理论与研究

  • 聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物增强PP/UHMWPE共混物

    程佳慧;于博;孙子泉;牛慧;霍旭晨;张骞;苗壮;古金銮;

    通过核磁共振碳谱、广角X射线衍射(WAXD)原位以及拉伸实验,研究了新型增容剂材料聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物(iPP-b-PE)的结构、组成与力学性能。使用iPP-b-PE增容熔喷聚丙烯(PP40)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE),探究iPP-b-PE材料对PP40/UHMWPE共混体系力学性能的影响,固定PP40与UHMWPE质量比为8∶2,其他条件不变,iPP-b-PE添加量从1%增至9%。结果表明:iPP-b-PE材料中PE和PP的物质的量比为6∶4,其断裂伸长率为2 300%。iPP-b-PE增容剂的加入对共混体系的熔融指数影响不大,提升了共混物的断裂伸长率,使得PP与UHMWPE两相玻璃化转变温度相互靠近。iPP-b-PE增容剂可以改善PP与UHMWPE材料的相容性,提高共混物的韧性。

    2024年05期 v.52;No.385 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K]
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  • 石墨烯填充对LLDPE结构和性能的影响

    杨冰;高丽颖;周龙;迟卫瀚;王元霞;李先亮;宋立新;

    通过熔融共混法制备了马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯/石墨烯(LLDPE-g-MAH/G)纳米复合材料,探讨不同石墨烯含量对LLDPE-g-MAH/G纳米复合材料结晶行为、流变性能及力学性能的影响。结果表明:随着石墨烯含量的增加,复合材料的结晶度、长周期逐渐增加,储能模量、损耗模量和复数黏度呈现先增加而后趋于平缓的趋势,拉伸强度和断裂伸长率均随石墨烯含量的增加呈先升后降的趋势。当石墨烯含量为0.5%时,纳米复合材料的力学性能最佳,拉伸强度和断裂伸长率分别达到26.8 MPa、998%。当石墨烯含量为0.5%时,拉伸后纳米复合材料中聚乙烯晶体和石墨烯同时沿拉伸方向发生取向,使纳米复合材料中的原始晶体受损破碎,晶体尺寸减小,熔点降低。拉伸后纳米复合材料沿拉伸方向的导热系数是拉伸前的3.6倍,导热性能大幅度提升。

    2024年05期 v.52;No.385 6-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1754K]
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  • 超声波协同Fenton氧化改性木质素对HDPE基复合材料的影响

    林叶;覃廖青;梁春媚;冼学权;

    用超声波协同Fenton氧化的方法对木质素进行改性处理,并制备了高密度聚乙烯/木质素复合材料(HDPE/Lig),分析了改性前后木质素的官能团和分子量变化,并探讨了改性前后木质素含量对复合材料的力学性能、微观结构和流变性能的影响。结果表明:经超声波-Fenton氧化改性后,木质素数均分子量(Mn)从15 034 g/mol下降至6 375 g/mol,甲氧基减少,酚羟基及羧基增加。HDPE/Lig的拉伸强度、冲击强度随木质素含量增加呈现先升高后降低的趋势。改性后,木质素的最佳填充量由10%提高至20%。改性后木质素的分散性和相容性得到提高,材料的微相分离程度降低,物理强制增容效果更好。原木质素导致HDPE黏度增大,木质素经过超声波-Fenton氧化后,可以降低复合材料的黏度、储能模量和损耗模量。

    2024年05期 v.52;No.385 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1606K]
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  • 基于BP神经网络的聚丙烯/氢氧化镁复合材料阻燃性能预测模型

    曾书航;王泽艳;李智力;廖杰;李嘉霖;何东升;唐远;付艳红;

    为预测和提高聚丙烯/氢氧化镁(PP/MH)复合材料的阻燃性能,掌握不同因素对材料阻燃性能的影响强度,以MH粒径、接触角、添加量为3个输入量,以PP/MH复合材料的极限氧指数(LOI)为输出量,建立3层BP神经网络预测模型,将正交试验结果作为样本对其进行训练,用于预测复合材料的阻燃性能,设计实验对预测结果进行验证。结果表明:各因素对材料阻燃性能的影响由大到小依次为MH添加量、MH接触角和MH粒径。最佳的工艺参数:MH粒径为0.2μm、MH接触角为135°、MH添加量为40%,此条件下PP/MH复合材料的LOI高达31.5%。该BP神经网络模型能够准确预测复合材料的阻燃性能,预测值和试验值的相对误差一般小于5%。建立的阻燃性能预测模型可用于材料的性能优化,可减少实验工作量,提高工作效率。

    2024年05期 v.52;No.385 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1488K]
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  • EPDM增韧PP/HDPE共混物的组织及增韧机制

    付明宇;姜凤阳;俞慧;冀迪;惠海峰;陈明情;弓合兴;王俊勃;

    为提高聚丙烯(PP)增韧效率并研究其增韧机制,以PP/高密度聚乙烯(HDPE)共混物为基体,三元乙丙橡胶(EPDM)为增韧改性剂,通过熔融共混法制备PP/HDPE/EPDM共混物。结果表明:EPDM与HDPE形成核壳结构分散在基体中,并增强了与基体之间相互作用力。EPDM对PP的结晶具有促进作用,但对HDPE的结晶起到抑制作用,进而细化核壳结构分散相。随着EPDM含量的增加(4%~12%),PP/HDPE/EPDM共混物抗冲击强度增强,EPDM能够在增韧PP的同时延缓PP拉伸强度的快速下降。当EPDM含量为16%时,共混物的抗冲击强度达到11.18 kJ/m~2,较PP/HDPE的抗冲击强度分别提高了158%。PP/HDPE/EPDM共混物的增韧机制为EPDM壳和HDPE核结构的空穴化作用,从而提升其能量的吸收。

    2024年05期 v.52;No.385 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1703K]
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  • THEIC与DOTP复配改性粉煤灰/聚氯乙烯电缆用复合材料的制备和性能研究

    李快;栗照帅;董庭轩;李丹;郭生伟;

    聚氯乙烯(PVC)树脂具有硬而脆的性质,添加粉煤灰(FA)增加PVC复合材料的硬度,劣化加工塑性,从而限制PVC/FA复合材料的使用范围。文章复配使用环保型增塑剂对苯二甲酸二辛酯(DOTP)和三(2-羟乙基)异氰尿酸(THEIC)对PVC/FA复合材料进行增塑以改善其力学性能,考察了DOTP和THEIC复配比例对PVC/FA电缆用复合材料的热稳定性、力学性能和电学性能的影响。结果表明:DOTP和THEIC复配使用可以提高PVC/FA电缆复合材料的热稳定性和力学性能。同时加入29份DOTP和1份THEIC时,PVC/FA2复合材料的断裂伸长率为107.98%,与未添加增塑剂的复合材料相比,断裂伸长率提升了105.31%,第一阶段和第二阶段热分解温度分别提升了11.1℃和6.0℃,复合材料的加工性能得到显著提升。

    2024年05期 v.52;No.385 28-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K]
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  • 热解温度对硅橡胶复合绝缘子性能影响的研究

    康兵;许志浩;李强;雷鸣东;周威振;何俊佳;

    电力用硅橡胶复合绝缘子(SiR)在运行过程中会遇到雷击或火灾等情况,SiR在不同温度热解后发生膨胀和开裂等复杂变化而失效。然而,SiR的热解性能与这些变化的微观原因尚不明确。文章探讨了SiR在不同温度下的热降解过程,探究热解温度与SiR的结构、力学性能和表面疏水性之间的关系。通过同步热分析仪对SiR的热稳定性进行研究。结果表明:随着热解温度的升高,SiR的微观结构发生了显著变化。由于热解气体的释放以及SiR内部发生分子交联,SiR表面产生大量孔隙,硅橡胶交联度下降,拉伸性能降低。热解温度在300℃以上时,热解后SiR的力学性能明显下降,C—H键急剧减少。

    2024年05期 v.52;No.385 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1649K]
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  • HFIP为流动相的PET凝胶渗透色谱法的研究和应用

    施镇江;章宦耀;朱蕾;许佳丽;吴文华;

    聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的相对分子质量及其分布是影响其聚合与加工工艺的关键参数。基于六氟异丙醇(HFIP)可溶解绝大多数聚酯类聚合物的特点,使用HFIP作为凝胶渗透色谱仪的流动相,测试PET的相对分子质量及其分布。通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)窄标样建立校正曲线,测试PET在不同溶解温度与时间下相对分子质量及其分布,分析其相对标准偏差(RSD)。结果表明:溶解温度为20℃,溶解时间为8 h是PET的最佳溶解方案。干燥对比实验发现,HFIP溶解PET,样品无须干燥处理,溶解条件温和,可避免因干燥不充分和溶解温度过高导致PET降解。常规PET聚合工艺条件下,高真空聚合超过2 h后,PET相对分子质量增长变得缓慢,不同的聚合釜与聚合工艺会导致PET相对分子质量分布存在差异,且PET相对分子质量分布明显影响熔纺工艺的温度设置。

    2024年05期 v.52;No.385 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1458K]
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  • 低雾高清BOPET薄膜的制备及其性能研究

    胡成女;尚祖明;

    为了开发可以应用于窗膜和高亮膜等方面的光学薄膜,采用自产的A母粒、B母粒和膜级聚酯,采用挤出流延机和拉伸实验机,制备了双向拉伸聚酯(BOPET)薄膜,通过偏光显微镜、线粗糙度仪、非接触式3D表面轮廓仪、透射雾影仪、光泽度仪、摩擦系数仪和材料拉伸机,研究了BOPET薄膜的微观形貌、粗糙度、光学性能、摩擦系数和力学性能。结果表明:开口剂为球形结构,尺寸均在亚微米级,呈现单分散状态。当开口剂含量(B母粒)为0.012 5%时,薄膜表面的粗糙度R_a≤23μm、S_a≤17μm,雾度、透光率、清晰度、光泽度分别能达到0.88%、90.8%、99.6%和136 GU,静摩擦系数/动摩擦系数为0.36/0.30,抗黏结效果佳,力学性能优异。制备的BOPET薄膜是一种综合性能良好的低雾高清BOPET薄膜。

    2024年05期 v.52;No.385 43-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K]
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  • 银包铜粉/EVA电磁屏蔽塑料的制备及增韧改性研究

    黄恒辉;于天文;黄昭政;王宇源;

    采用3种不同粒径的银包铜粉(Ag@Cu)与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)进行熔融共混,分别制备不同质量分数的电磁屏蔽塑料,考察Ag@Cu的不同质量分数和粒径对EVA基电磁屏蔽塑料导电性能、屏蔽性能及力学性能的影响。分别使用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物/乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH/POE)增韧母粒和聚异丁烯(PIB)/萜烯增韧母粒对EVA基电磁屏蔽塑料进行增韧改性,获得高填充电磁屏蔽塑料。结果表明:随着Ag@Cu填充量的增加,EVA基电磁屏蔽塑料的导电性能增加,而力学性能下降,复合材料的渗滤阈值随填料粒径增加而降低,Ag@Cu填充量为80%时,屏蔽效能随填充粒径增加而增加。与POE-g-MAH/POE相比,PIB/萜烯的增韧改性效果最佳,断裂伸长率提升至187.3%,屏蔽效能在30~1 000 MHz范围内保持在70 dB以上,表现出更好的挤出加工性。

    2024年05期 v.52;No.385 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1649K]
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  • 焦磷酸哌嗪复配阻燃剂在聚丙烯中阻燃性能的研究

    陆忠海;杨晓龙;龙德晓;刘晨曦;李永翔;梅连平;李云东;

    将焦磷酸哌嗪(PPAP)分别与多种阻燃剂进行复配以制备膨胀型阻燃剂(IFR),最后与聚丙烯(PP)共混制备PP阻燃复合材料。采用垂直燃烧、极限氧指数(LOI)、锥形量热、热重分析和力学性能等测试手段对这几种复合材料进行表征。结果表明:与PP样品相比,复合材料的LOI由17.6%升至26%以上,残炭率由0.09%增加至1.98%以上,热分解T_(1%)和T_(5%)分别升高11.4℃和41.2℃以上,说明阻燃剂的加入增强了阻燃性能。同时,复合材料的热释放速率峰值、平均热释放量、总热释放量、总产烟量大幅降低,阻燃及抑烟性能明显提升,而力学性能反而降低。获得PPAP与三聚氰胺焦磷酸盐(DMPY)复配的阻燃效果最佳,其中LOI为29.2%,残炭率为2.65%,热分解T_(1%)和T_(5%)分别为286.6℃和372.7℃,且力学性能受影响最小。

    2024年05期 v.52;No.385 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1693K]
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  • Al_2O_3含量对PTFE/SiO_2复合薄膜性能的影响

    李强;金霞;王维文;冯春明;

    多层电路板存在散热性能较差的问题,限制其在高频电路中的应用。实验以Al_2O_3为填料,制备了聚四氟乙烯(PTFE)/SiO_2高导热复合薄膜材料,用于增强多层电路板的导热性能。将不同添加量的Al_2O_3加入PTFE中,采用浸渍工艺结合高温烧结制备PTFE/SiO_2复合薄膜,研究Al_2O_3含量对PTFE/SiO_2复合薄膜的微观形貌、密度、导热性能、力学性能的影响。结果表明:随着Al_2O_3含量的提高,复合薄膜的导热系数呈现上升趋势,密度和力学强度均呈现先升高后下降的趋势。当Al_2O_3含量为4%时,PTFE/SiO_2复合薄膜(样品3)的微观缺陷最少,具有最高的密度和力学强度,同时具有较为合理的导热系数和电绝缘性。样品3的密度为2.119 g/cm~3,力学强度为17.3 MPa,导热系数为0.98 W/(m·K),体积电阻率为380.9 GΩ·m。

    2024年05期 v.52;No.385 58-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K]
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  • 植酸基生物涂层改善尼龙/棉混纺材料阻燃性能的研究

    王刚;马丽;

    以植酸和L-半胱氨酸为原料,通过一锅法合成了植酸/半胱氨酸(PA/Cys)阻燃涂层,将制备的PA/Cys涂层喷涂到尼龙/棉混纺材料中,通过红外光谱法、热重分析仪、极限氧指数及垂直燃烧等测试,探究植酸基生物涂层对尼龙/棉混纺织物热稳定性、阻燃性能和抑烟性能的影响。结果表明:PA/Cys喷涂能够显著改善尼龙/棉混纺材料的热稳定性、阻燃性能和抑烟性能。当PA/Cys喷涂两次时,尼龙/棉混纺材料的残炭率约为40%,较纯尼龙/棉混纺材料的残炭率提升了1.16倍。当PA/Cys喷涂两次时,尼龙/棉混纺织物的LOI值为26.6%,损毁长度为60 mm,续燃时间和阴燃时间均为0,TSP降至0.34 m~2。

    2024年05期 v.52;No.385 62-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K]
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加工与应用

  • MS型聚丙烯热塑性弹性体化学结构的研究

    刘永超;孙长红;孙为云;晋玉霞;张磊;

    聚丙烯热塑性弹性体(PTPE)在制备过程中相态结构一直为多相体系,在聚丙烯(PP)和弹性体相容性有限的情况下,很难控制PP和弹性体之间各组分相畴的分散均匀性、大小和形态。为了使PTPE具有大小均匀的相畴、易于控制的形貌和结构、稳定力学性能,从PP与弹性体的均相体系出发,利用硫化过程中微相分离机理,研制出微相分离型PP热塑性弹性体(MS-PTPE),并用分级提取方法研究MS-PTPE的化学结构。结果表明:MS-PTPE是由未反应的PP、未反应的弹性体、带有架桥剂链的PP和(或)弹性体的接枝共聚物以及弹性体、PP大分子间通过架桥剂形成的聚合桥链联结的交联物构成。弹性体的不同配比、引发剂的不同用量、架桥剂的不同用量对MS-PTPE的化学结构都有显著的影响,并且引发剂、架桥剂用量之间有一定的协同效应。

    2024年05期 v.52;No.385 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1535K]
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  • 水溶性涂布液共聚酯的制备及性能研究

    宋平;蔡紫琼;魏志勇;

    实验以对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)、间苯二甲酸-5-磺酸钠(5-SSIPA)、乙二醇(EG)、二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料,钛酸四丁酯做催化剂,通过两步法熔融缩聚合成了一种水溶性聚酯(WSPET)。采用六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)作为反应交联剂,对双向拉伸聚酯(BOPET)薄膜进行涂布改性,制备BOPET/WSPET复合薄膜。探究了不同5-SSIPA、DMPA用量对样品的接触角、热学性能、耐水煮性、光学性能和物理性能的影响。结果表明:随着5-SSIPA用量的增加,水溶性聚酯亲水性增强,玻璃化转变温度升高,耐水煮性能降低。随着DMPA用量增大,水溶性聚酯亲水性增强,耐水煮性能增强,同时复合膜的铅笔硬度、附着力明显提高,但柔韧性降低。当5-SSIPA添加量为50%(相对于IPA物质的量),DMPA添加量为250%(相对于IPA物质的量)时,样品综合性能达到最佳。

    2024年05期 v.52;No.385 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K]
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  • 不同激振力下碳纤维复合材料叶片振动特性的研究

    党鹏飞;常健;于华涛;郑伟;杨铮鑫;

    为减小叶片在服役过程中振动导致损伤的问题,以高强度的碳纤维复合材料作为叶片基体,展开叶片的振动特性研究。基于振动分析理论,采用ANSYS Workbench软件对碳纤维复合材料叶片的振动特性进行研究。首先运用Solidworks软件建立叶片高保真模型;其次基于模态分析法得到碳纤维复合材料叶片自由振动的固有频率和各阶振型图,研究叶片的振动响应特性;其次分别在叶片叶尖处施加不同激振力,得到叶片叶尖在各个方向上的振动位移响应;再次根据得到的固有频率,绘制坎贝尔图,分析碳纤维复合材料叶片的振动特性规律。结果表明:叶片的主要振动形式为弯曲振动,随着激振力的增大,各个方向的振幅峰值对应的频率均向左发生偏移。从坎贝尔图中得出叶片在工作转速范围内有3个共振点。

    2024年05期 v.52;No.385 76-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]
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  • 钙腐蚀面积评估法测定高阻隔塑料薄膜水蒸气透过率的研究

    王锐兰;王晓东;黄翔;宋亮;王琴;

    根据金属钙膜与水蒸气间的氧化化学反应使钙膜变透明的原理,实验通过测量钙膜腐蚀面积表征透过高阻隔薄膜水蒸气质量,从而测定高阻隔塑料薄膜水蒸气透过率。以真空蒸镀钙膜为前处理手段,以定时监测钙腐蚀面积为检测手段,分析腐蚀时间、钙膜厚度和样品阻隔性对水蒸气透过率检测的影响。结果表明:在40℃和90%RH环境条件下,采用200 nm钙膜厚度,在钙腐蚀初期,标称水蒸气透过量为10~(-6)~10~(-3) g/(m~2·24 h)区间内的高阻隔和超高阻隔塑料薄膜,其钙腐蚀面积与水蒸气透过质量呈良好的线性关系,水蒸气透过率测定结果分别为1.2×10~(-3) g/(m~2·24 h)和9.3×10~(-7) g/(m~2·24 h),RSD为11.6%和16.5%。钙腐蚀法测试高阻隔和超高塑料薄膜水蒸气透过率的结果较好;该方法在电子元器件、太阳能电池和有机发光二极管中高阻隔和超高阻隔封装材料的水蒸气透过率的测定具有较高的应用前景。

    2024年05期 v.52;No.385 81-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1496K]
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  • 基于剪切蠕变回复测试的iPP/ABS共混物相容性评价

    刘晶如;朱鑫旭;

    相容性的表征是高分子共混改性的重要研究内容。常用的流变学表征方法主要基于动态频率扫描测试,而低频区的测试通常需要耗费较长的实验时间。以等规聚丙烯(iPP)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)共混物为研究对象,利用旋转流变仪的剪切蠕变回复模式评价高分子共混物的相容性,借助扫描电镜测试以进一步验证剪切蠕变回复测试得到的结论。结果表明:对于不同相形态的iPP/ABS不相容共混物,蠕变可回复柔量(J_r)显示出不同的现象。具有双连续相的共混物J_r值最大,而具有海-岛相结构的共混物的J_r值介于双连续相共混物与纯组分的J_r值之间。分别选用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)为相容剂,增容后的iPP/ABS共混物的J_r值明显小于纯组分。该测试耗时相对较短,可以替代常见的表征方法来快速评价高分子共混物的相容性。

    2024年05期 v.52;No.385 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1586K]
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  • 石墨烯微纳片复合密封垫铺叠热压成型工艺及性能

    杨楠;万泉;黄元;谭静;吴海华;

    密封材料在机械电力、石油化工领域具有广泛的应用,是防止发生泄漏和维护设备正常运行的重要基础元件。石墨烯微纳片因其具有良好的导热性、耐腐蚀性和力学性能,成为关键密封材料之一。实验以石墨烯微纳片为主要填料,以酚醛树脂(PF)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为黏结剂,结合流延成型和堆叠热压成型技术,分别研究了石墨烯微纳片的含量、黏结剂比例和热压成型压力对复合密封垫的抗拉强度、压缩率和回弹率的影响,探索了石墨烯微纳片复合密封垫的铺叠热压成型工艺。结果表明:当石墨烯微纳片含量为55%、PF/PVB质量比为8∶15、成型压力为15 MPa、成型温度为120℃、保温时间为30 min时,石墨烯微纳片复合密封垫具有最佳的成型工艺性和性能,可制备满足质量要求的石墨烯微纳片复合密封垫。

    2024年05期 v.52;No.385 90-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1559K]
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  • 碳纤维增强高密度聚乙烯复合材料的力学性能和耐久性能研究

    杨静;李欣;

    采用碳纤维(CF)与高密度聚乙烯(HDPE)制备了HDPE/CF复合材料,并研究CF掺量对复合材料力学性能和耐久性能的影响。结果表明:随着CF掺量的增加,复合材料的力学性能和耐久性能均得到增强。当CF掺量为12%时,复合材料的拉伸强度比纯HDPE提高145.9%,弯曲强度比纯HDPE提高220.4%,冲击强度比纯HDPE降低5.9%。当CF掺量为12%时,复合材料的维卡软化温度(VST)最高,比纯HDPE提高19℃。掺入12%的CF,能保证复合材料有较高力学性能和最佳的耐久性能。

    2024年05期 v.52;No.385 95-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1386K]
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  • 聚丙烯纤维对高强混凝土流变性能和力学性能的影响

    苏小陆;李威威;

    向混凝土中加入聚丙烯纤维(PPF),研究了PPF对混凝土流变性和力学性能的影响。结果表明:随着PPF掺量不断增加,混凝土拌合物的流动性变差。与未加PPF相比,掺入PPF的混凝土在养护7 d和28 d后的抗压强度、劈裂抗拉强度和拉压比均增大。当PPF掺量不超过0.9 kg/m~3时,混凝土流变性满足设计要求。PPF掺入量为0.9 kg/m~3,混凝土在养护7 d和28 d后的抗压强度、劈裂抗拉强度和拉压比达到最大值。

    2024年05期 v.52;No.385 98-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1439K]
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  • 石墨烯制备阻燃型聚苯乙烯保温材料力学性能和热学性能的研究

    鲍大顺;

    以石墨烯(GN)改性聚苯乙烯(PS),制备了阻燃型PS/GN保温材料,并研究其力学性能、热学性能等。研究表明:KH-550成功接枝到了GN表面。随着GN掺量的增加,PS/GN保温材料的力学性能、耐热性能逐渐提高,导热系数逐渐降低。GN掺量未超过0.3%时,PS/GN保温材料的力学性能、耐热性能增长显著,导热系数增长不大。GN的最佳掺量为0.3%,此时PS/GN保温材料的压缩强度提高37.2%,起始降解温度提高29℃,残炭率提高0.7%,导热系数为0.037 1 W/(m·K)。

    2024年05期 v.52;No.385 101-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1413K]
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  • 保温型聚氨酯/氢氧化镁复合材料力学性能和燃烧行为的研究

    陈海霞;洪学娣;

    用钛酸酯偶联剂对氢氧化镁(MH)进行改性,并制备聚氨酯/氢氧化镁(PU/MH)复合材料,研究了复合材料的力学性能和燃烧行为。结果表明:随着MH掺量增加,复合材料的压缩强度逐渐增大,复合材料的抗拉强度和弯曲变形逐渐降低。随着MH掺量增加,复合材料的点燃时间(TTI)和质量残余率(MLR)逐渐增大,总热释放量(THR)、总烟释放量(TSR)、CO生成量和CO_2生成量逐渐降低,复合材料的燃烧等级从V-2提高到V-0。MH掺量为30%时,复合材料的力学性能和阻燃性能均较好。4#复合材料的抗压强度比纯PU提高45.0%,抗拉强度和弯曲变形分别降低10.0%和5.3%,燃烧等级从V-2提高到V-0,CO和CO_2总生成量分别降低50.0%和22.2%。

    2024年05期 v.52;No.385 104-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K]
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生物与降解材料

  • PGA熔融改性PBAT共混物的制备与性能

    罗开举;丁枫;

    为了探究聚乙醇酸(PGA)取代聚乳酸(PLA)在聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)改性中的应用潜力,将PGA(质量分数0~25%)与PBAT进行双螺杆熔融共混,并分析共混物热学性能、力学性能、结晶性能、阻隔性能的变化规律。结果表明:PGA在共混体系中起成核剂和增强剂的作用,可以提高结晶温度、拉伸强度和弹性模量,降低结晶焓和热分解温度。PGA含量增加至25%,共混体系的维卡软化点达到89.4℃,热变形温度为41.6℃。共混体系的水蒸气/氧气的阻隔性能随着PGA含量的增加呈现出先降低后增加的趋势。然而,PGA含量增加至25%时,共混体系的断裂伸长率下降至221%。基于实验结论及相关文献资料,对比了25%PGA和25%PLA改性PBAT的性能。结果表明:25%PGA改性PBAT的力学性能和阻隔性能明显优于25%PLA改性的PBAT,M-25在0~90 d的工业堆肥降解率快于N-25,两者均符合工业堆肥降解标准。

    2024年05期 v.52;No.385 107-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1371K]
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  • 表面活性剂对PBAT/淀粉复合材料性能影响

    徐淳;刘俊红;牟含;黄勇;

    实验制备了聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)/淀粉复合材料,比较了几种表面活性剂对复合材料力学性能的影响,选择最佳表面活性剂并研究其用量对复合材料性能的影响。分析了PBAT/淀粉复合材料力学性能、熔体流动性能、亲水性能、热学性能。采用红外光谱仪、偏光显微镜对复合材料的分子结构与微观组织形貌进行表征。结果表明:表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对淀粉的改性效果更好。当SDBS用量为15 g时,复合材料的拉伸强度为10.15 MPa,断裂伸长率达到639.49%。随着SDBS用量的增加,复合材料的熔体流动速率先减小后趋于平缓,亲水性能增加,结晶温度升高,但对熔融温度影响不明显。偏光显微镜显示晶体细化、尺寸变小。3 340 cm~(-1)的红外响应峰强度呈上升趋势。

    2024年05期 v.52;No.385 112-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1609K]
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  • TPS-PBAT复合材料的制备及表征

    姜林旭;王晓广;夏发明;方可;苏小雅;

    以钠基蒙脱土为填充物制备Na-GMMT/TPS粒料(简称TPS),将TPS按不同比例与PBAT共混,通过双螺杆挤出机制备TPS-PBAT复合材料。通过万能材料试验机、X射线衍射系统(XRD)、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM),对TPS-PBAT复合材料的结构和性能进行表征。结果表明:以TPS为基体时,复合材料可以在保持良好断裂伸长率的前提下,大幅提升拉伸强度。TPS-PBAT-4复合材料的断裂伸长率为233.3%,拉伸强度为18.9 MPa。随着TPS含量的提升,复合材料的衍射峰逐渐平缓,说明TPS的添加降低了复合材料的结晶度。TPS的加入,提升了玉米淀粉和PBAT的热稳定性。以PBAT为基体时,TPS与PBAT的相容性较差。以TPS为基体时,TPS与PBAT之间没有明显的界限,表现出较好的相容性。

    2024年05期 v.52;No.385 117-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1516K]
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  • 蒙脱土/聚氨酯纳米复合材料降解的研究

    李洪涛;韦佳怡;顾晓华;刘家宝;

    为达到节能环保,保护环境,实现对固废聚氨酯的研究与利用的目的。利用一缩二丙二醇(PG)和聚乙二醇(PEG)作为双组分二醇的醇解剂,碱金属氢氧化钠作为金属催化剂,蒙脱土(MMT)作为改性剂,利用降解产物重新制备出性能优异的蒙脱土/聚氨酯纳米复合材料,重新制备纳米泡沫材料。并对降解产物和纳米泡沫材料进行一系列测试和分析。结果表明:在m(PG)∶m(PEG)=40∶60,氢氧化钠为1.0 g,蒙脱土加入量为0.3 g时,聚氨酯纳米材料达到最好的降解效果,新制备的纳米泡沫材料的表观密度为0.05 g/cm~3,抗压强度为0.41 MPa,此时的纳米泡沫材料导热系数更小,保冷性能更好,达到国家标准的要求。

    2024年05期 v.52;No.385 121-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1525K]
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塑机与模具

  • 高压配电盒注塑成型优化分析

    孙文革;程莉;雷皓;王峰;

    高压配电盒设计开发中,安装面的平面度直接影响安装精度、抗疲劳性能以及密封性能。针对某高压配电盒在初始工艺下安装面平面度不合格的问题,采用计算机辅助工程技术对其注塑成型过程进行模拟,并设计正交试验探究平面度的工艺优化方案。结果表明:保压时间对平面度的影响程度为极显著,料筒温度和模具表面温度对平面度的影响程度为显著,注射时间对平面度的影响程度为不显著。最优工艺参数组合为A_2B_3C_1D_3。优化工艺模拟验证结果显示:平面度由初始工艺的2.756 9 mm下降为1.532 9 mm,优化率达到44.4%,满足设计要求。充填过程、缩痕、熔接线及注射压力结果也均满足要求。采用优化工艺进行试模,样品外观及平面度合格,验证了此优化工艺的可行性。

    2024年05期 v.52;No.385 126-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1650K]
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工艺与控制

  • 选区激光烧结工艺打印精度控制方法

    刘利剑;朱守宵;张永康;马少波;吴树轩;魏斌;

    选区激光烧结工艺成型不受制件形状限制,能够成型复杂结构的零件,广泛应用于快速原型制造和新产品设计开发,而探究其成型尺寸精度尤为重要。针对薄壁壳体零件打印尺寸精度低、形状精度不高的问题,提出了基于零件特征的预处理和预补偿提高打印精度的方法。以聚苯乙烯为原料,仿真与实验相结合,采用添加支撑和偏置余量的方法对容易翘曲变形的特征尺寸进行修正以补偿变形,同时调节激光参数改善打印过程中的聚热。对打印结果进行验证,结果表明:相同工艺条件下,零件几何特征的改变直接影响零件的尺寸精度,对零件特征进行添加支撑设置和预变形补偿后,打印件与三维数模比对检测效果良好,实际误差基本能控制在0.3 mm以内。

    2024年05期 v.52;No.385 130-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1714K]
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  • 基于计算机仿真技术的网络安全控制器平面度优化

    段金凯;杨利润;刘若星;

    采用计算机仿真技术对某网络安全控制器的注塑成型进行模拟,并对平面度进行优化分析。对比分析中心进胶、长边进胶和短边进胶3种进胶方案的注塑成型结果,确定最优进胶方案为短边进胶。以工艺参数为自变量,平面度为目标变量设计正交试验并进行数据分析。结果表明:保压时间对平面度的影响为极显著,熔体温度与模腔温度对平面度的影响为显著,注射时间对平面度的影响为不显著。最优工艺参数组合为A_3B_1C_3D_1。通过工艺优化,平面度降至1.070 7 mm,相比初始工艺下降28.2%,实际试模结果为合格,验证了此优化工艺的可行性。

    2024年05期 v.52;No.385 134-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
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  • 高温双马来酰亚胺树脂基复合材料发动机舱口盖制造技术研究

    任建楠;李洋;梁禄忠;范欣愉;闫忠伟;苑成策;姚雷;

    发动机舱口盖既要考虑结构强度、刚度和稳定性,又要满足服役温度及减重需求,因此选用高温双马来酰亚胺树脂基复合材料制造发动机舱口盖。使用高温固化双马来酰亚胺高强碳纤维预浸料CCF800H/QY260E,采用共固化及二次胶接工艺制备大曲率复杂加筋结构口盖制件,可于230℃高温环境下长期服役。研究了高温树脂基复合材料制件成型工艺方法、闭合环形加强边铺叠方法及高效快捷低成本的长桁、加强边定位方式。完成了高温树脂基复合材料制件工艺辅助材料、工装结构及材质、热压罐设备及配件的优化选择,成功制备出耐高温的大曲率加筋复杂结构口盖制件。

    2024年05期 v.52;No.385 139-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K]
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综述

  • 聚丙烯基原位微纤复合材料研究进展

    孙静;李剑;黄安荣;李娟;罗珊珊;石敏;梁兆华;

    聚丙烯(PP)作为三大通用塑料之一,已被广泛应用于医疗、汽车、包装等领域。文章综述了近年来原位微纤技术在PP发泡材料、导电材料及增强增韧PP方面的研究进展。结果表明:通过在PP中原位形成微纤,可以提高PP的熔体强度,减少PP在发泡过程中泡孔合并,从而减小泡孔尺寸并提高泡孔密度,有效改善了PP的发泡性能;通过形成导电微纤网络结构可以有效的降低材料的逾渗阈值;原位形成的微纤可以显著提高PP的结晶能力,部分聚合物微纤还能诱导PP形成串晶结构,实现PP的增强增韧。同时,在相容剂的协同作用下,聚合物微纤对PP的增强及增韧效果更加明显。

    2024年05期 v.52;No.385 145-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1604K]
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  • 壳聚糖及其在可降解地膜中的应用

    范金石;周业杰;邱凌希;石泽远;

    壳聚糖作为一种在自然界储量丰富的天然高分子成膜材料,具有抗菌、促进作物生长、保温保湿、可降解等功能性质,符合环境友好的可降解地膜的性能要求。文章概述了壳聚糖的基本结构、主要理化性质,从促进作物生长、缓解土壤板结、诱导植物抗性等角度阐述了壳聚糖在地膜中的主要作用机理,讨论了常见的壳聚糖基地膜及需要改进的方向,并分析了壳聚糖作为可降解地膜材料所存在的问题及发展趋势。

    2024年05期 v.52;No.385 151-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1402K]
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  • 聚乳酸的制备、改性及应用进展研究

    刘丰颉;李伟;彭新洋;郭政博;

    聚乳酸(PLA)是一种新型生物可降解材料,降解产物无污染,满足可持续发展的要求。PLA因优良的生物相容性及耐热等性能可以代替塑料,广泛应用于生产生活中。文章综述了3种不同的PLA合成途径并对比了其优缺点,阐述了目前对PLA的改性多集中于力学性能和阻燃性能方面,综述了国内外学者对PLA改性的方法,总结了改性PLA在食品包装、纺织品、医疗用品和大棚地膜的应用途径,归纳了PLA未来发展趋势,以期为今后PLA技术的发展提供参考。

    2024年05期 v.52;No.385 156-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K]
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