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2025年, 第53卷, 第04期　
刊出日期：2025-04-25
  

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  • 钴配合物催化醋酸乙烯酯自由基聚合的研究
    张志超, 宋柏洋, 温朝阳, 韩双
    塑料科技. 2025, 53(04): 1-8. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.001
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    制备3种含有不同取代基的双水杨醛钴（Ⅱ）配合物，通过红外光谱、质谱以及X-射线单晶衍射对其结构进行表征。以偶氮二异丁腈（AIBN）为自由基引发剂研究含有不同取代基的水杨醛钴配合物介导的醋酸乙烯酯（VAc）聚合反应，探究[AIBN]/[Co]、单体浓度、反应时间和温度对聚合物分子量以及分子量分布的影响。结果表明：配合物1与AIBN在本体聚合与溶液聚合中均表现出较好的催化效果。当[VAc]/[AIBN]/[1]为600/2/1时，在65℃的甲苯溶液中进行聚合反应20 h，所得聚醋酸乙烯酯的数均分子量与理论分子量接近，分子量分布较窄。
  • 前驱体聚酰胺酸的化学亚胺化调控及其对聚酰亚胺薄膜性能的影响
    王昕熠, 李玉轩, 翟燕, 温艺维, 何海峰, 张欣源, 代佳彤
    塑料科技. 2025, 53(04): 9-14. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.002
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    以4,4'-（六氟异丙烯）二酞酸酐（6FDA）和2,2'-双（三氟甲基）-4,4'-二氨基联苯（TFMB）为反应单体，通过化学-热混合亚胺化法制备聚酰亚胺（PI）薄膜。先在前驱体聚酰胺酸（PAA）中加入不同含量的乙酸酐和吡啶进行化学亚胺化，原位引入刚性酰亚胺环结构，制备不同亚胺化程度的酰胺酸-酰亚胺共聚物（PA-I）薄膜，再通过热亚胺化法制备无色透明的聚酰亚胺（PI）薄膜。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、紫外可见分光光度计、乌氏黏度计、动态机械热分析仪（DMA）、热重分析仪（TG）和万能材料试验机等方法对薄膜进行表征。结果表明：随着乙酸酐和吡啶含量的增大，刚性酰亚胺环结构增多，PA-I共聚物薄膜亚胺化程度增大，最终经热亚胺化制备的PI薄膜分子链排列的有序程度增大；力学性能和耐热性能随着刚性酰亚胺环结构的增多而增大，光学性能随着刚性酰亚胺环结构的增多呈现先增高后降低的趋势。当共聚物薄膜的化学亚胺化程度为60%时制备的PI薄膜的综合光学性能最佳，在500 nm处的透光率达到88.66%，黄度指数仅为5.9；其力学性能较好，拉伸强度达到121.3 MPa，拉伸模量为3.11 GPa，断裂伸长率为5.165%。
  • 复合改性剂HDPE/SBR的制备及其增韧RPET的研究
    刘永超, 王艳芳, 孙长红, 丁紫阳, 白玥碧, 潘全喜, 田谋锋, 张磊
    塑料科技. 2025, 53(04): 15-20. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.003
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    采用化学反应法制备高密度聚乙烯/丁苯橡胶（HDPE/SBR）复合改性剂（HS），通过热机械共混制备回收聚对苯二甲酸乙二醇酯（RPET）和HS的复合材料RPET/HS，分别探究塑橡比对HS微观形貌、环氧化物含量、熔体流动速率（MFR）的影响，架桥剂配比（mX/mY）对HS结晶形态、环氧化物含量、表观转化率、MFR的影响，不同阻交联剂对HS结晶形态、MFR的影响，以及不同含量HS对RPET/HS复合材料的力学性能影响。结果表明：HS呈典型的“香肠”状结构，其中，HDPE为连续相，橡胶为分散相，分散的橡胶相中包容一定量的HDPE;mX/mY和塑橡比均影响复合改性剂HS中环氧官能团的含量，最终影响HS增韧增容RPET的效果。随着塑橡比的减小，环氧化物含量降低，HDPE晶粒细化程度增强，架桥剂表观转化率增大，而MFR变小；mX/mY无法改变HS的结晶形态，随着mX/mY的增大，表观转化率逐渐增大，而MFR呈现先增大后减小趋势；添加阻交联剂后，HS中的HDPE晶粒尺寸较大，晶粒形态更完善，表观转化率明显减小，而MFR增大。当HS添加质量分数为20%时，与纯PET相比，RPET/HS冲击强度提高362%，拉伸屈服强度提高3.74%，弯曲弹性模量保持在原料的96.9%，力学性能最佳。
  • 热处理改性对PTFE/PEEK多孔保持架材料摩擦学性能的影响研究
    赵训茶, 王文文, 刘洁, 汤超, 刘鹏
    塑料科技. 2025, 53(04): 21-26. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.004
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    为提升多孔聚四氟乙烯/聚醚醚酮（PTFE/PEEK）航空轴承保持架材料的自润滑性能，基于熔融沉积成型（FDM）工艺制备PTFE/PEEK复合多孔材料，并对其进行热处理改性。以未改性的多孔PTFE/PEEK材料作为对照组，开展微观结构表征及宏观摩擦学性能测试。结果表明：热处理改性后的PTFE/PEEK多孔材料孔隙特征明显，孔径大小合理；干摩擦条件下，未改性材料孔壁承载能力低且容易引发轴承组件的磨损，改性后致密试样平均摩擦因数降低约35.06%，多孔试样平均摩擦因数下降超过40%；贫油润滑条件下，未改性多孔试样平均摩擦因数相比致密试样降低28.03%，而改性后多孔试样平均摩擦因数降低54.65%，说明热处理改性不仅可以有效提高多孔材料表层结晶程度和承载能力，而且对于提升多孔PTFE/PEEK航空轴承保持架材料自润滑性能具有重要意义。
  • 交联共聚改性有机玻璃的制备及性能研究
    汪海平, 刘芸, 张玉敏, 胡思前
    塑料科技. 2025, 53(04): 27-31. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.005
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    文章选用甲基丙烯酸甲酯（MMA）作为主单体、甲基丙烯酸（MAA）作为改性单体、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯（BPA2EODMA）作为交联剂，通过本体聚合方法制备一系列交联共聚改性有机玻璃。采用紫外-可见分光光度计（UV-vis）、差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TG）及邵氏硬度计等仪器探讨不同体积分数的MAA和BPA2EODMA对改性有机玻璃的透光率、表面硬度、玻璃化转变温度（tg）及热稳定性的影响。结果表明，MAA体积分数达到10%时，有机玻璃透明性良好，耐热性显著提升，tg达到144.1℃，硬度达到最大值79.97;MAA过量，有机玻璃透光率下降明显。添加BPA2EODMA交联剂后，tg进一步提升至154.2℃，热稳定性增强，但透光性和硬度有所降低。
  • 原位界面增容硅橡胶/聚羟基丁酸酯热塑性硫化胶
    崔莹, 郑阔, 李旭, 胡嘉明, 李龙, 方庆红, 康海澜
    塑料科技. 2025, 53(04): 32-38. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.006
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    以填充SiO2补强的硅橡胶（FSR）和聚羟基丁酸酯（PHB）为原料，采用动态硫化技术成功开发一种新型绿色热塑性硫化橡胶（TPV），并对其微观相态、界面增容以及交联网络结构进行深入研究。通过扫描电子显微镜（SEM）观察到大量FSR微粒分散在连续的PHB相中，揭示了在动态硫化过程中发生的相反转，形成典型的“海-岛”结构。通过凝胶含量测试和红外光谱分析（FTIR）揭示了界面增容反应以及其对FSR与PHB两相界面相互作用的增强。实验结果表明：当FSR与PHB的质量比为60∶40时，FSR/PHB TPV表现出优异的机械性能，抗拉强度为5.6 MPa，断裂伸长率达200%。制备的FSR/PHB TPV具有机械性能良好、弹性优异、易加工和可再加工等特点，在生物医学设备和3D打印材料领域具有潜在的应用前景。
  • 环氧树脂/锡铋合金异质结构复合材料的制备及性能研究
    李保君, 孔丁峰, 刘永佳
    塑料科技. 2025, 53(04): 39-45. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.007
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    随着5G时代的到来，电子产品的热管理问题亟待解决。聚合物基导热材料具有柔韧性好、密度低、绝缘性好、成本低、耐腐蚀、易加工等优点，但导热性能不佳限制其在该领域的应用。将锡铋合金和环氧树脂组合，制备异质结构的复合材料，充分发挥了锡铋合金具有熔点低、密度小、导电性好、成本低等特点以及环氧树脂优异的物理性能、化学稳定性、电绝缘性能和加工性能。探讨593固化剂添加量（15%、25%）、Sn42Bi58颗粒的粒径（35、44μm）以及Sn42Bi58颗粒的质量分数（5%、10%）对复合材料的结构和性能的影响。结果表明：E51/C.A.593/Sn42Bi58复合材料呈三层复合结构，添加25%的593固化剂的复合材料热稳定性、弹性模量和断裂强度较添加15%的593固化剂的样品更高；35μm Sn42Bi58颗粒与环氧树脂接触界面的融合性更佳，复合材料的玻璃化转变温度更高，热稳定性更好，导热系数更大；35μm Sn42Bi58颗粒的添加量越多，导热系数越高，且随着温度的增大，导热系数也随之增大。E51/C.A.593-25/Sn42Bi58-35复合材料的综合性能最佳，有作为聚合物基导热材料应用于电子产品领域的潜力。
  • 木聚糖-g-丙烯酸水凝胶对亚甲基蓝吸附性能研究
    梁志, 王丹菊, 胡鑫鑫
    塑料科技. 2025, 53(04): 46-51. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.008
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    以木聚糖为原料、丙烯酸为功能单体、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用接枝聚合制备木聚糖-g-丙烯酸水凝胶，研究pH值、吸附剂用量、亚甲基蓝初始浓度、吸附时间、亚甲基蓝初始浓度、盐度、再生循环使用次数对吸附亚甲基蓝性能的影响。结果表明：水凝胶去除亚甲基蓝的最佳pH值范围为5～10；吸附平衡时间约为210 min。水凝胶对亚甲基蓝的吸附性能良好，对中低浓度（≤400 mg/L）亚甲蓝溶液吸附去除率高达97%。水凝胶对亚甲基蓝的吸附行为符合动力学假二级模型和Langmuir等温吸附模型，根据Langmuir吸附模型计算的最大吸附量可达1 405 mg/g。木聚糖-g-丙烯酸水凝胶表现出良好的再生回用性能，可作为生物质吸附剂用于亚甲基蓝废水处理。
  • 可连续吹膜加工PGA/PBC共混物的制备和性能研究
    尹甜, 王勇, 刘田园, 韩昌豪, 刘佳健, 李春成, 温亮
    塑料科技. 2025, 53(04): 52-57. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.009
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    采用熔融共混法和反应挤出技术制备聚乙醇酸/聚碳酸丁二酯（PGA/PBC）共混物，研究聚乙醇酸（PGA）及滑石粉质量比对PGA/PBC共混物的热性能、微观形貌、吹膜加工性能、薄膜力学性能的影响。结果表明：随着PGA和滑石粉的引入，共混物的热稳定性得到提高。共混物整体分散均匀，PGA粒径也较为均匀，平均粒径为1～2μm。利用PBC对PGA进行共混改性，解决了PGA的吹膜加工问题，使原本无法单独进行吹膜加工的PGA实现连续吹膜加工。有机开口剂以及滑石粉的共同使用解决了PBC结晶缓慢造成薄膜开口困难的问题，薄膜样品的力学性能优异，完全满足后续使用的需求。
  • 水发泡硬质聚氨酯的实验表征和成型模拟
    何一博, 廖秋慧, 王海波, 祝康, 王启迪
    塑料科技. 2025, 53(04): 58-63. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.010
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    由于水发泡聚氨酯材料加工过程的复杂性，在产品开发初期对聚氨酯泡沫制品的成型过程进行数值模拟，可以帮助设计模具和优化工艺参数，提高产品开发效率。针对水发泡聚氨酯材料，建立1个包含固化和发泡反应及黏度的耦合模型。通过n级反应动力学模型、自催化模型和反应黏度模型对水发泡聚氨酯材料的发泡和固化反应速率及黏度进行建模，使用参数拟合的方式创建水发泡聚氨酯的材料模型，并基于CAE构建了化学发泡过程仿真模型，用于多浇口成型分析。
  • PBS/壳牌炉粉煤灰复合材料的制备及性能研究
    李瑞娜, 刘欢, 张宏博, 闫捷, 吕奕明, 何建龙, 蒋元力
    塑料科技. 2025, 53(04): 64-68. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.011
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    文章选用聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作为基础树脂，壳牌炉粉煤灰（FA）作为填料，通过熔融共混法进行混合，制备一系列PBS/FA复合材料，研究FA的添加量对复合材料性能的影响。对添加不同质量分数FA(0、5%、10%、20%、30%)的PBS/FA复合材料进行流动性、热稳定性、力学性能、结晶性能测试以及微观形貌观察。结果表明：添加FA可以改善PBS/FA复合材料的性能，随着FA添加量的增加，PBS/FA复合材料的热稳定性、结晶性能逐渐提高，流动性、拉伸性能逐渐减弱，弯曲性能逐渐增强。当FA的质量分数为5%、10%时，PBS/FA复合材料的流动性和力学性能差距不大，当FA的质量分数为10%时，PBS/FA复合材料的综合性能最佳。
  • 聚磷酸铵的制备及其阻燃聚氨酯硬泡应用研究
    李永翔, 杨晓龙, 陆忠海, 马航, 万邦隆, 吴志峰, 朱境, 李云东
    塑料科技. 2025, 53(04): 69-75. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.012
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    以采用湿法磷酸净化工艺产生的副产物萃余酸所制备的磷酸一铵（MAP）和尿素为主要原料，制备阻燃型聚磷酸铵（APP），研究不同物料添加量、反应时间和反应温度对产品指标的影响。结果显示，最佳反应工艺为：反应原料MAP、尿素和三聚氰胺质量分别为500、350、50 kg，反应温度为250℃，反应时间为5 h。所得的产品指标为：总氮质量分数为20.1%,P2O5质量分数为40.4%，平均聚合度为43,pH值为7.33，水溶解度为3.87 g/100 mL H2O。然后将APP同多种协效剂组合添加到聚氨酯硬泡（RPUF）中，研究不同阻燃剂对RPUF燃烧性能的影响。结果表明：与纯RPUF相比，在268份PRUF中添加40份APP可以有效提高RPUF的阻燃性能，热释放速率峰值（PHRR）和总热释放量（THR）分别下降26.5%和13.4%；添加30份APP和10份可膨胀石墨（EG）拥有最优的阻燃效果，PHRR、THR和总产烟量（TSP）分别下降和31.2%、23.7%和8.6%，极限氧指数由19.5%提升至25.0%。
  • PE/木粉/EVA复合膜的制备与性能研究
    汤力, 王玮
    塑料科技. 2025, 53(04): 76-81. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.013
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    将聚乙烯（PE）、木粉和乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）熔融共混加工成PE/木粉/EVA复合材料，然后以吹塑成型的方法制备PE/木粉/EVA复合膜。制备PE/木粉/EVA复合材料的过程中，主要选择线型低密度聚乙烯（LLDPE）作为主体树脂，将低密度聚乙烯（LDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）混合组成基体树脂，协同使用木粉和碳酸钙母料作为填料体系，以硬脂酸钙/硬脂酸/PE蜡为复合润滑剂体系，选择邻苯二甲酸二辛酯（DOP）作为增塑剂以及EVA作为增容剂。进一步研究不同EVA含量对PE/木粉/EVA复合材料的拉伸强度、断裂伸长率以及熔体流动速率的影响，确定EVA的最佳投料比以及LLDPE、LDPE和HDPE的最佳组成比例。当填料和PE质量比为25∶75时，可以得到高填充料的PE/木粉/EVA复合膜。基体树脂体系应以吹膜级LLDPE为主，LDPE和HDPE为辅。在LLDPE∶LDPE∶HDPE合适的配比为60∶20∶20时，由LLDPE提供PE/木粉/EVA复合材料所需的力学性能，由LDPE和HDPE来调整PE/木粉/EVA复合材料所需的力学性能和加工流动性能。
  • 基于差异磨光的钢渣沥青混合料抗滑表层性能评价
    赵伟, 李宝善, 董选财, 翟健梁, 彭林魏, 冯宝珠, 熊锐
    塑料科技. 2025, 53(04): 82-88. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.014
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    对石灰岩、钢渣、玄武岩、花岗岩集料的硬度、磨光值、碱值、接触角、集料与沥青间的黏附功等进行研究，选定性能更优的钢渣和石灰岩集料。采用等体积法将钢渣代替石灰岩集料掺入SMA-5沥青混合料中，并对掺加钢渣后的混合料的高低温性能、水稳定性、层间剪切强度和层间黏结强度进行分析，研究其在长期磨光作用下的抗滑性能变化规律。结果表明：钢渣集料的维氏硬度最大，初始磨光值最高，且磨光后磨光值仍较大；集料碱值越高，表面自由能越大；集料与沥青间黏附功的顺序为：钢渣>石灰岩>玄武岩>花岗岩；集料-沥青间拉拔强度同黏附功的变化趋势基本一致，但有所区别；掺入钢渣后，混合料的动稳定度和冻融劈裂强度比呈上升趋势，最大弯拉应变有所降低，且层间剪切强度与层间拉拔强度随着钢渣掺量增加而逐渐降低；钢渣掺量为75%时，混合料的动摩擦系数达到峰值，钢渣掺量为50%时，混合料动摩擦系数的衰减速率最小。
  • 屋面保温用PCM-GF复合材料的制备及性能研究
    李博, 韦纯
    塑料科技. 2025, 53(04): 89-93. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.015
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    制备由水泥-聚乙二醇相变材料（PCM）和玻璃纤维增强聚合物（GF）组成的复合材料PCM-GF，研究其热性能和力学性能。差示扫描量热测试及热导率测试结果表明，当GF质量从0 g提高至800 g时，PCM-GF的比熔化焓和比结晶焓分别从178.85、179.61J/g降低至52.87、53.11J/g，其热导率从0.13W/（m·K）提高至1.85 W/（m·K），说明PCM-GF的相变比焓与复合材料中GF的质量占比呈线性反比，GF的加入提高了PCM-GF复合材料增强层压板的热导率。GF的加入提高了PCM-GF复合材料的力学性能。制备的PCM-GF复合材料可作为一种节能、室内温度调节的屋面建筑材料。
  • 层状纳米硅酸盐增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究
    李帅, 郑超, 王薪荣, 刘飞
    塑料科技. 2025, 53(04): 94-98. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.016
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    在聚丙烯（PP）中分别添加质量分数为0、3%、5%、7%、10%的层状纳米硅酸盐，系统评估PP复合材料的力学性能、阻燃性能、热稳定性、热老化特性。结果显示：层状纳米硅酸盐添加质量分数为7%时，PP复合材料的综合性能最佳。力学性能方面，拉伸强度从33.2 MPa提升至40.3 MPa，拉伸模量从1.6 GPa提升至2.0 GPa，弯曲强度从42.3MPa提升至48.4 MPa，冲击强度从5.8 kJ/m2提升至6.8 kJ/m2。阻燃性能方面，极限氧指数（LOI）提升至23.2%,UL-94燃烧等级达到V-2；热稳定性方面，初始降解温度从388℃提高至415℃，最大降解速率温度提升至460℃，残炭率增至9.26%；协同阻燃效果更强，热释放速率与总烟释放量降低。结果表明，7%为层状纳米硅酸盐在PP复合材料中的最优添加质量分数，可以显著提升材料综合性能。
  • 输电线缆表面烧蚀与交联聚乙烯绝缘层相关性研究
    杨卓然, 王晗, 童斌, 吕立翔
    塑料科技. 2025, 53(04): 99-103. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.017
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    输电线缆表面烧蚀及材料绝缘性能是电力系统可靠运行的关键因素，研究不同运行时间下输电线缆的烧蚀和绝缘性能的变化规律对确保电力系统的可靠运行具有重大意义。通过对不同运行时间下输电线缆的表面烧蚀和绝缘性能进行研究，分析表面烧蚀的原因，测试不同运行时间下输电线缆老化程度及其电气性能的变化。结果表明：随着烧蚀劣化程度以及运行年限的增加，材料的平均体积电阻率由0.99×1015Ω·m（样品3～样品6）下降至1.7×1014Ω·m（样品1和样品2），平均工频击穿电压由69.6 kV/mm（样品3～样品6）下降至66.3 kV/mm（样品1和样品2），说明样品1和样品2标段输电线缆绝缘性能下降。进一步通过多标段样品对比发现不同标段输电线缆绝缘材料的老化速度和耐久性能存在一定差异，该协同研究结果为电力系统的维护和管理提供重要参考，有助于相关从业人员制定更加科学合理的检修和更换计划，确保电力系统的安全稳定运行。
  • 羰化植物纤维聚乙烯复合材料的制备及性能研究
    张小凡, 成正亮
    塑料科技. 2025, 53(04): 104-108. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.018
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    利用高碘酸钾（KIO4）对竹粉植物纤维进行表面修饰，对植物纤维表面羟基（—OH）进行定向氧化，制备羰化植物纤维（CMPF）。将CMPF与聚乙烯（PE）复配，制备羰化植物纤维聚乙烯复合材料（PE/CMPF），并进行性能测试。结果表明：CMPF能够降低植物纤维表观极性，增加内部极性；羰化后，PE/CMPF复合材料的界面相容性得到改善，机械强度得到明显提高。拉伸强度从未改性时的15.4 MPa增至KIO4用量为0.1%时的17.9 MPa。弯曲强度、弯曲模量分别从未改性时的19.4、562 MPa增至KIO4用量为0.5%时的21.2、606 MPa。当KIO4用量在0.2%以内时，断裂伸长率变化不大；KIO4用量超过0.2%后，断裂伸长率从500%左右明显下降。冲击强度从未改性时的45.1 kJ/m2增至KIO4用量为0.1%时的46.4 kJ/m2;KIO4用量超过0.1%后，冲击强度迅速降低。
  • MgO改性PP复合材料的制备及性能研究
    王吉峰, 贺华铭
    塑料科技. 2025, 53(04): 109-112. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.019
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    将硬脂酸钠改性后的氧化镁（MgO）加入聚丙烯（PP）中，制备MgO/PP复合材料，研究其力学性能、导热性能和绝缘性能。结果表明：随改性MgO掺入质量分数的增加，复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均出现先增大后降低的现象，热导率（λ）出现线性增长，体积电阻率（Rv）先缓慢减小再大幅度减小。当MgO掺入质量分数为3%时，制备的MgO/PP复合材料的综合性能较好，在提高复合材料导热性能的基础上保证良好的力学性能和电绝缘性能。与纯PP相比，此时复合材料的λ提高137.4%，拉伸强度和断裂伸长率分别提高2.0%和1.3%，特征击穿强度（E0）比纯PP提高24.0%,Rv比纯PP有所降低，但仍然具有较高的绝缘性能。
  • 竹纤维/聚乳酸复合绳的捻合制备及拉伸性能研究
    曾凡松, 张蔚, 王宝灿, 朱勇斌, 何静怡
    塑料科技. 2025, 53(04): 113-117. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.020
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    采用将长竹纤维（BF）与聚乳酸纤维（PLA）合并加捻先制成捻合绳，再热烘的工艺（155℃、30 min）制备BF/PLA复合材料。通过改变捻合条件研究BF/PLA复合材料拉伸性能的变化，以获得最佳捻合工艺参数。运用纤维拉伸实验、扫描电子显微镜（SEM）等手段研究捻度、纤维根数和BF、PLA质量比对复合绳拉伸性能的影响。通过正交试验研究最佳捻合制备工艺参数，并对复合前后BF/PLA的拉伸性能及BF和PLA之间的结合状态进行对比分析。结果表明：加捻结构有助于竹纤维和熔融态PLA纤维之间的结合。随着捻度、纤维根数和BF、PLA质量比的增加，BF/PLA复合材料的拉伸强度均呈现先增加后降低的趋势，断裂强度最大值的单因素条件分别为捻度100捻/m、纤维根数16根和BF、PLA质量比42∶58。3个因素对拉伸性能的影响程度依次为：纤维根数>BF、PLA质量比>捻度。最佳捻合工艺参数：捻度100捻/m、纤维16根、BF、PLA质量比87∶13。此工艺下，复合绳的弹性模量和断裂强度分别为53.67 MPa和9.9 cN/tex，比捻合绳（复合前）分别提高16.1%和17.9%。
  • 用于3D打印的纳米二氧化硅增强增韧聚乳酸的制备与性能研究
    吕旭彦, 路学成, 张志强, 肖玉洁, 王海军
    塑料科技. 2025, 53(04): 118-123. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.021
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    采用纳米二氧化硅（SiO2）作为添加剂，与聚乳酸（PLA）基体共混制备PLA/SiO2核壳颗粒。对改性颗粒进行熔融共混，制备3D打印长丝与标准试样，研究纳米SiO2含量对PLA力学性能、微观形貌以及结晶度的影响。结果表明，当纳米SiO2的质量分数为1.5%时，复合材料力学性能最佳，拉伸强度和断裂伸长率分别提高45%和16%；扫描电子显微镜（SEM）分析结果显示，复合材料的断裂表面由脆性转向韧性，说明改性后复合材料趋向强韧化；差示扫描量热仪（DSC）分析结果显示，纳米SiO2的加入使复合材料的冷结晶峰向低温区域移动，可促进PLA的成核结晶，提高复合材料的结晶度。
  • 原位聚合改性磷酸锆/聚乳酸复合薄膜的制备及性能研究
    张国华, 司明广, 郭晓聪, 秦爱文, 朱晨旭
    塑料科技. 2025, 53(04): 124-129. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.022
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    通过三聚氰胺（MA）和三聚氰酸（CA）对磷酸锆（ZrP）进行原位聚合改性，制备具有有机-无机复合界面增强特性的改性磷酸锆（MZrP），将其与聚乳酸（PLA）共混后热压成膜，系统分析MZrP改性前后和添加量对PLA力学性能、亲水性以及热性能的影响。结果显示：当MZrP添加质量分数为2%时，PLA的拉伸强度达到最大值212.6 MPa。MZrP的加入使PLA结晶度提升至26.32%,50%热分解温度提高了23.5℃。PLA的亲水性随着结晶度的增加呈现出先升高后降低的趋势。研究表明，MA/CA改性的ZrP能够显著增强PLA的力学性能和热稳定性，优化界面结合能力，改善结晶行为。研究为可降解材料PLA的高性能化提供了新的策略。
  • 功能化二氧化硅纳米颗粒对聚丙烯材料降解性能的影响
    何雨含
    塑料科技. 2025, 53(04): 130-134. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.023
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    采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）对纳米二氧化硅（SiO2）进行表面改性，将功能化SiO2纳米颗粒引入聚丙烯（PP）基体。通过热重分析（TG）、紫外光降解实验、生物降解测试和力学性能测试对添加不同质量分数功能化SiO2纳米颗粒（0、1%、3%、5%、7%）的PP复合材料进行表征。结果显示：功能化SiO2的加入显著提升了PP复合材料的降解性能。5%SiO2样品在紫外光降解实验中的质量损失率达到5%，在生物降解实验中的CO2释放量增至40.0 mg CO2/g样品，热降解实验中的起始降解温度由纯PP的350℃提高至365℃，残炭率达7.2%。然而，7%SiO2样品因颗粒团聚导致性能略有下降。研究表明，功能化SiO2在3%～5%添加质量分数范围内表现较好，可显著改善PP的降解性能。实验为开发环境友好型PP材料提供依据。
  • 酶催化改性竹粉/聚乳酸复合材料的制备及性能研究
    唐维
    塑料科技. 2025, 53(04): 135-139. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.024
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    以木聚糖酶为催化酶对竹粉进行改性，以酶催化改性竹粉为增强填料、以聚乳酸（PLA）为基材制备酶催化改性竹粉/PLA复合材料。通过电子扫描显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TG）和万能试验机分析酶催化改性竹粉/PLA复合材料的性能。SEM、FTIR和TG结果表明，随着木聚糖酶质量浓度的增加，竹粉中的竹纤维表面变得更为粗糙，表面羟基数量变少，更容易与PLA结合，这有利于增强竹粉/PLA复合材料的热稳定性。力学测试结果表明，相比未进行酶催化改性的竹粉/PLA复合材料，酶催化改性竹粉/PLA复合材料的力学性能明显提升。当木聚糖酶质量浓度为3 mg/L时，酶催化改性竹粉/PLA复合材料的拉伸强度、压缩强度、弯曲强度和冲击强度分别达到42、2 631、68 MPa和0.83 kJ/m2。
  • POM·K30/BN复合成核剂对POM·K90结晶和力学性能的影响
    李响, 曹琦, 李洪娟, 孙可凡, 关礼争, 姚丽菲, 董金明, 齐胜利
    塑料科技. 2025, 53(04): 140-144. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.025
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    通过氮化硼（BN）和聚甲醛K30（POM·K30）共混制备复合成核剂，用差示扫描量热仪、偏光显微镜和强度测试仪等表征方法探究BN对POM·K30结晶参数及POM·K30/BN复合成核剂对聚甲醛K90（POM·K90）结晶和力学强度的影响。结果表明：POM·K30中添加20%的BN时结晶综合参数最佳，相比POM·K90，结晶温度由146.3℃提高至149.6℃，结晶半峰宽由2.89℃降低至2.12℃，结晶度由56.7%提高至76.2%。POM·K90中添加0.2%的POM·K30/BN复合成核剂效果最佳，结晶温度由146.3℃提高至148.5℃，球晶细化，缺口冲击强度由5.63 kJ/m2提高至5.73 kJ/m2，标准偏差由0.266降低至0.204，弯曲强度由79.4 MPa提高至82.6 MPa，拉伸强度由61.8 MPa提高至62.6 MPa，断裂伸长率无明显变化。POM·K90中添加0.2%的单一BN成核剂较POM·K30/BN复合成核剂差，结晶温度下降1.3℃，缺口冲击强度下降0.21 kJ/m2，标准偏差增加0.209。POM·K30/BN复合成核剂在改善POM·K90的结晶性能和缺口冲击韧性方面比单一BN成核体系的效果更好。
  • 响应面法多目标优化FDM工艺ABS-GF参数与力学性能
    李华雄, 王晖, 刘璇, 陈开源
    塑料科技. 2025, 53(04): 145-150. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.026
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    采用响应面法（RSM）对熔融沉积成型（FDM）工艺中丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物-玻璃纤维（ABS-GF）复合材料的层厚、喷嘴温度、填充率等关键参数进行多目标优化，以提升其拉伸强度与弯曲强度。通过L16（4～5）正交试验筛选主要影响因素，结合Box-Behnken设计建立二次回归模型，分析主效应及交互作用。结果表明：层厚、填充率和喷嘴温度对力学性能影响显著；最优参数组合为层厚0.15 mm、喷嘴温度270℃、填充率70%，此时拉伸强度为32.86 MPa（误差2.13%），弯曲强度为62.94 MPa（误差3.35%）。验证试验证实模型可靠性，研究为ABS-GF复合材料FDM工艺的优化提供依据。
  • 多层波纹管爆破特性的实验与数值分析
    徐正杰
    塑料科技. 2025, 53(04): 151-155. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.027
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    文章针对ID16*1.25和ID20*1.50两种管路规格波纹管，创新性地提出以直管最小壁厚搭建波纹管有限元分析数模，并进行结构失稳爆破分析。分别进行不同温度的仿真分析，并在23℃和55℃环境温度下进行爆破测试验证。结果表明：ID16*1.25和ID20*1.50爆破压力实验结果与仿真结果的相对偏差为1.74%、6.62%和0、8.21%，不同角度管路波纹管仿真结果与实验结果偏差在6.25%以内，以直波纹管最小壁厚预测多层波纹管爆破的假设成立。波纹壁厚、角度、波峰R角越大，爆破压力越大；相同壁厚时管径、波谷R角越小，爆破压力越大；波峰间距对爆破压力无影响。
  • HPLC法高效检测聚丙烯中抗氧剂1010与168的含量
    李涛, 麻玉龙, 曾化雨, 王聚恒, 杨康, 张怡, 黄晓枭
    塑料科技. 2025, 53(04): 156-160. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.028
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    基于低温粉碎-微波萃取-高效液相色谱技术，建立一种同时检测聚丙烯（PP）树脂中抗氧剂1010与168含量的方法。低温粉碎、80℃微波萃取30 min处理可将PP样品中两种抗氧剂提取完全，再利用高效液相色谱法（HPLC）测定PP样品中抗氧剂含量。色谱条件为：色谱柱ZORBAX SB-C18（5μm,4.6 mm×150 mm）；流动相：乙腈；流速：1.4 mL/min；检测波长：220 nm；柱温：40℃；进样量：20μL。在此条件下，抗氧剂1010与168分别在1.26～80.64 mg/L和1.31～83.84 mg/L范围内线性关系良好，相关系数（R2）均不低于0.999 7。抗氧剂1010与168加标回收率平均值分别为91.05%和95.18%，相对标准偏差（RSD）分别为1.69%和1.80%。该分析方法操作简单，分析速度较快，结果准确，可用于精准调控生产加工过程中PP体系内抗氧剂1010与168的含量。
  • 基于多尺度联合仿真的短切CFRP注塑制件的力学性能分析
    姜旭, 解锴, 王晓宏, 刘长喜, 姚永涛, 王业成, 石秋寒, 刘培硕
    塑料科技. 2025, 53(04): 161-165. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.029
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    短切碳纤维增强复合材料（CFRP）在注塑成型过程中容易因流动和剪切作用使得纤维分布不均，导致制件不同部位的性能差异，传统的结构分析方法往往不能考虑制造工艺对结构力学性能的影响。针对这一问题，基于Moldflow、Digimat以及ABAQUS建立短切CFRP注塑拉伸制件的多尺度联合仿真模型，分析结构的受力分布情况，同时探讨不同纤维取向张量、纤维质量分数、纤维长径比对CFRP注塑制件的力学性能影响。分析结果显示，材料的抗拉强度随着纤维取向张量、纤维质量分数以及纤维长径增大而呈增大趋势；弹性模量随着纤维质量分数、纤维长径比的增大呈明显增大趋势；拉伸断裂失效应变值随着纤维质量分数的增大明显变小，随着纤维长径比的增大明显变大。
  • 基于HFSS的天线罩透波性能仿真与试验研究
    王树宏, 史耀辉, 沈峰, 艾凯, 姜明, 孙友刚
    塑料科技. 2025, 53(04): 166-170. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.030
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    天线罩主要用于保护内部天线不受恶劣自然环境的影响，同时需具有优异的透波性能，最大程度地降低对天线电气参数的影响，满足通信等其他使用需求。为了保证较高透波性能，天线罩通常使用低介电、低损耗的复合材料以及采用夹层结构进行制备。为了研究分析天线罩透波率的影响因素，将应用电磁软件HFSS对聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫夹层结构天线罩进行仿真分析，分别研究不同工作频率和芯层厚度在电磁波垂直入射且水平极化时对天线罩透波率的影响。仿真分析结果表明：电磁波垂直入射并且平行极化时，工作频率和芯层厚度对透波率有一定影响，透波率随着频率的增加而减小，同时透波率随着芯层厚度先增大后减小，当芯层厚度达到1/4波长时，透波率达到最大。经试验测得，当电磁波垂直入射且平行极化时，天线罩在芯层厚度9 mm时所选频带内的仿真值与实测值的差值平均值为0.511%；在3.0 GHz和3.5 GHz时不同芯层厚度的仿真值与实测值的差值平均值分别为0.128%和0.125%，两者相差较小，证明仿真的正确性。
  • 基于CAE技术的油箱保护罩注塑成型优化研究
    任艳梅
    塑料科技. 2025, 53(04): 171-176. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.031
    摘要 ( )   可视化   收藏
    研究采用UG 12.0软件构建油箱保护罩的3D几何模型，选用聚酰胺-酰亚胺（PAI）作为油箱保护罩材料。通过Design Expert 10.0软件设计30组实验，系统地研究熔体温度、顶出温度、冷却时间和注射压力对翘曲变形量的影响，建立翘曲变形量与工艺参数之间的响应面模型。方差分析显示，模型的F值为2.73,P值为0.031 5,R2为0.918 4，表明模型在统计学上显著且拟合效果良好。优化分析得到的最佳工艺参数组合为熔体温度358℃、顶出温度161℃、冷却时间51 s、注射压力66 MPa。在此条件下，制件的翘曲变形量从初始值1.725 0 mm降至0.512 8 mm，降幅达70.27%。模型预测值与实际测量值的误差仅为1.05%，验证了模型的高预测能力和优化分析的可靠性。
  • 塑料管材无损检测研究进展
    柳心泉, 黄家文, 唐晓旭, 张伟杰, 李双艳
    塑料科技. 2025, 53(04): 183-188. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.033
    摘要 ( )   可视化   收藏
    工业和住宅基础设施中塑料管材的完整性至关重要，无损检测（NDT）技术在诊断塑料管材健康状况方面发挥着至关重要的作用。文章综述10种无损检测技术在塑料管材领域的应用，阐述其工作原理，总结最新的应用进展，并对比不同技术的优势和局限性，包括目视检查、射线检测、超声波检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测、红外热成像检测、全息检测、声发射检测和激光剪切干涉。最后，展望了无损检测技术在塑料管材领域的发展方向。
  • 废旧聚丙烯改性剂改性沥青性能及机理研究进展
    陈黎, 李竹端, 张文才, 王科
    塑料科技. 2025, 53(04): 189-194. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.04.034
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    废旧聚丙烯（WPP）在废旧塑料中所占比例仅次于废旧聚乙烯（WPE），但WPP熔融温度相对较高且与基质沥青之间相容性欠佳，致使WPP在改性沥青中规模化利用率较低。为了进一步改善WPP在基质沥青中应用现状，文章综述近年来WPP改性沥青研究技术进展，分析WPP改性沥青常规指标、流变性、改性机理以及复合改性、裂化改性等最新研究现状，以期为WPP改性沥青研究及应用提供借鉴。文章指出目前WPP类改性剂技术现状很难保证改性沥青性能，最终会影响改性沥青混合料路面使用，未来应加强WPP改性相关研究。
2025年, 第53卷, 第04期
刊出日期：2025-04-25
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