材料与性能
骆佳伟, 周炳, 王洪学, 贾钦
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将一种多环氧官能团聚合物作为聚丁二酸丁二酯⁃共⁃对苯二甲酸丁二酯(PBST)的扩链剂,研究熔体反应挤出过程中的扩链条件对PBST/滑石粉共混物性能的影响。将扩链剂用量、反应温度和螺杆转速作为本研究的主要研究因素,通过方差分析寻找主要影响因素及各因素间交互作用。结果表明,扩链剂用量的影响最为显著,其次是温度,螺杆转速的影响不显著;随着扩链剂用量的增加,熔融温度和结晶温度降低,分子量、熔体黏度和热稳定性增加;同时,随着扩链剂用量的增加,改性PBST强度提高但韧性降低;响应面分析表明扩链剂用量、反应温度和螺杆转速分别为0.66 %、200 ℃和300 r/min时扩链条件最优。
杨莲, 蒋晶, 贾彩宜, 谢悦涵, 王小峰, 李倩
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将原位成纤(INF)和化学注塑发泡(CFIM)技术结合,研究了相容剂对聚丙烯/聚酰胺6(PP/PA6)复合材料微纤形貌、黏弹性、力学性能和CFIM行为的影响。结果表明,PP⁃g⁃MAH相容剂的加入显著减小了PA6分散相尺寸,得到平均直径约265 nm的PA6微纤均匀分布于PP基体中,微纤网络结构的存在和相界面的协同增强效应显著提高了INF复合材料力学强度,拉伸强度相比纯PP提升26.2%,冲击强度相比纯PP提升62 %;基于自制的吸⁃放热平衡化学发泡剂的CFIM实验,制备出泡孔尺寸62 μm、泡孔密度近5×105个/cm³的INF复合泡沫制品,实现了12 %样品减重的同时,相比纯PP泡沫,比拉伸强度提高了17 %,比冲击强度提高了46 %。
高玮, 熊昌义, 韩飞, 孔泥早, 颜渊巍
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以氧化铝(Al2O3)为导热粉体,铁硅铝(FeSiAl)为吸波粉体,采用十二烷基三乙氧基硅氧烷(C12)为粉体表面改性剂,设计不同配比及粒径的导热吸波双功能粉体,填充于硅油体系制备导热吸波垫片,开发出导热吸波双功能一体化材料。结果表明,C12对Al2O3、FeSiAl均具有良好的亲油改性效果;当Al2O3∶FeSiAl质量比为20∶80时,导热吸波垫片的导热系数最高可达到5.92 W/m·K,并在4.8~6.5 GHz区间拥有良好的吸波能力,在保证高导热的前提下,赋予复合材料优异吸波能力;此外,所制试样易于压缩,在50 psi压缩应力条件下即可达到50 %压缩形变,便于实际装配应用。
刘帅, 赵子豪, 俞盈, 杨嘉欣, 张扬
摘要 (
201 )
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使用原位化学氧化聚合的方法,以碳纤维毡(CFF)为骨架,在碳纤维表面生长聚苯胺(PANI),获得具有核壳结构的CFF@PANI复合材料,随后使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)对其进行封装。研究反应条件对复合材料结构和性能的影响。结果表明,PANI能够均匀地包裹在碳纤维表面,使CFF的颜色由黑色变为深绿色;接触角和表面能分析结果表明尽管表面生长PANI并未对CFF产生显著影响,但使用PDMS封装后可以大幅度降低材料的表面能;借助多界面结构和界面效应,核壳结构明显提升了材料的界面极化和偶极极化,导致复合材料具有更高的介电弛豫现象,并显著提高了电容和电容压敏效应。
周紫怡, 王洋样, 孙滔, 蒋伟, 董同力嘎, 云雪艳
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采用熔融共混法将聚(己二酸/对苯二甲酸)⁃丁二醇酯(PBAT)和聚(L⁃乳酸⁃衣康酸丁二醇酯)(PLBI)通过双螺杆挤出机制备了不同共混比例的薄膜,分析了不同PLBI添加量对PBAT薄膜气体透过性能及力学性能的影响,进一步结合材料的气体透过性和草莓的呼吸特性,对草莓进行气调包装(MAP)系统设计,并应用于其自发气调保鲜实验。结果表明,PLBI添加量为15 %时,共混薄膜仍旧保持较好的力学性能,通过对共混比例的调控,将PBAT的CO2/O2透过比(CDP/OP)从10.57降低至3~7左右,同时提高了材料的保水性,使得该材料更适用于气调果蔬包装,应用于草莓自发气调保鲜实验,低温储藏下将草莓的货架期延长至21d。
何松迪, 黎官羽, 陈佳敏, 汪称意, 徐建平
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利用Friedel⁃Crafts烷基化反应制备了乙烯⁃辛烯嵌段共聚物(OBC)/废旧聚苯乙烯(WPS)增容母料,考察了无水AlCl3用量对WPS的接枝率、共混物性能以及增容母料用量对三元乙丙橡胶(EPDM)综合性能的影响。结果表明,WPS可以与OBC发生反应,生成OBC⁃g⁃WPS接枝共聚物;当无水AlCl3用量为0.4份时,WPS的接枝率最高,为25.3 %,且无凝胶产生,共混物的综合性能最好;将上述共混物作为增容母料应用于EPDM中,添加增容母料的硫化胶,其拉伸强度、撕裂强度和耐热空气老化性能优于纯EPDM硫化胶,且优于添加相同量OBC/WPS简单共混物;添加OBC/WPS增容母料的硫化胶中WPS分散均匀且细小。
苏羽航, 周宇鸿, 林渊智, 毛健全, 王永祥, 刘向, 余立, 柯俊沐
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以EVA作为黏合层的主要材料,以弹性体作为芯层与黏合层的增容剂,并共混造粒制备聚丙烯(PP)/EVA/弹性体共混体系、流延共挤制备3层无胶复合薄膜。通过对共混材料力学性能测试、DMA测试、流变性能测试、扫描电子显微镜、薄膜性能测试等对共混体系及薄膜性能进行研究。结果表明,醋酸乙烯含量为18 %的EVA与纸张黏合效果最好;弹性体PBE对混合体系力学性能的提升优于POE;当PBE在共混体系中含量逐渐增加时,PP与EVA的玻璃化转变温度逐渐增加,Cole⁃Cole弧度逐渐增大,PP与EVA相容性越来越好;当PBE在黏合层EVA中含量为30 %时,PP/PP/EVA 3层共挤薄膜拉伸强度达到最大值29 MPa,随后减小;PBE含量为20 %时,与纸张的黏合强度达到最大值9 N/15 mm,随后减小;PBE含量达到25 %时,芯层与黏合层无法剥离,复合牢固不分层;因此,PBE在黏合层中的添加量为25 %最为合适。
范文轩, 徐双平, 贾宏葛, 张明宇, 蘧延庆
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以3种含刚性基团(六氟酰亚胺、萘基酰亚胺和芴)桥接聚硅氧烷(6FBPMS、NTBPMS和BAFBPMS)为改性剂,乙基纤维素(EC)为基质,通过溶液共混、涂敷法制备了3类不同负载量桥接聚硅氧烷的改性EC混合膜(6FBPMS/EC、NTBPMS/EC和BAFBPMS/EC)。3类复合膜具有良好的成膜性,且显示出高的力学性能和热稳定性。测试了混合膜对体积比都为1∶1的混合气体对CO2/N2和CO2/CH4的透过选择性。结果表明,相较于纯EC膜,3类膜在保持选择性的同时,显示出更高的CO2透过性;特别是NTBPMS/EC混合膜,其对CO2透过性达到213 barrer以上,是纯EC的4.9倍。
董亚鹏, 赵恬娇, 王美珍, 崔文举, 林福华, 王波
摘要 (
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使用长链脂肪酸钠盐与芳基酰胺脂肪酸钠(SCAB)复配作为聚丙烯(PP)成核剂,研究了复配前后SCAB对PP结晶及力学性能的影响。结果表明,长碳链脂肪酸钠盐在复配过程和PP加工温度下均未改变SCAB的分子结构且复配可以明显改善SCAB分子间聚集状态;PP的结晶速率、缺口冲击强度和拉伸强度随着长链脂肪酸钠盐的碳链长度延长大幅提高且复配物未影响PP的晶体生长方式;硬脂酸钠复配的SCAB由于在PP基体中优异的分散性,能够更有效细化PP球晶,完善晶体结构,使其结晶速率提高6.3倍,缺口冲击强度提升27.3 %,拉伸强度增长8.2 MPa。
马义蘅, 王建勇
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通过接触角的测试试验、单丝拔出试验和剥离强度试验研究了聚四氟乙烯(PTFE)纤维等离子表面改性的效果,通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等分析设备或方法对样品进行分析研究。结果表明,PTFE纤维等离子表面改性后材料之间的相容性和结合力更高,性能更加优越;界面剪切强度随着时间的增加呈现出先增加后减少的变化规律,效果随着放置时间的增加逐渐变弱,24 h后,改性效果失效。
张华峰, 唐于婧, 杨起帆, 李书宏, 王向东
摘要 (
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利用熔融共混法制备了己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(PBAT)/纤维素复合材料,将其压板后,以超临界CO2为物理发泡剂,利用间歇式釜压升降温发泡方法,制备了PBAT/纤维素发泡材料。对复合材料的结晶性能,流变性能,发泡材料的发泡性能,压缩回弹性能进行研究。结果表明,纤维素的加入可以促进PBAT样品结晶,随着纤维素含量的增大,PBAT样品冷结晶峰先右移后左移,同时提升了复合材料的储能模量和复数黏度;发泡后,随着纤维素含量的增大,发泡样品的发泡倍率先增大后减小,而泡孔密度先减小后增大再减小;以PBAT⁃G⁃GMA为相容剂改善PBAT与纤维素的相容性,发泡样品泡孔形态稳定,纤维素的增加可以增加发泡样品的韧性;发泡样品在130 ℃浸泡2 h降温泄压后,随着泄压温度的升高,发泡样品的泡孔密度减小,泡孔尺寸及发泡倍率增大;当泄压温度为80 ℃,纤维素粉含量为10份时,发泡倍率达到13.06倍,泡孔密度为0.37×1010 个/cm3。
谢波, 涂志刚, 周先进, 张尚先, 熊立贵, 杨亭
摘要 (
230 )
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研究了一种高性能BOPP薄膜的开发,采用特殊的原料配方和加工工艺制备。通过与标准型BOPP薄膜对比,跟踪30天内第1天、第7天、第15天、第30天的摩擦因数、热收缩率、光学性能,分析数据得出新开发薄膜的各性能都有所优化。该BOPP薄膜具有低摩擦因数、高热收缩性能和良好的光学性能。
加工与应用
姬娅茹, 李瑞丽, 翟永怡, 张世博
摘要 (
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根据MOF⁃808材料的优良吸附性能,研究其对塑料裂解油中的有机氯化物的脱除效果。首先制备了MOF⁃808材料,然后采用水热合成法掺杂Fe制备了不同掺杂比的Zr∶Fe(x∶y)@MOF⁃808材料进行结构表征;选取塑料裂解油中典型的4种有机氯化物配置成模型油,以模型油中有机氯化物的脱除率作为依据,确定最佳x∶y=1∶0.67;探究了其吸附脱氯实验的最佳反应条件和再生重复使用性能,并考察了其吸附机理。结果表明,制备的Zr∶Fe(1∶0.67)@MOF⁃808吸附材料的结构及稳定性良好;在吸附温度50 ℃、吸附时间2 h、剂油比为1∶40时,对模型油中氯化物的脱除率高达97.66 %;吸附剂重复使用6次后脱氯率仍在85 %以上;该吸附过程符合拟二级动力学模型,是自发进行的化学吸附过程。
尹大帅, 赵永强, 黑刚刚, 李志斌
摘要 (
195 )
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针对传统金属型螺杆转子制造工艺复杂、加工精度难以控制等问题,提出一种新型螺杆转子注射成型方法,尝试用塑料材质取代金属型螺杆转子。使用Moldflow模流软件对玻纤增强聚酰胺材料的螺杆转子齿面注射成型进行注塑模拟,将缩痕深度和翘曲变形作为质量标准,对影响塑件成型质量的7个工艺参数进行筛选分析,确定了影响2个质量标准的3个工艺参数。采用BBD响应面实验设计方法,研究了熔体温度、保压时间、保压压力等注塑工艺参数对缩痕深度和翘曲变形的影响,获得了最小缩痕深度和最小翘曲变形的多项式回归响应模型。利用回归模型优化的工艺参数组合为熔体温度281.0 ℃,保压时间18.7 s,保压压力115.7 MPa。数值模拟了最优参数组合,结果表明数值模拟与模型预测值的误差分别为3.75 %和0.53 %。
陈平, 路丹, 卢光明, 袁楚, 虞瑞雷
摘要 (
194 )
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针对聚酰胺材料T1和B1,选用两种霉菌分别对其进行防霉测试,对霉菌与聚酰胺共培养过程中的失效机理开展了深入探索和研究。结果表明,霉菌生长会从外界吸收氧气,这会导致聚酰胺分子链上的亚甲基断裂,并与之发生反应生成羰基,使分子内部结构发生改变;由于聚酰胺内部分子链上存在反应活性较高的亚甲基结构,导致聚酰胺和霉菌在共培养过程中会发生颜色上的改变,会与外界反应生成亚甲基自由基,进一步与氧气产生化学反应生成氢过氧化物,然后通过异构化生成羰基,羰基再与其他活性基团结合产生羰亚胺,这样聚酰胺分子链上的共轭链就会增加,在可见光区就会看到最大吸收波长,宏观上表现为聚酰胺材料变色;霉菌会从聚酰胺表面获得营养物质从而进行繁殖,表面结构会发生明显的破坏和改变;力学性能测试表明,霉菌会导致聚酰胺材料的拉伸、弯曲以及冲击性能发生衰减下降,且两种霉菌致衰减下降幅度不一样。
助剂
牛荷, 吕明福, 张宗胤, 徐耀辉, 许巍, 张师军, 郭鹏
摘要 (
153 )
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综述了聚乙醇酸(PGA)加工技术中助剂的应用进展,包括抗氧剂、扩链剂、抗水解剂以及无机粒子。
塑料与环境
刘宝莹, 杨晨光, 赵猛, 李清政, 王磊, 翟华
摘要 (
214 )
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利用塑料红外分选机,在可见光+红外光双光路激发环境下,对常见的蓝色、白色和绿色聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶,以及其他材质[聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)]3种塑料瓶进行分选测试。并进一步利用3种常见的Retinex颜色增强算法对PET材质的白、蓝、绿瓶识别,研究塑料红外分选机的识别效果。结果表明,PP、PC和PET白瓶在可见光下成像图像差异不明显,在红外光成像下,PP反射绿光,PC反射紫光,PET反射蓝光,差异较为明显;将HSV范围值由原本0~46扩大至0~61,背景饱和度由72调至80,PET白、蓝塑料瓶遗漏占比从4.58 %降至1.26 %,PP、PC、PE材质的白瓶误识别率从3.88 %降至2.69 %;对PE材料的误识别率无影响,保持100 %的识别率;对于PET材质下的白、蓝、绿瓶识别,采用MSR色彩增强算法剔除效果最好,剔除率分别达到94.8 %、95.83 %和95.83 %。
机械与模具
叶卫文, 陈镇森, 姜炳春, 吴光明
摘要 (
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根据热交换系统直管口双缩柯水室的设计要求,提出一种详细的工艺方案,采用PA66/30 %GF材料成型。方案中包括塑件特性分析、结构设计、工作原理以及产品预变形技术等内容。重点研究了直管口双缩柯水室设计和产品预变形的关键技术。通过多次验证,设计出最佳的管口水室产品数学模型,同时开发出相应的注塑模具。结果表明,双缩柯滑块结构设计在模具空间利用和塑件成型质量方面都取得了显著的改善;该设计使得模具空间更加紧凑,提高了生产效率;同时,优化的结构使得塑件成型缺陷较小,确保产品质量的稳定性;通过采用PA66/30 %GF材料和开模设计方案,将原来的金属件替换为塑料件,大幅降低了加工和材料成本;这一轻量化设计不仅减轻了整车质量,还提高了汽车的续航能力。本研究为相关领域的技术发展和工程实践提供了有效的应用价值。
综述
蒋琴瑶, 贾雨耀, 杨绍哲, 吴蓉, 白威, 孙腾
摘要 (
228 )
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从化学及物理改性两个方面综述了近年来国内外对耐高温聚碳酸酯(PC)改性的研究进展。
杜蓉, 林潼, 肖航, 殷绿, 张进
摘要 (
218 )
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首先概述改性前后的环氧树脂(EP)/纳米Fe3O4复合涂料的研究现状及纳米Fe3O4在环氧树脂中的分散处理方法,并对纳米Fe3O4改性环氧树脂复合涂料在力学、耐腐蚀、摩擦磨损及磁学性能等领域的现状进行了阐述。最后,对 EP/纳米Fe3O4复合涂料的进一步研究进行了展望。
曹帅, 姜涛, 刘雄, 王瑛, 李文戈, 吴新锋
摘要 (
286 )
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介绍了MXene导热复合材料的传热机理,综述了MXene导热复合材料的各种制备方法,主要包括真空辅助过滤法、冻干取向法、溶液共混法、自组装法和多层铸造法等,分析了不同方法制备MXene导热复合材料的特性,最后,指出了MXene导热复合材料面对的挑战,并对未来的发展方向进行了展望。