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  • 加工与应用
    李阳春, 庞雪飞
    摘要 (14) PDF全文 (10) HTML (10)   可视化   收藏

    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。

  • 加工与应用
    李文琼, 姚佳琪, 范云鑫, 于朝生
    摘要 (171) PDF全文 (10) HTML (152)   可视化   收藏

    为改善酚醛树脂在高温环境中耐酸性差的缺陷,对其进行改性。在以NaOH为催化剂条件下,使糠醛、苯酚和甲醛进行共同缩聚反应,制得热固性的糠醛-苯酚-甲醛树脂(FPF)。选用对甲苯磺酸为固化剂对合成的FPF进行固化,制备出FPF固化物。探究合成条件对FPF黏度、固含量和FPF固化物耐高温、耐强酸性能的影响。结果表明:当反应温度为95 ℃,催化剂用量为苯酚质量的6%,糠醛对甲醛的替代率为15%时,FPF黏度为1 200 mPa∙s,固含量为87.7%。对FPF固化物进行热失重测试,其在快速分解阶段的最大分解速率为2.883%/min,较传统酚醛树脂(PF)分解速率降低33.1%。FPF固化物经高温强酸环境处理后质量保留率为96.56%,相较PF固化物质量保留率提高6.44%。糠醛代替部分甲醛改性酚醛树脂提高了耐强酸性和热稳定性,使改性后的酚醛树脂可以在强酸、高温环境中应用。

  • 综述
    杨子豪, 陈宪科, 甘志端, 王永征, 牛胜利, 韩奎华
    塑料科技. 2024, 52(12): 146-153. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.12.028
    摘要 (195) PDF全文 (9) HTML (159)   可视化   收藏

    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。

  • 综述
    刘雅轩, 侯佳乐, 李新乐, 李震奇, 马峰岭, 石姗姗, 姜涛, 吴新锋
    塑料科技. 2024, 52(10): 154-160. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.10.030
    摘要 (131) PDF全文 (8) HTML (87)   可视化   收藏

    通过构建导热网络来增加或拓宽导热通路是制备高导热复合材料的常用途径之一。一维结构的铜纳米线交错或取向处理可以连接成网络结构,大大提高复合材料的散热性能。文章介绍铜纳米线的3种制备方法:模板电沉积法、液相还原法和直接浸渍法。通过不同方法制备出垂直取向且呈现网络结构的铜纳米线热导率较高,作为导热填料可以显著提高材料的导热性能。文章介绍铜纳米线复合材料的6种制备方法:物理共混法、冷冻干燥法、磁场取向法、热压法、溶液浇铸法、真空抽滤法,介绍每种方法的原理,分析各种复合材料成型方式的导热影响因素,概述不同制备方式过程并归纳其导热性能。最后,对填充铜纳米线导热复合材料进行总结和展望。

  • 生物与降解材料
    尹甜, 杜晓强, 刘田园, 徐军
    塑料科技. 2025, 53(02): 103-110. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.02.019
    摘要 (69) PDF全文 (8) HTML (38)   可视化   收藏

    聚乙醇酸(PGA)具有优异的降解性能和机械强度,然而较差的韧性在一定程度上阻碍其应用。为了充分利用PGA优异的降解性能和机械强度,同时提高PGA的韧性和加工性能,从分子链结构出发,通过乙交酯与ε-己内酯的开环聚合的方式制备聚(乙交酯-共-己内酯)(PGACL)共聚酯,并进一步通过扩链剂1,4-丁二醇缩水甘油醚(BDE)调节共聚物的性能。在确定引发剂最佳用量的前提下,研究共聚酯中乙交酯含量和扩链剂用量对共聚酯力学性能、热性能、降解性能的影响。结果表明:乙交酯含量的增加可显著提高共聚酯的热性能、结晶性能和机械强度,而扩链剂的引入大幅度提高了PGACL的韧性,同时合成的PGACL共聚酯具有良好的降解性能。

  • 加工与应用
    孙兆任, 戈欢, 陈庆柏, 李剑锋, 公维英
    摘要 (26) PDF全文 (7) HTML (22)   可视化   收藏

    以丙二醇为起始剂,双金属氰化物络合物(DMC)为催化剂,合成分子量12 000 g/mol和18 000 g/mol的聚醚多元醇。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)及凝胶渗透色谱(GPC)等方法对产物结构进行表征。超高分子量聚醚多元醇具有分子量分布窄、不饱和度低等特点。探讨了起始剂的含水率、进料速度、聚合反应温度、搅拌转速等因素对聚合反应活性和产品指标的影响。当丙二醇起始剂水分含量 0.06%、PO进料速度220~250 g/h、聚合反应温度控制在130~135 ℃之间、催化剂浓度30 mg/kg,能保证产品质量持续稳定。以制备的超高分子量聚醚多元醇为原料合成硅烷改性聚醚树脂(MS树脂)并配制MS胶。结果表明:MS树脂黏度适中,性能优异。

  • 综述
    王向鹏, 高艺伦, 李宴汝, 刘青霖, 张浩腾, 郑云香, 陈春茂
    塑料科技. 2024, 52(07): 135-140. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.07.029
    摘要 (71) PDF全文 (7) HTML (66)   可视化   收藏

    碳基材料比表面积大,孔隙发达,表面有大量的含氧官能团,具有优异的力学性能。将碳基材料引入水凝胶体系中可以增加吸附位点,改善力学性能,丰富网络结构,实现优势互补,是研发高性能水凝胶吸附剂的主要思路。文章总结不同类型的碳基材料复合水凝胶的结构特点,重点介绍碳基材料对水凝胶的性能增强机制,综述复合水凝胶的制备方法及在水质净化领域的应用,分析碳基材料复合水凝胶吸附剂的前景、局限性和未来的研究潜力。

  • 综述
    刘金凤, 者东梅, 杨勇, 胡孝义, 胡嘉伟, 丁树岩, 李永泉
    塑料科技. 2024, 52(01): 117-123. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.01.026
    摘要 (25) PDF全文 (5) HTML (15)   可视化   收藏

    为缓解不可降解塑料废弃物带来的白色污染问题,发展生物降解塑料以部分替代不可降解塑料是研究热点。文章概述了生物降解塑料,介绍了石化基生物降解塑料和生物基生物降解塑料的特点和研究进展,并对其在医疗卫生、包装和地膜中的应用进展进行综述。文章指出:目前生物降解塑料的发展受成本、使用性能(如阻隔性能、力学性能、耐热性能等)限制较大,通过优化加工工艺、选择合适的助剂可提高生物降解塑料的综合性能。未来的研究应该在保证生物降解材料性能的同时降低其生产成本。

  • 理论与研究
    胡永祥, 高爱国, 谢纪岭, 汤香港, 申红望, 鞠冠男
    摘要 (63) PDF全文 (3) HTML (56)   可视化   收藏

    以甲酸和过氧化氢对轮胎橡胶粉(GTR)进行改性得到环氧化产物(EGTR),采用熔融共混法制备聚乳酸(PLA)/EGTR共混物,对其微观形貌、结晶行为及力学性能进行系统分析。结果表明:甲酸和过氧化氢成功将GTR分子链上的碳碳双键氧化为环氧基团,EGTR粒子能够均匀分散在PLA基体中,两相间具有良好的相容性。低含量的EGTR能够促进PLA结晶,而高含量的EGTR会抑制PLA的晶体。PLA/5%EGTR共混物具有最高的结晶度(11.1%),是纯PLA的4.8倍。共混物的拉伸强度随EGTR含量的增加而减小,断裂伸长率和冲击强度呈现先增大后减小的趋势。当加入10%EGTR时,共混物具有最大的断裂伸长率和冲击强度,增韧效果和拉伸强度较好,综合力学性能最佳。研究为以GTR作为增韧材料改性PLA提供依据和技术基础,可促进废橡胶的循环回收利用。

  • 理化测试
    刘萍, 周丽群, 臧珊珊, 金晶, 童新, 喻雅萍
    塑料科技. 2025, 53(01): 131-136. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.01.024
    摘要 (49) PDF全文 (3) HTML (24)   可视化   收藏

    建立了高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)同时测定塑料类食品接触材料制品中邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)及其间位(DOIP)和对位同分异构体(DOTP)的特定迁移量。准确移取1.00 mL的10%乙醇、3%乙酸、4%乙酸、20%乙醇、50%乙醇或异辛烷浸泡液试样至10 mL容量瓶中,用异丙醇定容至刻度混匀,过针头式滤膜至进样瓶中,待测。以甲醇和0.1%甲酸水为流动相,DEHP、DOIP和DOTP在C18柱中16 min内达到基线分离,串联质谱在ESI和MRM模式下进行检测。在聚丙烯(PP)塑料杯的4种代表性食品模拟物浸泡液中,DEHP、DOIP和DOTP在3个加标水平下的加标回收率范围为83.8%~113.0%,RSD范围为1.4%~8.3%,在0.010~0.200、0.100~2.000、0.500~10.000 µg/L质量浓度范围内线性相关系数R≥0.999 4,定量限分别为0.020、0.300、1.300 mg/kg。该方法快速、简便、准确性好,定量限符合标准法规要求,可以有效规避限量不同但质谱确证离子对相似的同分异构体由于色谱分离不完全而导致的检测结果混淆性错误。该方法已用于实际样品中DEHP、DOIP和DOTP的检测。

  • 加工与应用
    刘辰雪, 朱彦昭
    摘要 (16) PDF全文 (3) HTML (11)   可视化   收藏

    为了制备性能优异的高阻尼复合材料,将石油树脂C5与氯化丁基橡胶(CIIR)共混,制备高阻尼型石油树脂C5/CIIR复合材料,研究复合材料的力学性能和阻尼性能。结果表明:随着C5掺量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐降低,而断裂伸长率逐渐增大,压缩永久变形不断增大,高阻尼橡胶复合材料中石油树脂C5掺量不应超过40%;石油树脂C5的加入提高了复合材料的阻尼性能。石油树脂C5掺量占CIIR质量的30%时可以制备综合性能较好的高阻尼型石油树脂C5/CIIR复合材料;与不加石油树脂C5的材料相比,此时虽然复合材料的拉伸强度降低,压缩永久变形增大,但是仍然满足相关标准要求;复合材料的断裂伸长率提高54.6%,损耗因子-温度曲线包容面积(A T)提高了14.0%。

  • 生物与降解材料
    丛飞, 张雨, 张立武, 迟卫瀚, 王元霞, 李先亮, 宋立新
    塑料科技. 2024, 52(06): 99-105. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.06.019
    摘要 (24) PDF全文 (3) HTML (20)   可视化   收藏

    将疏水性纳米ZnO(s)和纯纳米ZnO(u)分别与聚乳酸(PLA)通过双螺杆挤出机进行熔融共混,获得PLA/ZnO纳米复合材料,探究纳米ZnO的表面活性及添加量变化对PLA/ZnO纳米复合材料性能的影响。结果表明:由表面处理的纳米ZnO(s)制备的PLA/ZnO(s)纳米复合材料的综合性能优于PLA/ZnO(u)纳米复合材料。纳米ZnO在高温条件下对PLA分子链热降解有催化作用,当纳米ZnO添加量不断升高时,PLA/ZnO(s)和PLA/ZnO(u)纳米复合材料的结晶能力、力学性能均不断下降。表面处理的纳米ZnO(s)会抑制其在高温下对PLA分子链的解聚反应以及分子间酯交换反应的发生。当纳米ZnO添加量相同时,PLA/ZnO(s)纳米复合材料具有更高的结晶能力、更优异的力学性能。当纳米ZnO的添加量为1份时,PLA/ZnO(s)-1纳米复合材料的冲击强度达到5 533.8 J/m2,拉伸强度达到64.0 MPa,高于PLA/ZnO(u)-1纳米复合材料的冲击强度(4 711.0 J/m2)和拉伸强度(58.1 MPa)。

  • 理论与研究
    江猛, 孙小杰, 孙苗苗, 李亚飞, 朱鹤翔
    摘要 (118) PDF全文 (3) HTML (95)   可视化   收藏

    利用紫外辐照强度为500 W/m2的紫外老化试验箱对添加不同含量复配光稳定剂的改性高密度聚乙烯(HDPE)复合材料进行大剂量紫外老化测试。通过傅里叶红外光谱(FTIR)测试发现,羰基指数与HDPE老化程度存在正相关,复配光稳定剂的添加显著降低HDPE的老化速度。通过旋转流变分析改性HDPE的分子量,发现随着复配光稳定剂添加量的增大,HDPE在老化初期的交联反应速度被抑制得越多。结合上述分析与力学测试结果发现,当改性HDPE材料需要承受200 kWh/m2的紫外辐照总量时,每100份基料中只需添加1.2份复配光稳定剂,改性HDPE材料就可以维持良好的性能,其断裂伸长率、拉伸强度和缺口冲击强度的保持率分别为57.7%、63.8%和105.0%。

  • 理论与研究
    王安艺, 秦林波, 梁鑫海, 方纪元
    摘要 (53) PDF全文 (3) HTML (35)   可视化   收藏

    为了研究生活垃圾中废弃塑料热解过程中的协同作用,利用TG-FTIR-MS耦合分析方法,系统研究聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及其共热解过程中的热失重行为、官能团变化和气相产物特征。在此基础上,分析PVC单组分与PVC/PS混合热解特性的差异及其产生差异的原因。结果表明:单独PVC热解的主要气相产物是氯化氢(HCl)和少量氯代烃。PS热解过程主要是苯乙烯单体解聚和少量无规则断链反应。PVC与PS共热解有较强的协同作用,热解主要分为两个阶段。第一阶段(235~326 ℃)主要生成HCl和氯代烃,第二阶段(326~516 ℃)主要产物为烷烃、烯烃及少量芳香族化合物,因此可以选择在235~326 ℃温度范围内进行脱氯处理。相比PVC单独热解,PVC与PS共热解时氯的释放受到抑制,HCl的产量减少,固体产物中的氯含量增加。研究结果可为生活垃圾热解技术的发展提供一定的支持。

  • 理化测试
    雷莹莹, 王昭然, 陈寒玉
    塑料科技. 2025, 53(02): 131-135. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.02.024
    摘要 (24) PDF全文 (3) HTML (18)   可视化   收藏

    按照染料增益吸光性的原理建立新的光谱法测定水中微塑料含量,具有操作简便、快速、灵敏度高和可选择性检测微纳碎片等优点。采用不同粒径、不同种类塑料作为测试材料,结果显示均有良好的增益吸光效果。方法的适用性研究显示,对于粒径大于1 μm的微塑料颗粒和纤维混合体,可在染色、离心后取定量溶液在血球计数板上,采用显微荧光计数法测定其含量;对于粒径小于1 μm的纳塑料,可利用其染色后悬浮相浓度和吸光度呈现的线性关系,采用分光光度法进行测定。将该检测方法应用于某污水处理厂实际水样中,结果显示,实际样品加标回收率在99.00%~107.00%之间,方法检测限可达1.53 mg/L。研究将为环境中微纳塑料的定量检测提供一种便利的方法,具有良好的适用性和广阔的应用前景。

  • 综述
    赵慧莹, 李伟, 刘丰颉, 熊健, 吕学斌
    塑料科技. 2024, 52(07): 141-146. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.07.030
    摘要 (69) PDF全文 (2) HTML (58)   可视化   收藏

    为减轻塑料废弃物所带来的环境污染,对塑料光催化降解回收处理方式进行研究,从而利用太阳能光引发和光催化的降解机理将塑料转化为水和二氧化碳或进一步转化为氢气燃料和高值化学品。文章介绍催化剂特性、塑料和降解条件对光催化降解的影响,总结不同种类的无机金属、非金属材料以及有机-无机复合材料光催化剂在光催化降解回收处理中的应用,旨在通过催化剂的改性、与电催化、热催化、生物催化协同作用提升光催化效率。文章指出光催化降解塑料回收处理技术在预处理、处理后存在的问题,为废弃塑料的回收处理提供可靠依据和研究方向。

  • 理论与研究
    姚成, 蔡希鹏, 刘刚, 贾磊, 汪鹏, 王铠, 蔡汉生, 高德民
    摘要 (75) PDF全文 (2) HTML (41)   可视化   收藏

    文章考察了两种双向拉伸聚丙烯(BOPP)粗化膜在油浸处理前后的结构及性能变化趋势。通过光学显微镜表征BOPP的表面粗化形貌,利用DSC和WAXD研究晶体结构、结晶性质,偏振红外技术评价取向结构,并且测试了薄膜的拉伸力学、热氧稳定和耐电压击穿性能。结果表明:两种链结构不同聚丙烯制备的BOPP薄膜,在油浸前后晶体结构没有明显改变;取向参数θjfj 显示油浸处理几乎不影响晶区取向结构,而无定形链的取向度降低。此外,油浸处理后高等规、窄分布薄膜的击穿场强从737 V/μm提高到863 V/μm。这是因为在油浸过程中会使无定形区发生取向松弛,消除内应力造成的结构缺陷,使得BOPP薄膜的击穿场强增加。

  • 加工与应用
    李振, 谢永健, 马辰宇, 王平, 陈明
    摘要 (73) PDF全文 (2) HTML (37)   可视化   收藏

    为探究聚烯烃弹性体(POE)链结构差异对聚丙烯/聚烯烃弹性体(PP/POE)复合材料结构与性能的影响,选取链段结构不同的POE、滑石粉母粒(Talc)与PP进行熔融共混,制备PP/POE复合材料。采用熔体流动速率测试仪、电子万能试验机、悬臂梁冲击试验机、热重分析仪(TG)、差示扫描量热仪(DSC)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对PP复合材料的结构和性能进行表征。结果表明:与乙烯-1-丁烯共聚物(POE-C4)相比,乙烯-1-辛烯共聚物(POE-C8)在保持PP/POE复合材料拉伸强度的同时,提升了复合材料的韧性。POE链结构的差异对PP/POE复合材料的热稳定性能没有明显影响。

  • 理论与研究
    熊煦, 郭世成, 陈晓松, 马立波, 李珊珊, 蒋晓威
    摘要 (16) PDF全文 (2) HTML (12)   可视化   收藏

    利用差示扫描量热法结合Avrami方程研究聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯/滑石粉复合材料(PBAT/talc)的非等温结晶动力学,根据Avrami方程的Jeziorny法和莫志深法对数据进行处理,并利用Kissinger法计算PBAT及其复合材料的非等温结晶活化能。结果表明:适量的滑石粉在PBAT基体中可起到异相成核作用,提高了PBAT的结晶温度和结晶速率,使晶粒尺寸减小;当talc质量分数为20%时,复合材料的结晶速率最快,非等温结晶活化能绝对值最大;但当talc含量过多时,复合材料熔体黏度明显增大,PBAT分子链运动受阻,进行规整有序排列的速度减小,导致结晶速率和非等温结晶活化能绝对值下降。

  • 理论与研究
    佘汉文, 钟景浚, 郭文帅, 朱金萍, 刘阳森, 徐百平, 谈灵操
    摘要 (17) PDF全文 (2) HTML (10)   可视化   收藏

    近年来,聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯/热塑性淀粉/有机蒙脱土(PBAT/TPS/OMMT)可降解材料受到广泛关注。然而,传统双螺杆加工技术会导致物料降解,且难以实现OMMT的良好剥离。为提高其力学性能,使用ADR-4468对PBAT进行扩链改性,采用摄动环差速双螺杆挤出机熔融挤出制备含有不同含量改性PBAT(A-PBAT)的PBAT/TPS/OMMT,分析A-PBAT含量对复合材料微观结构、流变特性、相容性、吸水性与力学性能的影响规律。结果表明:扩链剂有效提高了PBAT的力学性能,差速双螺杆可良好剥离OMMT,并使TPS均匀分散分布于PBAT中。随着A-PBAT含量的提高,TPS从连续相向分散相转变,复合材料吸水性逐渐降低,拉伸强度逐渐提高,在A-PBAT质量分数为60%时达到最大,断裂伸长率轻微降低。20%的A-PBAT可有效提高TPS和PBAT的相容性。

  • 综述
    周雯雯, 陈进, 谢加强, 郭智锋, 褚绥红
    塑料科技. 2024, 52(07): 155-160. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.07.032
    摘要 (85) PDF全文 (2) HTML (63)   可视化   收藏

    光固化3D打印技术凭借其高精度、可快速成型、可成型复杂制件的特点成为制造行业的一项新兴技术。光敏树脂作为光固化3D打印技术的主要耗材,其力学性能、耐热性、精度和强度等性能都不够理想,无法满足工业化生产需求。为获得具有高机械强度和功能性的光敏树脂,必须对其进行改性处理。文章主要介绍用于光固化3D打印的光敏树脂的改性研究现状。从SLA光固化快速成型技术原理入手,介绍光敏树脂的各个组成部分,从反应型和添加型两方面展示光敏树脂的改性研究,最后对光敏树脂的发展趋势进行展望。文章指出未来在完善现有光敏树脂材料的基础上,应开发更多用于3D打印的新型材料,拓展树脂配方,对光敏树脂改性进行更深入的研究,从而开发出更高性能、更高强度、更绿色环保的树脂体系。

  • 理论与研究
    蒲桃红, 李柱凯, 马静月, 陈国夫
    摘要 (39) PDF全文 (2) HTML (32)   可视化   收藏

    聚丙烯(PP)塑料是1种性能优异、应用广泛的材料。在PP塑料的二次回收利用过程中,其力学强度、热稳定性和抗老化性能仍有待进一步提高。因此,研究采用废弃的PP塑料,并通过简单的熔融塑化和再冷却的方法制备了滑石粉填充的PP共混物。添加滑石粉后,滑石粉中的—OH基团和PP碳链上的—CH3基团之间形成了氢键,使滑石粉填充的PP共混物的力学性能较原始PP塑料显著提升。当滑石粉的含量为10%时,其断裂能相比原始的PP塑料提高了近142%。因此,在二次回收利用PP塑料的过程中添加适量的滑石粉有助于进一步提升PP共混物的性能。

  • 加工与应用
    宋平, 蔡紫琼, 魏志勇
    摘要 (49) PDF全文 (2) HTML (45)   可视化   收藏

    实验以对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)、间苯二甲酸-5-磺酸钠(5-SSIPA)、乙二醇(EG)、二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料,钛酸四丁酯做催化剂,通过两步法熔融缩聚合成了一种水溶性聚酯(WSPET)。采用六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)作为反应交联剂,对双向拉伸聚酯(BOPET)薄膜进行涂布改性,制备BOPET/WSPET复合薄膜。探究了不同5-SSIPA、DMPA用量对样品的接触角、热学性能、耐水煮性、光学性能和物理性能的影响。结果表明:随着5-SSIPA用量的增加,水溶性聚酯亲水性增强,玻璃化转变温度升高,耐水煮性能降低。随着DMPA用量增大,水溶性聚酯亲水性增强,耐水煮性能增强,同时复合膜的铅笔硬度、附着力明显提高,但柔韧性降低。当5-SSIPA添加量为50%(相对于IPA物质的量),DMPA添加量为250%(相对于IPA物质的量)时,样品综合性能达到最佳。

  • 综述
    何晓峰, 谢亚琦, 郭福强, 聂光志, 葛铁军, 刘宁
    塑料科技. 2024, 52(04): 132-136. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.04.026
    摘要 (62) PDF全文 (2) HTML (51)   可视化   收藏

    高吸水树脂具有优异的吸水性能和保水性能,但高吸水树脂吸水膨胀难以降解对生态环境会造成污染,导致其应用范围受到一定限制。以纤维素为接枝骨架合成的高吸水树脂具有优异的降解性,文章介绍了60Co-γ射线引发、超声波引发、溶液聚合、乳液悬浮聚合等纤维素基高吸水性树脂合成方法的研究进展及优缺点,详细阐述了纤维素基衍生物羧甲基纤维素和羟丙甲基纤维素高吸水树脂近年来的研究进展,并对纤维素基高吸水性树脂在农业、卫生用品、医药和重金属吸附等方面的应用前景进行分析与展望。

  • 综述
    何晓峰, 聂光志, 郭福强, 谢亚琦, 葛铁军, 刘沛含
    塑料科技. 2024, 52(03): 111-115. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.03.022
    摘要 (66) PDF全文 (2) HTML (58)   可视化   收藏

    PBAT是一种受欢迎的生物降解塑料,具有良好的延展性和优良的柔韧性,但PBAT的强度不高,导致其适用范围受到限制。为提高PBAT的强度,需对其进行改性。文章主要从共混与共聚方面综述了PBAT材料改性的研究进展,对PBAT与可生物降解聚合物、无机粒子、天然高分子等进行熔融共混改性以及PBAT聚合改性进行总结。未来,共混改性中应进一步提升改性填料与基体的相容性,共聚改性应通过聚合物链结构设计,调控刚性、柔性基团比例与分布以及聚合物链拓扑结构,提升PBAT的强度。研究为制备高强度PBAT复合材料提供思路。

  • 综述
    张阿里布米, 吕旭彦, 路学成
    塑料科技. 2025, 53(02): 187-192. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.02.034
    摘要 (63) PDF全文 (2) HTML (57)   可视化   收藏

    聚乳酸(PLA)作为一种具有良好生物降解性和生物相容性的聚合物,已经在航空航天、生物医学、食品包装等众多领域展示出应用潜力。然而,PLA也存在一些应用限制,如脆性大、强度低和降解速率慢等。为了克服这些限制并进一步改善PLA的性能,研究人员提出多种改性策略,其中包括添加纳米材料改性、添加生物降解材料改性、添加纤维材料改性、结晶度改性、增容改性、化学改性等。文章简要介绍PLA复合材料的结构及两种合成方法,系统综述上述改性技术的原理以及改性对复合材料在力学性能和结晶度的影响,最后对PLA复合材料改性技术未来的研究方向进行展望。

  • 综述
    尚祖明, 胡成女
    塑料科技. 2024, 52(03): 121-126. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.03.024
    摘要 (65) PDF全文 (2) HTML (41)   可视化   收藏

    聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4环己烷二甲醇酯(PETG)由于其优异的性能,可作为一种优选的3D打印高分子材料,备受学者们的青睐。文章对PETG的打印工艺进行了研究,发现打印方向、打印厚度、打印温度、打印速度和填充密度等工艺参数都会对产品的性能产生显著影响,采用纤维、聚合物和石墨烯等共混改性方法对3D打印PETG材料进行改性研究可改善材料的耐疲劳性能、力学性能和热性能等。文章还对3D打印PETG在生物医学、机械加工和海洋等领域的应用研究以及再生利用的可行性研究进行了详细的综述。最后,文章对未来3D打印PETG的发展前景进行预测,期望能够为3D打印PETG材料的工业化应用提供指导。

  • 塑机与模具
    傅建钢, 赵朋, 傅建中, 王永隽, 金佳莲
    塑料科技. 2024, 52(02): 112-115. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.02.023
    摘要 (34) PDF全文 (2) HTML (27)   可视化   收藏

    为了设计一套能实现自动化脱模的电器仪表外壳的注塑模具,运用模流分析技术,确定较佳的浇口位置。以降低塑件翘曲变形为目标,通过对比分析确定出较佳的冷却方案。为了实现浇注系统的自动分离,选择三板模架进行开模。结合优化结果,使用UG NX软件设计了模具的浇注系统和冷却系统。根据塑件外部侧孔的结构特点,采用滑块置于动模侧和定模侧两种形式,分别与弯销配合完成外侧抽芯动作。塑件背面存在倒扣结构,采用斜顶结构进行内侧抽芯。经实际生产验证表明:该模具结构设计合理,实现了自动化脱模的目的,塑件具有较佳的成型质量,可以满足生产要求。

  • 理论与研究
    罗晓岚, 付洪娥, 王奥, 史健泽, 孙玉宸, 王新, 郝永胜
    摘要 (90) PDF全文 (2) HTML (68)   可视化   收藏

    以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA2000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二胺(EDA)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成预聚体,用三乙胺(TEA)进行中和,得到HTPB改性水性聚氨酯。在预聚过程中固定异氰酸基团(—NCO)与多元醇中的羟基(—OH)的物质的量比为2.3∶1,DMPA的含量为3.8%,通过调控HTPB在多元醇中的占比,最终制得固体含量实测值为38%的水性聚氨酯乳液。研究HTPB在多元醇中的占比对水性聚氨酯的乳液粒径、乳液储存稳定性以及固化成膜后的耐水性、力学性能、热稳定性、低温柔韧性的影响。结果表明:随着HTPB在多元醇中占比的逐渐增大,水性聚氨酯乳液的平均粒径也随之增大,稳定性逐渐降低,玻璃化转变温度先下降后上升,最低可达-46.84 ℃,制得的聚氨酯薄膜的吸水率先上升再下降,耐水性则是先下降再上升,断裂伸长率与低温柔韧性均随着HTPB在多元醇中占比的增大而提高。

  • 综述
    康菡子, 朱浩霖, 周文欣, 杨柳, 张浩宇, 刘晓莉, 陈瑨
    塑料科技. 2024, 52(06): 155-160. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.06.029
    摘要 (114) PDF全文 (2) HTML (88)   可视化   收藏

    热固性材料因性能卓越而广泛应用,但难重塑导致资源浪费和环境污染。将动态共价键引入聚合物的交联网络中,可制备兼具热固性材料性能并可重复回收利用的类玻璃高分子材料。文章总结了不同共价键交换类型类玻璃高分子的合成特点,着重阐述了酯交换、二硫交换、亚胺交换的反应机理及优缺点。针对类玻璃高分子的研究现状,分析了其在自修复、可焊接等领域的应用前景,最后结合目前市场需求及材料性能对未来类玻璃高分子的发展前景作出展望。

  • 加工与应用
    王国永, 杨飞
    摘要 (24) PDF全文 (2) HTML (19)   可视化   收藏

    采用聚多巴胺(PDA)对碳纤维进行表面改性制备聚苯醚(PPO)复合材料,以改性碳纤维为填料,探究不同填料比例对复合材料力学及摩擦性能的影响。结果表明:加入PDA改性碳纤维,PPO复合材料的力学性能和耐磨性能得到改善。改性碳纤维添加量为4%时,PPO复合材料的拉伸强度较纯PPO材料的增加了20%,断裂伸长率维持在123%,冲击强度为14.5 kJ/m2,层间剪切强度为32 MPa。随着改性碳纤维添加量的增加,复合材料的摩擦系数呈现先上升后下降的趋势,且在改性碳纤维添加量为4%时达到最高。

  • 加工与应用
    刘刚, 汪鹏, 姚成, 蔡希鹏, 贾磊, 蔡汉生, 王铠, 徐刚
    摘要 (26) PDF全文 (2) HTML (20)   可视化   收藏

    为了阐明链结构特征对双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)表面粗化和本体性能的影响,对比研究三种不同链结构聚丙烯(PP)粒料的结晶行为与同质多晶性,测试了BOPP薄膜的空隙率、粗糙度、拉伸力学、热收缩、介电性能以及不同温度的电击穿场强。结果表明:低等规度(96.2%)、宽分子量分布(5.35)的链结构有利于生成β晶和均匀球晶形貌,确保获得理想的粗化形态。利用高等规度(97.4%)、窄分布(4.34)粒料制备的BOPP薄膜,其粗化形态虽不是最佳,但空隙率为9%,表面粗糙度为0.42 μm,能够满足电容膜行业标准要求。高等规度、窄分布薄膜的横向拉伸强度269 MPa、横向弹性模量3 692 MPa、击穿场强668 V/m(25 ℃)及518 V/m(125 ℃),与对照薄膜相比力学强度和电气性能得到明显提升。将PP链结构进行适当调整能够很好地兼顾表面粗化和本体性能,为设计、开发高性能的油浸式交流电容器用粗化膜提供有益启示。

  • 理论与研究
    李子由, 雷鸣东, 李强, 干强, 赵银山, 陈健哲
    摘要 (48) PDF全文 (2) HTML (23)   可视化   收藏

    通过热重分析(TGA)研究硅橡胶绝缘子(SiR)在氮气(N2)和空气环境中的热解动力学。将3种不同的等转化模型Flynn-Wall-Ozawa(FWO)、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Friedman(FR)方法应用于TGA结果分析,以计算活化能和指数前因子。在N2气氛下采用FWO、KAS和FR方法计算的平均活化能分别为421.46、431.60、433.98 kJ/mol,指数前因子范围为109~1016,热解与表面积无关。在空气气氛下采用FWO、KAS和FR方法计算的平均活化能分别为127.21、120.93、123.38 kJ/mol,指前因子范围为108~109,热解受表面积控制。在N2气氛下,反应的热力学性质,如焓变(ΔH)、吉布斯自由能(ΔG)和熵变(ΔS)远高于空气气氛,证实了N2气氛下反应的复杂性。研究结果有助于加深对SiR燃烧机理的理解,并为其作为一种更有效的耐高温材料的可行性研究提供参考。

  • 理论与研究
    付明宇, 姜凤阳, 俞慧, 冀迪, 惠海峰, 陈明情, 弓合兴, 王俊勃
    摘要 (34) PDF全文 (1) HTML (28)   可视化   收藏

    为提高聚丙烯(PP)增韧效率并研究其增韧机制,以PP/高密度聚乙烯(HDPE)共混物为基体,三元乙丙橡胶(EPDM)为增韧改性剂,通过熔融共混法制备PP/HDPE/EPDM共混物。结果表明:EPDM与HDPE形成核壳结构分散在基体中,并增强了与基体之间相互作用力。EPDM对PP的结晶具有促进作用,但对HDPE的结晶起到抑制作用,进而细化核壳结构分散相。随着EPDM含量的增加(4%~12%),PP/HDPE/EPDM共混物抗冲击强度增强,EPDM能够在增韧PP的同时延缓PP拉伸强度的快速下降。当EPDM含量为16%时,共混物的抗冲击强度达到11.18 kJ/m2,较PP/HDPE的抗冲击强度分别提高了158%。PP/HDPE/EPDM共混物的增韧机制为EPDM壳和HDPE核结构的空穴化作用,从而提升其能量的吸收。

  • 生物与降解材料
    姜林旭, 王晓广, 夏发明, 方可, 苏小雅
    塑料科技. 2024, 52(05): 117-120. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.05.026
    摘要 (24) PDF全文 (1) HTML (13)   可视化   收藏

    以钠基蒙脱土为填充物制备Na-GMMT/TPS粒料(简称TPS),将TPS按不同比例与PBAT共混,通过双螺杆挤出机制备TPS-PBAT复合材料。通过万能材料试验机、X射线衍射系统(XRD)、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM),对TPS-PBAT复合材料的结构和性能进行表征。结果表明:以TPS为基体时,复合材料可以在保持良好断裂伸长率的前提下,大幅提升拉伸强度。TPS-PBAT-4复合材料的断裂伸长率为233.3%,拉伸强度为18.9 MPa。随着TPS含量的提升,复合材料的衍射峰逐渐平缓,说明TPS的添加降低了复合材料的结晶度。TPS的加入,提升了玉米淀粉和PBAT的热稳定性。以PBAT为基体时,TPS与PBAT的相容性较差。以TPS为基体时,TPS与PBAT之间没有明显的界限,表现出较好的相容性。

  • 助剂
    杨浩淼, 李红阳, 孙磊, 张明耀, 刘伯军
    摘要 (23) PDF全文 (1) HTML (16)   可视化   收藏

    水性抗氧剂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂生产工艺中絮凝段必须添加的助剂,起到提高ABS树脂热氧老化性的作用,水性抗氧剂的加入工艺和絮凝工艺均对ABS树脂的性能有重要影响。文章采用乳液接枝聚合技术制备了核壳比60∶40的ABS接枝共聚物胶乳,研究了水性抗氧剂加入温度、絮凝剂成分对ABS接枝共聚物热氧老化性能的影响,采用熔融共混技术制备ABS树脂,探究水性抗氧剂加入温度和絮凝剂组成对ABS树脂力学性能、表观性能的影响。结果表明:水性抗氧剂的加入温度高于60 ℃时,ABS接枝共聚物的热氧老化性能较好。硫酸配置的絮凝液制备的ABS接枝共聚物氧化诱导期大于硫酸镁絮凝液制备的ABS接枝共聚物。抗氧剂加入温度和絮凝液组成对ABS树脂的力学性能无影响,对其表观性能如白度、黄色指数影响明显。

  • 加工与应用
    赵晓芳
    摘要 (20) PDF全文 (1) HTML (12)   可视化   收藏

    将硅烷偶联剂改性的功能化石墨烯加入酚醛树脂中制备酚醛树脂复合材料,研究其对酚醛树脂复合材料阻燃性能、热性能及力学性能等的影响。结果显示:添加质量分数30%功能化石墨烯制备的酚醛树脂复合材料的极限氧指数(LOI)为46.6%,UL-94评级为V-0;材料的拉伸强度及弯曲强度较纯酚醛树脂分别提升34.42%和13.27%;同时,耐热性也得到有效提升。

  • 塑机与模具
    李鹏磊, 宋超洋, 张响, 孔小亚, 娄安东, 朱建晓, 赵娜
    塑料科技. 2024, 52(12): 119-124. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.12.023
    摘要 (42) PDF全文 (1) HTML (20)   可视化   收藏

    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。

  • 工艺与控制
    赵建明, 杨帅, 邹有云, 张新春
    塑料科技. 2024, 52(10): 114-118. https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.10.023
    摘要 (36) PDF全文 (1) HTML (26)   可视化   收藏

    车用尼龙12(PA12)管在典型工作条件下的性能稳定性对于汽车油管的可靠性至关重要。文章旨在探究温湿度条件对PA12管的尺寸特性及力学性能的影响因素。将4种PA12管在6种不同温湿度条件下进行梯度时间处理后,进行一系列力学性能试验,具体分析温湿度及处理时间对4种PA12管的长度、直径变化率和拉伸强度的影响规律。结果表明:较高的温湿度及较长的处理时间会导致更大的尺寸变化,且PA12五层管的尺寸变化率明显低于单层管及双层管;随着温湿度的升高及处理时间的延长,拉伸强度整体呈现下降趋势,五层管拉伸强度变化较为稳定;相较于湿度变化,温度对PA12管拉伸性能的影响程度较低。研究结果将为PA12材料在汽车工业的应用提供参考。

  • 加工与应用
    黄湛栋, 殷徐
    摘要 (39) PDF全文 (1) HTML (10)   可视化   收藏

    采用力学性能试验和冻融循环试验研究质量分数为0、5%、10%和15%的橡胶掺量下地聚合物橡胶混凝土(GPRC)的抗冻性能,通过对比分析外观损伤、质量损失、相对动弹模量损失和强度损失探究使GPRC抗冻性能达到最优的橡胶掺量。与不掺入橡胶的GPRC相比,随着橡胶掺量的增加,掺入5%、10%和15%橡胶的GPRC抗压强度分别下降6%、13%和22%,劈裂抗拉强度分别下降17%、21%和35%,抗折强度分别下降6%、12%和31%;随着冻融次数的增加,橡胶掺量越高,GPRC外观损伤越小,完整性越高,100次冻融时,GPRC0~GPRC15的质量损失率分别为6.5%、6.3%、3.7%和1.7%,相对动弹模量损失分别为46.77%、44.09%、29.81%和20.69%。GPRC10和GPRC15在75次冻融之后质量损失和相对动弹模量损失均较稳定;抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度损失均随着冻融次数的增加逐渐降低,但随着橡胶掺量的增加,损失率逐渐减小。橡胶掺量的增加可以减缓冻融对GPRC除劈裂抗拉强度外的损失速率,橡胶掺量超过10%的GPRC在75次冻融后劈裂抗拉强度会加速下降。研究表明,橡胶的加入可以有效提高GPRC的抗冻性能,且掺量越多,抗冻性能越强,但同时也会降低混凝土的强度。从抗冻性的角度出发,在不考虑劈裂抗拉强度衰减的情况下,15%为最佳橡胶掺量;考虑劈裂抗拉强度,10%为最佳橡胶掺量。结合实际应用情况,橡胶掺量以10%为宜。