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2025年, 第53卷, 第06期 
刊出日期:2025-06-25
  

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  • 张月, 刘祎程, 王宏宇, 姜大伟
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    以六甲基二硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯为原料合成乙烯基硅树脂(VMTQ),对其结构进行表征。利用VMTQ作为耐高温填料对硼酚醛树脂(BPF)进行改性,采用模压工艺制备不同VMTQ含量的玻璃纤维布-乙烯基硅树脂/硼酚醛树脂(GF-VMTQ/BPF)层压板,探究VMTQ对BPF和GF-BPF的耐高温性、疏水性能、力学性能的影响。结果表明:VMTQ的加入提升了BPF的耐高温性能,3%VMTQ/BPF在1 200℃下静态烧蚀残留率达56.4%,相比纯BPF的28.8%提高95.8%;3%GF-VMTQ/BPF动态烧蚀3 min后质量烧蚀率降至0.002 2 g/s,相比GF-BPF的0.005 3 g/s降低58.5%;最高背温从纯GF-BPF的690.6℃降低至684.7℃。VMTQ的加入提高了VMTQ/BPF的初始分解温度和800℃下残炭率(R800),3%VMTQ/BPF的初始分解温度为222.4℃,相比纯BPF的172.1℃提升了29.2%,R800由39.7%提高至58.5%。VMTQ的加入提升了GF-BPF层压板的疏水性能和力学性能,3%GF-VMTQ/BPF的接触角由GF-BPF的111.2°提高至125.4°;冲击强度由GF-BPF的124.9kJ/m2提高至131.7 kJ/m2。制得的耐高温层压板有望在新能源汽车电池封装盒等领域得到应用。
  • 刘悦, 沈毅, 赵树果, 雷伟岩, 孙秀芳, 刘依凡, 郭一诺
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    在提升聚酰亚胺(PI)防护纤维材料的耐热与阻燃性能过程中,常因分子链的刚性过大而导致其力学性能欠佳。研究以双酚A型二醚二酐(BPADA)和3,3'-二氨基二苯醚(ODA)为单体,以柔性链聚醚胺(D2000)为改性剂,采用静电纺丝技术制备PI和聚醚嵌段聚酰亚胺(E-PI)纤维膜,并利用红外光谱、热重分析、热机械分析、极限氧指数测定仪和微机控制电子万能试验机对材料的结构、耐热性能、阻燃性能和力学性能进行表征。结果表明:加入D2000可以显著提升纤维材料的5%热失重温度、玻璃化转变温度、极限氧指数和断裂伸长率,增强纤维材料的耐热性能、阻燃性能和力学性能。
  • 王伊凡, 邹明贺, 马驰, 谢颖
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    废弃生物质是一种廉价的可再生资源,由其制备的生物质活性炭具有高比表面积、高导热性和高导电性等特性,在电化学应用方面具有巨大潜力。采用氢氧化钾(KOH)化学活化和氮掺杂的方法,成功制备榛子壳活性炭,并将其加入热固性聚氨酯(PU)中,利用电化学工作站、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射和BET等表征手段,对其电化学性能、热力学性能及显微结构等进行分析。结果表明:氮掺杂榛子壳活性炭(HSAC)具有三维多孔状结构,平均孔径在6 nm以下,在PU基体中具有良好的分散性。HSAC/PU复合材料具有良好的热稳定性,在6 mol/L KOH电解液中表现出良好的电化学性能。在0.5 A/g的电流密度下,HSAC/PU-0.5的比电容为187.6 F/g,且具备出色的速率能力(20 A/g时为157.6 F/g),电容保持率为83.9%。
  • 张智健, 侯耀华, 王霁, 张博涛, 李思成
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    为了研究聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)材料在不同升温速率和热辐射强度下的热解及燃烧特性,采用锥形量热测试、单热重实验及热重-红外联用分析技术系统分析PBT的热稳定性、热解气体组分及其燃烧行为。结果表明,PBT的热解受升温速率影响。在热解过程中,PBT的热解产物主要包括CO2、CO、苯及其衍生物、烷烃、烯烃和二氧化硅等物质,同时还会有醇类、酸类、含硫有机物等含氧有机化合物以及少量的水。升温速率为15℃/min时,协同反应机制导致残炭量显著减少,而较高的升温速率则促进CO2、CO等气体的产生。随着热辐射强度的增加,引燃时间缩短,热释放速率峰提升,有害气体与烟雾释放量加剧,CO2平均释放量上升0.14%,最大烟气生成速率增加0.05 m2/s。基于N-GAS模型、火灾性能指数、火灾增长指数及火蔓延指数的火灾危险性分析,证实了PBT材料的火灾风险与热辐射强度呈正相关。
  • 张艳, 曹志强, 解海卫, 司国炯
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    采用ReaxFF分子动力学模拟深入探究纤维素(CE)和聚苯乙烯(PS)的共热解特性,分析两者在共热解过程中的相互作用与协同机制。结果表明,两种物质在热解过程中存在显著差异和协同作用。CE的热解产物主要由液体和气体组成;PS热解生成以苯乙烯为主的液体产物,在2 000 K时,其液体产物产率达到最大值97%。PS能够促进CE向小分子产物转化,从而提高气体产物产率,特别是含碳原子数为2的分子生成量明显增加。同时,CE也能够促进PS的分解,在1 800 K时,效果最显著。在共热解过程中,协同效应对产物具有选择性,对CH2O的生成起到正协同作用,但对CO2的生成起到抑制作用。CE与PS热解产生的自由基与中间体之间的化学反应影响产物的分布,特别是羟基与醛基等官能团促进了分子链的断裂与重组。此外,密度泛函理论计算表明,CE与PS分子间存在静电相互作用。
  • 关皓, 王龙飞, 袁天一, 谭洪生, 许山山
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    为了探讨不同带模比(RTD)对连续碳纤维增强低熔点聚芳醚酮(CCF/LMPAEK)复合材料棒材性能的影响,采用自行设计、组装的连续纤维增强热塑性复合材料棒材成型装置,以CCF/LMPAEK预浸带为原料,制备RTD为85%、90%和95%的3种不同CCF/LMPAEK棒材,并对CCF/LMPAEK棒材的弯曲性能、动态力学性能以及孔隙率进行表征。结果表明:随着RTD的增加,棒材的弯曲强度(σ_f)和弯曲模量(E_f)显著提高。RTD为95%的棒材σ_f达到686.3 MPa,E_f达到45.5 GPa,相比RTD为90%的棒材,分别提升23%和21%。动态热机械分析(DMA)显示,随着RTD的增加,棒材的储能模量(E')和玻璃化转变温度(Tg)增大。当RTD为90%时,棒材的E'为11 933.7 MPa;当RTD为95%时,E'为12 760.5 MPa,相比RTD为90%的棒材提高7%。3种棒材的Tg分别为440.5、440.6、441.7 K,相比纯LMPAEK,分别提升14.3、14.4、15.5 K,这表明该棒材具有良好的耐热性,在较高温度下仍能够保持良好的力学性能。此外,随着RTD的增加,棒材的孔隙率下降,当RTD为95%时,棒材表面光滑,其孔隙率仅为1.82%。
  • 田嘉睿, 王丹, 樊达鑫, 王婷, 刘晓蓓, 张航瑜, 袁新强, 宋文堂
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    通过物理掺入六氯环三磷腈(HCCP)、八乙烯基倍半硅氧烷(OvPOSS)、磷酸三乙酯(TEP)制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料,分析HCCP对OvPOSS1%/PMMA复合体系的热稳定性和阻燃性能影响。研究发现,HCCP中的—N=P六元环结构和N、P、Cl元素能够与OvPOSS中的Si—O八面体结构和Si元素协同阻碍PMMA分子链运动和热分解。当HCCP质量分数为20%时,PMMA复合材料失重5%和50%温度分别为196.6℃和381.3℃,玻璃化转变温度为174℃,残炭率为15.75%,达到UL 94 V-1级阻燃。OvPOSS1%/PMMA复合体系中添加10%的TEP可有效缓解其界面相容性差问题,但TEP会与HCCP发生亲核取代反应,致使复合体系透明度明显下降。
  • 洪森林, 段春来, 韩志东
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    马来酸酐(MAH)接枝聚烯烃相容剂广泛用于碳酸钙填充聚烯烃复合材料的制备和改性。以填充质量分数50%碳酸钙的聚乙烯/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(PE/EVA)复合材料为研究对象,对比研究了马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)和马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA-g-MAH)对其结构和性能的影响。结果表明:PE-g-MAH促进了碳酸钙粒子在PE相中的分散而形成选择分布结构,EVA-g-MAH增强了EVA相的极性及与碳酸钙粒子间的作用,从而改善其相界面作用。引入PE-g-MAH和EVA-g-MAH分别使吸收峰强度比(I1 735/I1 426)提高至0.40和0.28,复合材料中PE的熔点分别提高1.55℃和0.66℃。接枝聚烯烃强化了复合材料的拉伸强度从而弱化其断裂伸长率,加入PE-g-MAH能够使复合材料的拉伸强度达到14.2 MPa,加入EVA-g-MAH能够使断裂伸长率达到350%,PE-g-MAH和EVA-g-MAH的共同作用使复合材料在23℃条件下40 d后断裂伸长率的变化率达到43%。
  • 邹琴琴, 徐忠斌, 王忠铭, 李羽, 甄翔, Akram Ali Nasser Mansoor AL-HAIMI, 孙亚光
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    传统的酚醛树脂由苯酚和甲醛制成,这两种原材料均对环境和人体健康构成威胁。利用酚化木质素代替苯酚,利用糠醛代替甲醛,制备游离醛含量低、阻燃效果更佳的生物基糠醛树脂胶黏剂。在n(苯酚):n(糠醛)为1∶1.5、温度为90℃、时间为3 h的条件下制备的生物基胶黏剂的物理力学性能均满足GB/T 14732—2017的要求。其中酚化木质素替代率高达45%,糠醛替代率高达100%。当木质素替代率达到30%时,胶黏剂表现出最佳性能,干胶合强度和湿胶合强度分别为1.63 MPa和1.32 MPa,游离醛含量低至0.038%,游离酚含量为0.67%,与纯苯酚-糠醛树脂(PF)相当,极限氧指数提高至24%。研究结果凸显了木质素替代苯酚和糠醛替代甲醛在开发符合环保要求、阻燃性好的高性能生物基胶黏剂方面的有效性。
  • 李波, 杜鹃, 罗艳
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    以自制甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝高密度聚乙烯和乙烯-辛烯共聚物HDPE/POE-g-GMA为相容剂,回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(rPET)为基体材料,高密度聚乙烯(HDPE)为增强材料,制备rPET/HDPE/(HDPE/POE-g-GMA)合金材料。采用万能材料试验机、冲击强度仪、差示扫描量热仪、熔体流动速率仪和扫描电子显微镜对共混物的力学性能、结晶性能、形貌和流动性能进行表征和测试。结果表明:在加入相容剂后,共混物的相容性得到提高,与纯rPET相比,含质量分数15%相容剂的合金材料的拉伸强度提高至23.02 MPa,缺口冲击强度提高172.55%。
  • 肖玉洁, 路学成, 张志强, 吕旭彦, 王海军
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    纳米SiO2具有较大的比表面积,常被作为无机填料以增强树脂的性能。以纳米SiO2作为增强相,研究纳米SiO2对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物(ABS)光敏树脂性能的影响。通过能量色散光谱仪(EDS)测试、扫描电子显微镜(SEM)、黏度测试、拉伸试验等多种表征方法,全面揭示ABS/SiO2树脂形貌以及元素分布。采用热重分析仪对样品进行热稳定性测试。结果表明:纳米SiO2对ABS树脂进行表面改性后,材料的力学性能得到明显改善。当纳米SiO2质量分数为1.0%时,试件的力学性能最佳,拉伸强度和断裂伸长率较基体分别提高了12.7%和20.0%,邵氏硬度保持在86。此外,纳米SiO2的加入可以提高ABS树脂的耐热性,当纳米SiO2质量分数为1.0%时,ABS树脂的50%失重温度、最大失重速率温度和残炭率分别提高5.0℃、4.5℃和1.18%。SEM分析结果表明,ABS树脂基体样品表面光滑,而含有SiO2的样品粗糙度增加,裂纹扩展路径偏转发生偏转,韧性增强。
  • 王劲松, 鲍豫豪, 蒋应军
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    为了揭示玄武岩纤维筋网沥青混合料层间抗剪特性,提出自主研发的复合板剪切试验方法,分析玄武岩纤维筋网直径和网格间距对沥青混合料层间抗剪强度和层间黏结系数的影响规律。结果表明:随着玄武岩纤维筋网直径和网格间距的增大,层间抗剪强度和层间黏结系数均呈现先增大后降低的趋势;当筋网直径为6 mm且网格间距为60 mm×60 mm时,玄武岩纤维筋网对沥青混合料层间抗剪特性的提升效果最为显著,较未布设玄武岩纤维筋网时,层间剪切强度提高28%,层间黏结系数提高78%;当玄武岩纤维筋网直径大于8 mm或网格间距为40 mm×40 mm和100 mm×100 mm时,布设玄武岩纤维筋网反而不利于层间抗剪特性。
  • 秦杰, 杨乐, 王姿懿, 马嘉壕, 周义淋, 韦小旦, 刘子豪, 母俊锖
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    聚乳酸(PLA)作为一种生物降解聚合物,在包装、纺织和生物医学领域展现出应用潜力,但PLA材料在低温下的回复能力和形状记忆功能不足以支持其在某些特定条件下的使用。研究通过共混改性技术提升PLA在低温环境下的回复能力及形状记忆功能,将具有热致相变功能的改性蓖麻油与PLA共混。结果表明:制备的改性蓖麻油具有热致相变功能,将其分散在PLA基体中,可在保持PLA原有力学强度的同时显著提升PLA材料的低温回复性能。其中PLA20M的拉伸强度和断裂伸长率分别为(61.91±1.59) MPa和(7.51±0.96)%,与纯PLA的拉伸强度和断裂伸长率接近。与纯PLA相比,PLA20M在30~85℃的温度范围内呈现出连续的温度响应性,能够在较低温度下具有回复功能。PLA20M回复特性对温度十分敏感,回复速度较快,最终回复角达168.4°。改性蓖麻油能够提高PLA的形状记忆特性。研究为PLA在形状记忆材料领域的应用提供实验依据。
  • 齐曼婷, 王立梅
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    以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体,采用表面引发自由基共聚法,合成碳酸钙杂化扩链剂(CaCO3-g-ADR)。红外光谱、热重分析和透射电镜结果表明,ADR共聚物成功接枝在CaCO3表面。基于熔融共混法,以CaCO3-g-ADR对质量比为8∶2的聚乳酸/聚乙醇酸(PLA/PGA)共混物进行改性。利用拉伸冲击测试、差示扫描量热、旋转流变和维卡软化温度测试等方法,考察CaCO3-g-ADR用量对复合材料力学性能、热性能、流变行为和耐热性的影响。结果表明:CaCO3-g-ADR对PLA/PGA共混物具有较好的增容作用,随着CaCO3-g-ADR用量的增大,复合材料的拉伸强度先增大后减小,冲击强度和断裂伸长率均高于PLA/PGA共混物,同时耐热性提升。当CaCO3-g-ADR质量分数为4%时,复合材料的拉伸强度为65.8 MPa,冲击强度为5.9 kJ/m2,维卡软化温度(VST)达到71.8℃。CaCO3-g-ADR和PGA促进了PLA冷结晶,使复合材料熔体表现出更高的复数黏度和更强的非牛顿行为。
  • 袁禧龙, 赵阳, 赖锦清, 洪浩群, 谢东
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    以戊二醛为相容改性剂,采用熔融共混法制备聚乙烯醇/聚碳酸亚丙酯(PVA/PPC)复合材料,研究戊二醛和PPC的加入对PVA/PPC复合材料的结构、热学性能、力学性能和阻隔性能的影响。结果表明:PVA与PPC之间会产生氢键,戊二醛能够在PVA和PPC分子之间发生缩醛或者半缩醛反应;添加PPC和质量分数少于1%的戊二醛均会使PVA/PPC复合材料的黏度升高;PPC与戊二醛的添加会使复合材料中结合水含量降低,从而使复合材料的初始降解温度提高。随着PPC含量的升高,材料的拉伸强度先升后降,当PVA、PPC质量比为80∶20时,拉伸强度提高14.9%;随着戊二醛含量的升高,材料的拉伸强度也出现先升后降的现象,相比纯PVA,PVA、PPC、戊二醛质量比为80∶20∶0.5的复合材料拉伸强度提升23.9%。PPC和戊二醛的引入均能够提高复合材料的二氧化碳和水蒸气阻隔性能。相比纯PVA,PVA、PPC质量比为80∶20和PVA、PPC、戊二醛质量比为80∶20∶1的复合薄膜,二氧化碳透过系数(CDP)分别下降42.4%和56.9%,而水蒸气透过系数(WVP)分别下降34.4%和44.9%。
  • 吴悦华, 何伟
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    以聚乙烯醇(PVA)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)为基材,采用己二酸(AA)对Mg-Al层状双氢氧化物(LDH)纳米片进行改性,以提高HPMC/PVA复合薄膜的阻隔性能。采用红外光谱仪、X射线衍射仪、接触角测试仪、水蒸气透过率测试仪等对复合膜的结构和性能进行研究。结果表明:添加己二酸改性的层状双氢氧化物(LDH@AA)复合薄膜,其接触角从46.28°提高至102.38°,复合膜水蒸气透过率从655.72 g/(m2·24 h)降低至162.08 g/(m2·24 h)。复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率最大值分别为41.73 MPa和102.38%。采用LDH@AA能够有效改善HPMC/PVA薄膜的力学性能和阻隔性能,有助于进一步扩大其应用范围。
  • 廖俊杰, 郭润杰, 张敬嘉鸣, 谢胜澜, 张廷藩
    塑料科技. 2025, 53(06): 100-104. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.017
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    采用酸碱刻蚀法和硅烷偶联剂法对玄武岩纤维(BF)进行改性,利用熔融共混法制得改性玄武岩纤维-聚丙烯(MBF-PP)复合材料,分别研究不同浓度的HCl(1、2、3 mol/L)和NaOH(1、2、3 mol/L)联合不同种类硅烷偶联剂(KH550、KH560、KH570)的MBF对其复合材料力学性能的影响。结果表明:使用1 mol/L HCl刻蚀改性的BF制备的MBF-PP复合材料拉伸强度为19.561 9 MPa,相比纯PP提高6.8%;使用2 mol/L NaOH刻蚀改性的BF制备的MBF-PP复合材料拉伸强度为20.066 7 MPa,相比纯PP提高9.5%;使用NaOH改性的抗拉强度均高于HCl,但对浓度要求更高;使用HCl和KH550联合改性的MBF-PP复合材料力学性能比单独改性的MBF-PP复合材料低;使用KH570改性的MBF-PP复合材料力学性能最高,但同时塑性也较高。
  • 高雄, 唐基凯, 梁钦欢, 周乾, 赖淏, 熊锐
    塑料科技. 2025, 53(06): 105-110. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.018
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    为了改善沥青阻燃剂热储存稳定性并提高其阻燃效率,选用蒙脱土(MMT)与氢氧化铝(ATH)作为无机阻燃剂,采用硅烷偶联剂KH550及表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵(1831)对其进行有机表面改性。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和热重分析等方法对改性前后的阻燃剂物化特性进行表征。制备4种阻燃改性沥青,测试其基本物理性能、热储存稳定性和阻燃性能。结果表明:有机改性后的阻燃剂在沥青中的分散均匀性显著提高,相比掺入未改性阻燃剂的沥青,热解残炭率由18%提高至24%以上,沥青的热储存稳定性和阻燃性能得到显著改善。使用十八烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土及KH550改性氢氧化铝制备的复合阻燃剂对沥青的效果最佳。
  • 窦锦彪, 张刚
    塑料科技. 2025, 53(06): 111-115. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.019
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    双酚A型聚芳酯因其分子内含有大量的酯键及活性端羟基、羧基,在高温加工过程中易发生氧化、降解,从而导致性能劣化。因此,将不同抗氧剂(AD9228、TJ9228、SL9225及JK568)分别与聚芳酯(PAR)进行复配,研究抗氧剂种类对PAR性能的影响。结果表明,添加SL9225抗氧剂后的PAR热变形温度与其他复合PAR相近,但拉伸、弯曲、冲击及透光率等性能更优。对不同比例抗氧剂SL9225对PAR性能的影响进行探究,结果表明,当加入SL9225的质量分数为0.40%时,PAR的机械性能、耐热性及透光率最佳。
  • 谢江琴, 谢礼兰, 秦庆东, 童海, 李杨
    塑料科技. 2025, 53(06): 116-120. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.020
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    采用悬浮聚合法合成丙烯腈-二乙烯苯(AN-DVB)微球,并利用盐酸羟胺对微球表面腈基进行胺肟化处理。利用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱,研究不同胺化时间对胺肟化AN-DVB微球结构的影响,并进一步探讨在不同胺化时间下AN-DVB微球对拜耳法循环母液中镓的饱和吸附效率。结果表明:采用悬浮聚合工艺可使AN-DVB聚合形成微球。在胺化反应过程中,盐酸羟胺能够对微球表面腈基进行胺肟化。胺化12 h后,AN-DVB微球表面C≡N已完全转变为NH2—C=NOH。胺化时间越长,AN-DVB微球的热稳定性降低越明显。同时胺化反应过程主要在微球表面的褶皱处进行,且随着时间延长,微球表面越来越光滑,胺化12 h后,继续延长胺化时间对AN-DVB微球表面形貌的影响不大。胺化12 h后,偕胺肟化AN-DVB微球对镓的饱和吸附量达到13.12 mg/g。
  • 芮国芬, 刘海燕, 曹峥, 刘春林
    塑料科技. 2025, 53(06): 121-125. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.021
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    通过简单的离子浸泡策略对聚丙烯酸水凝胶微珠的力学性能(如压缩强度、断裂应变等)和吸水性能进行研究和调控,探究离子的种类和浓度对水凝胶的力学性能和吸水性能的影响。结果表明:浸泡离子后的水凝胶不仅具有优异的力学性能,且在Fe3+浸泡的白色水凝胶抗压缩能力最强,可以承受最大26.7 N;然而在高温加热的情况下,Na+浸泡的水凝胶微珠呈现出良好的热稳定性,经过Ni2+和Fe3+浸泡的水凝胶微珠具有更优异的热稳定性。此外,水凝胶微珠还展现出快速溶胀能力,加入离子溶液后的凝胶的溶胀率减小的现象可归因于高含量的离子极大地增加了水凝胶的交联密度,致密的网络限制水凝胶的进一步溶胀,从而导致了溶胀率减小。
  • 张毛焕, 张伟杰, 王国际
    塑料科技. 2025, 53(06): 126-131. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.022
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    为了提高聚四氟乙烯(PTFE)/聚醚醚酮(PEEK)机器人关节轴承材料的力学性能,并为材料匹配合理的成型工艺,分别基于熔融沉积成型(FDM)工艺与热压烧结工艺制备PTFE/PEEK复合多孔材料,对材料进行热处理改性与力学性能测试。结果显示:同组分参数下,FDM工艺成型试样的孔隙率更高;热处理改性可以明显提高试样的力学性能,相比热压烧结试样,FDM工艺试样经热处理改性后力学性能的改善效果更加明显。热压烧结工艺成型的试样热处理改性后的抗拉强度提高约11.34%,而FDM工艺试样的抗拉强度则平均提高约18.94%。热处理改性各阶段对材料力学性能的影响机制和效果不同。热压烧结试样与FDM试样对应的最佳升温速率均为6℃/min,最佳保温温度均为220℃,而保温时间对各试样抗拉强度的影响较小。
  • 王韬, 颜悦, 郎建林, 葛勇, 许雪婷, 王博伦, 孙琦伟
    塑料科技. 2025, 53(06): 132-138. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.023
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    针对透明件的高精度和高光学质量等要求,选择4 mm大尺寸聚碳酸酯平板,开展不同成型方法下的翘曲、厚度和残余应力分析,其中常规注射成型(CIM)考察熔体温度、模具温度、保压压力和保压时间等参数,注射压缩成型(ICM)考察熔体温度、模具温度、压缩行程和压缩速度等参数。结果显示,CIM的保压参数对平板的厚度及其均匀性、翘曲变形和残余应力的影响显著,而ICM的模具温度、压缩参数则对厚度和翘曲影响更大。对比得出,ICM不仅可以控制平板在厚度方向上的收缩和尺寸均匀性,使厚度偏差从CIM的0.25 mm左右降低至0.05 mm,降幅达到80%,最大翘曲变形也从CIM的0.62 mm减小至0.51 mm,改善幅度达到18%。ICM还可以显著降低产品的残余应力,减小产品后期装配及使用中的开裂风险,是制造低应力、高精度、低畸变光学产品的有效途径。
  • 董梓雯, 林勤保, 谢琰灵
    塑料科技. 2025, 53(06): 139-143. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.024
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    为了建立一种快捷有效地鉴别原生料和再生料的方法或模型,利用顶空气相色谱-质谱联用(HS-GC-MS)、MSDIAL软件、NIST质谱库以及保留指数对原生聚丙烯(VPP)和再生聚丙烯(RPP)中的挥发性物质进行筛选。在72种原生和再生样本中,初步定性出257种挥发性化合物,涵盖烃类化合物、添加剂、污染物等杂质,发现原生样本中的烃类物质含量远高于再生样本,是VPP主要的挥发性成分。采用主成分分析(PCA)、最小正交偏二乘判别分析(OPLS-DA)和线性判别分析(LDA)等多种计量学方法,对相关物质进行建模,均成功实现对原生和再生PP的良好鉴别。
  • 杨倩, 陆嘉莉, 冉露, 张念, 邱月
    塑料科技. 2025, 53(06): 144-151. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.025
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    针对塑料玩具中14种非邻苯二甲酸酯类增塑剂迁移量的检测,建立气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)。塑料玩具样品经模拟物在37℃下振荡240 min,制得迁移溶液,迁移溶液经乙酸乙酯提取后,通过0.22μm聚四氟乙烯(PTFE)滤膜,保留滤液。目标物经TG-5SilMS色谱柱分离,在电子轰击源(EI)下,进行选择反应监测(SRM)测定,采用外标法定量,考察提取溶剂、NaCl加入量、提取次数、基质效应对目标物定量结果的影响。结果表明,在线性范围内,14种非邻苯二甲酸酯类增塑剂迁移量的相关系数均大于0.999 0,检出限为0.16~0.30μg/kg,定量限为0.30~0.60μg/kg,平均加标回收率为88.7%~115.0%,相对标准偏差为0.4%~6.1%。该方法适用于塑料玩具中14种非邻苯类增塑剂迁移量的检测。
  • 刘金鹏, 任慧鑫, 蔡立鹏, 何淑娟, 刘博
    塑料科技. 2025, 53(06): 152-157. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.026
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    研究聚焦于食品接触用高分子材料中易挥发性化合物的检测,建立吹扫捕集-气质联用(GC-MS)方法。将测试的高分子材料置于气相色谱-质谱联用仪的顶空进样器中,采用气质联用仪进行测定,利用外标法进行定量,并对该检测方法的精密度、准确度等进行确认。结果表明,该方法具有良好的精密度和准确度,其线性相关系数r2≥0.999,加标回收率范围为90.1%~102.3%,相对标准偏差范围为1.01%~4.48%,适用于高分子材料中包括环己烷、甲苯等25种易挥发性化合物的检测。
  • 李波, 蒲曾鑫, 余泊羲, 赵小鱼, 牧灏, 杨昊
    塑料科技. 2025, 53(06): 158-163. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.027
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    气体绝缘开关设备(GIS)中环氧盆式绝缘子在生产过程中,环氧树脂与固化剂混合不均及高黏度可导致易形成气泡缺陷的问题。针对上述问题,基于主动红外热波检测技术,建立了含气泡缺陷的简化环氧材料热传导仿真模型,并对气泡缺陷的直径、深度及激励参数对检测结果的影响进行仿真分析。结果表明:环氧材料缺陷处表面温度随缺陷深度增加呈减小的趋势,随缺陷直径增加呈增大的趋势。仿真模型中缺陷深度从0.3 mm增长至1.9 mm。环氧材料缺陷处表面温度下降5.2%,温差由2.14℃下降至0.02℃。气泡缺陷直径从0.2 mm增长至1.0 mm。环氧材料缺陷处表面温度上升5%,温差由0.10℃增长至2.14℃。基于仿真结果,缺陷检测中推荐热激励功率为10 000 W/m2,激励时间为6 s。研究结果为环氧盆式绝缘子的出厂检测提供一种可有效提高检测效率和识别精度的技术方案。
  • 孙丰云, 王丽君, 高田田, 向瑞, 蒋智慧, 邓敏, 刘宇, 李涛
    塑料科技. 2025, 53(06): 164-170. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.028
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    为掌握纤维素气凝胶领域的研究现状、热点及前沿,在中国知网(CNKI)期刊和核心数据库(Web of Science,WOS)分别收集了2010—2023年中文文献333篇、英文文献2 308篇。采用CiteSpace软件,从文献发文量、作者、机构、研究热点和趋势等方面进行文献计量和可视化分析。结果表明:国内外研究均呈现先慢后快趋势,2010—2015年为起步阶段,2016年后发文量猛增;国内、外文献作者和机构均有合作网络关系,但联系不够紧密,文献核心作者发文量分别占37.5%和25.6%,均未形成核心作者群,文献机构之间联系疏松,呈现多中心、分散式结构;国内研究热点集中在石墨烯、碳气凝胶、吸附性能、羧基化改性等方面,国外研究热点集中在纤维素纳米晶、吸油性、重金属、亚甲基蓝、隔热等方面,研究热点有部分重叠;微胶囊、交联、改性、有效去除、回收利用等方向是国内外研究的前沿。
  • 黄熹哲, 蔡河山, 户坤坤, 胥丹, 梁潮佲, 赵雨鑫, 方铮
    塑料科技. 2025, 53(06): 171-176. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.029
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    微塑料作为一种新兴污染物,因其能够对生物体造成的显著且不可忽视的影响以及难以防治的特性而备受关注和讨论。微塑料对生物(包括无脊椎动物、脊椎动物和植物)的生长具有严重的影响,包括引发DNA损伤、细胞损伤和炎症反应等。在国际上,针对微塑料的治理主要通过物理破碎和收集、化学降解法以及生物降解法。其中,化学降解法是微塑料降解的主要方法,而高级氧化法则为最主流且高效的方式。此外,生物降解法通常作为化学降解法的补充手段应用于微塑料降解流程,但部分研究表明其也具备独立处理微塑料的能力。面对微塑料污染问题,在未来的研究与治理工作中,应深入探究微塑料的生态毒理学效应,以更精准地评估其风险,并开发出更高效、更环保的微塑料降解技术。
  • 陈慧, 杨旭
    塑料科技. 2025, 53(06): 177-182. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.030
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    随着电子通信技术的迅猛发展,电磁泄漏、电磁污染及电磁干扰等问题日益突出。石墨烯材料作为一种新型的碳基材料,具有传统电磁防护材料所不具备的优异电学、热学、力学及可加工性能,是发展“强、宽、轻、薄”电磁防护材料的理想选择之一。然而,石墨烯存在较低磁导率、阻抗匹配调控差以及电磁防护主要依赖介电损耗等缺陷。文章在阐述石墨烯结构及其电磁防护理论的基础上深入分析了3D石墨烯电磁防护材料和石墨烯/聚合物复合材料的制备方法及其电磁防护效能,旨在克服石墨烯零带隙的限制,为开发高性能、轻薄、绿色环保的电磁防护复合材料提供有益的参考。
  • 周向坤, 马会霞, 姜睿, 张焕玲, 赵成浩
    塑料科技. 2025, 53(06): 183-187. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.031
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    聚乳酸(PLA)的规模化应用有助于缓解石油基塑料导致的环境问题,而丙交酯(LT)的开环聚合是当前工业生产高质量PLA的关键途径。目前工业生产主要采用乳酸两步法制备LT。该工艺需在高温、高真空条件操作,且在反应过程中易发生内消旋以及聚合副反应,导致LT收率降低。相比乳酸两步法生产LT的低效性,分子筛液相催化乳酸一步法生成LT将成为未来PLA产业降低成本的有效方式。目前,Beta分子筛常被用于乳酸一步法生产LT,Beta分子筛的改性及反应工艺的优化将成为LT增产的关键。文章从调控分子筛及反应体系关键参数角度综述当前提高LT产率的有效策略,旨在为LT增产提供借鉴。
  • 李泽宇, 沈辉, 郝旭峰, 侯进森, 李洪丽, 相利学, 唐波, 吴新锋
    塑料科技. 2025, 53(06): 188-192. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.06.032
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    导热折叠石墨烯是一种具有高导热性和柔韧性的材料,主要应用于电子设备的散热领域。目前有关折叠石墨烯及其复合材料的制备及应用的研究仍处于发展阶段。探究不同折叠方式对材料特性的影响,有效地控制、利用乃至大规模制备新型折叠石墨烯复合材料的方法仍待发掘。文章归纳制备折叠石墨烯的相关方法,包括物理加工法、水辅助法、蒸发诱导法及分子动力学模拟等,并介绍折叠石墨烯在复合材料中的部分应用,着重分析折叠过程中影响石墨烯导热性能的各项因素,旨在为新型石墨烯复合材料的制备提供参考。