- 艾波;肖雄;陈彦昊;
为了解决薄壁聚丙烯（PP）材料难以实现阻燃修饰的难题，文章将二乙基次磷酸铝（ADP）、聚磷酸酯和NOR型阻燃剂（NOR116）复配后添加到PP材料中，制备出阻燃PP薄壁材料。研究了三种阻燃剂在不同比例下对PP材料阻燃性能、热稳定性能、光学性能的影响，探索其阻燃机理。结果表明：当ADP∶OL1001∶NOR116的质量比为5∶5∶1.5时，阻燃剂总添加量为11.5%时，薄壁PP(0.5 mm)材料可以达到VTM-0级，LOI达到28.5%，具有较好的热稳定性能和成炭性能。阻燃体系引入后PP材料的结晶度下降。阻燃剂总添加量为11.5%时，PP材料的表观活化能提高到105.5 k J/mol，表明阻燃体系引入后可以显著提高PP的热稳定性能，延缓材料降解。NOR116具有显著气相协效作用，ADP/OL1001/NOR116体系具有凝聚相快速成炭和气相自由基捕捉和稀释效应。
2024年03期 v.52;No.383 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1370K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刁延芳;邵会菊;张芳芳;李康;高伟;
为提高聚醚砜（PES）膜的亲水性能，以不同碱处理温度下的苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMANa）作为添加剂，通过非溶剂诱导相分离法（NIPS）制备了SMANa/PES复合膜。在此基础上，利用真空抽滤的方法制备MXene/ZnO膜，对分离膜的结构、形貌和分离性能进行测试。结果表明：SMA转变为SMANa的同时，改善了与PES的相容性。当MXene的负载量为0.18 g/m~2时，电导率高达0.73 S/cm。当ZnO的含量为15%时，水接触角由38.5°降低至22.4°。ZnO的加入不仅可以有效阻止MXene层与层之间的堆叠，而且还赋予导电分离膜优异的亲水性能。当ZnO含量为15%时，MXene/ZnO膜对刚果红染料的截留率由0 V的58.84%增加到1 V的77.07%，且渗透通量没有较大变化。
2024年03期 v.52;No.383 8-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K] [下载次数：40 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 马书鑫;王艳芝;南钰;岳献阳;张一飞;范惠玲;
为了探究Al_2O_3/聚烯烃复合材料的结构与性能，先使用硅烷偶联剂对球形Al_2O_3进行预处理，以预处理后的Al_2O_3为填料，以高密度聚乙烯（HDPE）/聚丙烯（PP）混合物（质量比5∶95）为基体，通过初混和熔融共混方法制备Al_2O_3/HDPE/PP复合材料，研究了Al_2O_3质量分数对复合材料结构与性能的影响。结果表明：填充Al_2O_3可以显著提高复合材料的导热系数，导热系数随Al_2O_3质量分数的增加而提高，当Al_2O_3质量分数为25%时，复合材料的导热系数为0.331 W/（m·K），比纯聚烯烃基体材料提高了231%。高填充量的复合材料内部Al_2O_3颗粒间隙明显变小，这将有利于构建导热通路。较低含量Al_2O_3刚性粒子的存在可以提高聚合物结晶能力。同时，添加球形Al_2O_3能够显著提高复合材料的熔体流动速率，改善其加工性能。
2024年03期 v.52;No.383 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1570K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 韩琳;赵凌锋;李龙;陈荣源;张忠厚;
经过表面处理的短切玻璃纤维（GF）能够显著提升环氧树脂（EP）的强度、抗冲击性以及耐久性，GF改性EP材料均一性优于连续纤维增强EP，在工程领域有着重要应用。文章采用醇洗、偶联剂处理、酸刻蚀等改性方法处理短切GF，制备EP复合材料，研究短切GF的表面处理方式及添加量对EP/改性短切GF复合材料的流变行为和力学性能的影响。此外合成出一种含磷、氮、溴三种阻燃元素的反应型阻燃剂，在EP/改性短切GF体系中进行阻燃应用研究。结果表明：酸刻蚀处理的短切GF表面微观形貌较为粗糙，能够大幅增加体系的初始剪切黏度，固化后复合材料的力学性能也明显优于加入醇处理和偶联剂处理的GF的复合材料，酸刻蚀处理的短切GF含量为2.0%，复合材料的拉伸强度最高，为59.75 MPa。合成的反应型阻燃剂阻燃效果显著，阻燃剂含量为10%时，复合材料的峰值热释放速率及总热释放量均较纯EP明显降低，且力学性能同时得到提升。
2024年03期 v.52;No.383 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李永桂;李剑;钟艺行;徐欢;黄智斌;陈雅琪;王革;
为了探究抗菌剂对聚碳酸酯（PC）材料的性能影响，采用双螺杆挤出造粒法将自制抗菌剂ZH001添加到PC中，制备具有高透明性抗菌效果优良的PC抗菌材料。分别测试了PC材料的熔体流动速率、简支梁缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲性能、透光率、雾度和抗菌性能，并与添加市售抗菌剂的PC材料性能进行对比。结果表明：自制抗菌剂ZH001的添加量为0.6%时，PC材料的韧性增加较多，简支梁缺口冲击强度从71.000 kJ/m~2提高到73.259 kJ/m~2；材料的断裂伸长率由75.000%提高到78.425%。该抗菌剂对PC的透明度和雾度均影响不大，添加了0.6%ZH001的材料透光率为90.2%、雾度为9.4%，该材料抗菌效果优良，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均为99.99%。
2024年03期 v.52;No.383 23-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1164K] [下载次数：26 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵巍;蒋益豪;曲美洁;宾月珍;郭艳秋;
为提高碳纳米材料在极性/非极性溶液和聚合物基体中的分散性和相容性，以乙酸乙烯酯为单体，采用自由基聚合的方法，对碳纳米管和石墨烯两种碳材料进行包覆改性。采用红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜和拉曼光谱表征了包覆碳材料的效果。经红外光谱表征，包覆后的碳纳米材料出现了乙酸乙烯酯的特征吸收峰，热重曲线中170～240℃出现明显的失重，从拉曼光谱中可以看出，改性后的碳纳米管和石墨烯的ID/IG分别从1.730和1.040降低至1.090和0.985，表明石墨化程度增加，说明了乙酸乙烯酯改性碳纳米材料成功。通过紫外光谱测试表征了包覆后碳材料的分散性和稳定性，发现包覆后的碳纳米材料具有优异的分散性和稳定性。因此，原位聚合得到的聚乙酸乙烯酯成功包覆到了碳材料表面，包覆过程没有对碳纳米材料本身结构规整性造成破坏，保证了碳纳米材料原有的性能不受影响。当乙酸乙烯酯与碳材料的质量比为1∶1和2∶1时，聚乙酸乙烯酯包覆碳纳米材料的效果较好，且改性后的碳纳米材料具有优异的分散性和稳定性。
2024年03期 v.52;No.383 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1359K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 龙洋;汪峣;姜宇;黄金保;欧建开;段文婧;田双;
为了深入了解十溴二苯乙烷（DBDPE）热解机理以及主要产物演化过程，采用密度泛函理论（DFT）方法M06-2X/6-311G(d,p）研究DBDPE热降解反应机理，设计DBDPE热解可能的反应路径，并对其反应路径进行动力学和热力学计算。结果表明：DBDPE单分子初始热解主要以脂肪族H_2C—CH_2键的断裂为主，形成大量的五溴苄基自由基；C_(aromatic)—Br键断裂产生溴自由基是竞争反应通道，溴自由基与五溴苄基自由基能进一步反应生成五溴苄基溴。初始反应产生的五溴苄基自由基和溴自由基能促进DBDPE的分解，均以抽提脂肪族H_2C—CH_2键上氢原子为主，反应能垒分别为21.9 k J/mol和38.3 k J/mol，导致五溴甲苯、五溴苯乙烯、六溴苯和溴化氢的形成。在DBDPE与氢自由基热解反应中，氢自由基的加入降低了DBDPE热解的反应能垒，其中将氢自由基加到C_(aromatic)—CH_2键的苯环碳上的反应能垒为最低（17.9 k J/mol），其热解反应的主要产物为溴化氢、溴化二苯乙烷和溴化单芳香族化合物等。
2024年03期 v.52;No.383 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吴景涛;邓云娇;王双权;邓鹏飞;
硅烷偶联剂既能提高涂料的耐水防腐性能，又能提高填料与基体树脂的相容性。采用己基三甲氧基硅烷（HTMS）对自制的悬挂链型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂（DC-WPUA）进行改性，并添加绢云母、增稠剂、消泡剂等助剂，制得水性阻尼涂料，通过改变HTMS的加入量，研究硅烷偶联剂对涂料性能的影响。通过流变测试分析得知涂料为假塑性流体，HTMS的引入可有效提高涂料的屈服值，最大屈服值达5.67 Pa，表明涂料具有优异的抗流挂性。HTMS引入增加了绢云母与基础树脂之间的相互作用，从而使涂膜的耐热性能、附着力、铅笔硬度、耐酸碱性均有所提高。样品4的有效阻尼温域最高达125.88℃（-31.21～94.67℃），其表面水接触角最大为122°，表明涂膜同时具有优良的阻尼性能、耐水性。
2024年03期 v.52;No.383 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黄逸舟;陈煌;黄明富;喻雄;王靖;杨永杰;冯学斌;
在热固性复合材料废弃物难以高值回收处理的背景下，热塑性复合材料有替代热固性复合材料的趋势，探究热塑性复合材料的热降解机理，有利于指导热塑性复材在不同工况下的使用以及后续的回收降解。利用热失重分析仪在氮气气氛下对比研究聚丙烯酸热塑性树脂（RE）和热塑性树脂玻纤复合材料（RE-FRP）在不同升温速率下的热降解行为。结果表明：RE-FRP复合材料在热降解速率达到最大时的温度比RE纯热塑性树脂高。采用Kissinger法测定的RE体系热降解活化能为196.76 k J/mol，小于RE-FRP体系的热降解活化能232.91 k J/mol。采用Flynn-Wall-Ozawa法计算活化能，RE纯树脂体系发生降解反应的表观活化能随降解度变化波动较小，降解反应机理较简单，而RE-FRP体系的表观活化能随着降解度的增加而增加，降解反应存在更复杂的机理。研究表明，与玻璃纤维复合提高了RE-FRP热塑性树脂的热稳定性。
2024年03期 v.52;No.383 44-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 毛青龙;朱鹏;赵彦丽;包任烈;
为深入了解聚氯乙烯（PVC）材料火灾时的燃烧行为，文章采用热红联用及锥形量热仪技术对其燃烧特性进行研究，用Kissinger方法和Friedman方法对热解燃烧过程的活化能进行计算。热红联用结果表明：温度区间205～405℃和369～650℃分别为材料的热解和氧化燃烧阶段，两阶段均存在显著失重及明显放热，升温速率增加会使区间向高温区移动。热解阶段的主要产物为氯化氢和氯代烃，同时还有少量烷烃，氧化燃烧阶段主要产物为CO_2，同时还有少量氯化氢、氯代烃、烷烃、芳香族化合物以及羟基化合物。锥形量热仪测试结果表明：PVC点燃后热释放速率、产烟速率以及CO和CO_2生成量均迅速增加至峰值，然后再逐步下降，且热辐射强度增加会使峰值增大，达峰时间缩短。另外，热辐射强度增加还显著缩短点燃时间，加快质量损失速率，并增加质量损失率。
2024年03期 v.52;No.383 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1520K] [下载次数：29 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 蔡安惠;宋立新;陆遥;李娟;
采用焦磷酸哌嗪（PAPP）和三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）组成膨胀型阻燃剂（IFR），引入有机硅微球（SRB）作为协效剂，用于提高高密度聚乙烯（HDPE）的阻燃性能。通过垂直燃烧（UL-94）和氧指数（LOI）及锥形量热（Cone）测试研究复合材料的阻燃性能，结果表明：引入1%的SRB后，只需添加18%的IFR就能使P-5复合材料实现UL-94 V-0等级，且最大热释放速率（pHRR）和总热释放量（THR）较纯HDPE分别下降77.6%和16.7%。SRB促进IFR成炭，改善了炭层的质量。IFR降低了HDPE的力学性能，但SRB提升了HDPE/IFR体系的拉伸模量。
2024年03期 v.52;No.383 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1410K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 夏学莲;史向阳;梁全星;梁浜雷;张延兵;刘伟;王璐斌;
为了使空心玻璃微珠（HGM）更好地增强、增韧高分子树脂，对其进行聚氨酯包覆改性，文章旨在探索物理包覆、化学包覆的条件及配方。物理法是将热塑性聚氨酯弹性体溶解在溶剂中，加入HGM制备样品。化学法是在溶剂中加入HGM、醇组分、异氰酸酯组分，在适当的条件下发生聚合反应得到样品。通过光学显微镜观察包覆效果、微球之间是否粘连。结果表明：采用物理法，聚氨酯浓度为4%包覆效果较好。采用化学法，反应温度80℃较适宜。采用红外光谱分析合成的产品为聚氨酯，结合光学显微镜观察结果，反应时间为120 min较适宜。通过热重分析和光学显微镜观察，考察了丙三醇与2,4-二异氰酸酯甲苯（TDI）用量对包覆层厚度的影响。本研究为聚氨酯包覆HGM“软包硬”核-壳结构的制备提供参考，以便其作为改性剂提高树脂的综合性能。
2024年03期 v.52;No.383 62-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李杨;肖臻;史才雯;潘小丽;王姿懿;
文章通过超临界CO_2辅助溶液浸渍法，以聚酰胺酸（PAA）和缩水甘油多面体倍半硅氧烷（POSS）改性芳纶纤维，以改性芳纶纤维制备芳纶纤维/炭黑/丁苯橡胶复合材料（AF/CB/SBR=2/50/100），测试改性芳纶纤维对复合材料加工性能的影响，并研究两种表面接枝处理剂对AF/CB/SBR复合材料性能的影响。结果表明：超临界CO_2辅助POSS、PAA改性处理后，复合材料的交联密度增加明显，延迟了橡胶的硫化过程，正硫化时间增加。两种改性均能提升改性纤维与橡胶间的界面黏结，超临界CO_2辅助POSS改性后复合材料的拉伸强度、100%定伸分别提升10.77%、19.58%，而超临界CO_2辅助PAA改性后复合材料的拉伸强度、100%定伸分别提升15.13%、25.77%。相应地，超临界CO_2辅助POSS、PAA改性后，改性芳纶纤维与丁苯橡胶界面滑脱能数值分别为5.76、6.94，分别增加17.6%和41.6%，相比较而言，经大分子PAA接枝改性后芳纶纤维对橡胶复合材料综合性能的提升较为有利。
2024年03期 v.52;No.383 67-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K] [下载次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 周典瑞;王伟翰;李天舒;张宝艳;
为进一步提升自乳化环氧树脂体系的乳液稳定性和树脂的综合性能，使用十二烷基琥珀酸酐（DDSA）与聚乙二醇单甲醚和双酚A型环氧树脂反应，制备了两亲型自乳化环氧树脂，并与使用甲基六氢苯酐（MHHPA）和邻苯二甲酸酐（PA）的体系分别进行了对比。通过乳液粒径、离心处理及表面张力测试评价了水性环氧树脂乳液的稳定性，另外对各自乳化体系树脂的固化行为、热稳定性以及与不同纤维间的界面强度进行了研究。结果表明：DDSA的引入可使乳液的表面张力下降至37.22 mN/m，有效提升了乳液稳定性；该自乳化体系树脂与碳纤维间的微脱黏强度欠佳，但其与超高分子量聚乙烯纤维间的界面强度较MHHPA和PA体系更优，具有优异的综合性能。
2024年03期 v.52;No.383 72-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1389K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李思漩;李鹏;戴鑫;李晓双;胡君航;宋昭峥;蒋庆哲;
为解决合成聚酯过程中缩聚聚合的高能耗和环酯开环聚合单体种类少的问题，使用胺基酚类铁系配合物催化环状酸酐与环氧化物共聚反应，成功合成了六种聚酯产物。采用核磁共振氢谱（~1H NMR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、接触角测量仪、热重分析（TG）、差示扫描量热（DSC）和凝胶渗透色谱（GPC）对聚酯的结构和性能进行表征。结果表明：所有聚酯均为无定型结构且具有亲水性能；聚酯起始分解温度（T_(5%)）为250～300℃，玻璃化转变温度（T_g）为55～139℃。含有刚性环己烷分子结构的聚酯T_g较高，热力学稳定性能较好。
2024年03期 v.52;No.383 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 邸麟婷;秦晨元;魏福庆;杨世元;许惠芳;
聚乙烯结构是影响聚乙烯性能的关键因素。对于高密度以及线型低密度聚乙烯，不同共聚单体以及共聚单体含量都是影响聚乙烯分子链段产生不同程度支化的重要因素，从长链支化（LCB）的形成看，随着共聚单体含量的增加，LCB的程度往往会减少。文章通过测试三种国内厂家生产的高密度聚乙烯D6095H、L6095-2、L6095-2的共聚单体含量、分子量分布、热性能、力学性能以及微观内部结构等一些基础性能测试，对不同共聚单体含量的高密度聚乙烯进行综合分析。结果表明：共聚单体含量略高的D6095H，熔体流动速率、支化度均高于L6095-1、L6095-2，结晶度低于L6095-1、L6095-2。D6095H的分子量分布大于L6095-1、L6095-2,D6095H的拉伸应力高于L6095-1、L6095-2，而L6095-1、L6095-2有更高的冲击强度。
2024年03期 v.52;No.383 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1301K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 任斌;任军;
环氧树脂/碳纤维复合材料存在脆性大、抗冲击韧性较差的问题。为改进环氧树脂/碳纤维的性能，利用石墨烯对环氧树脂/碳纤维进行改性处理。使用硅烷偶联剂KH-560对石墨烯进行表面接枝。将接枝石墨烯与水性环氧树脂进行反应，以制备环氧树脂/碳纤维/石墨烯复合材料。结果表明：石墨烯含量为5%时，碳纤维与环氧树脂之间的界面性能最好。经过KH-560接枝后，环氧树脂的弹性模量、拉伸位移、界面剪切强度均得到提升。
2024年03期 v.52;No.383 87-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1337K] [下载次数：95 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]