能、较好的热稳定性和吸油能力。油水分离性能测试表明，对各种油水混合物的分离效率可达97 %以上。在泵提供动外力时可实现无搅拌状态下的静态连续油水分离和搅拌状态下的动态连续油水分离。改性MS具有良好的可重复使用性和化学稳定性，在20次使用后对各种油水混合物的分离效率可达70 %以上， 即使在不同pH值的水中，也可以实现油水分离，对水包正己烷乳液也能有效地分离。

再生PCTG增韧改性再生PET的性能研究

梅园, 李振, 徐禄波, 麻一明

2023, 37 (9): 39-43; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.006

摘要 ( 352 ) PDF (1762 KB)( 688 ) HTML ( 5 )

通过再生聚对苯二甲酸乙二醇⁃1，4⁃环己烷二甲醇酯（rPCTG）的添加来对再生聚对苯二甲酸乙二醇酯（rPET）进行增韧改性，从而制备得到透明增韧rPET/rPCTG合金。研究了不同rPCTG添加量对材料力学性能、透明度以及热性能的影响。结果表明，随着rPCTG含量的增加，材料的拉伸性能、弯曲性能和透明度呈下降趋势，而冲击强度明显增加；当rPCTG含量为15 %（质量分数，下同）时，材料的冲击强度由原来的54.8 J/m增加到68.0 J/m，增加了24.2 %；而此含量下，材料的拉伸与弯曲性能、透明度和雾度基本未发生明显变化。

片状FeSiAl/Al₂O₃共填充聚偏氟乙烯复合材料的吸波导热性能研究

张之琪, 李润焘, 杨瑞程, 代云良, 章晓娟, 温变英

2023, 37 (9): 44-50; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.007

摘要 ( 261 ) PDF (3759 KB)( 322 ) HTML ( 2 )

以片状铁硅铝（FeSiAl）与氧化铝（Al₂O₃）为功能填料、聚偏氟乙烯（PVDF）为基体制备了系列吸波导热复合材料，同时加入硅烷偶联剂进行表面改性，详细研究了不同填料的配比与偶联剂处理对复合材料吸波和导热性能的影响。结果表明，经偶联剂处理后，当片状FeSiAl与Al₂O₃的填充量都仅为20 %（质量分数，下同）时即获得良好吸波性能，最低反射损耗值达到了-37.1 dB，而当FeSiAl与Al₂O₃的含量分别为20 %和30 %时，热导率较纯PVDF提升了168.2 %；通过将片状FeSiAl和Al₂O₃两种填料进行复配并结合偶联剂处理，在较低填充量下实现了吸波和导热性能的兼顾提升。

加工与应用

缓黏结预应力钢绞线用胶黏剂配方试验研究

邓卫娟, 王桥, 胡伟, 杨帆, 惠湛

2023, 37 (9): 51-56; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.008

摘要 ( 291 ) PDF (1016 KB)( 236 ) HTML ( 1 )

为了研制一种适合于缓缓黏结预应力钢绞线用高性能胶黏剂，通过锥入度、邵氏硬度、力学性能和耐久性试验研究了环氧树脂E51/聚酰胺/填料体系胶黏剂，确定了满足缓黏结预应力钢绞线用胶黏剂性能的最优配方。结果表明，最优配方的初始锥入度为53.6（0.1 mm），抗折强度为23.82 MPa，抗压强度为75.14 MPa，拉伸剪切强度为18.92 MPa，耐湿热老化性能为13.44 %，高低温交变性能为12.57 %；满足行业标准的要求，为缓黏结预应力钢绞线用胶黏剂的开发提供参考价值。

基于Giesekus黏弹性本构的注射成型数值算法研究

花少震, 曹伟

2023, 37 (9): 57-63; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.009

摘要 ( 284 ) PDF (2354 KB)( 476 ) HTML ( 3 )

针对熔体的黏弹性特征，考虑熔体流动过程中的惯性作用，基于Giesekus模型建立了注射成型中熔体流动的黏弹性理论模型。将黏弹性本构方程整合为含瞬态项、对流项和源项的偏微分方程，基于有限体积法离散，提出了黏弹性本构方程的离散方法。借鉴有限元框架下的黏弹性离散分裂算法（DEVSS），发展了以有限体积法为基础的黏弹性离散分裂算法（FVM⁃DEVSS），开发了三维黏弹性流动的计算程序。用经典充分发展的4∶1收缩流验证方法的有效性，再结合充模流动实验，正确预测了熔体流动前沿、浇口压力及熔接线位置，通过光弹实验结果再次证明了本文方法的有效性。结果表明，本研究所发展的黏弹性算法可以有效表达熔体的黏性和弹性对流动压力的影响，而且能准确预测两股熔体相遇时熔接线的位置及形成过程。此外，本文黏弹性算法有效准确地计算了熔体充模过程中的流动诱导应力。

助剂

DOPO基反应型阻燃剂的合成与应用研究进展

张慈海, 刘松, 周冬晴, 陈宇, 张婷婷, 钟柳, 刘治国

2023, 37 (9): 64-74; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.010

摘要 ( 693 ) PDF (1918 KB)( 4025 ) HTML ( 17 )

按酚类、丙烯酸酯类、胺类、苄醇类、脂肪醇类、环氧化合物类、酐和酸类等，对9，10⁃二氢⁃9⁃氧杂⁃10⁃磷杂菲⁃10⁃氧化物（DOPO）基反应型阻燃剂的合成与应用研究进行了综述。

塑料与环境

聚乳酸/热塑性聚氨酯共混材料研究进展

崔成志, 曹金星, 刘建兰, 张辉

2023, 37 (9): 75-82; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.011

摘要 ( 456 ) PDF (1533 KB)( 446 ) HTML ( 20 )

对聚乳酸/热塑性聚氨酯共混材料的界面、功能化、形状记忆性能改性研究进行了综述，并对该共混材料的研究发展方向进行了展望。

2，2′⁃二苯甲酰氨基二苯基二硫化物/氧化锌催化剂降低废旧胶粉脱硫温度的研究

张世博, 杨洋, 晏永, 傅鹏飞

2023, 37 (9): 83-89; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.012

摘要 ( 285 ) PDF (2514 KB)( 335 ) HTML ( 4 )

用环烷油作为脱硫溶剂，研究了由2，2'⁃二苯甲酰氨基二苯二硫化物（DBD）和氧化锌（ZNO）按比例混合而成的催化剂DZ对胶粉脱硫温度的影响，在此基础上，以再生胶在三氯乙烯溶液中的溶解度为核心指标，进一步考虑了催化剂掺量、脱硫时间、胶油比的影响，确定了制备低温脱硫胶粉的最优工艺参数。通过扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱检测揭示胶粉低温脱硫的机理和微观形貌。结果表明，催化剂DZ对胶粉脱硫起着积极的影响，经过低温脱硫处理的再生胶，粗糙度降低，表面的“凹槽”结构更加明显，能够被更好地应用到工程中；将胶粉脱硫温度降到160 ℃的同时，再生胶溶解度能够达到76.9 %，接近传统动态脱硫法制备的再生胶溶解度，表明降低脱硫温度几乎不会对胶粉的溶解度产生不利影响；低温脱硫胶粉的制备参数可确定为：胶粉和环烷油的质量比为4∶6，催化剂DZ掺量为3 %，搅拌速率为450 r/min，脱硫时间为2 h，脱硫温度为160 ℃。

可降解塑料片材机头流道的流场分析及设计优化

周磊, 张礼华, 陈景铭, 毛旭, 陈曙光, 邱建成

2023, 37 (9): 90-95; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.013

摘要 ( 342 ) PDF (2390 KB)( 180 ) HTML ( 0 )

针对可降解塑料片材机头挤出的片材不规整且表面呈波浪状褶皱的问题，基于Polyflow对可降解塑料片材的挤出过程进行模拟，计算并分析了挤出过程中速度、压力、剪切速率的分布，根据数值模拟的结果优化机头流道结构，并和原有机头流道进行对比。结果表明，优化后的机头流道提高了熔体流动速度，增强了出入口的熔体流动性能，提高了流道内成型段的压力降，提升了充模速度和熔体流率，提高了机头的剪切速率，有利于流道内物料混合均匀，解决了片材不规整及表面褶皱的问题。

机械与模具

塑料体积脉动注射成型技术研究

秦森, 何和智, 张涛, 黄照夏, 瞿金平

2023, 37 (9): 96-101; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.014

摘要 ( 324 ) PDF (3038 KB)( 308 ) HTML ( 9 )

针对体积脉动注射成型技术及装备，通过实验数据分析了脉动力场作用对高分子材料流动能力、模腔压力响应、微观结构等的影响，从而阐明了脉动力场作用对高分子材料注射和保压成型过程的强化效果，并揭示了脉动力场作用实现高分子材料不相容共混体系自增韧和自增强的内在原因。通过对体积脉动注射成型技术研究进展的介绍，阐明了脉动力场作用在优化注射成型过程和提升注塑产品服役性能方面的优势与潜在应用。

汽车热交换系统斜向管口气室模具设计

叶卫文, 陈镇森, 姜炳春, 吴光明

2023, 37 (9): 102-108; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.015

摘要 ( 353 ) PDF (4247 KB)( 384 ) HTML ( 10 )

根据汽车热交换系统斜向管口气室模具的设计特点和生产要求，提出了更详细的聚酰胺66/30 %玻璃纤维（PA66/30 %GF）塑件成型工艺方案，包括塑件的特征工艺分析、结构设计、工作原理、产品预变形技术等。主要研究了斜向管口气室模具3次滑块机构和产品预变形的关键技术，完成了塑件成型工艺的结构设计和应用。通过对管口气室预变形的反复验证，设计出管口气室最佳的产品数学模型，开发出直接可以满足生产装配的管口气室模具。结果表明，通过3次滑块结构设计后，该模具空间更加紧凑，塑件成型缺陷较小，生产效率得到大幅提高且运行稳定。由于该产品使用了PA66/30 %GF的开模设计方案，由原来的金属制件转变成塑胶件，大幅降低了材料成本，实现汽车配件轻量化设计，降低了汽车整车质量，提高燃油经济性。

综述

中空聚丙烯纤维制备及应用研究进展

李丹, 赵彪, 陈轲, 王帆, 张靖宇, 张凤波, 潘凯

2023, 37 (9): 109-114; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.016

摘要 ( 458 ) PDF (772 KB)( 1009 ) HTML ( 12 )

着重综述了中空聚丙烯（PP）纤维的制备工艺及改性方法，并对中空PP纤维的发展进行了总结与展望。

纳米纤维基空气过滤材料的研究进展

王玉伟, 肖润祥, 张宏凯, 官文瑾, 邓亚峰

2023, 37 (9): 115-124; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.017

摘要 ( 475 ) PDF (1800 KB)( 937 ) HTML ( 9 )

分析了空气中微颗粒污染物的来源及对人体的危害，介绍了空气过滤材料的过滤机制，综述了不同结构的纳米纤维基空气过滤材料、静电纺丝制备工艺的和其他制备工艺，介绍了纳米纤维基空气过滤材料的应用领域，最后对空气过滤技术未来的研究方向进行了展望。

3D打印技术在高导热复合材料中的应用研究

相利学, 唐波, 周刚, 代旭明, 王二轲, 姜涛, 吴新锋

2023, 37 (9): 125-132; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.018

摘要 ( 417 ) PDF (1454 KB)( 897 ) HTML ( 17 )

分析了3D打印技术在制备导热复合材料上的发展过程，介绍了不同种类的3D打印技术制备的高导热复合材料，包括碳纤维型、石墨烯型、碳纳米管型、氮化硼型、氮化铝型等，概述了不同类型的成型过程并归纳和总结了其导热性能。最后，对3D打印技术制备导热复合材料进行了总结与展望。