理论与研究

  • SiO_2/Al_2O_3/ZrO_2@C/CCs复合材料的制备及隔热性能研究

    何延彤;王佳艳;吴倩倩;李坤明;王明磊;巨安奇;

    碳/碳复合材料(C/CCs)由于其质量轻、导热系数低、耐高温等优点,被认为是隔热应用中最有前途的材料之一。采用树脂浸渍的方式,将二氧化锆、纳米二氧化硅以及氧化铝作为功能性材料引入碳纤维毡/酚醛树脂复合材料中,制得具备优良隔热性能的二氧化硅/氧化铝/二氧化锆@碳/碳复合材料(SiO_2/Al_2O_3/ZrO_2@C/CCs),该材料在500℃条件下的热导率仅为0.135 W/(m·K)。探讨不同组分比例对隔热性能的影响,并对含不同金属氧化物的碳/碳复合材料表面形貌、力学性能和隔热性能进行对比分析。结果表明:较未加纳米无机材料的碳/碳复合材料,无机材料改性的复合材料隔热性能明显提升,热稳定性得到提高。当SiO_2、Al_2O_3、ZrO_2 3种无机材料协同作用时,提升效果最为明显,更利于复合材料在高温环境中的使用。

    2024年12期 v.52;No.392 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K]
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  • N,N’-双(丙烯酰)胱胺交联聚(N-异丙基丙烯酰胺)的合成、表征及其降解性能研究

    许远航;莫婷;李明昊;李可鑫;张帅;李佳锡;石山;

    以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体、过硫酸铵(APS)为氧化剂、四甲基乙二胺(TEMED)为还原剂、含有在还原性条件下可降解的二硫键的N,N’-双(丙烯酰)胱胺(BAC)为交联剂、二甲基甲酰胺(DMF)为溶解BAC的溶剂,利用无皂乳液聚合法,通过APS与TEMED的氧化还原引发体系,成功制备BAC交联的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝胶。傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)测试显示,微凝胶中含有二硫键;透射电子显微镜(TEM)结果显示,产物微凝胶为亚微米尺寸的规整球形;动态光散射(DLS)结果显示,微凝胶具有明显的温度敏感性,体积相转变温度(VPTT)在29.1℃左右。BAC交联的PNIPAM微凝胶在还原剂二硫苏糖醇(DTT)水溶液中表现出明显的降解性能,且DTT浓度越大,微凝胶的降解速度越快,降解程度越大。

    2024年12期 v.52;No.392 8-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1621K]
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  • 新型膨胀型阻燃剂-硼酸锌复合体系对聚苯乙烯阻燃性能的影响

    陈驹;刘钦勇;李洪飞;孙军;谷晓昱;张胜;

    为了提高聚苯乙烯(PS)的阻燃性能,降低其燃烧过程中的热释放和烟雾释放,通过静电自组装法制备一种新型阻燃剂(MAP),并将MAP-聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PER)组成的新型膨胀型阻燃剂(N-IFR)与硼酸锌(ZB)复配后添至PS中。结果表明:PS-22%N-IFR/1%ZB复合材料的极限氧指数提高至28.3%,垂直燃烧测试达到UL-94 V-0等级。与纯PS相比,其峰值热释放速率、总热释放量和总烟释放量分别下降67.6%、11.8%和25.9%。ZB与N-IFR的协同阻燃作用促进了高质量炭层的形成,并有效抑制了PS基体的热释放与烟释放。

    2024年12期 v.52;No.392 13-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1765K]
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  • 可交联磷氮化合物对EVA/MH复合材料阻燃与力学性能的影响

    徐新文;阮增;尹昊琰;高尚;凌宗勇;李学良;丁运生;

    为了在提高乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)基复合材料低烟无卤阻燃性能的同时保持或提升其力学性能,研究以油胺(OA)和氨基三亚甲基膦酸(ATMP)为原料,合成含双键的磷氮化合物(OT),并通过熔融共混引入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/氢氧化镁(EVA/MH)共混复合体系。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、旋转流变仪、差示扫描量热仪(DSC)、万能试验机和极限氧指数(LOI)测试仪等对OT和EVA/MH复合材料的结构和性能进行测试与表征。结果表明:OT的引入可改善材料交联结构,并防止分子链的断裂;OT可提高MH在聚合物基体中的分散性,促进EVA的结晶,提高材料的阻燃和力学性能。当OT添加量为2份时,复合材料的拉伸强度为13.8 MPa,断裂伸长率为432%,LOI达到39.0%,材料兼具优良的阻燃及力学性能。

    2024年12期 v.52;No.392 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1634K]
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  • SiO_2粒子掺杂对超净高压交联聚乙烯绝缘材料的结晶行为及击穿性能的影响

    姜洪涛;聂立军;刘玉峰;钟昌彬;袁鸿;

    选取SiO_2粒子为纳米添加剂,以超净交联聚乙烯(XLPE)作基体,分别按质量分数1%、2%和3%的掺杂比例制得3种SiO_2/XLPE复合材料。分析材料的结晶行为,包括材料的结晶度、结晶峰初始斜率、结晶峰温差以及半峰宽,研究材料在X射线衍射测试下的微晶尺寸,探究添加SiO_2粒子后材料击穿性能的变化。结果表明,粒子的添加可以在超净XLPE基体材料内部起到异相成核作用,均化晶粒尺寸分布,但这种效果随着粒子添加量的增加而减弱。添加质量分数1%的SiO_2粒子,材料(110)与(200)晶面微晶尺寸均提升至11%以上,晶粒生长较好,能够形成稳定晶区-非晶区界面,限制电子迁移,材料击穿性能上升了39.8%。SiO_2粒子掺杂质量分数提高到2%和3%时,由于团聚效应,材料结晶行为受限,结晶度分别下降约6%和13%,这会导致基体内部形成界面弱区,并增大自由体积、电子平均自由程,材料击穿性能分别降低6.5%与14.3%。

    2024年12期 v.52;No.392 26-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1501K]
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  • 废旧纯棉织物增强聚苯硫醚复合材料的制备与性能研究

    许迪;梁凤;石振;覃蕊;陈钦贤;缪星宇;

    为了实现废旧纺织品的高价值循环利用,对废旧棉织物进行回收、涂层整理,采用热压成型技术制备棉纤维织物增强聚苯硫醚复合材料。采用十三氟辛基三乙氧基硅烷以及硅改水性聚氨酯对棉织物进行整理,通过抗拉强度对比,后者整理的棉织物增强聚苯硫醚复合材料性能更佳。制备不同热压温度、不同浓度的硅改性水性聚氨酯改性棉织物增强聚苯硫醚复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、超景深视频显微镜、扫描电镜评价硅改水性聚氨酯处理的棉织物及其复合材料的效果,对制备的复合材料进行力学性能、表面润湿性能、热稳定性和导热性能评估。结果表明:硅改水性聚氨酯的整理提高了复合材料的界面附着力。制备的复合材料的拉伸强度比原聚苯硫醚高167%,弯曲强度高160%,冲击韧性高66.8%。制备的复合材料具有良好的热稳定性和导热性,适用于中等负荷的应用,包括需要足够强度的汽车车身部件和结构部件等。

    2024年12期 v.52;No.392 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1604K]
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  • 石灰岩粉尘石粉/PVC石塑材料的制备及性能研究

    丁聪;任金明;王永明;黄家驹;范萍;钟明强;

    石灰岩粉尘石粉是砂石骨料开采时产生的固废物,对其进行高值化利用具有环境和经济的双重价值。以石灰岩粉尘石粉替代碳酸钙,制备聚氯乙烯(PVC)石塑复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)及X射线荧光光谱分析石灰岩粉尘石粉的物相组成,研究其粒径、含量及表面处理剂对PVC复合材料微观形貌及力学性能的影响。结果表明:石灰岩粉尘石粉的主要成分为碳酸钙;经硬脂酸处理后的粉尘石粉可在PVC中获得良好的分散效果及界面结合能力,进而提高石灰岩粉尘石粉/PVC复合材料的力学性能;石灰岩粉尘石粉/PVC复合材料的力学性能随粒径的增大及含量的增加而降低;在石粉用量相同的情况下,石灰岩粉尘石粉/PVC复合材料的拉伸强度和硬度较碳酸钙/PVC略高。通过小试生产制备石灰岩粉尘石粉/PVC石塑地板材料,其性能满足相应的国家标准。

    2024年12期 v.52;No.392 38-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1576K]
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  • SBS/SBR/胶粉复合改性沥青与高黏改性沥青性能对比研究

    孙吉书;郭新茹;冯德瑜;郭艳芳;

    为了开发一种排水路面所用高黏改性沥青,利用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶(SBR)、胶粉、硫黄粉复配制备一种高黏复合改性沥青(HVMA-4),将常见的3种高黏改性沥青作为对照组进行对比。通过零剪切黏度试验、动态流变试验以及弯曲流变试验分别评价HVMA-4复合改性沥青以及对照组的黏度性能、高温性能和低温性能,并用红外光谱和扫描电镜对复合改性沥青的结构和微观形貌进行分析。结果表明:HVMA-4的高温流变性能最好,在68℃时,HVMA-4较HVMA-1、HVMA-2、HVMA-3分别提升93.9%、82.1%和68.8%。HVMA-4抗车辙能力表现更为突出,低温抗裂性能以及抗永久变形能力更强。微观结果表明,3种改性剂在沥青中分布均匀并形成三维网状结构,HVAM-4的形成既有物理变化也有化学变化,沥青分子间的稳定性得到提高。

    2024年12期 v.52;No.392 44-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1728K]
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  • 硫化体系对三元乙丙橡胶耐湿热老化性能的影响

    王欣欣;何成;赵普志;游溢;阿布莱·阿达克;

    三元乙丙橡胶(EPDM)因其优异性能,被广泛用作直流输电工程阀冷系统密封材料,但受温度、水分、氧气等因素影响,仍不免发生性能劣化现象。文章研究不同硫化体系对EPDM橡胶硫化特性、力学性能和湿热老化性能的影响。结果显示:采用普通硫黄硫化(CV)、有效硫化(EV)和半有效硫化(SEV)体系的硫化效率较高;混合硫化(MV)体系具有综合最优的力学性能;湿热老化后,CV和过氧化物硫化(DV)体系的EPDM橡胶拉伸强度和断裂伸长率下降幅度较大,硬度则有所升高,EV和SEV体系由于交联结构较稳定,力学性能变化不大,MV体系的力学性能变化规律与CV体系相似,但变化幅度较小。

    2024年12期 v.52;No.392 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]
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  • 不同辛烯含量的POE对PPR结晶动力学和性能的影响

    周芷伊;邵文君;史颖;李先亮;宋立新;

    乙烯-辛烯共聚物(POE)可以增韧无规共聚聚丙烯(PPR),但是POE种类和辛烯含量对PPR增韧效果具有明显影响。文章以3种不同辛烯含量的POE与PPR共混,通过PPR/POE共混物的DSC非等温结晶动力学分析揭示PPR和POE中的乙烯链段会形成共晶结构,导致结晶温度升高。通过熔体流动速率可知,辛烯含量高的POE会增大PPR/POE共混物的结晶温度,原因可能是高辛烯含量的POE流动性强,更容易分散在PPR/POE共混物中,因此对PPR起到更好的增韧效果。力学性能测试进一步证实了加入POE会使PPR强度略有降低,其中辛烯含量低的POE对强度影响较小。因此,在实际应用中需要综合考虑PPR在领域的应用,从而选择合适的POE。

    2024年12期 v.52;No.392 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1586K]
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  • 防霉阻燃尼龙材料的制备与性能研究

    林华杰;卢光明;方奇;虞瑞雷;

    选取银离子、氧化锌、聚六甲基盐酸胍、呋喃肟铜(Ⅱ)配合物4种防霉剂,采用双螺杆挤出机制备分别含有氮系、溴系和磷系等阻燃剂的防霉阻燃尼龙复合材料,考察防霉剂种类对尼龙阻燃性能和力学性能的影响,研究不同阻燃剂种类对尼龙复合材料防霉性能影响。结果表明:防霉剂种类对尼龙复合材料的力学性能无明显影响,但对阻燃性能有负面影响。质量分数0.5%的呋喃肟铜(Ⅱ)配合物或聚六甲基盐酸胍均能够起到良好的防霉作用,相关的尼龙复合材料防霉等级为0级。添加同样比例的商业化银离子或氧化锌抗菌剂的阻燃尼龙,防霉性能仅为1级。添加相同含量的防霉剂,含溴系阻燃剂和磷系阻燃剂的尼龙复合材料防霉等级可达0级,MCA阻燃体系的尼龙复合材料防霉性能最差,防霉等级仅为3级。

    2024年12期 v.52;No.392 61-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1471K]
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加工与应用

  • 辣椒素改性涂层的制备及防污研究

    李万珍;

    高密度聚乙烯(HDPE)常用于构成海洋养殖网箱主框架结构的管道,易被海洋贝类生物附着。采用辣椒素作为刺激剂,使海洋生物无法附着在涂层表面上。通过打印机将墨水和辣椒素以设置的点阵图案打印在图纸表面上,确保点与点之间的距离小于藤壶臂展距离。利用具有疏水性特征的桐油,在图纸表面涂敷一层桐油,并逐层包裹三层图纸在HDPE表面上。在海洋环境中,随着逐渐脱落,达到了防污效果。显微镜观察发现,图案点与点之间的距离小于海洋环境中藤壶等贝类生物臂展之间的距离;红外和EDS测试证明辣椒素打印在图纸表面;接触角和防污测试说明辣椒素改性涂层对抑制海洋生物附着具有一定程度影响。

    2024年12期 v.52;No.392 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
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  • 温拌废塑/SBS复合改性沥青流变性能的研究

    徐传浩;石振武;程有坤;尹智艺;

    为研究温拌剂对废塑/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青流变性能的影响,在沥青中加入不同质量分数(1.0%、1.2%、1.4%)的BMH型温拌剂,借助傅里叶红外光谱测试(FTIR)、动态剪切流变试验(DSR)、多应力蠕变恢复试验(MSCR)以及低温弯曲梁流变试验(BBR)分析BMH对废塑/SBS复合改性沥青流变性能的影响。结果表明:BMH显著提高废塑/SBS复合改性沥青的高温抗变形能力,降低其应力敏感性。当温拌剂质量分数为1.2%时,改善效果最优,1.4%掺入质量分数的提升效果不升反降;BMH可提高废塑/SBS复合改性沥青的中温抗疲劳性能,以1.2%的掺入质量分数提升效果最为明显,其他掺入质量分数的提升效果与之相近;BMH可以改善废塑/SBS复合改性沥青低温流变性能,且当掺入质量分数为1.4%时沥青应力松弛能力最好,抗低温开裂性能最优。

    2024年12期 v.52;No.392 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1706K]
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  • 硅烷偶联剂改性超细粉煤灰增强泡沫混凝土防水和隔热性能研究

    李阳春;庞雪飞;

    研究通过硅烷偶联剂改性粉煤灰制作泡沫混凝土,探究改性粉煤灰添加量对泡沫混凝土防水和保温性能的影响。结果显示,当硅烷偶联剂改性粉煤灰的添加质量分数为1.5%时,泡沫混凝土的干密度较未添加改性粉煤灰的混凝土降低5.85%,孔隙率增加3.67%,吸水率降低23.62%,导热系数达到最低,为0.029 W/(m·K)。因此,适量添加改性粉煤灰能够有效改善泡沫混凝土的保温性能和防水性能,但泡沫混凝土的力学性能有小幅度的损失。硅烷偶联剂改性粉煤灰的添加质量分数为1.5%可以在改善保温性能的同时尽量保持泡沫混凝土的抗压强度。

    2024年12期 v.52;No.392 77-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1335K]
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  • 玄武岩纤维对FRP复合材料力学性能和耐热性能的影响

    王小庆;徐成明;

    采用改性玄武岩纤维(BF)增强环氧树脂(EP),制备性能优异的纤维增强复合材料(FRP),研究其力学性能和耐热性能。结果表明:采用硅烷偶联剂KH550改性BF增加了BF表面的粗糙度。随着改性BF添加量的增加,FRP的拉伸强度和弯曲强度先增大后减小,冲击强度先显著增大后缓慢增大。随着改性BF添加量的增加,FRP的热稳定性不断提高,改性BF添加量低于3份时,FRP的热稳定性显著提高,继续增加BF添加量,FRP的热稳定性缓慢提高。改性BF添加量为3份时,FRP的综合力学性能和耐热性能最优,此时的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别比纯EP提高56.6%、67.9%和86.1%;FRP的耐热性能增强,热分解的初始降解温度提高66℃,质量损失率降低8.8%。

    2024年12期 v.52;No.392 81-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1344K]
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助剂

  • 聚氯乙烯/锡酸锌复合材料的制备及性能研究

    何津;汪振武;罗琼林;刘伯罕;欧阳跃军;舒友;

    以两种不同粒径的锡酸锌(Zn_2SnO_4)为阻燃剂,配以钙锌稳定剂及邻苯二甲酸二辛酯,对聚氯乙烯(PVC)材料进行改性,通过熔融共混挤出法制备两种PVC/Zn_2SnO_4复合材料。采用拉伸试验仪、极限氧指数(LOI)测定仪及电压击穿试验仪对复合材料的力学性能、阻燃性能及抗电压击穿性能进行表征。结果表明:随着Zn_2SnO_4-1和Zn_2SnO_4-2添加量的增加,相应复合材料的拉伸强度及LOI呈逐渐上升趋势。随着Zn_2SnO_4-2添加量的增加,复合材料断裂伸长率呈先升后降趋势;当Zn_2SnO_4-2添加量为2份时,断裂伸长率最大。相对PVC/Zn_2SnO_4-1复合材料,PVC/Zn_2SnO_4-2复合材料的LOI、拉伸强度及抗电压击穿强度值更高。

    2024年12期 v.52;No.392 85-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1412K]
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  • 抗菌肤感涂料的制备及其在装饰膜中的应用

    郭俊杰;张宇翔;

    采用纳米银作为抗菌剂,球形二氧化硅(SiO_2)微粉和耐磨滑爽剂作为肤感助剂,优选两种聚氨酯丙烯酸酯UV树脂组合物作为黏接树脂,制备抗菌肤感涂料。用聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)膜作为基膜,将肤感涂料涂布在基膜表面,制备肤感装饰膜,研究UV树脂组合物对肤感涂层性能的影响,球形SiO_2微粉对肤感效果的影响,纳米银对大肠杆菌和葡萄球菌的抑制效果。结果表明:UV树脂组合物w_(CN8007NS)∶w_(Agisyn2423)为25∶75时,肤感涂层的铅笔硬度、耐磨次数和附着力表现出优异的性能;球形SiO_2微粉的质量分数为10%、耐磨滑爽剂质量分数为0.3%时,肤感涂层具有优异的亲肤滑爽的手感;纳米银质量分数为2%时,肤感涂层具有优异的抗菌效果。

    2024年12期 v.52;No.392 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1330K]
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工艺与控制

  • 聚丙烯塑料搅拌摩擦连接区性能分析

    陈文雅;宋娓娓;汪洪峰;

    以10 mm厚聚丙烯(PP)塑料为研究对象,采用搅拌摩擦焊技术对其进行连接,探索加工参数对PP塑料宏观形貌及力学性能的影响。结果表明:当旋转速度为600~1 000 r/mim、前进速度为70 mm/min、下压量为0.1 mm时焊接成型,表面无明显缺陷。随着旋转速度的增加,抗拉强度先显著上升,在800 r/mim时达到最高的22.05 MPa,为母材的71%,随后下降。母材拉伸试样为韧性断裂,伴有细颈产生,并伴随着局部晶粒的纤维化;而连接试样为脆性断裂。随着旋转速度的增加,平均摩擦系数先缓慢下降,然后显著下降。在旋转速度为800 r/mim时,平均摩擦系数达到最小的0.338,随后显著上升。母材及连接试样表面的磨损形式主要为塑变磨损。

    2024年12期 v.52;No.392 93-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1426K]
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  • 聚苯乙烯泡沫材料压缩力学性能和吸能特性研究

    刘韵;张安妤;闵妍茜;邓可欣;

    聚苯乙烯(EPS)泡沫材料在冲击防护领域具有良好的应用前景。为揭示EPS泡沫材料的压缩力学特性和吸能性能,开展不同密度(10、18、25 kg/m~3)的EPS泡沫材料在不同加载速率(12、24、48 mm/min)下的单轴静力压缩试验研究。结果表明:同等应变条件下,EPS泡沫材料的压缩应力随材料密度和加载速率增加而增加。材料屈服强度和弹性模量与材料密度和加载速率呈非线性正相关。吸能密度随材料密度和加载速率增加而增加,且增加速率逐渐降低;比吸能随材料密度增加而减小,随加载速率增加而增加。研究结果可以为EPS泡沫材料在抗冲击方面的应用提供依据。

    2024年12期 v.52;No.392 97-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K]
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理化测试

  • 基质匹配-气相色谱质谱法快速测定聚甲基丙烯酸甲酯塑料中6种苯并三唑类紫外线吸收剂含量

    王月;熊大伟;贺祥珂;李桂晓;尉立华;周霞;高翠玲;

    建立同时测定聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塑料中6种苯并三唑类紫外线吸收剂含量的基质匹配-外标定量的气相色谱质谱法。将样品剪碎,用甲苯-二氯甲烷(体积比1∶1)混合溶剂超声萃取,正己烷沉淀,经0.22μm有机滤膜净化过滤后,采用TG-5毛细管色谱柱,不分流进样,全扫描模式进样,气相色谱质谱仪测定,基质匹配-外标法定量。对提取溶剂、时间、基质效应等对比分析,优化质谱参数,研究基质效应变化规律。6种苯并三唑类紫外线吸收剂可以很好地分离,定量准确。在3种浓度加标水平下,回收率为85.4%~104.0%,相对标准偏差为0.7%~5.1%,相关系数在0.996 0以上,检出限为0.7~1.6 mg/kg。该方法操作简单高效,采用基质匹配-外标法定量,结果准确度更高,适用于PMMA塑料中6种紫外线吸收剂含量的准确测定。

    2024年12期 v.52;No.392 102-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1489K]
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计算机辅助技术

  • 复合材料螺栓连接结构拉伸受载数值模拟方法研究

    刘杨丽娟;高国强;王业方;

    飞机复合材料结构大量采用螺栓紧固件连接,对复合材料螺栓连接结构受载过程的数值仿真对复合材料结构的设计优化具有重要意义。为了探寻对复合材料螺栓结构受载过程进行准确模拟的方法,分别将不同的损伤判定准则和损伤变量通过ABAQUS材料属性定义子程序UMAT嵌入三维有限元模型中,对复合材料板的渐进损伤过程进行有效仿真。依据ASTM D5961标准在常温下进行拉伸试验,通过与试验结果对比发现,基于损伤机理的HASHIN准则、改进的HASHIN准则和PUCK准则可以准确预测复合材料板的损伤情况;采用相同的损伤判定准则情况下,采用突降型损伤变量预测结果与试验结果更接近,但同时模型的收敛性有所降低。

    2024年12期 v.52;No.392 108-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]
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塑机与模具

  • 无人机相机镜头盖模流分析及注塑模具设计

    张晓光;孟枭;李欣;姚姝羽;

    为缩短产品开发周期,减少试模次数,以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)材料的无人机(UAV)相机镜头盖为研究对象,基于Moldflow软件对其整个注塑过程进行模流分析,通过镜头盖的填充时间、流动前沿温度、熔接痕及气穴4个方面确定其最优浇口位置,通过冷却液温差和回路管壁温差确定优化冷却系统的可行性;通过质量、最大剪切速率、最大剪切应力3个成型窗口分析得到塑件的最优成型参数;最后通过翘曲变形分析完成参数的验证。基于仿真结果和产品的生产要求,选择符合成型要求的注塑机,并通过对锁模力、最大注射容量及注射压力的校核,证明选择的注塑机完全符合设计要求。最终依据模流分析的结果,设计一套一模两腔的三板模侧抽芯结构注塑模具。结果表明:通过Moldflow软件分析可以有效提高无人机相机镜头盖的设计效率与质量,缩短产品的生产周期,对类似产品的模具设计具有指导作用。

    2024年12期 v.52;No.392 114-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1690K]
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  • 基于多物理场仿真的盘式螺杆微注塑机动盘结构优化与实验验证

    李鹏磊;宋超洋;张响;孔小亚;娄安东;朱建晓;赵娜;

    盘式螺杆微注塑机的动盘决定其塑化性能,而动盘的结构设计往往依赖经验,缺少理论依据。文章建立动盘的多物理场耦合的有限元模型,分别对不同结构参数的动盘在相同工艺参数下进行仿真研究,以塑化性能为目标,获得优化的动盘结构,进而利用金属3D打印快速加工优化的新动盘进行实验验证。分别使用聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)和高密度聚乙烯(HDPE)进行注塑质量重复精度实验、拉伸实验、热力学性能实验,并对实验结果进行分析,验证了新动盘具有更好的塑化性能。结果表明:多物理场仿真可以为盘式螺杆微注塑机的动盘结构优化设计提供定量分析依据,金属3D打印为动盘的快速开发提供了技术手段。

    2024年12期 v.52;No.392 119-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1801K]
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  • 基于响应面代理模型及遗传算法的汽车引擎盖注塑成型工艺优化

    黄关山;朱金婷;

    通过注塑成型工艺制得汽车引擎盖,所用材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS),借助Moldflow软件对其进行模流分析,通过响应面代理模型及遗传算法研究成型过程中熔体温度、模具温度、保压压力以及保压时间对制件缺陷的影响。结果表明:各因素对翘曲变形量的影响顺序为:保压压力>熔体温度>保压时间>模具温度。当制件的保压压力为58 MPa、保压时间为20 s、模具温度为30℃、熔体温度为230℃时,制件的翘曲变形量最小,优化后制件翘曲变形量较未优化前减小0.188 6 mm,整体质量提升31.33%。通过遗传算法计算,优化后的预测值为0.40 mm,与最终的模拟值相对误差为3.2%,满足实际生产要求。

    2024年12期 v.52;No.392 125-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K]
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综述

  • 微塑料对污泥厌氧消化影响的研究进展

    包本涛;马语慧;夏子渊;孙照勇;苟敏;汤岳琴;

    厌氧消化(AD)是污泥处置的主要手段,但污泥中共存的微塑料(MPs)会影响厌氧消化性能。文章综述MPs对污泥厌氧消化的影响及机制。结果表明:MPs的性质(种类、浓度、粒径)显著影响污泥厌氧消化性能,其中大多数MPs会抑制甲烷的生成,且抑制作用会随着MPs浓度的增加或粒径的减小而加强;MPs与其他污染物的协同作用以及消化工艺(预处理、温度、底物等)会影响MPs对厌氧消化的作用效果;MPs主要通过浸出物的释放、诱导活性氧(ROS)的产生、影响关键酶活性以及改变微生物的群落结构等方式影响污泥厌氧消化的性能。未来的研究应进一步探讨多种MPs的协同影响,识别MPs影响厌氧消化的关键因子,开发MPs抑制的缓解技术。

    2024年12期 v.52;No.392 129-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1389K]
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  • 球形乙氧基镁载体制备研究进展

    高晶杰;陈紫琪;任合刚;

    乙氧基镁[Mg(OEt)_2]载体因具有制备工艺简单、粒径可调、球形度高等特点,制备的Mg(OEt)_2载体型Ziegler-Natta催化剂具有活性高、氢调敏感性好、立构规整性高和共聚能力强等优点,已成为聚烯烃催化剂研究的重要组成部分。文章综述近年来Mg(OEt)_2载体制备方法、制备机理及影响Mg(OEt)_2球形载体制备的因素,重点介绍Mg(OEt)_2制备过程的投料方式、投料比、反应温度、主要原料等因素对其形态和粒度分布的影响,并展望未来工业用Mg(OEt)_2载体在制备工艺优化和开发等方面的发展方向,以提高我国聚烯烃催化剂的竞争力。

    2024年12期 v.52;No.392 135-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K]
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  • 导电环氧树脂复合材料研究进展

    王鑫;邵伟光;陈俊;高湛;刘文言;蔡利海;

    环氧树脂介电常数低、电导率差,在材料服役过程会产生静电聚集和放电的问题。文章简要介绍导电环氧树脂复合材料,从填料共混型和导电网络结构型这两种导电组分的存在状态综述导电环氧树脂复合材料,从金属填料、碳系填料、导电聚合物填料和MXene填料几个方面总结不同类型的导电环氧树脂复合材料填料,从真空浸渍的导电结构和复合泡沫结构总结不同类型的导电网络结构,阐述不同导电环氧树脂复合材料的制备方式,并展望导电环氧树脂复合材料的挑战和发展。

    2024年12期 v.52;No.392 140-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K]
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  • 聚氯乙烯及其混合塑料热解脱氯技术研究进展

    杨子豪;陈宪科;甘志端;王永征;牛胜利;韩奎华;

    聚氯乙烯(PVC)作为使用范围最广的含卤塑料,在回收过程中存在氯代烃、二噁英等有毒气体的释放以及腐蚀设备管道等问题。热解脱氯技术不仅能够将含PVC废塑料进行脱氯无害化处理,还能够将废弃物转化成高附加值的化学品和燃料,并提升产物的产率和品质,是废塑料处理工业化前景技术之一。文章聚焦于国内外热解脱氯技术的研究进展,全面梳理不同脱氯技术(分步热解、吸附热解、催化热解、共热解和联合热解)的脱氯机理,总结各种影响热解脱氯效果的因素(添加剂的种类及作用方式、放置模式、掺混物种类等),剖析各技术的优劣和工业应用前景,为废塑料脱氯和回收利用工业化提供参考。

    2024年12期 v.52;No.392 146-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1435K]
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  • 本征型自愈合水性聚氨酯材料研究进展

    王园园;王晓昱;冯见艳;崔兴兰;陆龙;郭鸿儒;张耀民;

    水性聚氨酯因其优异的物化性能而广泛应用于生产和生活中。但在加工使用过程中,水性聚氨酯不可避免地受到摩擦损伤会产生微小裂纹,裂纹进一步扩大成为裂缝可导致性能迅速劣化,从而影响使用寿命。因此,通过功能化改性实现水性聚氨酯循环经济化利用具有重要意义。受大自然的启发,本征型自愈合材料应运而生,是材料科学发展的最新趋势,近年来备受关注。文章从可逆共价键和可逆非共价化学键方面综述本征型自愈合水性聚氨酯的研究进展,讨论基于不同动态化学键的水性聚氨酯的愈合机理和应用,阐述水性聚氨酯自愈合材料所面临的困境,指出同时具备高愈合效率、短愈合时间、可在温和条件下自主愈合和优异力学性能的自愈合水性聚氨酯材料将在不久的将来实现,并逐渐进入实际应用阶段。

    2024年12期 v.52;No.392 154-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K]
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