本期目录

2024年 38卷 4期 刊出日期：2024-04-26 上一期

材料与性能

共聚焦拉曼成像技术研究PE⁃LD/EVOH共混物的三维相结构

张春波, 刘宣伯, 姚雪容, 苏萃, 施红伟, 张龙贵, 张韬毅

2024, 38 (4): 1-5; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.001

摘要 ( 338 ) PDF (1354 KB)( 278 ) HTML ( 18 )

利用共聚焦拉曼成像技术研究了低密度聚乙烯（PE⁃LD）/乙烯⁃乙烯醇共聚物（EVOH）共混物中各相在压塑样品水平方向、深度方向和三维空间的分布情况，首次获得了PE⁃LD/EVOH共混物的三维相结构，并直观地将相区与共混物化学成分相对应。结果表明，PE⁃LD/EVOH共混物为不相容体系；当EVOH的质量分数为20 %时，其作为分散相，以较规则的圆柱体形态分散于PE⁃LD基体中，圆柱直径尺寸在3~6 μm范围内。加入马来酸酐接枝聚乙烯（PE⁃g⁃MAH）作为相容剂后，共混物的相态结构发生显著变化，分散相形状由规则变为不规则，截面的平均尺寸减小到约2 μm，这说明PE⁃g⁃MAH可显著增强PE⁃LD与EVOH两组分间的界面相容性。

表面修饰三氧化钨填充聚四氟乙烯复合材料的制备及其性能研究

林煦航, 钱善华, 张炜, 卞达, 倪自丰

2024, 38 (4): 6-12; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.002

摘要 ( 184 ) PDF (2382 KB)( 200 ) HTML ( 7 )

为提升聚四氟乙烯（PTFE）的耐磨性能，开展γ⁃缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（硅烷偶联剂KH560）表面修饰和未经表面修饰的纳米三氧化钨（nano⁃WO₃）填充的PTFE复合材料性能研究。通过冷压烧结法制备PTFE/nano⁃WO₃复合材料，采用材料试验机和磨损试验机分别研究复合材料的力学及摩擦学性能，探讨nano⁃WO₃的含量和表面修饰对复合材料性能的影响。结果表明，KH560接枝到nano⁃WO₃的表面，提高nano⁃MWO₃与PTFE基体的相容性；与PTFE/nano⁃WO₃相比，nano⁃MWO₃能够改善PTFE的力学性能；其中PTFE/5 %nano⁃MWO₃的性能较好，与PTFE相比，拉伸强度降低了17.7 %，但断裂伸长率提升了43.5 %，弯曲强度提升了16.1 %；与PTFE/nano⁃WO₃和PTFE相比，nano⁃MWO₃能够改善PTFE的耐磨性能；其中PTFE/5 %nano⁃MWO₃的性能较好，与PTFE相比，对应的摩擦因数和磨损率分别降低了14.2 %和73.4 %，其研究结果将为PTFE工程应用和新材料研发提供较好的技术参考。

高导电、低逾渗PLA/CNTs导电复合材料的结构设计及性能研究

孛海娃, 赵中国, 王筹萱, 薛嵘

2024, 38 (4): 13-18; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.003

摘要 ( 206 ) PDF (1753 KB)( 175 ) HTML ( 5 )

通过溶液吸附⁃熔融法制备了具有低逾渗高导电性能的左旋聚乳酸/右旋聚乳酸/碳纳米管（PLA/PDLA/CNTs）复合材料。在PLA/CNTs复合材料内部通过添加PDLA以提高复合材料的结晶性能，起到良好的体积排斥作用，促进了CNTs的分散，对PLA/PDLA/CNTs复合材料的导电网络结构进行有效调控；随着PDLA含量的增加，PLA/PDLA/CNTs复合材料的导电性能表现出了先增加后降低的趋势，当PDLA的含量仅为0.2 %时，PLA/0.2 %PDLA/0.6 %CNTs的电导率从10^-6 S/m提升到了10^-4 S/m，提高了2个数量级，并且复合材料的导电逾渗值从0.58 %（PLA/CNTs）降低到0.45 %（PLA/PDLA/0.6 %CNTs）。此外， CNTs和PDLA的引入可以有效的提高复合材料的结晶性能和复数黏度，相比于纯PLA，PLA/0.5 %PDLA/0.6 %CNTs的开始结晶温度（T_o）和最大峰结晶温度（T_p）分别提高了30.6 ℃和20.8 ℃。通过力学性能数据分析发现，在CNTs和PDLA的协同作用下，PLA/PDLA/CNTs复合材料的拉伸强度得到进一步的改善。因此，在PLA/CNTs复合材料中通过添加PDLA可以对导电网络结构进行有效调控的同时，改善其力学性能，为提升导电复合材料的综合性能提供了新方法。

聚乳酸基水性聚氨酯的制备及其在合成革中的应用研究

沈丹彤, 薛雨亭, 李荣杰, 徐芳, 翁云宣

2024, 38 (4): 19-25; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.004

摘要 ( 222 ) PDF (1182 KB)( 271 ) HTML ( 2 )

以聚乳酸二元醇（PLA⁃OH）和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）为原料，2，2⁃二羟甲基丁酸（DMBA）为亲水扩链剂合成了亲水扩链剂含量不同的聚乳酸（PLA）基水性聚氨酯（PLA⁃WPU）乳液，制备了PLA⁃WPU胶膜和超细纤维合成革。结果表明，随DMBA含量的增加，PLA⁃WPU乳液粒径减小、固含量增大，PLA⁃WPU超细纤维合成革拉伸强度和最大负荷增大，水接触角减小。当DMBA含量为5.5 %时，PLA⁃WPU乳液固含量达到35.4 %，粒径为196.37 nm，PLA⁃WPU超细纤维合成革的拉伸强度提高到29.9 MPa，约为超细纤维基布的1.7倍，水接触角降低到73 °。

碱处理椰壳纤维织物对环氧树脂基材料拉伸性能影响研究

张青松, 李良勇, 曹炜强, 程艳雯, 彭天祥, 王俊潼, 李后杨

2024, 38 (4): 26-31; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.005

摘要 ( 190 ) PDF (2101 KB)( 113 ) HTML ( 3 )

为研究碱处理椰壳纤维织物对环氧树脂基材料拉伸性能的影响，本文采用氢氧化钠（NaOH）和碳酸氢钠（NaHCO₃）两种碱溶液对椰壳纤维织物进行预处理，研究了不同浓度碱溶液和处理时长对椰壳纤维织物表面形貌的影响，并制备了以环氧树脂为基体的椰壳纤维织物。结果表明，经过5 % NaOH溶液环境处理6 h和在10 % NaHCO₃溶液环境处理96~168 h的情况下，对环氧树脂基材料的拉伸性能增强效果表现出一致性，并且达到了最大值。通过对其微观和傅里叶变换红外光谱分析，随着碱处理时长的增加，椰壳纤维表面的轮廓逐渐显现出更清晰的特征，超过适宜处理时间，其表面呈现出更加粗糙的特征，伴随着更为明显的大面积腐蚀现象。纤维在10 %NaHCO₃溶液环境中处理96~168 h时与5 %NaOH溶液处理6 h时表面出现了较为相似的现象，并且NaHCO₃溶液不会对纤维表面的纤维素结构造成损伤，也不会显著增加纤维表面的粗糙度。

2，6⁃单取代双酚A间苯二甲醛树脂的合成及其在可逆热敏变色复合NiBR膜中的应用

王晓辉, 董黎明, 顾俊杰, 么冰, 陈艳, 李靖

2024, 38 (4): 32-39; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.006

摘要 ( 192 ) PDF (2014 KB)( 139 ) HTML ( 2 )

采用双酚A与低熔点、弱π⁃π堆积作用且活性略高于对苯二甲醛（TPD）的潜在生物质——间苯二甲醛（IPD）为单体，在开放与溶液共缩聚体系中，微波辅助合成数均相对分子质量（{\overline{M}}_n）为1.150×10³ g/mol、多分散指数（PDI）为1.004的2，6⁃单取代双酚A间苯二甲醛低聚酚醛树脂，采用核磁氢谱 （¹H⁃NMR）、核磁碳谱 （¹³C⁃NMR）和傅里叶变换红外光谱 （FTIR）表征其结构，以树脂做显色剂制备可逆热敏变色复合镍系顺丁橡胶膜。结果表明，由于IPD的低熔点、弱π⁃π堆积作用，BPA⁃IPD树脂的柔性及部分生成的IPD端COOH，有利于生成潜热较低的低、高温段共结晶相，提升低温段共结晶相的结晶限、变色速度（\mathrm{\Delta }E/t）以及与1，4⁃高顺式顺丁橡胶（NiBR）的互容性、稳定性；经配方优化的复合膜，在12~37 ℃的总色差 （\mathrm{\Delta }E），在480~600 nm、600~660 nm可见光区的吸收/散射色差（\mathrm{\Delta }\frac{K}{S}）分别达85左右，20与45左右，\mathrm{\Delta }E/t达2.14 s^-1。

淀粉的改性及其对淀粉/PBAT/碳酸钙复合材料结构和性能的影响

赵小红, 卢杏

2024, 38 (4): 40-46; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.007

摘要 ( 244 ) PDF (1795 KB)( 206 ) HTML ( 6 )

采用甘油、六偏磷酸钠（SHMP）和聚乙二醇（PEG）改性木薯淀粉并制备改性淀粉/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）/碳酸钙复合材料，采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）、热失重分析仪（TG）等对改性淀粉和复合材料进行分析，研究改性淀粉对复合材料结构和性能的影响。结果表明，甘油的外增塑作用和PEG、SHMP的内增塑作用使淀粉化学结构改变、无定形成分增加，淀粉颗粒由饱满的圆球状变成了不规则的大颗粒，250 ℃前稳定性提高，250 ℃后稳定性降低，有利于使用加工和热分解，不同改性剂改性淀粉结晶熔融行为存在差异；复合不会改变PBAT、碳酸钙和淀粉的原有晶型，但相容性的差异导致复合材料热性能和力学性能的差异，改性淀粉增加了复合材料的韧性，甘油、SHMP和PEG的协同改性使淀粉与PBAT、碳酸钙的相容性最佳，复合材料的综合性能最好。

玄武岩纤维增强聚合物筋混凝土循环拉拔试验及预测模型

柴松华, 杜红秀, 吴凯, 黄锐, 周驰词

2024, 38 (4): 47-53; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.008

摘要 ( 205 ) PDF (1216 KB)( 229 ) HTML ( 1 )

为探究动荷载下玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）筋与混凝土的黏结行为，开展了BFRP筋混凝土正反向循环拉拔试验，对其黏结动力性能进行分析。结果表明，从黏结应力⁃滑移关系曲线揭示，循环荷载下BFRP筋与混凝土黏结行为经历4个阶段的受力特征：弹性阶段、裂缝扩展阶段、裂缝闭合阶段和摩擦阶段；随 BFRP 聚合物筋直径的增大，降低了BFRP 筋⁃混凝土界面的黏结强度；随循环次数的增加，BFRP筋与混凝土的黏结强度减小，黏结强度对应的滑移量增加，剪切滞回面积减小，耗能能力降低；基于试验结果，提出了适用于计算循环荷载下BFRP筋与混凝土黏结性能的预测模型，从而为BFRP筋混凝土抗震和疲劳行为奠定试验和理论基础。

石墨烯/SBS复合改性沥青混合料性能研究

陈正聪, 林睿, 何艺, 李松

2024, 38 (4): 54-59; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.009

摘要 ( 210 ) PDF (1592 KB)( 123 ) HTML ( 4 )

为研究石墨烯含量对苯乙烯⁃丁二烯⁃苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青混合料性能的影响，以SBS改性沥青为原材料，分别将质量为沥青质量0.1 %、0.2 %、0.3 %的石墨烯加入其中以制备复合改性沥青，并对其性能进行评价。而后对不同石墨烯含量的复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性能进行评价。并根据雷达图来确定石墨烯的最佳含量。最后，采荧光显微镜及扫描电子显微镜分析石墨烯对SBS改性沥青的作用机理。结果表明，由于石墨烯的引入，沥青结合料的针入度明显下降、软化点显著提升，延度明显下降。就路用性能而言，石墨烯的加入显著提升了SBS改性沥青混合料的抗车辙能力，低温抗裂性及水稳定性则略有降低。雷达图表明0.2 %含量的石墨烯的综合性能最好，即石墨烯的最佳含量为0.2 %。在石墨烯与SBS改性沥青混合过程中，石墨烯的层状结构和较大的比表面积使其易于与沥青分子混合；同时，石墨烯在与SBS改性沥青混合的过程中可以被苯乙烯⁃丁二烯⁃苯乙烯插入，从而产生稳定的物理交联，提升SBS改性沥青混合料的性能。

加工与应用

注射成型中聚合物熔体信息的超声在线测量

陈豪, 焦晓龙, 朱宁迪, 董正阳, 张剑锋, 赵朋

2024, 38 (4): 60-66; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.010

摘要 ( 225 ) PDF (1358 KB)( 158 ) HTML ( 5 )

提出了成型中聚合物熔体温度和密度的超声在线测量方法，并与其他方法对比验证了超声在线测量方法的正确性。设计并制造了底部不封口的流变模具，搭建了超声信号与温度、压力信号采集平台，采集超声信号后进行分析计算，得到聚合物熔体内超声速度变化曲线，结合压力、温度信号，对注射成型中熔体信息进行计算分析。结果表明，超声速度信号可无损定性反映熔体在型腔内的演化过程；借助于压力信号可迭代计算熔体温度演变曲线，与红外光纤温度传感器测量结果相比误差小于6 %，实现了对聚合物熔体温度的有损定量分析；对超声信号在时/频域内分别计算分析，得到声阻抗与声速的变化曲线，进而计算得到熔体密度的演变曲线，与压力⁃体积⁃温度（PVT）方法计算得到的结果十分吻合，均方差仅0.040 3 g/cm³，实现了对聚合物熔体密度的无损定量测量。超声测量技术可实现注射成型中聚合物熔体信息的在线测量，在实际生产过程中具有广阔的应用前景。

一种用于设计电加热滚塑工艺的传热计算方法

吕墨宇, 刘学军, 孟春玲

2024, 38 (4): 67-72; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.011

摘要 ( 181 ) PDF (736 KB)( 178 ) HTML ( 2 )

首先针对一个空模具以及生产4种不同厚度的氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺，通过实验分别测量了模具表面和模内的温度、加热时间和耗电量，并据此计算了在这5种情形下的加热效率和放大系数。然后提出了一种用于设计电加热滚塑工艺的计算方法。即在模具的材料和质量、模内粉料的物性和质量、工艺参数确定后，先计算出有效热能，接着根据放大系数初步估算出在加热阶段电热丝需发出的热能，并由此得出满负荷的加热功率和电热丝的长度。然后利用static bed模型通过FLUENT软件仿真计算出加热时间和电热丝实际需发出的热能。以一个中空立方形的塑料制品的电加热滚塑工艺为例说明了该方法的应用步骤，并研究了满负荷的加热功率和模具材料对加热效率、加热时间和电热丝实际需发出的热能的影响。结果表明，加热效率随氢气瓶内胆厚度的增加而下降，加热时间随着满负荷功率的增大而减少的速率变得越来越慢。采用钢制模具的加热时间比采用铝制模具更长，电热丝也需发出更多的热能。

连续碳纤增强B柱加强板结构设计与铺覆仿真

姜曙, 王阳, 翟孟雷, 李庆涛, 黄明, 刘春太

2024, 38 (4): 73-78; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.012

摘要 ( 188 ) PDF (1624 KB)( 159 ) HTML ( 5 )

针对连续纤维复合材料成型过程中在大曲率位置易导致纤维断裂、褶皱、撕裂等缺陷问题，本文基于连续纤维复合材料随模铺覆仿真方法，理论分析了铺覆起点、初始取向对铺覆效果的影响规律。以减少纤维成型缺陷为目标，开展了连续碳纤维增强复合材料B柱加强板的结构优化和铺覆优化设计，确定了面向热压成型工艺的B柱加强板几何结构和预浸料铺覆方式。通过分块铺覆优化，使0 °、90 °、45 °、-45 °的铺层不合格占比分别由45.18 %、52.83 %、72.21 %、71.78 %降至2.47 %、3.45 %、5.31 %、4.77 %，有效提高了连续碳纤维的随模铺覆性。基于优化的铺覆设计，成功试制出满足性能要求的B柱加强板。

塑料与环境

废弃塑料回收与转化的研究进展

胡延庆, 胡凡, 周剑池, 豆义波

2024, 38 (4): 79-87; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.013

摘要 ( 583 ) PDF (3576 KB)( 2320 ) HTML ( 28 )

综述了塑料在传统物理机械回收和当前研究热点化学升级转化的成果，重点对化学催化方法包括热催化、微波催化、生物催化、电催化、光催化等具有潜在应用前景的方法进行了阐述。系统介绍了化学升级转化塑料，特别是催化转化中核心催化剂的设计构筑、催化产物种类、产率和选择性的调控以及构效关系的机理揭示。此外，通过对比各类方法探讨了优缺点、总结了相关方法面临的问题。最后，基于目前废旧塑料回收存在的挑战和后期发展方向提出了建议，以期为废弃塑料回收为高附加值化学品提供理论指导。

机械与模具

某摩托车发动机进气歧管二次抽芯注塑模具设计

刘庆东

2024, 38 (4): 88-91; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.014

摘要 ( 130 ) PDF (1633 KB)( 147 ) HTML ( 4 )

川崎摩托车发动机进气歧管结构复杂。产品侧孔内有斜孔，侧孔抽芯脱模力大，为此设计了2处二次抽芯机构。在动、定模两侧设计了斜顶抽芯机构，为了实现定模侧的斜向抽芯，模具在三板模的基础上增加了一块板，因此模具有4个分型面，为此设计了顺序定距分型机构。结果表明，所设计的模具结构合理，动作可靠，可以满足生产要求。

综述

IV型车载储氢瓶聚合物内衬材料的氢气渗透性分析

张晓伟, 李玉娥, 华晔, 胡法

2024, 38 (4): 92-97; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.015

摘要 ( 210 ) PDF (886 KB)( 169 ) HTML ( 1 )

详细总结论述了气体在高分子聚合物材料中的渗透机理，并简要介绍了有关IV型储氢瓶聚合物内衬氢气渗透性的测试方法以及国内外测试标准。基于此，进一步探讨了测试温度、测试压力以及聚合物材料性能对IV型储氢瓶内衬材料氢气渗透性的影响，并展望了未来的发展方向。

基于模型算法的注塑制品质量预测控制研究进展

龚强, 金志明

2024, 38 (4): 98-102; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.016

摘要 ( 116 ) PDF (596 KB)( 56 ) HTML ( 5 )

介绍了模型算法在注射成型技术中的应用，综述了相关模型算法在注射成型各阶段的预测控制成效，最后提出模型算法在注塑制品质量预测控制中的未来研究方向和相关技术发展趋势。

明胶基静电纺丝纳米纤维及其应用

程恩, 叶冬蕾, 程德宝, 田华峰, 赵晓颖, 项爱民

2024, 38 (4): 103-108; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.017

摘要 ( 325 ) PDF (864 KB)( 581 ) HTML ( 7 )

介绍了溶液的黏度、电导率、表面张力和溶剂的挥发性等对静电纺丝制备纳米纤维薄膜的影响，静电纺丝技术的分类，以及采用可降解的明胶等物质通过静电纺丝技术制备明胶基纳米纤维薄膜，综述了静电纺丝明胶基纳米纤维薄膜在可食用薄膜、抗菌抗氧化薄膜、组织工程、纳米纤维敷料和过滤等方面的应用。

生物基塑料包装需氧生物降解研究进展

孟凡悦, 文悦, 李琛, 高珊

2024, 38 (4): 109-115; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.018

摘要 ( 240 ) PDF (846 KB)( 299 ) HTML ( 12 )

综述了生物基塑料包装组分、应用现状及趋势，分析了微生物的需氧降解环境条件以及影响塑料生物降解性的因素，指出目前降解过程中的问题及不足，对未来可降解生物基材料的普遍应用作出展望性分析。

聚酰亚胺树脂基复合摩擦材料成型技术研究进展

李轩, 何瑜, 明白, 张晓燕, 刘福华, 来升

2024, 38 (4): 116-123; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.019

摘要 ( 226 ) PDF (858 KB)( 496 ) HTML ( 16 )

简要介绍了聚酰亚胺（PI）复合摩擦材料的发展概况，综述了热模压成型、冷⁃热等静压和3D打印以及其他成型技术如注射成型、挤出成型等方法制备PI复合摩擦材料的研究进展，最后展望了其成型技术的发展前景，旨在为高性能PI树脂基复合摩擦材料的开发提供有益参考。

其他

《中国塑料》首届高分子材料技术创新与应用论坛上的新观点、新成果

刘学

2024, 38 (4): 124-128; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.020

摘要 ( 221 ) PDF (1765 KB)( 533 ) HTML ( 8 )

介绍了《中国塑料》首届高分子材料创新与应用论坛上3位院士及32位行业专家、教授的主题报告的主要内容，包括塑料行业现状、发展趋势及所面临的挑战，功能高分子材料，特种工程塑料，阻燃材料，发泡材料，弹性体，成型加工技术及装备，国际标准化，微塑料分析测试，碳足迹管理，高值专利挖掘等。

《中国塑料》第六届编委会第一次工作会议报道

刘学

2024, 38 (4): 129-130; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.021

摘要 ( 61 ) PDF (671 KB)( 70 ) HTML ( 4 )