本期目录

2025年 39卷 2期 刊出日期：2025-02-26 上一期

材料与性能

CH⁃S04对熔体微分电纺聚乳酸纤维的增强改性研究

李万隆, 杨卫民, 王朔, 李长金, 张杨, 谭晶, 阎华, 李好义

2025, 39 (2): 1-5; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.001

摘要 ( 167 ) PDF (1096 KB)( 52 ) HTML ( 8 )

引入一种有机无机复合成核剂CH⁃S04用于提高增强聚乳酸（PLA）超细纤维力学性能。研究了不同纺丝温度、纺丝电压条件下PLA/CH⁃S04纤维膜的非等温结晶行为和CH⁃S04在多级牵伸工艺中的作用机理，并对PLA/CH⁃S04纤维膜的力学性能进行了测试与表征。结果表明：当纺丝温度为220 ℃、纺丝电压为50 kV时，PLA/CH⁃S04纤维膜的结晶度分别达到最大值26.61 %和32.32 %，较于纯PLA纤维膜结晶度分别提升18.02 %和23.73 %；在不同的纺丝接收形式中，施加电压与气流辅助并且用辊子收集，CH⁃S04对PLA的结晶性能提升效果最佳，结晶度为36.66 %，较于纯PLA纤维膜结晶度提升了28.07 %；当纺丝温度为240 ℃，纺丝电压为50 kV时，PLA/CH⁃S04纤维膜拉伸强度为12.33 MPa，较于纯PLA纤维膜提高11.58 %。

双螺杆反应挤出长支链接枝对宽分子量分布聚丙烯性能的影响

许巍, 吕明福, 杜文杰, 郭鹏, 徐耀辉

2025, 39 (2): 6-11; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.002

摘要 ( 91 ) PDF (1505 KB)( 50 ) HTML ( 1 )

以兼备良好力学性能与加工性能的宽分子量分布聚丙烯为原料，使用生产效率更高的双螺杆反应挤出法，采取自由基熔融接枝的方式以2种不同反应挤出温度来制备长支链聚丙烯，并研究了接枝长支链对于材料性能的影响。通过凝胶渗透色谱仪器（GPC）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）和流变仪表征改性产物的分子量及其分布、单体接枝率以及拉伸流变行为，从而证明长支链的成功制备。力学性能测试结果表明，改性产物的力学性能随着反应温度的增加而下降。随着长支链含量的增加，力学性能可小幅度回升。差示扫描量热分析结果表明，随着长支链含量的增加，结晶温度得到显著提升。加工温度200 ℃且单体添加量为4 %（质量分数，下同）时结晶温度升高11 ℃。

粉末丁腈橡胶改性高抗冲聚苯乙烯阻尼性能研究

李国林

2025, 39 (2): 12-14; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.003

摘要 ( 81 ) PDF (809 KB)( 25 ) HTML ( 6 )

以均聚聚丙烯和粉末丁腈橡胶为基材通过共混挤出方式制备了阻尼母粒，并研究了不同母粒含量对高抗冲聚苯乙烯力学性能、阻尼性能和热性能影响。结果表明：当母粒添加量达到30 %（质量分数，下同）时，高抗冲聚苯乙烯缺口冲击强度由9.1 kJ/m²降低至3.5 kJ/m²，拉伸强度由34.1 MPa降低至21.3 MPa；20 ℃损耗因子由0.015提高到0.026，60 ℃损耗因子由0.023提高到0.034；热重分析结果显示HIPS热稳定性随着母粒含量增加不断提高。

石墨烯增强PE复合材料的组织与性能研究

余田亮, 陈文革, 陈施润, 陈达, 周伟, 周兰燕

2025, 39 (2): 15-20; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.004

摘要 ( 81 ) PDF (2118 KB)( 35 ) HTML ( 3 )

采用机械球磨和挤压热熔法制备聚乙烯（PE）/改性石墨烯复合材料，探讨改性石墨烯对PE复合材料的微观组织和相关性能的影响。结果表明，通过稀土改性能够使石墨烯在PE基体中均匀分散；制备的PE/0.5 %（质量分数）CeO₂@rGO复合材料的结晶度为62.14 %，相较于纯PE的拉伸强度提高8.6 %，弹性模量提高5.79 %，冲击韧性最大为4.35 kJ/m²。断裂模式由纯韧性断裂转变成脆性⁃韧性断裂结合。同时改性石墨烯的加入使热分解温度升高20 ℃。

聚磷腈/碳纳米管复合材料的电磁屏蔽和导电性能研究

张晓光, 卫天琪, 崔哲, 毛明珍, 黎汉生, 王伯周, 吴芹

2025, 39 (2): 21-25; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.005

摘要 ( 71 ) PDF (1352 KB)( 21 ) HTML ( 1 )

以聚磷腈为基体，碳纳米管（SWNTs）为填料，通过溶液共混法制备了聚磷腈/SWNTs复合材料，其中SWNTs随机分布在聚磷腈基体形成导电相。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、热失重分析仪（TG）、导电性能测试仪和矢量网络分析仪等对复合材料的结构和性能进行表征分析。结果表明，聚磷腈/SWNTs复合材料的电磁屏蔽和导电性能与SWNTs的添加量密切相关，当含量为15 %（质量分数，下同）时，电磁屏蔽效能达到 60.9 dB，平均导电率达到0.989 4 S/cm，且在700 ℃时的质量保留率达到35.66 %。

不同环境温度下UPVC管材的力学性能退化研究

张辉, 唐站站, 鲍海霞, 程鑫远, 陈斌

2025, 39 (2): 26-31; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.006

摘要 ( 89 ) PDF (2800 KB)( 28 ) HTML ( 2 )

以未增塑聚氯乙烯（UPVC）管材为对象，进行高低温环境下管材力学性能试验研究，并建立不同温度环境下UPVC管材的本构模型。通过试验获得不同温度环境下管材的力学性能变化规律，提出管材的力学参数与环境温度之间的关系，建立考虑环境温度影响的管材应力⁃应变曲线模式，并对提出的本构模型进行验证。结果表明：UPVC管材所处的温度对其材料的性能影响较大，与常温状态下的性能相比，低温时材料的强度增加，延性与断裂应变降低；高温时材料的屈服强度和断裂应变均降低，但延性增加。依照环境温度变量，采用编制的子程序对其进行数值模拟，模拟结果与实际试验结果较为一致。

加工与应用

生物可降解静电纺PBST超细纳米纤维的制备及工艺研究

张正, 李方全, 祝桂香, 郭敏, 王颖

2025, 39 (2): 32-39; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.007

摘要 ( 66 ) PDF (5711 KB)( 21 ) HTML ( 0 )

利用溶液静电纺丝法分别研究了聚对苯二甲酸⁃共⁃丁二酸丁二醇酯（PBST）聚合物在单一溶剂体系二氯甲烷（DCM）和双组分溶剂体系二氯甲烷/N，N⁃二甲基甲酰胺（DMF）中的可纺性，探讨了聚合物溶液浓度、供液速度、溶剂比例等纺丝参数对PBST纳米纤维直径的影响。通过加入四正丁基氯化铵（TBAC）有机盐，实现了PBST纳米纤维的进一步细化，并研究了不同比例TBAC在不同溶剂体系中的助剂作用。结果表明，TBAC的加入可以大幅增加聚合物纺丝溶液的导电性，提升PBST的可纺性，并显著降低PBST纳米纤维直径。同时，对所制备的溶液静电纺PBST纳米纤维材料的空气过滤性能也进行了初步探究。在PBST质量浓度为5 %，溶剂体系为DCM/DMF（质量比7/3），PBST和TBAC质量比为4/1时，PBST纤维最细，平均直径可达到65 nm；在PBST质量浓度为8 %，溶剂体系为DCM/DMF（质量比7/3）， PBST和TBAC质量比为16/1时，PBST纳米纤维材料滤效达到99.98 %，滤阻236.9 Pa。

熔融沉积3D打印在汽车空调连接管件仿形检具中的应用

王琛, 贺琦, 李靖瑶

2025, 39 (2): 40-44; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.008

摘要 ( 70 ) PDF (1007 KB)( 17 ) HTML ( 1 )

选取某型汽车空调系统中蒸发器和压缩机之间的连接管件为设计对象，应用SolidWorks软件完成了空调连接管件检具的仿形设计。针对仿形检具的结构特点优化切片处理，采用底板（0.1 mm层高）+基座（0.3 mm层高）的可变层高切片方案。实验结果表明，与0.1、0.2、0.3 mm固定层高切片方案相比，0.1 mm+0.3 mm可变层高切片方案的成型精度更高。与0.1、0.2 mm固定层高切片方案相比，0.1 mm+0.3 mm可变层高切片方案的检具重量更小，打印效率更高。选择0.1 mm+0.3 mm可变层高切片方案为优选方案，使用聚乳酸（PLA）丝材和工业级熔融沉积（FDM） 3D打印机进行了空调连接管件仿形检具制造实践，该检具拥有精度高、成本低、效率高、轻量化等特点。

滚塑成型过程传热模型的解析解

温原, 郭德宇

2025, 39 (2): 45-53; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.009

摘要 ( 63 ) PDF (1235 KB)( 29 ) HTML ( 0 )

建立了电加热滚塑机的传热模型，使用单位时间内的能量守恒定律，建立并求解了炉内空气温度、模具温度、物料温度和模内空气温度的解析解。该解析解在加热段是一个特定的六阶齐次常系数微分方程的一组解，在冷却段是一个特定的三阶齐次常系数微分方程的一组解，这些解均可通过矩阵计算简单求出。通过试验对该解析解进行了验证，结果显示，计算值和实测值有相当高的吻合度。模内空气温度的计算精度为97.51 %，炉内空气温度的计算精度为98.02 %。物料温度的模拟计算结果不支持现有的粉末着模理论。工程上使用模内温度曲线作为质量控制的方法存在一定的局限性。

锂电池隔膜拉伸条件对其特性的效应分析

马文献, 常红祥, 徐锋, 徐勇

2025, 39 (2): 54-59; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.010

摘要 ( 67 ) PDF (1497 KB)( 35 ) HTML ( 0 )

探讨了锂电池隔膜的拉伸行为对隔膜微孔结构、强度和热收缩的影响效应。通过试验设计（DOE）发现，拉伸温度对孔隙率正效应最强，拉伸倍率次之，且在8.5~10倍时，效应减弱；同时，拉伸速率与拉伸温度有较强的交互效应。另外，拉伸因子与孔径建立的回归模型相关系数达98.6 %。拉伸温度对隔膜强度的负效应最强，拉伸倍率正效应次之；同时，拉伸倍率在8.5~10倍时，效力减弱，拉伸速率在37.5 %/s附近有最佳强度响应值。此外，通过形貌分析解释了成孔和强度的影响效应。发现拉伸温度对隔膜热收缩负效应最强，拉伸倍率正效应次之。同时，当拉伸倍率在7~8.5倍时，效应对冲减弱，且拉伸温度与拉伸倍率有较强交互作用。隔膜结晶度与热收缩的回归系数为81.1 %，隔膜结晶度越大，热收缩越小。

燃气用高密度聚乙烯电熔管件熔接研究

徐璐, 刘剑, 王振超, 张士军, 郄继春, 尤启江, 蔡智会

2025, 39 (2): 60-66; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.011

摘要 ( 59 ) PDF (2299 KB)( 33 ) HTML ( 0 )

研究了电熔熔接技术用于小口径高密度聚乙烯（PE⁃HD）燃气管道和管件的连接时，环境温度与输入能量对电熔接头力学性能的影响，设置了7组参数进行实验，在熔接过程中对电熔焊机输出的电压、电流以及管材和管件的熔接界面温度等参数进行了采集。随着环境温度增加，熔接界面温度逐步提高，熔接接头的剥离强度逐步提高；随着输入电压的增加，输入能量增加，熔接接头的剥离强度也逐步提高；同时发现较高的输入能量会导致过焊的现象，未去除管材表皮层影响了熔接质量。建议采用智能型电熔焊机以及数据采集与管理软件，全程监测能量输入，根据环境温度以及熔区温度场模型对输入能量进行自主调节，智能化管控电熔熔接质量。

助剂

大豆油活性稀释剂制备及其对环氧树脂力学性能的影响

张欣悦, 杨名昭, 李聪聪, 苏宝珊, 李欢欢, 高宝善, 舒祖菊

2025, 39 (2): 67-71; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.012

摘要 ( 64 ) PDF (878 KB)( 11 ) HTML ( 1 )

以大豆油和异丁烯醇为原料，通过酯交换反应制备脂肪酸异丁烯酯（MO），再以间氯过氧苯甲酸为氧化剂，通过环氧化反应合成了一种高活性的大豆油基活性稀释剂（EMO），随后将EMO加入到环氧树脂中制备复合材料。探究酯交换反应时间、醇油比、催化剂占比以及反应温度对MO转化率的影响，以及EMO与环氧树脂的混合比例对复合材料弯曲性能的影响。结果表明：酯交换反应的最佳反应时间为20 min、醇油比7/1、催化剂占比0.6 %（质量分数，下同）、反应温度70 ℃，此时，MO转化率达到96.56 %；环氧树脂复合材料的弯曲强度随着EMO的增加先增加后减小，其中当加入10 %的EMO时环氧树脂复合材料的弯曲强度最高，达到103.90 MPa；而弯曲模量随着EMO的增加呈现下降趋势，韧性则呈现增大趋势。

新型木素基成核剂对再生PET性能的影响及表征

刘盛, 王茜, 刘顺, 刘海棠

2025, 39 (2): 72-76; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.013

摘要 ( 74 ) PDF (763 KB)( 28 ) HTML ( 1 )

从造纸黑液中提取出木素，将其作为新型绿色木素基成核剂用于再生聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）改性，并与传统苯甲酸钠和滑石粉成核剂进行对比，进行微观形貌、结晶性能和力学性能分析表征。结果表明：不同的成核剂的添加都改善了再生PET材料的结晶性能，其中，成核剂为木素的改性再生PET的结晶度提高最多，为32.65 %，较再生PET提高了12.11 %。改性后的再生PET的半结晶时间缩短了60 %。改性后的再生PET的力学性能得到明显改善，材料的断裂伸长率得到提升。尤其是添加了成核剂为木素的改性再生PET，拉伸强度达到了42.95 MPa，提升了104 %，断裂伸长率较再生PET提升了2.46 %。

钠⁃A型分子筛对PVC热稳定性能影响研究

杨笑春, 刘会媛, 张青, 于静

2025, 39 (2): 77-81; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.014

摘要 ( 62 ) PDF (1013 KB)( 13 ) HTML ( 0 )

通过刚果红实验发现钠⁃A型分子筛能够提高聚氯乙烯（PVC）的热稳定性能，其静态热稳定时间可达72 min，明显优于纯PVC（静态热稳定时间7 min）。将钠⁃A型分子筛分别与β⁃二酮、季戊四醇、亚磷酸一苯二异辛酯和环氧大豆油4种辅助热稳定剂进行复配得到复合热稳定剂，采用刚果红试纸法、热老化烘箱法和转矩流变仪法测定复合热稳定剂对PVC的静、动态热稳定性能，通过热失重法分析复合热稳定剂对PVC降解过程的影响。结果表明，当钠⁃A型分子筛与β⁃二酮质量比为1/1复配时热稳定效果最佳，静态热稳定时间可达84 min，动态热稳定时间可达1 137 s，塑化时间最短为104 s，平衡扭矩最小为37.94 N·m。

磷基⁃水性聚氨酯阻燃剂的制备及对棉织物的涂层

丁雯

2025, 39 (2): 82-85; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.015

摘要 ( 66 ) PDF (785 KB)( 22 ) HTML ( 0 )

利用双酚芴（BPFL）与苯基磷酰二氯（BPOD）合成的磷基阻燃剂（FHPLC）接枝水性聚氨酯（WPU）制成磷基⁃WPU阻燃剂（FHWPU）阻燃剂，对棉织物进行阻燃涂层，探讨FHWPU对棉织物阻燃涂层的可行性。测试表明：有机磷可有效接枝至FHWPU阻燃剂上，且FHWPU阻燃剂的黏度随BPFL质量占比增加而增加，其涂层可使棉织物表面形成致密FHWPU层，并改善织物力学性能与阻燃性能，且织物力学性能与阻燃性能增幅随BPFL质量占比而减缓。当BPFL质量占比为2.5 %左右时，涂层织物已达难燃级别。分析认为：利用BPFL与BPOD合成的FHPLC接枝WPU制成FHWPU对棉织物阻燃涂层具有可行性。

机械与模具

同向平行双螺杆挤压造粒机组能耗分布研究

毕超, 赵冲, 王斌元

2025, 39 (2): 86-90; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.016

摘要 ( 66 ) PDF (938 KB)( 19 ) HTML ( 4 )

系统性地探究了挤出造粒机组在预热阶段与正常挤出阶段的能耗分布情况。结果表明，在预热环节，机筒设定温度是主导机组能耗的关键因素。在挤出环节，机筒设定温度、喂料速率和螺杆转速对挤压造粒机组的能耗分布均有较为显著的影响。为全面评估不同转速对机组能耗的影响，细分了固定喂料速率下的小范围转速调整，固定主电机工作电流下的大范围转速调整2种工况。

微波炉内盖新型叠层注塑模具设计

李国林

2025, 39 (2): 91-93; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.017

摘要 ( 65 ) PDF (2270 KB)( 24 ) HTML ( 2 )

根据微波炉内盖结构特点设计了新型叠层注塑模具。模具采用全新产品布局和热流道冷流道交互浇注方式及新型斜顶结构，较传统叠层模具成本降低40 %，注塑机吨位降低45 %。模具通过采用极简动作控制拉钩机构代替常规叠层模齿轮齿条动作控制机构，成型周期缩短了10 %。模具导向定位系统采用方型导柱和青铜导套，大大提高了模具的精度和寿命。

同步密封壳内外壁圆环凹槽复合脱模机构注塑模设计

张利华

2025, 39 (2): 94-99; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.018

摘要 ( 46 ) PDF (3396 KB)( 17 ) HTML ( 4 )

为同步密封壳塑件的注塑成型创新设计了一副多板式一模两腔潜伏式浇口两板模，采用分区分步进行脱模来实现塑件的自动化注塑生产。具体做法为：现将内壁的整圈圆环凹槽分解成4段，其中2段使用内收滑块实施抽芯脱模，剩余2段则使用2个“瓦片”形斜顶实施侧抽芯脱模，而外壁上的半圆环凹槽则使用2个定模侧哈夫滑块实施侧抽芯脱模，塑件最终由推板推出脱模。塑件的完全脱模由模具的5个动作来实现，包括3次开模动作和2次推出动作，其中第3次开模与2次顶出为同步动作。第1次开模使内收滑块实现内壁圆环凹槽的部分脱模，紧接着使外壁的哈夫滑块完成侧抽芯脱模，第2次为塑件从型腔镶件中脱出，第3次开模动作中，同时也包含2次顶出机构的2次顶出动作。第1次顶出为内壁剩余圆环凹槽使用2次顶出机构的1次顶出板推动斜顶顶出而实现，第2次为上推板将塑件从芯部成型件上推出而实现完全脱模。

综述

聚乙烯超细纤维非织造工艺研究进展

张莉彦, 殷荣政, 谭晶, 侯钦正, 李长金, 杨涛, 杨卫民, 李好义

2025, 39 (2): 100-105; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.019

摘要 ( 83 ) PDF (1309 KB)( 27 ) HTML ( 2 )

为深入了解化工产品聚乙烯超细纤维制备现状，从纤维细度出发，对国内外聚乙烯超细纤维非织造工艺进行综述分析。梳理了凝胶纺丝、闪蒸相分离、静电纺丝、熔喷4条路线的成丝机理、细化方法及目前存在的问题，剖析了凝胶纺丝中溶胀、溶解行为及高品质凝胶液与超倍拉伸的关联；探讨了闪蒸相分离中的相态变化、超临界CO₂“绿色制造”方法；针对聚乙烯非极性、分子量大、黏度高的物性，归纳了使用溶剂、添加导电粒子的溶液电纺以及通过共混小分子极性物质、提高降解温度升温降黏、增设环境温度延长鞭动时间来细化纤维的熔体电纺；分析了工艺参数对共混熔喷后开纤剥离多组分纤维的影响。最后指出使用超临界绿色流体、无卤素环境友好型溶剂等绿色制备方式为未来热点研究方向。

高导热氮化硼高分子相变材料的研究进展

王艺晓, 方宇轩, 侯佳乐, 刘国玲, 郝旭峰, 吴新锋

2025, 39 (2): 106-111; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.020

摘要 ( 60 ) PDF (1254 KB)( 21 ) HTML ( 1 )

总结和分析了高导热氮化硼高分子相变材料（PCMs）的制备方法，包括共混法、自组装成型法、冰模板法、纺丝法和磁取向法，同时探讨了影响热导率与相变潜热的影响因素。

抗菌功能化明胶基复合材料的研究进展

周伟, 陈杰, 司志昊, 沈方琳, 罗雄方, 王文娟, 顾越, 孟心怡

2025, 39 (2): 112-117; DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.021

摘要 ( 61 ) PDF (1055 KB)( 531 ) HTML ( 1811939327 )

综述了有机材料和无机材料对明胶基复合材料的抗菌功能化改性研究进展。概述了国内外使用动、植物提取物和碳点、金属和金属化合物纳米粒子等抗菌剂对明胶基复合材料的抗菌功能化影响。总结了抗菌功能化明胶基复合材料的应用及未来发展趋势。