理论与研究

  • 生物基聚(对苯二甲酰-co-2,5-吡啶二甲酰-戊二胺)的制备与性能研究

    杜云慧;陈爽;游兴华;肖茹;

    为探究共聚单体结构对半芳香族聚酰胺性能的影响,在聚对苯二甲酰戊二胺(PA5T)分子链中引入2,5-吡啶二甲酸(PyDCA)。采用成盐-高温高压溶液聚合方法获得聚(对苯二甲酰-co-2,5-吡啶二甲酰-戊二胺)(PA5T/5Py),进一步研究2,5-吡啶二甲酰戊二胺盐(5Py盐)的摩尔分数对PA5T/5Py结构性能的影响。结果表明:5Py盐含量的增加使PA5T的玻璃化转变温度(t_g)、熔点(t_m)及初始热分解温度(t_(5%))下降,PA5T/5Py-50的t_m与t_(5%)相较PA5T的350.3℃和422.5℃分别下降9.8%和2.0%;PyDCA的引入有利于提高PA5T的溶解性能,改善PA5T的加工性能。

    2025年11期 v.53;No.403 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K]
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  • 酸性离子液体催化合成生物基共聚酯PEHF

    马恩庆;周俏;郭立颖;

    采用直接酯化熔融共缩聚法,选取绿色环保的酸性离子液体催化剂[(DA-2PS)(HSO_4)_2],通过控制乙二醇(EG)和己二醇(HDO)的比例催化2,5呋喃二甲酸(FDCA)、EG和HDO,制备生物基共聚酯PEHF,探讨共聚酯组成与结构对共聚酯热转变性能、断裂伸长率和生物降解性能的影响。结果表明:共聚单体的引入有利于提高聚酯特性黏度并降低2,5-呋喃二甲酸二甘醇酯(DEGF)链节含量;随着2,5-呋喃二甲酸1,6-己二醇酯(HF)链节的增加,玻璃化转变温度逐渐降低,其中HDO摩尔分数分别为90%和100%的PEHF-90和聚2,5呋喃二甲酸己二醇酯(PHF)展现出较好的结晶性能;HDO摩尔分数为30%的PEHF-30具有较高的断裂伸长率、弹性模量和拉伸强度,分别达到245.4%、1 075.0 MPa和48.4 MPa;HDO摩尔分数为70%的PEHF-70、PEHF-90和PHF具有生物降解性能,PEHF-90和PHF在60 d的时间内降解率约为20%。研究结果为研发可生物降解的呋喃基聚酯提供了新思路。

    2025年11期 v.53;No.403 7-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K]
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  • 改性PAM水凝胶复合g-C3N5光催化剂的制备与评价

    欧明;颜菀旻;邱园娣;卢亚玲;刘渊;马旭东;穆金城;

    文章介绍羧甲基纤维素(CMC)改性聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶复合g-C_3N_5光催化剂(PAM/CMC/g-C_3N_5)的制备,并通过一系列技术进行表征分析。结果表明:PAM/CMC/g-C_3N_5复合光催化剂降解亚甲基蓝溶液的降解率可达91.7%,表明有优异的降解效果。在循环实验中,4次循环后,PAM/CMC/g-C_3N_5对亚甲基蓝溶液的降解率仍能达到81.4%。机理实验证实,羟基自由基在光催化降解过程中起主导作用,其次是超氧自由基和空穴。PAM/CMC/g-C_3N_5作为一种高分子复合新型材料,其结合了水凝胶独特的性能与光催化剂的光催化活性,在废水处理领域具有潜在的应用前景。

    2025年11期 v.53;No.403 12-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K]
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  • 稀土转光膜组成及制备条件对其透光性能的影响

    顾欣宇;黄鑫武;温树梅;颜成虎;丛威;

    转光剂尺寸及其在转光膜中的分散性能是造成转光膜透光性能下降的重要因素。针对这一问题,文章以Eu(TTA)_3Phen为转光剂,分别考察制备条件对转光剂尺寸的影响,转光剂掺杂工艺对其在转光母料中的分散性能的影响。在此基础上,利用三层共挤出吹膜工艺制备高透光性的转光膜。结果表明:通过调控pH值、反应时间、反应温度和搅拌速率,转光剂尺寸可以达到150.36 nm,优化母料制备工艺可以大幅改善转光剂的分散性能和转光膜的透光性能,透光率可达到91.2%。研究为高透光性稀土转光膜的开发提供技术指导。

    2025年11期 v.53;No.403 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1994K]
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  • 废旧聚氨酯泡沫降解及其再生材料性能分析

    樊安宇;顾晓华;龙璨妍;孙少春;

    研究利用乙二醇和一缩二乙二醇作为双组分二醇的醇解剂,碱金属氢氧化钠(NaOH)作为金属催化剂,降解废旧绝热保冷材料聚氨酯泡沫。对降解产物的羟值、黏度以及红外谱图进行测试,同时对降解产物制备的再生聚氨酯泡沫进行热重、表观密度、压缩强度、吸水率、导热系数和扫描电子显微等分析。结果表明:当聚氨酯和醇质量比为1∶1、乙二醇和一缩二乙二醇的质量比为43∶57、NaOH添加量为1.0 g时,降解产物黏度较低,羟值较高,红外光谱特征峰与聚醚多元醇的特征峰相符。制备的再生聚氨酯泡沫微观结构好,骨架粗壮完整,泡孔直径均匀,具有较好的压缩强度和吸水率,其保冷性能优异,达到国家标准。

    2025年11期 v.53;No.403 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K]
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  • 不同粒径铜尾矿对天然橡胶硫化及机械性能的影响

    曹劲楠;牛艳宁;陈爱芳;郭东宝;王静;

    文章探讨了不同粒径铜尾矿对天然橡胶硫化及机械性能的影响,采用万能拉力机、DIN磨耗机、压缩生热试验机、傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜等,对铜尾矿/天然橡胶复合材料进行测试与表征。结果表明:铜尾矿添加量的增加可延迟橡胶硫化,且拉伸强度、断裂伸长率和200%定伸应力均呈增长趋势。相较于粗尾矿,添加细尾矿可以得到更高的拉伸强度和定伸应力。橡胶材料的动态压缩温升值随着铜尾矿添加量的增多而增加,且细尾矿/橡胶复合材料动态压缩温升值整体低于粗尾矿/橡胶复合材料。当添加10~50 phr铜尾矿时,随着铜尾矿添加量的增加,复合材料的耐磨性提高。当粗铜尾矿添加超过50 phr时,橡胶基体中出现较多的孔洞,而添加30~70 phr细尾矿时,铜尾矿橡胶基体没有出现孔洞现象。

    2025年11期 v.53;No.403 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1762K]
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  • EPDM/PP TPV中橡胶相的交联作用研究

    杨洋;刘大晨;张健;龙思曼;邵显桐;

    通过交联剂多聚酯衍生物制备不同交联程度的三元乙丙橡胶/聚丙烯动态硫化热塑性弹性体(EPDM/PP TPV),探究多聚酯衍生物对EPDM橡胶相的交联作用以及交联程度对动态硫化热塑性弹性体(TPV)的微观结构及其性能的影响。结果表明:多聚酯添加量为4 phr和5 phr时,橡胶相具有较高的交联程度。较高的交联程度使橡胶相不易发生融并,有利于相态转变的发生,橡胶颗粒界限清晰,粒径在1μm左右。同时高交联程度使EPDM/PP TPV的结晶温度(t_c)升高,熔点(t_m)、第二次加热过程的熔融焓(ΔH_m)、结晶焓(ΔH_c)、结晶度(X_c)降低,且橡胶相粒径小,黏度低,最终平衡扭矩低,熔体流动速率(MFR)大,加工性能优异。然而,较高的交联程度也会导致EPDM与PP界面间产生应力集中点,TPV易发生断裂,拉伸强度、断裂伸长率降低。

    2025年11期 v.53;No.403 35-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1787K]
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  • 纳米改性聚氨酯弹性体防滑涂料的制备及性能研究

    王旭;魏铭;廖虎;朱飞;夏雪;姚飞;

    采用3-丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性纳米二氧化硅(SiO_2),通过原位聚合法合成一系列聚氨酯预聚体,并以二乙基甲苯二胺(DETDA)作为固化剂进行固化,制备涂膜(PUE/S-x),探究SiO_2含量对PUE/S-x涂膜力学性能、耐水性、耐磨性、防滑性能等的影响,同时考察微米氧化铝(Al_2O_3)作为防滑颗粒对涂膜的耐磨防滑性能的影响。结果表明:SiO_2成功引入聚氨酯链段中,涂膜的摩擦系数随SiO_2含量的增加呈先增大后减小的趋势,磨损量则相反。当SiO_2质量分数为6%时,涂膜性能达到最佳,干态摩擦系数为0.72,湿态摩擦系数为0.68,油态摩擦系数为0.58,且其力学性能、耐水性、耐磨性均得到提升。而Al_2O_3防滑颗粒对涂膜防滑性能提升有限,且耐磨性显著下降。

    2025年11期 v.53;No.403 40-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1681K]
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  • 两种表面改性方法对芳纶纤维增强环氧树脂材料的影响分析

    王永强;曹雨琪;张凤啸;王鹏;

    芳纶纤维具有典型的“皮-芯”结构,表面光滑且惰性强。以芳纶纤维为增强体制备的复合材料很难与基体材料形成较强的机械黏结作用,进而导致复合材料力学性能不佳,推广应用受限。研究通过涂层技术对芳纶纤维表面进行改性,并结合模拟分析与实验分析,测试改性后芳纶纤维的表面性能以及改性芳纶纤维增强树脂样品的相关性能。结果显示:聚氨酯涂层改性后,纤维表面粗糙度升高33.33%,浸润性提升16.33%;其复合材料密度为1.266 g/cm~3,相应模型的界面结合能为0.471 J/m~2。多巴胺涂层改性后,纤维表面粗糙度提升50.62%,浸润性提升21.51%;其复合材料的密度为1.981 g/cm~3,相应模型的界面结合能为0.982 J/m~2。对比两种改性芳纶/环氧树脂复合材料的力学性能发现,多巴胺改性芳纶/环氧树脂复合材料的力学性能改善效果更佳,在工业生产中更具推广潜力。

    2025年11期 v.53;No.403 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1912K]
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  • 基于快速塑化的电子烟外壳材料的制备

    文汝红;郑夏莲;马元好;龙奕锋;

    为研究综合性能更好的新型的电子烟外壳材料,以聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料合金(PC/ABS)为基体,并加入催化剂、抗氧化剂、偶联剂、成核剂和增透剂,使用熔融共混法制备PBT/PC/ABS三合金样品,研究PBT含量、催化剂含量、双螺杆挤出机的主机转速和进料转速对合金的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、熔体流动速率和流动性等性能的影响。结果表明:当合金中PBT的含量增加时,合金的拉伸强度和弯曲强度先增强,在PBT质量分数达到80%左右时开始减弱,冲击强度和熔体流动速率则持续下降,流动性显著下降;当催化剂含量增加时,合金的拉伸强度和弯曲强度持续减弱,冲击强度和熔体流动速率增强,当催化剂质量分数超过0.05%时,合金的力学性能崩溃;当双螺杆挤出机的主机转速和进料转速上升时,合金的熔体流动速率持续下降,流动性减弱。当合金中PBT质量分数为78%,PC/ABS质量分数为22%,催化剂质量分数为0.03%时,合金的综合性能最好。

    2025年11期 v.53;No.403 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1545K]
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  • 有机改性蒙脱土及其协同阻燃阻隔PP的研究

    杨福兴;王军平;黄婷;刘孝恒;

    利用聚乙二醇400(PEG-400)、N-甲基-N,N-二羟乙基-n-十六烷基溴化铵(HBHAB)插层改性蒙脱土(MMT),制备有机改性蒙脱土(OMMT),将OMMT、微胶囊红磷(MRP)与聚丙烯(PP)经熔融挤出制备不同配方的PP复合材料,研究复合材料的阻燃性能、阻隔性能和力学性能。结果表明:OMMT与乙醇、苯、甲苯的相容性得到提高;HBHAB插入到MMT层间,使MMT层间距由1.517 nm扩大至2.424 nm。当PP、OMMT、MRP添加份数比为100∶9∶20时,PP/OMMT/MRP复合材料的极限氧指数为28.8%,阻燃达到UL-94 V-0级,无熔滴,无发烟;PP/OMMT/MRP复合材料的透湿系数、透氧系数与纯PP相比分别降低44.9%、34.0%;该复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度分别为28.87 MPa、36.54 MPa、6.39 kJ/cm~2。

    2025年11期 v.53;No.403 57-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K]
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  • 硅酮改性聚乙烯复合材料及其耐磨性能研究

    邓椀升;

    制备硅酮质量分数分别为0、1%、3%、5%、7%的硅酮改性聚乙烯(PE)复合材料,采用傅里叶变换红外光谱分析、热性能测试、力学性能测试以及摩擦系数与耐磨性能测试对复合材料的结构和性能进行表征。结果表明:适量添加硅酮可提升复合材料的热稳定性和力学性能,降低摩擦系数、磨损率和磨损宽度。当硅酮质量分数为5%时,复合材料的综合性能达到最佳。然而,当硅酮质量分数增加至7%时,部分性能因团聚现象出现下降。研究表明:添加质量分数为5%的硅酮能够有效优化聚乙烯复合材料的性能。

    2025年11期 v.53;No.403 61-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K]
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加工与应用

  • 基于SCB的高掺量RAP复合再生沥青混合料抗裂性能研究

    谢会荣;李江涛;星学玲;董志东;李广金;常明丰;

    为探究高掺量回收沥青路面材料(RAP)复合再生沥青混合料的抗裂性能,采用抽提试验获得RAP中的老化沥青,掺入XT-3再生剂,制备再生沥青。利用数解法及马歇尔试验确定高掺量RAP再生沥青混合料的最佳油石比,借助半圆弯曲(SCB)试验开展不同温度和加载速率下再生沥青混合料抗裂性能测试。结果表明:当再生剂XT-3质量分数为16.5%时,再生沥青性能最佳。随着纤维的加入,再生沥青混合料在-10℃和20℃下的断裂能(G_f)、断裂韧性(K_(IC))、抗裂指数(I_(CR))均发生较大幅度改善。-10℃的再生沥青混合料G_f和K_(IC)增加幅度基本大于20℃的再生沥青混合料,聚乙烯醇纤维再生沥青混合料的I_(CR)普遍强于玄武岩纤维。综合比较,聚乙烯醇纤维对再生沥青混合料的抗裂性能改善效果更优异。

    2025年11期 v.53;No.403 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1775K]
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  • 聚乙烯醇/锂盐复合电解质在固态电池中的应用与性能优化

    唐杰;

    文章旨在探究聚乙烯醇(PVA)/锂盐复合电解质在固态电池中的性能表现及优化策略。通过制备不同物质的量比的PVA与锂盐[高氯酸锂(LiClO_4)、六氟磷酸锂(LiPF_6)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)]的复合电解质,系统研究其离子电导率、热稳定性、机械性能、界面稳定性以及其在固态电池中的充放电性能、倍率性能和交流阻抗。结果表明,LiTFSI体系在离子导电性能上表现卓越。当PVA与LiTFSI物质的量比为15∶1时,离子电导率可达2.9×10~(-5) S/cm,且在热稳定性、机械性能和界面稳定性方面综合性能优异。该复合电解质的固态电池展现出优异性能,0.1 C初始容量为130 mAh/g,首次充放电效率为88%,50次循环后容量保持率为70%。PVA-LiTFSI复合电解质在固态电池应用中极具潜力,为固态电池电解质的优化设计提供参考。

    2025年11期 v.53;No.403 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1474K]
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  • 再生聚乙烯/再生聚丙烯功能化改性沥青混合料性能对比研究

    张文才;姚海星;王科;郭晓刚;李建文;宋雅琼;

    为了进一步提高再生聚乙烯(RPE)、再生聚丙烯(RPP)在改性沥青混合料中的利用率,文章对比分析聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)、聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)含量对三元共混改性剂[TBM(RPE/RPP/PP-g-MAH]、二元共混改性剂[BBM(RPE/PE-g-MAH)]改性沥青混合料路用性能的影响。结果表明:随着PP-g-MAH、PE-g-MAH含量的增加,TBM、BBM改性沥青混合料的马歇尔稳定度、高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性能均提高。在PP-g-MAH、PE-g-MAH含量相同条件下,TBM改性沥青混合料的前述指标明显高于BBM改性沥青混合料。对于低温抗裂性能,仅当PP-g-MAH、PE-g-MAH质量分数均不小于7%时,改性沥青混合料的最大弯拉应变满足不小于2 500×10~(-6)的要求,且实验范围内BBM改性沥青混合料低温性能相对较优。研究结果为在沥青路面中合理、高效利用RPE和RPP提供试验依据。

    2025年11期 v.53;No.403 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1702K]
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  • 典型电机绝缘环氧树脂的力学与防护性能比较研究

    谢志辉;何伟韩;梁智明;何明鹏;程圣;马素德;

    环氧树脂因黏合力强、收缩性小、力学性能好、耐化学品性优良和韧性好等优点,被广泛应用于电机绝缘复合材料中。文章选取3种典型的双组分环氧树脂体系,按一定比例配制后固化对其性能进行测试与分析。结果表明,2#双组分环氧树脂的环氧值含量和交联度最高。3种环氧树脂的化学结构相似,表明其主要成分相同。热重分析表明,2#环氧树脂的初始分解温度最高,结晶性好,具有良好的热稳定性。力学性能测试证实了2#环氧树脂的力学性能优异。因此,2#环氧树脂在未来的工业领域具有广阔的应用前景。

    2025年11期 v.53;No.403 81-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1654K]
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  • 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性沥青的高温稳定性与抗疲劳性能研究

    王新妮;吴海波;苏军;

    为提高沥青混合料的高温稳定性与抗疲劳性能,研究以70号基质沥青为基础材料,采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)进行改性,EVA质量分数设置为2%、4%、6%、8%和10%,系统研究EVA对改性沥青软化点、动稳定度、疲劳寿命、疲劳劲度模量的影响。结果表明:随着EVA掺量的增加,各项性能指标呈“先升高后略降”的趋势。EVA质量分数为6%时效果最佳,软化点为61.2℃,动稳定度达3 128次/mm,疲劳寿命为23 155次,疲劳劲度模量为2 391 MPa,车辙因子(G*/sin δ)最高,体现出优异的热稳定性和结构协同性。适量EVA可显著增强沥青的黏弹性能与耐老化性,6%为推荐工程掺量。研究结果为优化EVA改性沥青配比与性能设计提供依据,亦为聚合物改性沥青的路用拓展应用提供参考。

    2025年11期 v.53;No.403 86-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1527K]
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  • POSS改性聚氯乙烯排水管材的性能研究

    张良;杨磊;

    通过熔融共混法制备多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)改性的聚氯乙烯(PVC)复合材料,研究POSS质量分数(0~25%)对PVC材料维卡软化温度、力学性能、加工流动性以及微观结构的影响。结果表明,当POSS质量分数为15%时,改性后的复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度较纯PVC分别提高94%、38%和290%。维卡软化温度提升至85℃,平衡扭矩和塑化时间分别下降至12.3 N·m和0.6 min。通过扫描电镜观察发现,POSS在PVC基体中能够均匀分散,有效抑制了裂纹的扩展。

    2025年11期 v.53;No.403 90-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1546K]
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  • 废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/竹渣纤维对沥青混合料性能的影响

    徐达晖;董磊;曹培培;杨帆;盛燕萍;李海滨;

    为减少处置竹渣和废旧塑料带来的环境危害,同时改善沥青混合料的路用性能,以竹渣纤维和废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)粉末作为改性剂,采用干法制备PET/竹渣纤维复合改性沥青混合料,探究PET/竹渣纤维复合改性沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能及水稳定性能,对比分析竹渣纤维和PET粉末掺量对沥青混合料路用性能的影响。结果表明:PET/竹渣纤维粉末能够提高沥青混合料的高温稳定性和水稳定性能,改善其低温抗裂性能。与基质沥青混合料相比,5.5%PET和1.0%竹渣纤维改性的沥青混合料动稳定度提高160.1%,弯拉破坏强度和弯拉破坏应变分别提高21.7%和26.3%,浸水残留稳定度与残留强度比分别提高16.7%和10.6%。废旧PET粉末可以提高沥青混合料高温性能,竹渣纤维可以有效弥补PET对沥青混合料的低温性能影响。研究为废旧塑料和竹渣纤维在道路工程中的资源化利用提供参考。

    2025年11期 v.53;No.403 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1828K]
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  • 不同种类聚丙烯的超临界二氧化碳注塑发泡研究

    韩晓宏;李泽普;唐礼焰;张湘汉;石文艺;郭江彬;朱君秋;罗水源;

    文章选择两种共聚聚丙烯(PP)(2110H、2440N)和一种均聚PP(T30S),使用超临界CO_2进行注塑发泡。采用高温核磁碳谱和高温凝胶渗透色谱分析3种PP的分子链结构及分子量,采用差示扫描量热仪和热失重仪分析PP的热性能,采用熔体流动速率仪和旋转流变仪测定PP的流变性能,采用扫描电子显微镜表征所得PP泡沫的泡孔结构。结果表明:2110H和2440N的乙烯质量分数为18%;数均分子量排序为2110H>T30S>2440N;2110H和2440N的熔点和最大分解温度均大于T30S;2110H的熔体流动速率(MFR)最小,2440N的MFR最大;2110H的黏度最大,同时具有最大的链缠结程度;2110H和T30S具有较规则的泡孔结构,而2440N则没有形成较规则的泡孔结构。

    2025年11期 v.53;No.403 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1691K]
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生物与降解材料

  • 聚乳酸和玉米淀粉的复合工艺优化研究

    吴静怡;王佳启;李亚;姚利辉;

    以聚乳酸和玉米淀粉为原料,通过挤出共混制备聚乳酸/淀粉复合材料,以复合材料的抗拉强度为响应值,聚乳酸和玉米淀粉质量比、马来酸酐质量分数、马来酸酐改性玉米淀粉质量分数为考察因素,通过单因素和响应面实验优化,确定聚乳酸和玉米淀粉的最优复合工艺为:聚乳酸和玉米淀粉质量比90.5∶9.5、马来酸酐质量分数9.9%、马来酸酐改性玉米淀粉质量分数36.5%,预测最大抗拉强度为54.23 MPa,实际抗拉强度为53.58 MPa。通过对复合材料的形貌、结构、热性能、力学性能和接触角等进行表征,证实工艺优化后制备的聚乳酸/淀粉复合材料较聚乳酸和天然玉米淀粉制备的传统复合材料在界面相容性、加工性能和疏水性能等方面显著提升。

    2025年11期 v.53;No.403 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1727K]
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  • 不同粉体填料对PLA/PBAT复合材料加工性能的影响

    李红娟;李海燕;贺继涛;李雕;李敏;丁发;张瑞猛;严小龙;

    研究采用碳酸钙(CaCO_3)、滑石粉、硫酸钡(BaSO_4)、钛白粉(TiO_2)4种粉体对聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PLA/PBAT)复合材料进行填充改性,探究粉体种类和含量对复合材料性能的影响。结果表明:随着粉体含量的增加,复合材料的密度和硬度逐渐增大,拉伸和冲击性能呈现先增加后减小的现象。滑石粉质量分数为10%时拉伸性能最大;CaCO_3质量分数为15%时冲击性能最大;CaCO_3质量分数为30%时,复合材料的弯曲强度提高了65.8%;BaSO_4对密度影响较大;随着粉体含量的增加,材料的熔体流动性能呈先升高后降低的趋势。不同粉体的加入能够明显改善PLA/PBAT复合材料的耐热和结晶性能。当滑石粉添加质量分数为10%时,耐热性能改善最明显;Ti O_2对复合材料的维卡软化温度作用最明显。

    2025年11期 v.53;No.403 112-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 2352K]
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助剂

  • 香草醛基含DOPO阻燃剂的制备及其阻燃环氧树脂的研究

    苏柄键;智茂永;赵海汇;潘治衡;周梓晨;

    以香草醛、1,6-己二胺和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,合成一种香草醛基含DOPO阻燃剂(VH-DOPO),并将其作为添加型阻燃剂应用于环氧树脂的阻燃改性。结果表明,VH-DOPO显著降低了环氧树脂的热失重速率,增加了残炭量,大幅提高了环氧树脂的热稳定性。当VH-DOPO的质量分数为10%时,环氧树脂的极限氧指数从24.7%提高至34.9%,并通过UL-94垂直燃烧测试的V-0等级,其热释放速率峰值和总烟释放量分别降低29.1%和20.7%。此外,阻燃环氧树脂的残炭层更加致密均匀,石墨化程度更高。VH-DOPO显著提升了环氧树脂的阻燃性能,主要归因于其催化成炭和气相阻燃作用。研究结果为高性能生物基磷氮协同阻燃剂的制备提供参考。

    2025年11期 v.53;No.403 117-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2084K]
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  • 有机酰肼成核剂的制备及其对聚乳酸结晶行为的影响

    林江华;武靖博;肖文昊;徐睿杰;雷彩红;

    选用1,8辛二酰氯和对甲氧基苯甲酰肼通过偶联反应制备N-N-双(4-甲氧基苯甲酰基)癸二酰肼(TMC-MeO)成核剂,采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)研究不同含量下该成核剂在聚乳酸(PLA)中的分散以及对其结晶行为的影响。结果表明:TMC-MeO在PLA基体中有较好的相容性,当TMC-MeO的质量分数为2%时,PLA的结晶温度和结晶度分别提升至110.9℃和36.2%,可有效抑制冷结晶;通过Avrami方程对等温结晶行为进行分析,发现加入TMC-MeO后结晶速率常数增加,半结晶时间缩短至0.8 min,Avrami指数保持不变。

    2025年11期 v.53;No.403 125-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1736K]
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  • 基于生物基席夫碱的自修复聚氨酯的制备及其性能研究

    李唯业;刘晓东;高书峰;代昊;史友义;神万荃;刘攀;冯晓琴;

    为解决自修复聚氨酯在自修复性能与力学性能间难以平衡的难题,克服传统自修复聚氨酯因使用石油基原料而存在的环保性与可持续性不足问题,文章以香草醛为原料制备一种生物基席夫碱(DAV)扩链剂,并对其结构进行表征。以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃、DAV和丁二酮肟为原料,采用预聚体法制备不同DAV添加量的自修复聚氨酯薄膜(PU-DAV10DMG0、PU-DAV3DMG7、PU-DAV5DMG5、PU-DAV7DMG3、PUDAV0DMG10),并分别对聚氨酯薄膜的自修复性能、物理力学性能、耐热性等多种性能进行表征。结果表明:DAV的加入有助于提升聚氨酯的热稳定;同时使用两种扩链剂的PU-DAV3DMG7、PU-DAV5DMG5和PU-DAV7DMG3均表现出良好的自修复特性;PU-DAV5DMG5席夫碱键动态交换的活化能约为43.65 kJ/mol,将其剪断并在60℃自修复24 h后,其自修复效率可达98.72%。

    2025年11期 v.53;No.403 130-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1896K]
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  • POE-g-MAH/硫酸钙协同增韧HDPE木塑复合材料的制备与性能研究

    邓敏;陈楚文;徐云慧;张琳;柳峰;徐冬梅;

    针对高密度聚乙烯(HDPE)木塑复合材料力学性能不足等关键问题,研究采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)与硫酸钙对HDPE木塑复合材料进行协同改性,探究POE-g-MAH、硫酸钙添加量对复合材料性能的影响规律。结果表明:POE-g-MAH对HDPE有明显的增韧效果,当其添加量为25 phr时,HDPE冲击强度从33.9 kJ/m~2提升至79.4 kJ/m~2。将增韧后的HDPE与木粉复合,并引入工业固废硫酸钙。当硫酸钙添加量为15 phr时,HDPE木塑复合材料综合改性效果最佳,冲击强度从36.7 kJ/m~2提高至62.7 kJ/m~2。改性后材料的加工流动性满足挤出及注塑成型要求。该研究在提升HDPE木塑复合材料性能的同时为工业固废硫酸钙的资源化利用提供了新途径,兼具经济与环保价值。

    2025年11期 v.53;No.403 137-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1705K]
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  • 不同成核剂对PBT结晶性能的影响

    方鹏;马建富;王存堂;

    研究不同成核剂对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)结晶性能的影响,分析有机成核剂苯甲酸钠、无机成核剂硅酸镁以及有机/无机复配成核剂的结晶改性效果。通过差示扫描量热法研究不同成核剂对PBT结晶速率和结晶行为的影响,使用Jeziorny方法研究其非等温过程中的结晶动力学,并通过偏光显微镜对结晶过程进行观察。结果验证了Jeziorny方法在PBT的结晶动力学研究的适用性。在冷结晶过程中,不同成核剂改性PBT结晶速率常数均增加,冷结晶速度加快。熔融结晶过程中,有机/无机复配成核剂改性PBT半结晶时间和空白PBT相比降低一半。

    2025年11期 v.53;No.403 143-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1628K]
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工艺与控制

  • 差速非对称双螺杆挤出制备原位成纤HDPE/LCP导热共混物

    陈玉宇;陈昌乾;刘海;黄泓睿;梁永岳;徐百平;谈灵操;

    通过基于周期性横向挤压扩张作用的差速非对称双螺杆挤出机熔融共混,制备高密度聚乙烯/液晶聚合物(HDPE/LCP)高导热共混物,研究不同螺杆转速对分散分布、LCP成纤情况以及HDPE/LCP共混物性能的影响。结果表明:当转速为100 r/min时,共混物的平面内、外热导率分别为4.531 W/(m·K)和0.054 W/(m·K)。增加转速使LCP的成纤效果和综合性能显著提高。当螺杆转速为300 r/min时,共混物平面内、外热导率分别为6.636 W/(m·K)和0.077 W/(m·K),与100 r/min条件下制备的共混物相比分别提升46.46%和42.59%。同时,常温拉伸强度和断裂伸长率分别提升17.14%和125.50%,而100℃下拉伸强度和断裂伸长率分别提升67.23%和56.55%。此制备方法可降低生产成本,提升生产效率,为高导热聚合物的工业化应用和推广提供参考。

    2025年11期 v.53;No.403 148-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1754K]
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  • 格氏试剂制备过程热风险性分析及工艺优化研究

    吕韩;马琳娜;王亚茹;包其富;

    文章采用全自动反应量热仪对乙基溴化镁格氏试剂制备过程的放热特性及其二次分解过程进行热风险性研究,并基于热风险和产率双维度对制备过程进行工艺优化。结果表明:滴加速率和反应温度对工艺过程热风险性影响较大,乙基溴化镁格氏试剂制备过程比摩尔反应热较大,在引发和滴加过程中极易引起冲料事故的发生;搅拌速度和溶剂选择对乙基溴化镁的产率影响较大。在制备乙基溴化镁格氏试剂时,建议选用四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃作为溶剂,并尽可能充分搅拌。研究旨在基于热风险和产率两个维度提供获取最优且最安全工艺参数的方法。实验结果对精细化工生产企业的安全生产具有重要的指导意义。

    2025年11期 v.53;No.403 153-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1762K]
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  • 高剂量电子束辐照对PEEK厚片材的力学性能和热性能的影响

    徐文远;李建喜;李海霞;

    在室温下,于空气气氛中采用电子束辐照对1 mm厚的聚醚醚酮(PEEK)片材进行处理,研究辐照对PEEK片材力学性能和热性能的影响。通过电子万能材料试验机、热重分析仪(TG)、差示扫描量热仪(DSC)和小角X射线散射仪(SAXS)等测试不同吸收剂量对PEEK片材力学性能、热稳定性和结晶性能的影响。结果表明:在实验吸收剂量范围内,辐照PEEK的断裂伸长率和断裂强度均随吸收剂量的增加而减小;PEEK的热稳定性、结晶温度、熔融焓以及结晶度均随着吸收剂量的增加而降低。

    2025年11期 v.53;No.403 159-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
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理化测试

  • 气相色谱-质谱法测定食品接触材料中17种磷酸三酯类化合物迁移量

    曹国洲;童嘉琦;孙斌;翁江赉;詹何珊;朱晓艳;

    文章建立了气相色谱-质谱(GC-MS)法测试食品接触材料及制品中17种磷酸三酯类化合物在食品模拟物及化学替代溶剂中的迁移量。对于迁移到水性食品模拟物中的磷酸三酯类化合物,采用乙酸乙酯进行提取,随后经减压旋转蒸发进行浓缩;对于迁移至含油脂食品模拟物中的磷酸三酯类化合物,使用乙腈提取,并通过键合乙二胺-N-丙基填料和硅胶固相萃取进行净化;对于迁移至化学替代溶剂中的磷酸三酯类化合物,则直接进行旋转蒸发浓缩。采用GC-MS法进行分析,并以外标法定量。结果表明:17种磷酸三酯类化合物检测方法的检出限可达0.002~0.020 mg/L(或mg/kg),定量限可达0.006~0.060 mg/L(或mg/kg)。在各自线性范围内,17种目标物的相关系数均高于0.998。在食品模拟物或化学替代溶剂中添加3个不同水平的磷酸三酯类化合物,进行6次重复实验。结果显示:各化合物在各水平下的回收率在81.1%~108.7%之间,相对标准偏差(RSD)不超过9.1%。

    2025年11期 v.53;No.403 164-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1645K]
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  • 顶空气相色谱-质谱法测定塑料药品包装材料中55种有机溶剂残留量

    闫顺华;苏比努尔·巴克;赵晓迪;

    针对塑料药品包装材料中丙酮、苯、正辛烷、乙二醇等55种有机溶剂残留量建立了顶空气相色谱-质谱法,选用离子监测及全扫描模式对色谱柱和顶空条件进行优化。结果表明:55种有机溶剂残留量在配制的标准溶液系列范围内具有良好的线性关系,相关系数为0.991 4~0.999 9,各有机溶剂平均回收率范围为83.2%~113.2%,相对标准偏差为1.61%~7.72%。方法灵敏度高、准确性好且操作简便,适用于塑料药品包装材料中有机溶剂残留量的测定。

    2025年11期 v.53;No.403 171-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
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计算机辅助技术

  • 基于Moldflow对湿巾盖翘曲变形分析及工艺参数优化

    林娜;康淑贤;吴海勇;林智锋;

    基于Moldflow仿真软件对湿巾盖的翘曲变形量进行数值模拟。根据影响翘曲变形量的工艺参数设计正交试验模拟方案,完成正交试验模拟。采用极差分析法与方差分析法,分析各工艺参数对湿巾盖翘曲变形的影响,得到最小翘曲变形量的最优工艺参数组合。结果表明:当模具表面温度为45℃、熔体温度为220℃、保压压力为85 MPa、注射时间为0.5 s时,湿巾盖的翘曲变形量为0.349 0 mm,较未优化的最大翘曲变形量降低35.14%。采用该组合参数进行湿巾盖注塑成型验证,并对湿巾盖进行3D扫描比对,结果显示湿巾盖翘曲变形趋势与Moldflow模拟结果一致,Moldflow软件模拟分析及3D扫描可为塑料产品翘曲变形控制提供参考。

    2025年11期 v.53;No.403 178-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1684K]
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问题探讨

  • 基于BP神经网络和粒子群算法的RTP管道参数优化研究

    朱恩成;管锋;万锋;齐昌鑫;

    文章建立连续玻璃纤维增强复合管(RTP)的三维有限元模型,通过参数化分析获得125组数据,并构建10-15-8-4结构的反向传播(BP)神经网络模型以实现承载能力的预测,同时采用改进的粒子群算法进行参数的反向优化设计。结果表明:BP神经网络对爆破压力的预测相对误差仅为3.7%,具有良好的预测精度。基于多约束优化的设计方案使管道的爆破压力从14.85 MPa提升至19.67 MPa,提高32.5%,同时将最大等效应力从610 MPa降低至579 MPa,降低5.1%,在保证结构安全性的前提下实现承载能力的显著提升。研究结果为RTP管道在海洋工程中的设计与应用提供参考。

    2025年11期 v.53;No.403 183-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K]
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综述

  • 电工膜专用聚丙烯树脂的研究与应用进展

    赵泽熙;李汉初;冯金良;许多琦;汪乃东;曾幸荣;赖学军;

    电工膜专用聚丙烯(PP)树脂凭借其高纯度(灰分含量<50 mg/kg)、优异的绝缘性和耐高温特性,已成为电容器、锂电隔膜等产品的关键核心原料。然而,国内产品存在灰分偏高、介电性能不稳定等问题。文章综述PP的性能优化路径及产业化进展,聚焦于生产工艺革新、脱灰技术创新、专用催化剂研发及复合改性技术等方面,旨在通过工艺创新与材料改性突破技术瓶颈。通过工艺-结构-性能的联动创新,国内企业已逐步打破国际垄断,产品在新能源汽车、特高压电网等领域的应用不断扩展。未来的技术迭代将聚焦于灰分控制、分子量分布优化及储能性能提升,以满足高端制造业对关键材料的需求。

    2025年11期 v.53;No.403 189-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1604K]
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  • 纳米材料改性聚合物团聚行为机理及抑制方法研究进展

    胡昌富;蒋金云;蔡建臣;王振宇;吴志锦;朱浩宇;吴珈辛;王少杰;

    聚合物纳米复合材料凭借高性能、低成本的优势,在各个领域应用广泛。纳米填料在聚合物基体中因颗粒间的相互作用极易发生团聚现象,不能充分发挥材料本身的性能。因此,实现纳米填料的高效均匀分散是聚合物加工领域的重要研究方向。文章就纳米填料在聚合物基体中的分散过程、团聚体形成的原因以及聚合物纳米复合材料的物理和化学分散技术进行阐述,同时还介绍适合特定填料的解团聚方法,以提高纳米粒子的稳定性和有效分散体积,最终增强纳米填料在聚合物基体中的分散效果,从而实现聚合物纳米复合材料性能的提升。

    2025年11期 v.53;No.403 195-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 1863K]
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  • 酶在微生物降解塑料过程中的应用进展

    周颖;顾卫华;白建峰;彭圣娟;赵静;

    塑料广泛存在于生态系统中,可引发严峻的生态环境问题。微生物法是解决塑料污染的有效途径之一,其中微生物所产生的酶促反应与塑料降解紧密相连。微生物酶通过催化反应将塑料转化为环境友好的低聚物、二聚物和单体,进而实现污染物的降解。酶促塑料降解已成为塑料降解的重要方法。截至目前,已有研究证实来源于细菌、真菌、放线菌的一系列酶,如水解酶、氧化还原酶、脱卤酶等在促进塑料降解方面发挥关键作用。文章着重综述现有研究中参与可水解和不可水解塑料降解的各类酶的分类和来源,探讨不同微生物及其酶在塑料生物降解中的作用机制,详细介绍塑料酶促降解的具体机制以及影响微生物酶促降解的各类因素。

    2025年11期 v.53;No.403 202-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 1596K]
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  • 双向拉伸聚丙烯薄膜性能影响因素与应用研究进展

    王凡;祝志东;邓兆敬;黄传兵;蒋文翰;张少蒙;胡坤雷;

    双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜因其优异的物理和化学性能而被广泛应用。然而,电容器膜等高端BOPP薄膜的国产化仍面临技术瓶颈。影响薄膜性能的两大因素分别是聚丙烯树脂的原料参数和生产工艺条件。文章综述BOPP薄膜在电容器膜和功能性薄膜领域的研究进展,探讨微观结构、双向拉伸工艺参数和表面粗糙度对薄膜力学性能、光学性能和介电性能的影响。未来,开发适用于极端环境的高性能电容器膜、环保型BOPP薄膜及多功能BOPP薄膜是重点研究方向,以推动行业向高端化、智能化和绿色化发展。

    2025年11期 v.53;No.403 209-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 1577K]
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  • 无机填料表面改性方法的研究进展

    彭龙贵;刘安妮;

    无机填料因其优异的力学性能和稳定性,被广泛用作复合材料中有机基体的增强体。然而,由于无机填料与有机基体的界面性质存在明显差异,需要对无机填料进行表面改性。文章综述了无机填料表面改性的主要方法,包括表面物理改性、表面化学改性和复合改性。文章介绍各方法的改性机理,并揭示现有改性方法存在的问题。表面活性剂改性法在寻找适合不同填料的表面活性剂方面仍需进一步探索;高能表面改性法存在成本高、研究内容较少的问题;表面化学包覆法所用的改性试剂限制了无机填料的应用范围。文章对国内外学者在无机填料表面改性领域的研究成果进行梳理,旨在为未来的工艺优化和应用场景适配提供更精准的改性方法。

    2025年11期 v.53;No.403 215-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K]
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  • 阻燃腰果酚的研究进展

    谢晓培;董勇;孙元华;杨寒华;汪少锋;

    腰果酚是一种天然存在的植物多酚,因其储量丰富、价格低廉且具有多个高活性反应基团,成为备受关注的生物基阻燃高分子材料。文章综述了腰果酚的理化性能、改性研究以及其在高分子材料中的应用与发展趋势,介绍了添加型和反应型腰果酚基高分子材料阻燃剂的阻燃机理及应用。同时,对阻燃腰果酚的未来发展趋势进行展望,指出未来应提高生物基材料比例,增强腰果酚基阻燃高分子材料的综合性能,发展多功能腰果酚基阻燃剂。

    2025年11期 v.53;No.403 220-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1588K]
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