理论与研究

• 白云石替代传统大理石型碳酸钙填充制备HDPE复合材料的可行性研究

  廖晶晶;刘婉玉;刘忠林;黎演明;

  对白云石和大理石的成分、表面和粒径进行测定，并对两种粉体填充高密度聚乙烯（HDPE）复合材料的力学性能进行比较，研究白云石替代传统大理石型碳酸钙制备复合材料的可行性。结果表明：在相同粉碎条件下，得到的白云石粉体较大理石粉体具有更小的颗粒度和更窄的颗粒度分布，颗粒形态更加规整；白云石/HDPE复合材料的冲击强度（18.12 k J/m~2）高于大理石/HDPF复合材料的冲击强度（8.60 k J/m~2）。通过傅里叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、万能力学试验机进一步考察不同改性剂对白云石的改性效果以及改性白云石/HDPE复合材料力学性能的影响。结果表明：采用硬脂酸-偶联剂协同改性处理，白云石与HDPE基体的相容性得到改善，复合材料的冲击强度、弯曲强度和拉伸强度相比未改性白云石复合材料分别提高71.08%、7.40%和6.43%。

  2024年11期 v.52;No.391 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1593K]
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• 聚酯光热转换纤维的制备及性能研究

  张文宇;朱福和;李沐芳;赵青华;梅涛;王栋;陈佳慧;

  采用熔融共混挤出技术将高效率光热转化粉末材料铯钨青铜纳米颗粒（Cs_xWO_3 NPs）均匀分散到聚酯切片中，制备光热转换聚酯母粒。将光热转换聚酯母粒与常规聚酯切片按一定比例进行共混，然后进行熔融和纺丝，制备得到0.5%Cs_xWO_3易染色的高效光热转换聚酯纤维，分析该纤维的微观形貌、热稳定性、力学性能和发热性能。结果表明：Cs_xWO_3 NPs的添加对纤维的热稳定性未产生明显影响，对纤维的力学性能有一定的提升；在1 k W/m~2太阳光照强度照射下，光热转换聚酯纤维最高温度可达104.6℃，相比常规聚酯纤维提升约58.0℃。

  2024年11期 v.52;No.391 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1602K]
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• 聚对苯二甲酸丁二醇酯共混改性聚丙烯的耐热性能研究

  方丽华;李非凡;董茹欣;陈榛榛;孙子瑞;黄世俊;苏志忠;

  为提升聚丙烯（PP）的耐热温度，拓宽PP材料的应用范围，选择马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）作为聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）与PP共混体系的相容剂，并与马来酸酐接枝聚丙烯共聚物（PP-g-MAH）的作用对比，制备PP/PBT共混物。差示扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）分析和力学性能测试结果表明，SEBS-g-MAH有效提升了PP与PBT的相容性，制备的PP/PBT/SEBS-g-MAH(80/20/15)共混物与纯PP相比，热变形温度提升15℃，缺口冲击强度提升50%左右。SEBS-g-MAH与PBT的端羧基反应，改变了PBT的分子结构对称性，使PBT的结晶能力下降，同时在PP与PBT之间起到反应增容作用，提升了共混物的综合性能。

  2024年11期 v.52;No.391 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1496K]
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• 水润滑条件下填充氟化石墨对超高分子量聚乙烯复合材料的减摩耐磨性能研究

  杨飞;韦志强;黄国栋;曹澍;

  利用球磨混合和热压成型方法制备高性能的超高分子量聚乙烯/氟化石墨（PE-UHMW/GrF）复合材料。通过接触角测量设备、拉伸试验机和摩擦磨损试验机分别研究复合材料的湿润性、力学性能和水润滑环境下的摩擦学性能。结果表明：添加氟化石墨（GrF）能够显著降低复合材料的亲水性能。添加少量的GrF能够显著提升复合材料的力学性能。当GrF的质量分数达到1.0%时，复合材料的弹性模量、屈服强度和断裂强度比PE-UHMW分别增加39.13%、15.19%和6.60%。在水润滑环境中，GrF在超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）基体中起到减小摩擦系数和磨损率的作用。当GrF的质量分数为0.5%时，复合材料的摩擦系数降到最低值0.023 3。GrF提高了PE-UHMW复合材料的抗磨损性能，其磨损机理主要为疲劳磨损。随着GrF添加量的增加，复合材料的抗疲劳磨损的性能逐渐增强。

  2024年11期 v.52;No.391 19-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K]
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• 高强紫外辐照对改性聚乙烯性能的影响

  江猛;孙小杰;孙苗苗;李亚飞;朱鹤翔;

  利用紫外辐照强度为500 W/m~2的紫外老化试验箱对添加不同含量复配光稳定剂的改性高密度聚乙烯（HDPE）复合材料进行大剂量紫外老化测试。通过傅里叶红外光谱（FTIR）测试发现，羰基指数与HDPE老化程度存在正相关，复配光稳定剂的添加显著降低HDPE的老化速度。通过旋转流变分析改性HDPE的分子量，发现随着复配光稳定剂添加量的增大，HDPE在老化初期的交联反应速度被抑制得越多。结合上述分析与力学测试结果发现，当改性HDPE材料需要承受200 k Wh/m~2的紫外辐照总量时，每100份基料中只需添加1.2份复配光稳定剂，改性HDPE材料就可以维持良好的性能，其断裂伸长率、拉伸强度和缺口冲击强度的保持率分别为57.7%、63.8%和105.0%。

  2024年11期 v.52;No.391 24-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
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• 热重分析法研究硅橡胶复合绝缘子热解动力学

  李子由;雷鸣东;李强;干强;赵银山;陈健哲;

  通过热重分析（TGA）研究硅橡胶绝缘子（Si R）在氮气（N_2）和空气环境中的热解动力学。将3种不同的等转化模型Flynn-Wall-Ozawa(FWO）、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS）和Friedman(FR）方法应用于TGA结果分析，以计算活化能和指数前因子。在N_2气氛下采用FWO、KAS和FR方法计算的平均活化能分别为421.46、431.60、433.98 k J/mol，指数前因子范围为10~9～10~(16)，热解与表面积无关。在空气气氛下采用FWO、KAS和FR方法计算的平均活化能分别为127.21、120.93、123.38 k J/mol，指前因子范围为10~8～10~9，热解受表面积控制。在N_2气氛下，反应的热力学性质，如焓变（ΔH）、吉布斯自由能（ΔG）和熵变（ΔS）远高于空气气氛，证实了N_2气氛下反应的复杂性。研究结果有助于加深对Si R燃烧机理的理解，并为其作为一种更有效的耐高温材料的可行性研究提供参考。

  2024年11期 v.52;No.391 30-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1702K]
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• PLA/ABS增容改性研究

  陈婷;曹长林;汪扬涛;张青海;王小君;卢鑫;

  利用4种不同的典型的相容剂和过氧化二异丙苯（DCP）对聚乳酸/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物共混体系（PLA/ABS）进行增容改性。通过力学性能测试、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热分析仪（DSC）等对共混体系的相容性及结晶性能进行表征及测试。结果表明：加入相容剂可以使共混体系形成分散更好的“海-岛”相结构，拉伸强度和冲击强度最大分别提高18.23%和21.98%，但是结晶能力下降；加入相容剂和DCP后，共混体系的相结构转为“海-岛”和“海-海”相并存，拉伸强度和冲击强度最大分别提高47.99%和86.64%。相容剂和DCP对该共混体系起到协同增容的效果，提高体系结晶能力。

  2024年11期 v.52;No.391 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1516K]
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• 磷系阻燃剂包覆技术及对PP树脂阻燃改性研究

  张振环;马航;万邦隆;杨晓龙;

  聚丙烯（PP）的易燃性使其对环境和安全造成影响，开发环保且高效的无卤阻燃剂十分必要。Ⅱ型聚磷酸铵（APP）热稳定性差，因此需要对其进行改性研究。在不同温度下通过混合包覆制备新型磷系阻燃剂，评估其对PP材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明：由Ⅱ型聚磷酸铵、三聚氰胺与硅烷偶联剂KH560按照质量比3∶1∶0.01在200℃高混机混合60 min制备的阻燃剂，力学和阻燃性能最佳且稳定。该类材料的最大热释放率（MARHE）降低至249.96 k W/m~2，热释放速率（HRR）降低至85.75 k W/m~2，质量损失速率（MLR）降低至1.78 g/（s·m~2），总热释放热量（THR）降低至68.04 MJ/m~2，总产烟量（TSP）降低至9.07 m~2，引燃时间（TTI）延长至33 s。该类阻燃剂高效且环保，改性后PP材料满足阻燃行业标准要求。

  2024年11期 v.52;No.391 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1474K]
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• 聚酯解聚制备对苯二甲酸二甲酯

  安天志;许嫦颖;李良;

  研究旨在利用新型自制催化剂替代传统催化剂，提高对苯二甲酸的降解率和对苯二甲酸二甲酯的收率，从而改进聚对苯二甲酸乙二酯（PET）的回收工艺。采用控制变量法，固定PET用量为2.5 g，控制甲醇的添加量为PET的3倍，自制催化剂的添加量为PET添加量的0.2%[n（自制催化剂）∶n(PET瓶片)∶n（甲醇）为1∶12∶39]，在水热反应釜中，将温度控制在180℃，反应时间为60 min。结果表明：在所设定的条件下，PET的降解率达到89.99%，对苯二甲酸二甲酯的收率达到92%。与传统催化剂相比，新型自制催化剂提高产率的效果较好。采用新型自制催化剂可以显著提高PET的降解率和对苯二甲酸二甲酯的收率，为PET的再生利用提供一种有效的方法。新型催化剂在PET再生利用过程中的应用前景广泛。

  2024年11期 v.52;No.391 48-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K]
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• PBAT/滑石粉复合材料的非等温结晶动力学研究

  熊煦;郭世成;陈晓松;马立波;李珊珊;蒋晓威;

  利用差示扫描量热法结合Avrami方程研究聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯（PBAT）和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯/滑石粉复合材料（PBAT/talc）的非等温结晶动力学，根据Avrami方程的Jeziorny法和莫志深法对数据进行处理，并利用Kissinger法计算PBAT及其复合材料的非等温结晶活化能。结果表明：适量的滑石粉在PBAT基体中可起到异相成核作用，提高了PBAT的结晶温度和结晶速率，使晶粒尺寸减小；当talc质量分数为20%时，复合材料的结晶速率最快，非等温结晶活化能绝对值最大；但当talc含量过多时，复合材料熔体黏度明显增大，PBAT分子链运动受阻，进行规整有序排列的速度减小，导致结晶速率和非等温结晶活化能绝对值下降。

  2024年11期 v.52;No.391 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K]
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• 有机硅改性聚磷酸铵制备聚氨酯复合材料及其力学性能和阻燃性能研究

  刘宏霞;李军星;

  为得到兼备良好阻燃性能和力学性能的热塑性聚氨酯（TPU）复合材料，采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）包覆改性聚磷酸铵（APP），以不同的添加量将其添加到TPU中，制备TPU复合材料。结果表明：PDMS包覆改性APP的加入能够显著提升TPU复合材料的阻燃性能和抑烟性能，同时促进TPU基体的降解炭化，达到保护基体和阻燃的目的，但PDMS包覆改性APP的加入对TPU复合材料的断裂伸长率造成负面影响。综合分析，建议添加质量分数15%的PDMS包覆改性APP，可在对TPU复合材料的力学性能未造成明显影响的情况下有效改善其阻燃性能。

  2024年11期 v.52;No.391 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K]
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加工与应用

• 改性聚磷酸铵增强聚乙烯电缆材料的制备及性能研究

  杨堃;张永良;李扬;

  采用离子交换法制备精氨酸表面改性聚磷酸铵的复配阻燃剂，将其掺入聚乙烯中，制备聚乙烯复合材料，研究不同复配阻燃剂掺量对聚乙烯复合材料阻燃性能、热性能及力学性能等的影响。结果表明：复配阻燃剂精氨酸-聚磷酸铵的掺入有效改善了聚乙烯复合材料的阻燃性能，提升了其结晶度和热稳定性，在提升拉伸强度和弯曲强度的同时，也有效提升了复合材料的缺口冲击强度。当复配阻燃剂质量分数为20%时，聚乙烯复合材料的阻燃性能、力学性能及热性能等均达到最优。在此掺量下，聚乙烯复合材料的极限氧指数、氧化诱导时间分别较纯聚乙烯提升了31.42%和9.33%。

  2024年11期 v.52;No.391 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K]
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• CF增强PC/ABS复合材料力学性能和热学性能研究

  庞亚男;李江华;祁会军;

  采用碳纤维（CF）制备CF增强聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（PC/ABS）复合材料，研究CF对PC/ABS复合材料的力学性能和热学性能的影响，以获得CF的最佳掺量。力学性能分析表明，随着CF质量分数的增加，CF增强PC/ABS复合材料的拉伸强度和弯曲强度不断提高，冲击强度先增大后减小。热学性能分析表明，随着CF质量分数的不断增加，CF增强PC/ABS复合材料的热变形温度不断提高，熔体流动速率（MFR）先增大后减小。CF的质量分数为15%时，CF增强PC/ABS复合材料的综合力学性能和热学性能最优，与未加CF的材料相比，拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了134.7%、133.3%和69.6%，热变形温度提高了39℃，MFR提高了27.8%。

  2024年11期 v.52;No.391 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1345K]
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• 用于公路的丙烯酸酯类聚氨酯/碳纳米管材料的制备与性能分析

  吕东滨;杨洋;李斌;

  为避免公路图标和标识线受到恶劣环境的侵蚀，延长公路图标和标识线使用寿命，研究用于公路的丙烯酸酯类聚氨酯/碳纳米管材料的制备与性能分析。采用异佛尔酮-二异氰酸酯、偶氮二异丁腈等材料制备实验用丙烯酸酯类聚氨酯，分别在其中添加质量分数为0.2%、0.4%以及0.6%酸化处理后的碳纳米管，制成3种不同碳纳米管掺量的试样，通过力学性能测试以及耐磨性测试分析每种试样的应用效果。结果表明：当碳纳米管质量分数为0.2%时，材料的力学性能及耐磨性较弱，可见添加较少的碳纳米管无法提高材料性能；当碳纳米管掺量达到0.6%时，材料基础性能明显低于碳纳米管质量分数为0.4%时的试样。在不同方法测试下，添加质量分数0.4%碳纳米管的试样可以保持优异的热稳定性，当处于高温状态时，材料的拉伸强度和撕裂强度均保持较高水平，且磨损率相对较低。因此，添加质量分数0.4%碳纳米管的丙烯酸酯类聚氨酯更适用于公路建设。

  2024年11期 v.52;No.391 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1303K]
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• 复合暖通交联聚乙烯复合材料的制备及性能分析

  赖莉琼;刘超婧;黄国祥;

  为提高交联聚乙烯（PEX）的力学性能和热稳定性，以聚乙烯为基体，以硅烷偶联剂（乙烯基三甲氧基硅烷）改性后的蒙脱土为填料，复配制备改性蒙脱土/PEX复合材料，研究不同改性蒙脱土掺量对PEX复合材料力学及热性能的影响。结果表明：掺入质量分数1.0%的改性蒙脱土有效提升了PEX复合材料的拉伸强度、弯曲强度及简支梁冲击强度，提升了PEX复合材料的热稳定性。在此掺量条件下，PEX复合材料的拉伸强度、弯曲强度及简支梁冲击强度分别为16.21 MPa、21.96 MPa和10.31 k J/m~2，电场击穿强度达到最高，为32.21 k V/mm，维卡软化温度为120.91℃。因此，适量掺入改性蒙脱土能够有效改善PEX复合材料的力学性能和热稳定性。

  2024年11期 v.52;No.391 77-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1318K]
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• 改性纳米二氧化硅对保温塑料混凝土性能的影响

  刘红艳;李志民;

  采用硅烷偶联剂KH550改性纳米二氧化硅（SiO_2），并将改性前后的SiO_2作为填料，制备二氧化硅/聚丙烯（SiO_2/PP）塑料混凝土材料，通过扫描电子显微镜观察改性前后纳米二氧化硅的微观结构，研究SiO_2的用量对塑料混凝土工作性能、导热性能及耐久性的影响。结果表明：随着填料用量的增加，样品的流动度逐渐降低，工作性能逐渐降低，材料的热导率逐步上升，热量会通过孔隙流失，使保温性降低，但仍然满足相关标准要求。当改性二氧化硅（M-SiO_2）的质量分数为3%时，塑料混凝土的抗压强度最大，为5.66 MPa，同时表现出较佳的耐久性，经过50次抗硫酸盐试验，抗压强度仅下降9.54%。因此，加入质量分数3%M-SiO_2的塑料混凝土具备较好的保温性能。

  2024年11期 v.52;No.391 81-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1348K]
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生物与降解材料

• 壬烯基琥珀酸酐酯化淀粉制备及其PLA复合材料性能研究

  于洋;史其涛;葛铁军;

  以壬烯基琥珀酸酐为酯化剂，4-二甲氨基吡啶（DMAP）为催化剂，离子液体（1-乙基-3-甲基咪唑氯盐）水溶液为溶剂制备酯化淀粉。将酯化淀粉与聚乳酸（PLA）共混制备复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量仪对酯化淀粉及其PLA复合材料的结构和性能进行测试表征。结果表明：制备酯化淀粉的较佳工艺是反应时间为2.5 h，反应温度为85℃，催化剂用量为淀粉的2%,n（离子液体）∶n（水）为1∶10,n（酯化剂）∶n[淀粉中脱水葡萄糖单元（AUG）]为1∶3。在最佳反应条件下，取代度为0.92 mmol/g。FTIR分析表明：淀粉已经被成功酯化。接触角测试表明：酯化淀粉的亲水性降低，与PLA的接触角相似。DMA结果表明：酯化改性提高了淀粉与PLA的相容性。力学性能测试结果表明，当酯化淀粉质量分数为25%时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比PLA/原淀粉复合材料分别提高4.7%、132%和26.5%。SEM表明，酯化后的淀粉表面形貌发生变化，酯化后淀粉与PLA相容性得到改善。

  2024年11期 v.52;No.391 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K]
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• 废弃棉织物微晶纤维素/聚乳酸复合薄膜的制备与性能研究

  陈超;李荣国;黄山;姜晓雪;靳晓曼;张洁瑞;杨莉;

  以废弃棉织物作为微晶纤维素（MCC）来源，将十八胺-密胺树脂（OMF）疏水化改性得到的OMF-MCC作为增强材料，制备废弃棉织物微晶纤维素/聚乳酸复合薄膜（OMF-MCC/PLA），并对改性前后的废弃棉织物MCC及OMF-MCC/PLA复合薄膜开展材料表征和力学性能测试。结果表明：废弃棉织物提取的MCC表面光滑，尺寸分布较宽；OMF成功实现了废弃棉织物MCC的疏水化改性，添加OMF-MCC的聚乳酸（PLA）复合薄膜拉伸强度较纯PLA薄膜最大提升了166.6%，断裂伸长率略有下降；OMF-MCC/PLA复合薄膜展现出良好的力学性能。

  2024年11期 v.52;No.391 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1504K]
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助剂

• β成核剂对聚丙烯性能的影响

  李永桂;李剑;李彭;高志强;陈海生;毛荣俊;黄子衡;

  利用β成核剂对聚丙烯（PP）进行改性，制成β成核质量分数为5%的PP母粒。PP母粒与PP按照不同配比注塑成PP标准样条，并对PP样条进行力学性能测试。结果表明：β成核剂对均聚PP 1100N有极大的增韧作用。当β成核剂添加质量分数为0.02%时，常温缺口冲击强度由5.0 k J/m~2增加至9.1 k J/m~2，提高了82%；在β成核剂添加质量分数为0.15%时，常温缺口冲击强度达到最大，从原来的5.0 k J/m~2增加至11.5 k J/m~2，提高了130%。低温冲击强度随着β成核剂添加量的增加而增加，从2.0 k J/m~2增加至2.6 k J/m~2，提高了30%。β成核剂的加入影响材料的拉伸性能。在β成核剂质量分数为0.05%时，拉伸强度达到最大的30.98 MPa，与未添加的空白样相比，拉伸强度提高了13.27%，断裂伸长率也由708.95%提高至1 060.00%以上。β成核剂的加入影响材料的弯曲性能，降低材料的刚性，但影响程度不大。

  2024年11期 v.52;No.391 96-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K]
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工艺与控制

• 低剂量γ辐照微交联结构对不同支链长度线性低密度聚乙烯的流变性能影响

  雷亨;毛选之;张帆;张茂江;邢哲;吴国忠;

  为了在不影响吹膜、流延、挤出等工艺的前提下提升聚乙烯（PE）制品性能，通过低剂量γ射线辐照线性低密度聚乙烯（LLDPE）实现材料的微交联，探究低吸收剂量和退火温度对3种不同支链长度LLDPE（牌号：2045G、2645G和7042）的微交联结构和流变行为的影响。结果表明：3种LLDPE的储能模量和复数黏度均随吸收剂量增加而增加，损耗因子却降低，同时退火温度对流变参数无明显影响。当吸收剂量为5 kGy时，7042、2645G和2045G的储能模量分别增加815%、580%和388%，说明LLDPE支链长度越短，其微交联程度越高。结果表明，低剂量辐照可使LLDPE发生微交联，有效提升其流变性能和熔体强度，凸显了通过低剂量辐照微交联改性聚烯烃产品的潜力。

  2024年11期 v.52;No.391 100-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1574K]
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• 不同冷却条件对PMP多孔膜结构与性能的影响

  黄林杰;尹良栋;徐睿杰;雷彩红;

  在依据热致相分离机理制备聚4-甲基-1-戊烯（PMP）多孔膜的过程中，冷却条件直接影响微观形貌、进而影响多孔膜的透气和力学性能。采用双螺杆挤出机制备聚4-甲基-1-戊烯/邻苯二甲酸二辛酯/邻苯二甲酸二丁酯（PMP/DOP/DBP）共混材料，并用乙醇有机溶剂萃取获得多孔膜，探讨热致相分离过程中介质、温度和时间对多孔膜结晶、微观形貌、力学和透气性能的影响。结果表明：在冷却介质为水、温度25℃、时间30 s条件下制备的PMP多孔膜结晶度为26.8%，孔径分布均匀，孔隙率为67.5%，拉伸强度为8.5 MPa，氧气透过率为9.1 m L/（min·cm~2），呈现出较好的综合性能。

  2024年11期 v.52;No.391 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 2050K]
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• 熔融沉积成型体心立方点阵结构的压缩性能各向异性

  李彬;顾海;张捷;姜杰;张昊;卢晔华;

  基于体心立方（BCC）点阵结构设计了1×1、1×2和2×2点阵结构，利用熔融沉积成型（FDM）技术分别制备80%、100%填充率的1×1点阵结构及100%填充率的1×2、2×2点阵结构，并分别对点阵结构进行0°、90°方向的压缩试验，研究不同填充率、不同胞元数量下的压缩性能的各向异性。结果表明：点阵结构的断裂形式为沿着成型材料的堆叠面开裂；2×2点阵结构90°压缩时的压缩强度、压缩模量、总吸能最大，分别达到0.34 MPa、7.85 MPa和4.31 J，较0°时分别提高了13.3%、11.2%和10.4%，在5%应变后的吸能特性最优；100%填充率的1×1点阵结构90°压缩时的比吸能最大，达到206.15 J/kg，较0°时提高了30.66%。对BCC点阵结构力学性能的各向异性研究，为FDM工艺成型点阵结构的工程应用提供依据。

  2024年11期 v.52;No.391 111-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K]
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理化测试

• 顶空-气相色谱-三重四极杆质谱联用法同时测定一次性使用输液器中55种溶剂的残留量

  秦瑶;余秋玲;张永梅;张云冉;龙梅;向壹;

  建立顶空-气相色谱-三重四极杆质谱联用法同时测定一次性输液器中55种溶剂的残留量的分析方法。采用顶空进样对输液器中55种溶剂的残留量进行筛查，样品经TG-624Sil MS(60 m×0.25 mm×1.4μm)色谱柱分离，以选择反应监测（SRM）模式对输液器中55种溶剂的残留量进行筛查，36 min内实现了55种溶剂的有效分离。55种目标化合物在各自浓度范围内线性关系良好，平均加标回收率为81.7%～111.7%，相对标准偏差（RSDs）为0.37%～8.66%(n=6)，检出限（LODs）为0.1～0.2μg/L。该方法简单、快捷、准确、高效，可用于一次性输液器中55种溶剂残留量的检测。

  2024年11期 v.52;No.391 117-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K]
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计算机辅助技术

• 基于Digimat RVE的玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料

  杜凌;严继康;鲁兴宇;廖俊杰;谭鸿洋;

  通过Digimat软件对玄武岩纤维增强聚丙烯（BF/PP）复合材料进行代表性体积单元（RVE）建模，研究纤维含量、纤维长径比和纤维取向对复合材料力学性能的影响。模拟结果表明，玄武岩纤维质量分数为5%、10%、20%和30%的BF/PP复合材料相较于基体材料的弹性模量分别提升16.43%、79.08%、214.03%和406.01%，玄武岩纤维长径比大于200对BF/PP复合材料的弹性模量影响较小，BF/PP复合材料的弹性模量随着玄武岩纤维取向偏离载荷方向程度的变大而降低。实验结果表明，玄武岩纤维质量分数从5%增至30%,BF/PP复合材料的弹性模量提升38%，实验结果与模拟实验的结果误差为128.7%。Digimat软件对玄武岩纤维含量对BF/PP复合材料的力学性能影响预测趋势较为精确，可为实际生产提供参考。

  2024年11期 v.52;No.391 125-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K]
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塑机与模具

• 基于Moldflow的汽车前保险杠大型精密注塑模具设计

  张留伟;符立华;洪维;吕志超;杨国峰;

  利用Moldflow软件对汽车前保险杠进行模流分析优化，结合模拟分析结果及塑件结构特点，设计8点针阀式浇注系统，实现熔体流动前沿的速度相等，达到平衡充模。为了解决产品正面筋位多导致的开模后塑件被拉伤及粘在定模型腔的难题，创新性地设计了“弯销+活动压块+复位杆”的防塑件粘定模机构；采用“大斜顶+推块+T形块+活动拉杆”机械式抽芯机构成功解决了塑件两端倒扣抽芯空间小、难脱模的问题；采用“弹块+导向杆+氮气弹簧”的抽芯机构解决了塑件定模倒扣脱模问题；通过设计“齿轮+平衡块”机构解决了大型模具装在注射机后不平衡的调整难题；采用组合式的冷却水路结构，模温均匀；设计组合脱模机构，分两次顶出，效率高，安全可靠。经生产验证，模具运行平稳，塑件尺寸能够达到精度要求。

  2024年11期 v.52;No.391 130-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1796K]
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• 基于正交试验的高性能排水管注塑成型工艺优化

  娄艳华;周建华;

  排水管作为基础设施，其成型质量直接影响居民的生活，因此对排水管的成型质量要求越来越高。以聚氯乙烯（PVC）建筑排水管为研究对象，以熔体温度、保压压力、模具温度和冷却时间4个因素为试验变量，以排水管的翘曲变形量为响应目标，建立L_9(3~4）正交试验。结果表明：熔体温度对制件的翘曲变形影响较大，当熔体温度、模具温度、保压压力以及冷却时间分别为180℃、60℃、70 MPa和10 s时，制件的翘曲变形量相对较小，为2.624 0 mm。通过Moldflow模流分析软件对优化后的工艺参数进行验证，结果达到实际生产要求。

  2024年11期 v.52;No.391 136-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1416K]
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问题探讨

• 基于深度学习的废旧塑料瓶颜色高效识别方法研究

  谢世龙;吴虎;毛文杰;初宪龙;杨先海;

  针对废旧塑料瓶在回收过程中不同颜色存在价值差异的情况，为解决颜色识别分选问题，提出一种基于深度学习的YOLOv8n改进模型废旧塑料瓶颜色高效识别方法。在颈部（neck）网络中引入加权双向特征金字塔网络（BiFPN）进行多尺度特征融合，提升模型的泛化能力；头部（head）网络的解耦头（decoupled-head）结构中两个分支均仅采用1个Conv2d模块，并在分支前端添加重参数化卷积——RepConv模块，减少计算量并提升训练精度；选用WIOU v3损失函数替换CIOU损失函数，提升模型的检测精度。通过对比实验可知，文章提出的模型优于传统目标检测模型。结果表明：文章提出的模型参数量较原模型减少了44.8%，计算量较原模型减少了34.6%，在50%交并比下的均值平均精度（mAP50）较原模型提升了2.7%，对废旧塑料瓶颜色进行识别时，每秒检测帧数（FPS）可达66，较原模型提高了40.4%，实现了对废旧塑料瓶颜色实时且准确的检测。

  2024年11期 v.52;No.391 140-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K]
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综述

• MOFs及其衍生物在阻燃环氧树脂材料中的应用研究进展

  王刚;杨旭;郭文琴;赵梓成;侯侠;刘珂;

  金属有机骨架（MOFs）作为一种新型的纳米阻燃剂，因其高比表面积、孔容和热稳定性等优点，在阻燃领域受到了广泛关注。文章综述近年来MOFs及其衍生物在阻燃环氧树脂材料中的应用研究进展，探讨MOFs及其衍生物作为阻燃剂在环氧树脂中的添加方式和效果，分析MOFs及其衍生物在阻燃环氧树脂材料中的阻燃机制，包括极限氧指数（LOI）、抑烟性能、垂直燃烧UL-94、机械性能、热稳定性和催化成炭等。最后，文章展望MOFs及其衍生物在阻燃环氧树脂材料中的未来发展方向和前景。

  2024年11期 v.52;No.391 147-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1419K]
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• 工业生产对乙交酯纯度的影响

  王法庭;白文娟;

  聚乙醇酸（PGA）的主要合成方法是利用高纯度的乙交酯进行开环聚合。由于工艺生产中间产物乙交酯的物料状态特殊，化学性质比较活泼，极易和水反应生成酸类物质，受温度影响容易发生变质反应，导致工业生产中获得高纯度的聚合级乙交酯存在诸多困难。在溶剂重结晶提纯乙交酯的过程中，酸和水是影响乙交酯纯度的主要杂质。文章着重对乙交酯合成、提纯工艺选取、溶剂重结晶提纯精制以及聚合级乙交酯储存过程中影响乙交酯纯度的因素进行分析和讨论，提出生产中减小乙交酯中酸、水含量的改进措施。文章通过对影响因素的分析来明确聚合级乙交酯生产过程中的控制指标，对PGA的生产过程具有指导意义。

  2024年11期 v.52;No.391 153-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1345K]
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• YOLOv5算法在高分子材料领域的应用

  李雨嘉;

  在现代工业中，高分子材料因其独特的物理和化学性质而被广泛应用于各个领域。目标检测技术，尤其是YOLOv5算法，因其在实时性和准确性方面的优势，已成为材料科学中的重要工具。YOLOv5，作为You Only Look Once(YOLO)系列的最新版本，通过其先进的深度学习架构，显著提高了目标检测的速度和准确性。文章综述YOLOv5在高分子材料领域的应用，包括材料缺陷检测、分类与识别、性能预测以及材料表征与分析。上述应用不仅提高了材料生产的质量和效率，还为材料研发提供了新的视角。随着技术的不断进步，YOLOv5在高分子材料领域的应用前景愈加广阔，有望进一步推动智能制造和自动化的发展。

  2024年11期 v.52;No.391 157-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1271K]
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