理论与研究

  • 三维石墨烯泡沫/磁性空心微球复合材料的制备与吸波性能研究

    于祺;杜成龙;

    研究采用溶剂热法与高温煅烧法相结合制备Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4空心微球,并通过简易的水热法制备负载Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4空心微球的三维石墨烯泡沫(Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4/rGO)复合材料,研究填充比对复合材料吸波性能的影响规律。结果表明:在填充比为10%时,其最小反射损耗在8.40 GHz处达到-52.10 dB,匹配厚度为3.6 mm,且反射损耗小于-10 dB的有效吸收频宽最大可达到7.82 GHz(9.76~17.58 GHz)。

    2026年03期 v.54;No.407 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1757K]
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  • 塑料与木屑共热解行为协同效应研究

    罗兴宇;李季硕;许开立;方艺龙;

    为实现废弃物的资源化利用,缓解环境污染与一次能源短缺问题,采用热重分析仪与管式炉实验系统研究聚丙烯(PP)与木屑在不同掺混比例下的共热解过程、协同效应及气体产物生成规律。结果表明:PP与木屑的单组分热解活化能分别为79.1 kJ/mol与83.5 kJ/mol,混合样品的活化能在部分掺混比下明显低于理论值,表明PP与木屑存在协同作用,尤其在PP与木屑质量比为1∶3时最为显著。混合样品热重曲线表现出双峰结构,分别对应木屑与PP的热解区间,PP对木屑热解具有一定抑制作用。在气体产物方面,PP有利于生成CH_4和C_nH_m,木屑则有利于生成CO和CO_2。随着PP比例的增加,CH_4含量显著上升,而CO_2、CO含量下降,H_2含量呈先降后升趋势。

    2026年03期 v.54;No.407 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1795K]
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  • 医疗固废低温热解特性试验

    孔林;张文超;刘冬冬;彭国正;赵茹萌;芦天亮;李攀;彭智昆;

    探究医疗固废在不同温度、停留时间和含水率等热解条件下的产物分布特性,对气态和液态产物进行检测分析。结果表明:产物中气态产率和液态产率随温度升高分别提升9.46%和8.25%,其中H_2和CH_4的占比均得到大幅提升。含水率对产物分布影响较小。气态产物热值与热解温度呈负相关,热值范围分布在40 345.00~56 592.72 kJ/m~3;液体产物中2,4-二甲基-1-庚烯(C_9H_(18))含量最多,且C_(10)以上的成分占71.20%。研究结果为医疗固废低温热解技术工业应用和资源利用提供参考。

    2026年03期 v.54;No.407 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1624K]
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  • PETG/EVA双向拉伸薄膜的结构与性能研究

    亢健;张仪;郭飞龙;林常发;姜立菲;黄天祥;陈嘉敏;

    使用不同种类、不同含量共聚单体的对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯(PETG)制备不同拉伸倍率的对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(PETG/EVA)双向拉伸薄膜,深入研究其性能随拉伸倍率的变化。结果表明:随着垂直方向(T方向)拉伸倍率的增加,3种PETG/EVA双向拉伸薄膜中的初始结晶结构在外力作用下被破坏,PETG分子链沿着外力作用发生取向,并形成一定有序结构的微晶结构,结晶度出现先降低随后升高的趋势。PETG/EVA双向拉伸薄膜沿平行方向(M方向)的断裂伸长率逐渐增加,屈服强度呈下降趋势;沿着T方向的断裂伸长率则呈下降趋势,屈服强度呈上升趋势。由含有新戊二醇(NPG)共聚单体的PETG-A和PETG-B所制备的PETG/EVA双向拉伸薄膜在M、T方向的断裂伸长率均比含有1,4-环己烷二甲醇(CHDM)共聚单体的PETG-C更高,三者的屈服强度差距不大,说明由含有NPG共聚单体的PETG所制备的PETG/EVA双向拉伸薄膜具有更加优异的拉伸性能。此外,3种PETG/EVA双向拉伸薄膜均有比较优异的耐穿刺性能和光学性能。在热收缩性能方面,随着T方向拉伸倍率的增加,3种PETG/EVA双向拉伸薄膜沿M方向的热收缩率逐渐下降,沿T方向的热收缩率逐渐增加,反映其分子链取向行为随拉伸倍率变化。

    2026年03期 v.54;No.407 19-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1770K]
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  • 高温老化对航空密封硅橡胶热解特性的影响

    梁弘祥;曲芳;王志;陈晓旭;

    以某机型用密封硅橡胶为研究对象,采用热重法研究高温老化对航空密封硅橡胶热解特性的影响。结果表明:高温老化前、后航空密封硅橡胶在空气气氛中的热解过程均为两个阶段。相较于高温老化前,高温老化后航空密封硅橡胶的热重曲线向高温方向偏移,且在不同升温速率的残余量均增加。采用Kissinger法、Flynn-WallOzawa(FWO)法和Starink法计算航空密封硅橡胶的热解动力学参数,FWO法和Starink法评估的平均表观活化能基本相同,且数值上均表现为高温老化后高于高温老化前。分析发现,高温老化后航空密封硅橡胶的热解过程和热解控制机制并未发生改变,但会比高温老化前更难热解,即在飞机上服役后的旧航空密封硅橡胶的热稳定性更强,更不容易点燃。

    2026年03期 v.54;No.407 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K]
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  • 蒙脱土对交联成炭阻燃环氧树脂的协同阻燃与抑烟作用

    杨子建;方洋;赵海涵;郑鹏伦;刘全义;

    为了增强含席夫碱交联成炭阻燃剂(SCAP)的阻燃性能和抑烟性能,向SCAP中复配蒙脱土(MMT)。通过SCAP和MMT的协同作用,环氧树脂(EP)复合材料表现出良好的离火自熄能力和抑制热量与烟雾释放的能力。在阻燃剂添加质量分数为5%不变的情况下,使用MMT部分替代SCAP,制备MMT/SCAP/EP复合材料。研究结果表明:MMT的加入明显改善SCAP/EP的阻燃性能。随着MMT在阻燃剂中比例的增加,CO和CO_2生成速率峰值明显下降。2.0MMT/3.0SCAP/EP材料的峰值热释放速率仅为698.2 kW/m~2,总烟雾释放率下降至32.3 m~2,极限氧指数(LOI)达到28.9%。阻燃机理分析表明,MMT与SCAP的协同作用为EP复合材料带来凝聚相和气相的双相阻燃效果。

    2026年03期 v.54;No.407 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1889K]
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  • 2,5-呋喃二甲醇改性PBAT共聚酯的合成及性能研究

    葛铁军;徐金卉;刘啸凤;何晓峰;于洋;岳琪;

    聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是一种可生物降解的聚酯,近年来受到广泛的关注,然而其拉伸强度和弹性模量较低,限制其应用。文章采用熔融缩聚法合成一种新型的聚对苯二甲酸-co-己二酸-co-呋喃二甲醇-co-丁二醇酯(PBFAT),并对合成的PBFAT共聚酯的性能和结构组成进行分析。结果发现:2,5-呋喃二甲醇(FDM)对PBAT的晶体结构没有影响。当FDM与1,4-丁二醇(BDO)物质的量比为7.5∶92.5时,PBFAT共聚酯的力学性能最佳,拉伸强度为23.7 MPa,弹性模量为159.3 MPa,相比PBAT拉伸强度和弹性模量分别提高24.1%和24.4%。PBFAT共聚酯表现出高耐热性、良好的亲水性和加工性能,结晶度也有所提高。合成的新型PBFAT共聚酯呈现出更优异的性能,可拓展PBAT的适用范围。

    2026年03期 v.54;No.407 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K]
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  • 沥青基碳纤维改性导热胶膜的制备与性能研究

    李娜;李伟;王柏臣;朱殿航;顾沧浩;

    采用有机硅改性环氧体系作为填充型导热胶膜基体材料,短切沥青基碳纤维(PCF)作为导热填料,研制同时具备良好黏接强度与较高热导率的结构-功能一体化胶膜,对其结构和性能进行分析表征。结果表明:将硅烷偶联剂成功接枝于沥青基碳纤维表面,表面改性PCF在树脂基体中均匀分布,形成有效导热网络,为胶膜的导热传热性能打下良好基础。沥青基碳纤维添加量为50 phr时,胶膜导热系数为1.391 W/(m·K),较未填充表面改性PCF的胶膜提高接近一个数量级,此时导热胶膜的拉伸剪切强度为18.02 MPa。另外,导热填料的加入同时也提高胶膜的热性能。

    2026年03期 v.54;No.407 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1658K]
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  • 原位复合纳米PVA/CuS光热膜的制备及性能研究

    晋玉霞;孙长红;刘恒源;白玲;任小逆;潘玮;

    以具有优异生物相容性聚乙烯醇(PVA)为基体,以具有优异光热转化性能的硫化铜(CuS)为功能相,通过化学水浴法在PVA溶液中原位生成CuS,经刮涂工艺制备PVA/CuS光热复合薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、万能拉力机、模拟太阳光、动态接触角测试等对材料的结构和性能进行表征。SEM结果表明,CuS在PVA基体中呈纳米棒状结构,当CuSO_4·5H_2O和Na_2S_2O_3·5H_2O在PVA溶液中的质量分数小于0.3%时,生成的CuS纳米棒均匀分布在PVA基体中;随着CuS含量的增加,复合薄膜的交联度增加,PVA/CuS复合薄膜的玻璃化转变温度略有增加;在一个模拟太阳光下,PVA/CuS0.3%复合薄膜表面温度迅速升高至94.7℃,复合薄膜表现出优异的光热转换性能和光热稳定性;同时复合薄膜的断裂强度达到52.1 MPa,比纯PVA薄膜的38.2 MPa提高51.1%;随着CuS含量的增加,PVA/CuS复合薄膜的水接触角变大。研究结果表明,实验成功制备了机械性能改良的光热转换PVA/CuS复合薄膜,该膜在柔性光热加热器、太阳能驱动蒸汽发生器、海水淡化等领域具有广泛的应用潜力。

    2026年03期 v.54;No.407 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1684K]
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  • 氟硅改性聚氨酯复合涂层的制备及性能研究

    刘华磊;王鹏程;

    研究以聚醚型聚氨酯为基体,共混引入氟硅改性剂,制备氟硅改性聚氨酯复合涂层,系统考察氟硅改性剂含量对涂层润湿性、力学性能、电化学防护行为及热稳定性的影响。结果表明:氟硅组分能够显著改善涂层综合性能,当氟硅改性剂质量分数为5%时综合性能最优。水接触角由73.5°提升至110.7°,铅笔硬度由HB提高至2H,磨耗量由62.4 mg降至28.5 mg。同时,盐雾锈蚀面积降至1.3%,涂层阻隔与电化学抑制参数分别提高至1.2×10~8Ω·cm~2和3.6×10~7Ω·cm~2,初始分解温度提高约51℃,残炭率提升近3倍。适量氟硅改性可有效构筑低表面能与高阻隔协同的防护界面层,实现涂层疏水、耐磨与耐腐蚀性能的同步增强。研究结果为高性能防腐聚氨酯涂层的设计与工程应用提供参考。

    2026年03期 v.54;No.407 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1528K]
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  • AgNWs/γ-ZrP改性PEN复合材料的阻燃效果与电学特性研究

    兰伟兴;高明;

    研究以聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)为基体,引入γ-磷酸锆(γ-ZrP)与银纳米线(AgNWs)构建复合填料,制备AgNWs@γ-ZrP改性PEN复合材料,评估其热稳定性、电学性能及阻燃行为。结果表明:γ-ZrP均匀分散在基体中,AgNWs形成连续导电网络。与PEN相比,复合材料的热稳定性显著提高,PEN/15%-AgNWs@ZrP的初始分解温度由415.7℃升至446.2℃,最大分解温度由432℃升至461.6℃,700℃质量保留率由70.23%提高至74.76%;PEN/15%-AgNWs@ZrP的力学强度也同步提升,弯曲强度和拉伸强度分别提高24.26%和43.89%。随着AgNWs含量的增加,电导率由8.05×10~(-10) S/cm增至39.02×10~(-10) S/cm,总屏蔽效能最高达60.75 dB。PEN/15%-AgNWs@ZrP的峰值热释放速率由433.9 kW/m~2降至278.3 kW/m~2,总释放热量由116.67 MJ/m~2降至74.27 MJ/m~2,极限氧指数提升至22.8%,通过UL-94 V-0等级。AgNWs@γ-ZrP可协同提升PEN的热稳定性、阻燃性及电磁屏蔽性能。

    2026年03期 v.54;No.407 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1788K]
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  • 聚四氟乙烯/碳化氮材料的制备及其光催化性能研究

    马彩梅;李江兵;

    以聚四氟乙烯(PTFE)为载体,石墨相碳化氮(g-C_3N_4)为光催化剂,采用真空抽滤法成功制备一种新型PTFE/g-C_3N_4薄膜,通过紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、总有机碳(TOC)测量等方法研究可见光照射下薄膜对甲基橙的光催化降解性能,研究催化剂种类、甲基橙初始质量浓度、催化剂质量浓度和pH值等因素对光催化效率的影响。结果表明:PTFE/g-C_3N_4薄膜具有良好的光催化性能,65 min对甲基橙的降解率达99.9%,在pH值为5、催化剂质量浓度为0.5 g/L时催化效率最佳。5次循环实验和加速老化实验表明PTFE/g-C_3N_4具有优秀的稳定性。

    2026年03期 v.54;No.407 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K]
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  • 改性SiO2对聚丙烯复合材料绝缘性能的分子动力学模拟

    武艳强;张鑫;卢艺博;陈叶;高稳;郭文燕;张彪;贾景行;

    为了进一步改善聚丙烯(PP)复合材料的绝缘性能并研究其微观作用机理,采用分子动力学的方法建立PP-SiO_2复合材料的复合模型,在SiO_2表面接枝硅烷偶联剂KH550、KH560和KH792后,计算复合材料在300 K时热学性能、力学性能和介电性能的变化,利用微观结构的变化阐述改性机理。结果表明:硅烷偶联剂改性纳米颗粒可以改善有机组分和无机组分的相容性,增强两者的界面相互作用,改善复合材料热学性能、力学性能和介电性能。在接枝率均为10%时,KH560的改性效果更好。偶联剂改性SiO_2可提升PP的绝缘性能。

    2026年03期 v.54;No.407 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1938K]
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  • 含磷多元醇与壳聚糖-海藻酸钠复合涂层对软质聚氨酯泡沫的协同阻燃机理

    郭敦志;高纳川;闫莉;桑晓明;

    用含磷多元醇(OP550)取代白料中部分聚醚多元醇制备软质聚氨酯泡沫(FPUF),采用壳聚糖(CS)、海藻酸钠(SA)配成的复合凝胶涂层对其进行表面阻燃处理,系统研究OP550和复合涂层对FPUF的协同阻燃效应。结果表明:在OP550与复合涂层的协同作用下,FPUF达到离火自熄的效果,无熔滴的现象。含20%OP550并经CS-SA复合涂层表面处理的样品与FPUF相比,热释放速率峰值和总热释放量分别降低54.5%和20.7%。阻燃机理为OP550受热分解可产生气相阻燃作用,当存在复合涂层时,含磷物质能够促使炭层脱水炭化,形成致密炭层结构,进而实现气相阻燃与凝聚相阻燃的协同增效作用。

    2026年03期 v.54;No.407 81-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1881K]
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  • 利用锥形量热仪研究聚丙烯/氢氧化镁复合材料的阻燃性能

    王忠强;刘冰肖;林绍泽;汤家俊;刘羽玲;刘显勇;杨东方;

    针对聚丙烯(PP)阻燃改性中卤素阻燃剂的环境危害问题,采用Mg(OH)_2作为无卤阻燃剂开展系统研究。采用熔融共混法制备PP/Mg(OH)_2复合材料,重点考察Mg(OH)_2的阻燃机理及其对材料力学性能的影响规律。结果表明:当Mg(OH)_2添加量达到80 phr时,复合材料的极限氧指数(LOI)提升至28%。锥形量热测试显示,热释放速率(HRR)、有效燃烧热(EHC)和质量损失率较纯PP分别显著降低87.4%、37.5%和79.3%,这证实Mg(OH)_2通过气相阻燃和凝聚相阻燃的协同机制发挥高效阻燃作用。但力学性能测试表明,高填充量会导致断裂伸长率和缺口冲击强度下降。研究结果为PP的无卤阻燃改性提供优化的配方参数。

    2026年03期 v.54;No.407 87-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1617K]
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  • 非等温热重分析PBAT热分解动力学

    熊煦;许梦洁;蒋晓威;陈晓松;马立波;

    采用非等温热重法研究聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)在不同升温速率下的热分解过程,运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法分别计算PBAT的热分解动力学参数,并运用Coats-Redfern法确定PBAT的热分解反应级数。结果表明:PBAT只存在一个热分解过程,热分解区间在360~510℃。随着升温速率的增大,PBAT的热失重曲线均不断向高温方向偏移,分解速率逐渐下降,最大热分解速率温度逐渐增大。Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法模拟所得直线均表现出良好的线性关系,计算所得热分解活化能相近,分别为201.63 kJ/mol和205.34 kJ/mol。根据Coats-Redfern法进行假设计算,确定PBAT的热分解反应为一级反应。

    2026年03期 v.54;No.407 92-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K]
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  • 季戊四醇协同次磷酸铝阻燃聚乙烯的研究

    冯猛;张宝辉;方宋辉;罗超云;周希武;

    为解决次磷酸铝(AHP)阻燃剂成分单一导致的阻燃性能不佳的问题,采用季戊四醇(PER)作为协同阻燃剂,以聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)作为相容剂和增韧剂,制备阻燃高密度聚乙烯(HDPE)材料,测试其阻燃性能、力学性能和热稳定性能。结果表明:各配方阻燃性能和热稳定性能优良。PER能够与AHP发挥良好的阻燃协同效应,在高温下发生成炭反应,从而显著提高AHP的阻燃效果。不加PER的HDPE材料基本没有阻燃性能,加入4%PER和20%AHP使HDPE获得V-0的阻燃等级。

    2026年03期 v.54;No.407 96-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K]
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  • 新型乙烯共聚绝缘复合材料的制备及性能分析

    罗金阁;肖俊阳;马伟哲;吴新;袁国权;

    为制备良好的绝缘复合材料,将乙烯丙烯酸共聚物(EAA)与低密度聚乙烯(LDPE)共聚,制备出新型的LDPE/EAA绝缘复合材料,研究LDPE/EAA绝缘复合材料的导热性能、力学性能与电绝缘性。结果表明:随着EAA添加量的增加,LDPE/EAA绝缘复合材料的导热系数逐步增大;拉伸强度与弯曲强度逐步提高;而断裂伸长率总体呈现先降低然后提升再降低的趋势;冲击强度呈先上升后下降的趋势;EAA的加入可提高复合材料的电绝缘性。在100 g LDPE中添加30 g的EAA时可以制备综合性能较高的LDPE/EAA绝缘复合材料,与未添加EAA的LDPE绝缘材料相比,LDPE/EAA绝缘复合材料的导热性能、力学性能与电绝缘性更高。

    2026年03期 v.54;No.407 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K]
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加工与应用

  • SBS改性沥青湿热复合老化特征及再生机理

    余小晴;曹林辉;万晓云;郭崛;刘掌红;鄢春鹏;王志清;

    以广州和成都为湿热气候代表,以北京气候为对比,探究湿热复合老化对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青性能的影响。选用工业动物油作为老化沥青再生剂,揭示湿热条件下SBS改性沥青老化与再生机理。结果表明:北京气候条件下老化沥青的丁二烯指数(BI)较成都降低7.74%,较广州提高7.64%;亚砜指数(SI)和羰基指数(CI)较成都提高8.15%、17.56%,较广州降低6.37%、9.38%。热氧与较高紫外线的复合作用加剧氧化反应,使亚砜基团显著增加,加剧轻质组分向沥青质转化,最终使沥青性能减弱。再生过程中,工业动物油有效稀释老化沥青中的极性分子,广州、成都和北京老化条件下沥青的SI分别降低21.34%、23.46%和21.14%。通过补充轻质组分可以实现老化沥青的再生。

    2026年03期 v.54;No.407 104-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1983K]
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  • 碳纤维对酚醛树脂复合材料力学性能和耐久性能的影响

    卫娇;罗冯敏;穆占春;郭丽娜;

    以偶联剂(KH-550)改性的碳纤维(CF)为增强材料、酚醛树脂(PF)为基体,制备PF/CF复合材料,对复合材料的力学性能和耐久性能进行研究。结果表明:KH-550改性CF后,CF的傅里叶变换红外谱图在990 cm~(-1)处出现新的特征峰,在1 150 cm~(-1)和3 485 cm~(-1)附近的特征峰的峰变宽且强度明显增强,说明KH-550成功接枝到CF表面。随着改性CF掺量的不断增加,PF/CF复合材料的拉伸强度和弯曲强度均呈先增大后减小的趋势,耐摩擦性能先提高后降低,耐热性能逐步提高。改性CF的添加质量分数为6%时,PF/CF复合材料的综合力学性能和耐久性能达到最佳。PF/CF复合材料拉伸强度和弯曲强度分别比PF提高119.7%和55.3%,磨损率比PF降低75.6%,初始热分解温度比PF提高64℃,最终质量保留率是PF的2.02倍。

    2026年03期 v.54;No.407 111-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K]
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  • 废旧聚乙烯基三元共混物对改性沥青混合料性能影响规律研究

    张晋帅;张文才;王科;

    文章分析评价煅烧高岭土(CK)含量对废旧聚乙烯/聚乙烯接枝马来酸酐/煅烧高岭土(WPE/PE-gMAH/CK)三元共混改性剂(GM)改性沥青混合料路用性能的影响,并对改性机理进行分析。结果表明:当CK质量分数为0~6%时,随着CK含量的增加,GM改性沥青高温性能增强;当CK质量分数为6%~10%时增幅放缓,且CK含量与高温稳定性参数之间具有较好的线性相关性。低温抗裂性能与抗水损性能分析表明,二者技术参数随着CK含量的增加呈先增加后减小的趋势,且在CK质量分数为6%时存在极大值。马歇尔试验研究表明,随着CK含量的增加,马歇尔稳定度与流值参数变化规律相反,且在CK质量分数为6%时存在极值。另外,傅里叶变换红外光谱分析表明,WPE/PE-g-MAH/CK与基质沥青之间主要存在物理相互作用,该作用对GM改性沥青性能影响较大。研究结果为WPE在改性沥青中高值化应用提供路用性能参考。

    2026年03期 v.54;No.407 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K]
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  • 隔热PS保温材料的制备及其阻燃性能研究

    刘思源;靳晓东;

    以聚苯乙烯(PS)作为基体,加入钴基金属有机框架材料(MOFs)ZIF-67作为阻燃剂,制备用于建筑保温的PS复合材料,并对其热稳定性、微观形貌、力学性能以及阻燃性能进行研究。结果表明:ZIF-67添加质量分数为4%的3号样品表现出最佳的热稳定性,ZIF-67在PS基体中分布均匀。同时,3号样品具有最佳的力学性能,抗压强度、拉伸强度以及冲击强度分别为146 kPa、0.25 MPa和0.93 kJ/m~2。在阻燃性能方面,3号样品具有最大的极限氧指数(LOI)34.7%,阻燃等级达到B1级,具有优异的燃烧性能,满足GB 8624—2012中s2产烟特性等级。制备的PS复合材料满足建筑保温阻燃材料标准。

    2026年03期 v.54;No.407 121-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1523K]
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  • 自增强型PETG外墙材料的力学性能与尺寸稳定性协同研究

    王新妮;吴海波;赵新宇;

    以商业化聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物(PETG)为基体,引入可结晶聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、短切玻璃纤维(GF)、短切碳纤维(CF)及纳米SiO_2,制备系列复合材料,研究不同增强方式对材料力学性能、热性能及尺寸稳定性的影响。结果表明:4种增强体系均在不同程度上改善PETG的综合性能,其中采用熔体在线拉伸工艺形成原位微纤结构的聚对苯二甲酸乙二醇酯-微纤化复合物(PET-MF6)样品表现最优。与纯PETG相比,PET-MF6的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高28.3%、31.2%和42.6%,热变形温度和维卡软化温度分别提升23.6%和22.5%,线膨胀系数下降27.2%,吸水率降低45.8%。PET-MF6在高温下仍保持较高的储能模量,损耗因子最低,玻璃化转变温度上移约5℃,表明分子链运动受到显著限制。研究结果为高性能PETG外墙材料的设计与制备提供技术参考。

    2026年03期 v.54;No.407 126-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1531K]
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  • 多元复合阻燃体系对硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的影响

    杨兵;徐滨;

    文章基于硬质聚氨酯泡沫构建复合阻燃体系,包括单一磷系(TCPP)、磷-氮复配(TCPP+三聚氰胺)、磷-金属复配(TCPP+氢氧化铝)以及磷-氮-金属三元复合体系(TCPP+三聚氰胺+氢氧化铝),对样品性能进行评价分析。结果表明:三元复合体系PU-4在各项阻燃性能中均表现最优,点燃时间延长至30 s,峰值热释放速率降至52.43 kW/m~2,残炭率提高至18.70%,同时保持良好的力学强度和导热稳定性。研究结果验证了磷-氮-金属协同作用在泡沫阻燃中的显著优势,为高效、低烟阻燃聚氨酯材料的开发提供依据。

    2026年03期 v.54;No.407 131-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1530K]
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生物与降解材料

  • 端基间多重氢键对聚乳酸结晶行为的影响及响应

    陈聪;魏雪巍;叶海木;

    为明确端基间多重氢键对聚合物结晶行为的影响及动态响应机制,研究合成不同分子量(5、9、12 kg/mol)的单端2-脲基-4[1H]-嘧啶酮(UPy)官能化聚乳酸(UPLLA)。核磁氢谱与傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实UPy基团成功引入聚乳酸(PLA)链端。差示扫描量热分析表明:端基氢键显著抑制PLA的熔体结晶能力,使冷结晶温度升高(5k样品从84.7℃升至99.6℃),冷结晶焓(5k样品从43.1 J/g降至15.4 J/g)和熔融焓(5k样品从30.6 J/g降至8.1 J/g)降低,并使熔融温度降低(5k样品降幅达17.9℃)。这种抑制作用随分子量增加而减弱,主要是因为端基对分子链运动的拖拽效应随链长增加而衰减。原位变温FTIR研究进一步揭示端基氢键的动态响应机制。在重结晶-熔融过程中,α'晶熔融释放的分子链运动能力可驱动端基氢键发生重组,使9k和12k样品在100~130℃温度区间的氢键强度出现反常上升,证实端基氢键可响应聚合物相变过程。

    2026年03期 v.54;No.407 136-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1779K]
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  • N-TiO2@PVC自降解塑料薄膜的制备及其光催化性能表征

    张玲秀;张琼;

    研究成功制备氮掺杂二氧化钛(N-TiO_2)负载于聚氯乙烯(PVC)基体的自降解复合薄膜(NTiO_2@PVC),探讨其在可见光驱动下的PVC分子链断裂机制。结果表明:N-TiO_2的掺杂显著提升了PVC薄膜的光催化降解性能,N-TiO_2在PVC基体中形成了均匀分散的纳米结构。4%N-TiO_2@PVC复合膜的光学带隙降至3.29 eV,显著低于纯PVC的5.63 eV,具有最低的光生载流子复合率,提升光催化活性。在紫外线照射400 h后,4%N-TiO_2@PVC复合膜的质量损失率达到22.90%,表明其具有优异的光催化降解性能。SEM和FTIR分析证实了N-TiO_2在促进PVC链断裂中的关键作用,揭示其在光照下诱导C—Cl键断裂和不饱和/氧化结构生成的机制。

    2026年03期 v.54;No.407 143-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1672K]
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工艺与控制

  • 基于热处理优化覆铜板性能的实验研究

    于紫萱;李会录;夏婷;薛小龙;严玉茹;

    为了解决电子元器件集成度不断提高所带来的功耗密度增大问题,以热处理工艺为切入点,系统地探究热处理温度与时间对覆铜板关键性能的影响。采用不同温度(140~220℃)和时长(0~16 d)对高速覆铜板进行热处理,测试其导热系数、绝缘层硬度、击穿电压、吸水率及拉伸强度等性能指标。结果表明:在200℃处理16 d条件下,导热系数由1.39 W/(m·K)提升至1.67 W/(m·K),提升20%;击穿电压由7.02 kV提高至9.01 kV,增长28%;吸水率下降95.0%;拉伸强度提升15.6%。合理调控热处理工艺参数能够显著提升覆铜板的热性能和结构稳定性,研究结果为高性能覆铜板的设计与应用提供依据与实践路径。

    2026年03期 v.54;No.407 148-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1664K]
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  • 层层自组装改性聚丙烯隔膜及其性能研究

    黄澍;梁倩;俞玲;周展鹏;魏邦达;吴行捷;王玮;

    针对商业聚丙烯(PP)隔膜的热稳定性、机械稳定性和电解液浸润性差的问题,采用电晕预处理和羧甲基纤维素钠/壳聚糖层层自组装技术对隔膜进行改性。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、电解液接触角以及力学性能等测试结果显示,改性后隔膜(C-P_(10))的电解液接触角仅为18.6°,相比原始PP隔膜的69.6°有显著降低;吸液率从108.4%增加至165.8%,亲液性明显增强;170℃下的热收缩率从58%降至21%,热稳定性提高。将改性前后的隔膜组装入CR2016扣式电池,通过电化学工作站、充放电测试仪等研究隔膜的电化学性能。结果表明:与原始PP膜相比,改性隔膜的循环性能和离子电导率均有所提高。在0.5 C/0.5 C倍率下充放电循环100次后,改性后C-P_(10)隔膜的容量保持率从90.4%提高至98.1%,离子电导率从0.58 mS/cm提高至0.88 mS/cm。

    2026年03期 v.54;No.407 156-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K]
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理化测试

  • 火焰原子吸收光谱法间接测定塑料复配添加剂中硬脂酸钙含量

    李涛;臧丽娟;钟安澜;麻玉龙;吕金龙;曾化雨;

    文章建立一种基于趁热过滤-湿法消解-火焰原子吸收光谱(FAAS)测定塑料复配添加剂中硬脂酸钙含量的分析方法。样品经粉碎处理后,研究有机溶剂对硬脂酸钙分离提纯效果的影响以及消解条件对硬脂酸钙消解效率的影响。结果表明:采用二甲基亚砜作为溶剂,样品经趁热过滤处理后,硬脂酸钙与其余干扰组分(碳酸钙等)基本完全分离;以硝酸为消解液进行湿法消解,能够有效缩短硬脂酸钙的消解时间。前处理完成后的待测溶液采用FAAS测定钙含量,以外标曲线法定量,并换算为样品中硬脂酸钙含量。方法学验证显示,钙离子在0~10.0 mg/L质量浓度范围内呈现良好的线性关系(R~2=0.999 6),加标回收率为98.57%~103.30%,相对标准偏差为1.62%。该方法具有操作简便、分析快速、精密度高和准确性好等优点,适用于塑料复配添加剂中硬脂酸钙的高效定量分析。

    2026年03期 v.54;No.407 162-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K]
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  • 液质联用法同时测定婴幼儿食品接触材料中己内酰胺和抗氧化剂1010的迁移量

    黄磊;林黛琴;资鹏;张涛;钟永红;王妍力;冷俊;

    建立高效液相色谱串联质谱联用法,同时测定婴幼儿食品接触材料中两种高关注化合物己内酰胺、抗氧化剂1010的迁移量。样品于70℃4%乙酸、50%乙醇中浸泡2 h,浸泡液经旋转蒸发仪浓缩并用初始流动相溶解,过0.45μm微孔滤膜,采用Acquity UPLC??BEH C18色谱柱分离,以0.1%甲酸乙腈-0.1%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,正负离子扫描三重四级杆质谱检测,外标法定量。在0.010~10.000 mg/L质量浓度范围内线性关系良好(R~2>0.999),方法定量限均为0.001 mg/kg;平均回收率为84.9%~92.3%,相对标准偏差为1.86%~3.67%。研究结果表明该方法前处理快速、简便、灵敏度高。

    2026年03期 v.54;No.407 167-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1558K]
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计算机辅助技术

  • 高压电缆缓冲层电-热-力场仿真分析

    马涛;徐文震;刘文安;陈文栋;宋燕山;宫毓斌;王靖然;马国彬;

    为了研究高压电缆在干燥与潮湿两种运行情况下皱纹铝护套与缓冲层的接触方式对绝缘电场畸变、局部温升以及缓冲层烧蚀和力学损伤的影响,采用COMSOL Multiphysics仿真软件建立110 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆仿真模型,对电缆在不同运行条件及接触状态下的电-热场分布情况进行仿真;采用ANSYS Workbench仿真软件对力场分布情况进行仿真。结果表明,当皱纹铝护套与缓冲层接触不良时,容性电流会在接触良好的位置集中,引起该位置局部温升。特别在缓冲层受潮情况下,电场畸变和温度场变化加剧,其中电流密度峰值可达到178 mA/m~2。当温度超过200℃时会发生电化学反应,生成白色高阻物质,加重电流分布并使局部发热更为严重,进而导致缓冲层发生烧蚀损伤。同时,绝缘受热膨胀及电缆弯曲都会导致皱纹铝护套对缓冲层不同程度的挤压损伤,会使电缆有起皱、开裂的风险。挤压损伤引起的局部热量上升也会引发缓冲层烧蚀。

    2026年03期 v.54;No.407 171-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 1961K]
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  • 机器学习技术在高分子材料阻燃性能检测领域的应用

    方振邦;张健;杨涛;王梁;钱泉;

    为了实现对样品阻燃性能的无损检测,探索基于材料拉曼光谱数据进行阻燃性能判断的机器学习技术方案。通过设计和分析基础配方的聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合体系阻燃性能与拉曼光谱数据之间的关系,验证通过拉曼光谱数据判断材料阻燃性能的可行性。采集和测试商业样品的阻燃性能和拉曼光谱数据,比较并验证4种机器学习模型对材料阻燃性能的判断能力。研究表明:对于来源不同、配方复杂的高分子复合材料,各样品的拉曼光谱复杂且难以解析,但机器学习算法能够从复杂的光谱数据中寻找出特征区别,准确判断样品的阻燃性能。机器学习模型可以根据样品的光谱数据准确判断样品的阻燃性能,实现对高分子材料阻燃性能的无损检测。

    2026年03期 v.54;No.407 180-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 1608K]
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塑机与模具

  • 基于多构型仿真数据的双螺杆挤出机螺杆建压过程

    赵冲;毕超;左仕博;殷德举;梁畅;郭显顺;

    螺纹元件的导程大小与排列顺序直接决定建压特性,大导程元件前置时压力梯度呈“前陡后缓”特征,导程递减结构(模型1)通过最大化剪切耗散实现高效建压,可保障熔体均匀挤出,避免因压力不足导致的产品密度不均;而短导程前置或导程突变组合易引发负压区与流动分离,导致熔体滞留时间差异显著、剪切热分布异常,进而使产品出现熔接痕、力学性能波动等缺陷。因此,精准构建建压模型是预测压力分布、优化螺杆构型以提升产品质量稳定性的核心前提。研究采用多层感知机(MLP)神经网络,其通过非线性映射精准捕捉压力分布与工艺参数的复杂关联,在模型4与模型6测试集上,4 MPa压差下末段压力预测误差分别为3.5%和小于2.0%,能够准确刻画导程骤变区域的压力波动特征。结合3次样条插值,模型可将预测范围拓展至任意压差工况,有效满足多工况工艺设计需求,为双螺杆挤出机的实时控制与构型优化提供参考。

    2026年03期 v.54;No.407 186-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1915K]
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  • 基于灰色关联分析的汽车散热器导风板注塑成型工艺优化

    王雅君;王宗强;王明伟;蔡世铭;张晗;

    以某型号汽车的散热器导风板为研究对象,为了得到其最优工艺参数,将Z方向翘曲变形量与塑件的体积收缩率作为待优化的指标,将熔体温度、模具温度、保压时间、保压压力和冷却时间作为优化的变量,建立L正交试验,采用Moldex 3D软件进行仿真分析,得出不同工艺参数组合下对应的目标值,并基于灰色关联分析理论对成型工艺参数进行优化。灰色关联度值极差分析结果表明:各个参数影响程度排序为熔体温度>冷却时间>保压时间>保压压力>模具温度。对应的优化参数分别为:熔体温度210℃、冷却时间18 s、保压时间12 s,保压压力150 MPa、模具温度35℃。与默认参数相比,优化后的Z方向翘曲变形量降低28.234 mm,体积收缩率降低1.344%。将最优工艺组合进行实际试模验证,结果表明:灰色关联分析相较于正交试验设计具有更显著的优化作用,通过灰色关联分析理论优化的工艺参数可以有效提高产品的成型质量,生产产品符合客户需求。

    2026年03期 v.54;No.407 193-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 1825K]
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问题探讨

  • 复合材料层合板结构自由振动多尺度分析

    赵文娟;陈兴强;隋晓敏;李岩;

    为多尺度探究层合复合材料结构的振动特性,推导其多尺度振动特性方程,求解其数值解,并实验验证数值推导的有效性。结果表明:在不同边长比(a/b)下,前两阶模态振动频率具有相同的变化趋势,均随着纤维体积分数(V_f)的增大而逐渐增大。在相同的V_f下,随着a/b的增大,前两阶模态振动频率均表现出逐渐减小的趋势。在不同长厚比(a/h)下,前两阶模态振动频率随V_f的增大而逐渐增大。在给定的V_f下,随着a/h的增大,前两阶模态振动频率均逐渐减小。在不同的纤维、基体弹性模量比(E_f/E_m)下,随着V_f的增大,前两阶模态振动频率均表现出逐渐增大的趋势;在给定的V_f下,前两阶模态频率随着E_f/E_m的增大,呈现出逐渐增大趋势。

    2026年03期 v.54;No.407 200-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K]
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综述

  • 生物降解微塑料的理化性质变化与检测方法研究进展

    刘田园;季君晖;闫国春;郭鹤阳;黄丹;

    生物降解塑料在替代传统塑料过程中产生的降解微塑料(BMPs)可能带来新的环境风险,BMPs的准确检测对于评估其真实环境友好性至关重要。文章系统考察BMPs在降解过程中的物理化学性质演变,阐明其与传统微塑料(MPs)的本质区别。同时,批判性评估当前分析方法的适用性,指出现有检测体系主要沿用传统方法,未充分考虑BMPs降解过程中的理化性质动态变化,可能导致检测准确性不足。提出未来应重点发展多技术联用的动态检测体系,并建议整合材料表征技术、环境分析方法和人工智能算法,以提升复杂环境基质中BMPs的识别灵敏度与定量准确性。研究结果为建立准确可靠的BMPs检测体系提供参考。

    2026年03期 v.54;No.407 205-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1593K]
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  • 工程塑料基膜分离材料研究进展

    秦云;王晓旭;张承桃;孙文强;

    工程塑料基膜材料因其优异的机械稳定性、热稳定性和化学稳定性,在CO_2膜分离领域展现出巨大的研究潜力。然而,工程塑料基CO_2膜材料在应用中面临渗透率与选择性难以协同优化以及渗透诱导的塑化和物理老化等难题。基于此,文章阐述工程塑料基CO_2膜分离材料的特性及分离CO_2的基本原理,总结目前常用的改性方法,综述在CO_2膜分离领域研究较多的工程塑料基膜分离材料的研究进展,旨在促进工程塑料基CO_2膜分离综合性能的提升。同时,针对存在的应用难题提出未来研究方向,以促进工程塑料和膜分离领域的交叉互补。

    2026年03期 v.54;No.407 211-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 1531K]
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  • 新型受阻胺类光稳定剂在塑料中的应用研究进展

    王菁;李梦竹;孙燕琳;胡锦青;杨冰冰;鲁新康;朱炜;

    受阻胺类光稳定剂(HALS)因卓越的光稳定性已成为塑料行业不可或缺的功能助剂。文章系统梳理HALS的光稳定作用机制,包括阻断自由基链式反应、分解氢过氧化物和猝灭单线态氧,重点介绍复配协同增效、分子结构调整和多功能集成三大改性策略,总结HALS在农用薄膜、建筑塑料及汽车内外饰部件等领域的应用现状。HALS未来应与生物基材料结合,实现绿色可持续发展,并依据使用需求实现功能自适应调整。

    2026年03期 v.54;No.407 216-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K]
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  • AI引领塑料助剂行业的技术变革与产业转型

    刘东然;谢永红;戚永军;张国瑞;位正;高宁;

    在塑料工业中,塑料助剂作为提升加工性能与改善产品物理化学性质的关键添加剂,发挥着不可替代的作用,其性能改进与技术创新直接关系到塑料制品的综合质量、环保水平及应用前景。在全球对绿色、高性能塑料需求持续增长的背景下,传统塑料助剂领域面临着研发周期长、实验投入大、配方设计复杂等多重挑战。在此形势下,人工智能(AI)技术依托机器学习、大数据处理与智能算法等手段,为该行业开辟了新的发展路径,助力其向智能化与高效化转型。文章探讨人工智能在推动塑料助剂技术升级与产业变革过程中面临的多类问题,包括数据获取与标准化难度较大、安全与伦理风险突出、实际应用成本较高等,相应提出构建行业数据共享机制、健全AI治理与伦理框架、推动技术成本优化等对策,以促进塑料助剂研发效率与生产智能化的提升,进一步支撑塑料工业向低碳方向转型。

    2026年03期 v.54;No.407 222-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 1461K]
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