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工程塑料应用
工程塑料应用

王金立

月刊

1001-3539

epa@epa1973.com

0531-85878057

250031

济南市天桥区田庄东路3号

工程塑料应用/Journal Engineering Plastics ApplicationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。报道国内外工程用树脂、塑料及其复合材料、功能材料等高分子材料的研究、开发、加工与应用等方面的科研成果及技术改进经验。主要栏目有材料、加工、应用、测试、综术、简讯等，读者对象为从事高分子材料科研、生产及应用的工程技术人员及相关专业高校师生。
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    基于改性逆向热致相分离法聚砜微孔膜的制备与性能

    刘敏杨静周昕怡孙慧琳...
    1-8页
    查看更多>>摘要：针对逆向热致相分离法(RTIPS)制备聚砜(PSF)微孔膜成膜体系稳定性较差的问题,首先对亲水性的端羟基型超支化聚酯(HBPE)进行封端,然后以PSF为膜材料,通过添加亲水剂封端HBPE构建四元低临界共溶温度(LCST)成膜体系PSF/HBPE/N,N-二甲基乙酰胺/聚乙二醇400,采用改性逆向热致相分离法(m-RTIPS)一步制备了亲水性PSF微孔膜.对封端HBPE进行了结构分析和分子量测试,分析了HBPE的封端率对四元成膜体系浊点和黏度的影响,研究了HBPE的封端率对PSF微孔膜的形貌、渗透性、亲水性、抗污染性和力学性能的影响.结果表明,成功对HBPE进行了封端,封端后HBPE的分子量增加;成膜体系的浊点和黏度随HBPE封端率的升高而增大,但黏度上升的幅度较小;3种添加不同封端率HBPE的PSF微孔膜的纯水通量、截留率、亲水性和力学性能都优于纯PSF微孔膜;随HBPE封端率的增加,膜的纯水通量下降,但截留率差别很小.当HBPE封端率为30%时,PSF膜纯水通量恢复率达88%,抗污染性最佳.添加不同封端率HBPE都可制得表面多孔的膜,当HBPE封端率为50%时,PSF膜具有全双连续结构的形貌,其拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂伸长率分别为4.86,143.92 MPa和22.68%,综合力学性能优异.

    聚砜微孔膜改性逆向热致相分离法超支化聚酯封端率亲水性

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    含氟阻燃透明聚碳酸酯材料的制备及性能

    王玉刚张淇吴笑杨瑞程...
    9-14页
    查看更多>>摘要：为了获得具有良好阻燃性、透明性及热老化稳定性的聚碳酸酯(PC)材料,将聚四氟乙烯(PTFE)和八苯基倍半硅氧烷(OPS)分别加入含全氟丁基磺酸钾(PPFBS)的PC中制备了含氟阻燃透明PC复合材料,研究了PTFE/PPFBS和OPS/PPFBS对PC阻燃和物理力学性能的影响规律及量效关系,探究了热老化处理对PC复合材料阻燃性能的影响.结果表明,PTFE和OPS的引入提高了PC材料的阻燃性能,添加质量分数0.1%PTFE和OPS的PC复合材料均可在垂直燃烧测试中达到UL 94 V-0级,添加质量分数0.2%的PTFE和OPS后,PC复合材料的极限氧指数分别达到了40.6%和42.2%.与PTFE相比,添加OPS的PC复合材料表现出更好的透明性.PTFE和OPS的引入对PC复合材料拉伸强度的影响较小;当PTFE和OPS质量分数分别为0.2%和0.1%时,PC复合材料可以保持较好的韧性.热老化处理后添加PTFE和OPS的PC复合材料在垂直燃烧测试中均可达到UL 94 V-0级;热老化处理后的锥形量热法测试结果表明OPS与PPFBS可以更好地发挥协同阻燃作用,有效抑制PC材料的热释放,提高残炭率.具有优异阻燃性和热老化稳定性的含氟透明PC复合材料在高端制造业领域具有广阔的应用前景.

    八苯基倍半硅氧烷全氟丁基磺酸钾阻燃热老化聚碳酸酯

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    三元共聚聚酰亚胺薄膜的制备与性能

    宋苗慧孟伯玮梁兵龙佳朋...
    15-20,50页
    查看更多>>摘要：以4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、均苯四甲酸酐(PMDA)为原料,通过改变DDM和ODA的物质的量比,制备了DDM含量(占整个二胺单体物质的量分数)分别为0%,25%,50%,75%的三元共聚聚酰亚胺薄膜,探究不同含量DDM的引入对聚酰亚胺薄膜物理力学性能的综合影响.结果表明,合成的聚酰亚胺材料已经完全亚胺化;随着DDM含量从0%增加到75%,质量损失5%时分解温度从357.6℃升高至531.2℃;引入DDM单体后聚酰亚胺薄膜在可见光(400～800 nm)范围内透过率均达到85%以上,此外由于DDM中亚甲基这一非极性基团的引入,使得聚酰亚胺薄膜的疏水性增强,接触角由未加DDM时的66.9°最高上升至92.1°;DDM的引入使得聚酰亚胺薄膜分子链中氢键的相互作用增强,在第三单体DDM含量为50%的条件下,薄膜的拉伸性能和导热性能最好,拉伸强度为192.46 MPa,断裂伸长率为10.23%,拉伸弹性模量为3.83 GPa,热导率由未加DDM时的0.348 W/(m·K)升高至0.399 W/(m·K),相比未加入DDM的聚酰亚胺分别提高了48%,42%,56%和15%.综上分析,该三元共聚聚酰亚胺薄膜在力学、导热性和透明度等性能方面具有良好表现,可广泛应用于电子元件的散热与航天器防护等领域.

    聚酰亚胺薄膜热导率拉伸强度透过率力学性能

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    光响应型液晶聚氨酯丙烯酸酯复合薄膜的制备与性能

    高丽君王子文周立明
    21-26页
    查看更多>>摘要：偶氮苯类化合物在受到特定波长的光照射时,会发生分子结构的异构化,从较稳定的反式结构转变为顺式结构,并且这种光致异构化是可逆的.将偶氮苯基团引入到聚合物结构中可赋予聚合物材料光致变形性能.为了制备光致变形和可形变恢复的多重光响应材料,以2,2'-偶氮二异丁腈为引发剂,通过自由基聚合制备了含有偶氮苯基团的侧链型液晶聚氨酯丙烯酸酯(LCPUA),并通过静电纺丝将其与自制的形状记忆聚氨酯(SMPU)复合制备了复合薄膜,探究了LCPUA与SMPU质量比对复合薄膜性能的影响.结果表明,侧链型LCPUA的热分解温度在250℃以上,具有良好的热稳定性.LCPUA的液晶区间范围较宽,且在四氢呋喃溶液中,具有紫外光响应和可见光恢复性能,其紫外光响应时间为5 s.LCPUA/SMPU复合溶液同样具有紫外光致异构的性质,复合薄膜具有紫外光致变形和可见光恢复的性能,其中LCPUA和SMPU质量比为1∶2时,复合薄膜紫外光响应时间为10 s,光响应速度最快,并且其紫外光响应时间与复合溶液相近.SMPU含量的减少使得复合薄膜的形变恢复能力降低.

    液晶聚氨酯丙烯酸酯光致变形形状记忆静电纺丝

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    基于含亚胺键香草醛二醇的生物基可降解热塑性聚氨酯的制备及性能

    杨尚科董诚江兴玉唐钦越...
    27-34页
    查看更多>>摘要：由于资源稀缺和环境保护要求,依赖于石化来源的传统热塑性聚氨酯(TPU)在工业生产可持续性和使用后的废物的回收方面都面临着重大挑战.开发由可再生生物质资源合成的生物基TPU正变得日益迫切.以可再生的生物质资源香草醛(VAN)与间苯二甲胺反应合成了分子结构中带亚胺键的生物基扩链剂VAN衍生二醇(VAN-OH),并与1,4-丁二醇(BDO)组成不同比例的扩链剂组分,通过两步法与聚己内酯二醇(PCL),4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)加成聚合制备了一种高性能、可降解的生物基热塑性聚氨酯(BTPUs).对BTPUs的结构、热性能、力学性能及化学降解性能进行了测试与表征.结果表明,适量生物基扩链剂VAN-OH的加入增强了BTPUs分子链结构中氢键作用、结晶性能和微相分离程度,从而提高了BTPUs的热稳定性、力学性能及降解性能.当VAN-OH在扩链剂中的物质的量分数为25%时,BTPUs的力学性能表现最佳,拉伸强度为33.32 MPa,断裂伸长率为823.62%,降解时间相较于未加VAN-OH的缩短了37.5%.当VAN-OH在扩链剂中的物质的量分数超过50%时,BTPUs的力学性能下降明显,但降解时间进一步缩短.上述研究结果验证了含动态亚胺键生物基扩链剂的存在能改善TPU的热学、力学与降解性能,可为开发新型BTPUs提供借鉴.

    热塑性聚氨酯生物基高分子材料可降解性微相分离氢键作用

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    基于玻璃纤维织物的固-固相变树脂复合材料制备及电磁屏蔽性能

    梁超博霍强强隋绪文
    35-40页
    查看更多>>摘要：具备灵活热响应的电磁干扰(EMI)屏蔽复合材料是电磁防护、建筑工程、电子兼容等领域的理想候选材料之一.为制得该类EMI屏蔽复合材料,首先将异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPTS)与聚乙二醇(PEG)反应,获得具有高活性硅醇基团可自交联的柔韧固-固相变树脂(SPCR)基体,随后,通过SPCR封装被银纳米线(AgNWs)修饰的玻璃纤维织物(GFF)制备得到AgNWs/GFF/SPCR复合材料.测试了SPCR的结构和热稳定性,研究了AgNWs/GFF层数对复合材料电磁屏蔽性能的影响,最后测试了复合材料的热响应性能.结果表明,SPCR在保留原始PEG相变特性的同时具有优异的形状稳定能力,从而避免被泄漏.4层AgNWs/GFF组成的复合材料在2.8 mm厚度下的EMI屏蔽效能(SE)约为73 dB.电磁波吸收效能(SEA)随着EMI SE的增加呈现出递增的趋势,而电磁波反射效能(SER)在6～18 dB范围内波动.同时,反射系数(R)远大于吸收系数(A),AgNWs/GFF/SPCR复合材料表现出明显的反射主导屏蔽机制.此外,AgNWs/GFF/SPCR复合材料在升温和降温过程均表现出明显的温度滞后现象.因此,AgNWs/GFF/SPCR复合材料在电磁辐射防护和设备热管理方面具有广阔的前景.

    固-固相变树脂聚乙二醇银纳米线玻璃纤维织物电磁屏蔽

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    改性α-磷酸锆/超高分子量聚乙烯复合材料的制备及摩擦磨损性能

    王红兵周阳升郭煜晨蓝建勇...
    41-50页
    查看更多>>摘要：超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)是一种力学性能优良的自润滑高分子材料,但其耐磨粒磨损较差,磨损率大.采用改性二维α-磷酸锆(α-ZrP)填充以期改善PE-UHMW复合材料的摩擦磨损性能.首先采用三羟甲基氨基甲烷对α-ZrP进行插层剥离,然后用乙烯基三乙氧基硅烷对α-ZrP进行表面接枝修饰改性,以提高α-ZrP与PE-UHMW基体间的界面相互作用.对改性前后的α-ZrP进行了结构表征,结果表明α-ZrP表面接枝修饰成功并制备出改性α-ZrP(G-ZrP).测试了不同G-ZrP含量的G-ZrP/PE-UHMW复合材料试样的摩擦磨损性能.结果表明,G-ZrP与PE-UHMW基体之间形成锚定黏结结构.当G-ZrP质量分数为2%时,G-ZrP/PE-UHMW复合材料试样的摩擦系数和磨损率分别为0.172 0和3.594×10-6 mm3/(N·m),分别比纯PE-UHMW试样降低约9.0%和47.1%;磨痕深度为2 μm左右,磨痕最浅,相比纯PE-UHMW样品(磨痕深度8 μm左右)减少了约75%.在复合材料的摩擦过程中,G-ZrP在摩擦表面积聚产生了良好的自润滑介层作用,不仅有助于降低摩擦副间的直接接触,还能通过层间滑动降低摩擦系数.同时,表面乙烯基三乙氧基硅烷分子链之间的氢键作用以及与PE-UHMW分子链之间的锚定黏结结构,有助于滑动摩擦过程中的载荷转换,又能降低复合材料摩擦表面的变形和撕裂,减少了复合材料的磨损量,有效地改善PE-UHMW的摩擦磨损性能.

    超高分子量聚乙烯磷酸锆摩擦系数磨损率复合材料

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    梯形倍半硅氧烷/海泡石/PC/ABS复合材料的制备与性能

    刘海路刘小忠徐娟李湘...
    51-56页
    查看更多>>摘要：利用双螺杆挤出机通过熔融共混制备无卤阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(PC/ABS)复合材料,分析梯形倍半硅氧烷(TSQ)和海泡石(SEP)对复合材料阻燃性能、热失重和力学性能的影响,结果表明,TSQ可以提高PC/ABS的阻燃性能、热稳定性和低温韧性,在PC/ABS中加入质量分数1%的TSQ,复合材料的阻燃等级达到UL 94 V-0级(3.0 mm)和UL 94 V-1级(2.0 mm),极限氧指数(LOI)达到29.1%,热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)和总烟释放量(TSR)相对PC/ABS分别降低27.4%,21.0%和12.4%,点燃时间(TTI)、火灾性能指数(FPI)和-40℃缺口冲击强度分别提高5.8%,45.5%和51.8%,失重速率最大时温度(Tmax)和750℃残炭率(CRC)分别提高5.2℃和3.0%;在添加了质量分数1%TSQ的PC/ABS中加入SEP,随着SEP添加量的增大,复合材料的初始失重温度(T5%)、Tmax和刚性逐渐增大,韧性逐渐降低,强度和阻燃性能先上升后下降,当SEP的质量分数为4%时,复合材料的阻燃达到UL 94 V-0级(1.5 mm),LOI为34.5%,与未加SEP的TSQ/PC/ABS复合材料相比,PHRR,THR和TSR分别降低17.1%,22.1%和16.3%,TTI和FPI分别提高5.5%和25.0%,Tmax和CRC分别提高8.5℃和6.7%.

    聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料梯形倍半硅氧烷海泡石阻燃性能低温冲击强度

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    柔性挤出尼龙材料的制备及性能

    马学彬王乐阳冀文广李振伟...
    57-63页
    查看更多>>摘要：为了研究增塑剂N-丁基苯磺酰胺含量和尼龙树脂种类对长碳链尼龙材料性能的影响,采用熔融共混挤出改性的方法,以尼龙612(PA612)树脂为基材,制备了不同增塑剂含量的PA612材料;然后分别以尼龙610(PA610)、PA612、尼龙1012(PA1012)和尼龙12(PA12)树脂为基材,将增塑剂质量分数固定为12.5%,制备了4种柔性挤出尼龙材料.测试了PA612材料的热性能和力学性能以及4种柔性挤出尼龙材料高温水解老化前后的性能.结果表明,随着增塑剂含量的增加,PA612材料的拉伸屈服强度、弯曲强度、弯曲模量、表面硬度和熔融温度均下降,而熔体流动速率、断裂伸长率和常温缺口冲击强度提高,低温缺口冲击强度基本保持不变;4种柔性挤出尼龙材料经过防冻液高温水解老化后,拉伸断裂强度、断裂伸长率、缺口冲击强度和质量呈现减少趋势,弯曲强度和弯曲模量总体上表现为增大趋势,PA1012和PA12材料的耐高温水解性能优于PA610和PA612材料.

    长碳链尼龙汽车管路柔性挤出增塑剂耐水解

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    压力下软段含量对聚氨酯材料动态力学性能的影响

    王伟王健龙魏浩李永清...
    64-69页
    查看更多>>摘要：聚氨酯材料内部存在特有的微相分离结构,受到外力作用时其链段及分子之间会发生相对运动,产生内摩擦,消耗能量,为材料提供阻尼特性.而在水下环境中,静水压力会导致材料表现出与常压不同的动态力学特性,从而影响材料的阻尼性能.针对这一问题,通过两步法工艺合成不同软段含量的聚氨酯材料,对其进行了一系列的结构与热性能表征,同时,通过施加0.5 MPa的预应力进行了常规的压缩力学性能测试与压缩模式下的动态热机械分析,表征材料在压力环境下的静态与动态力学性能.结果表明,软段含量的增加会对聚氨酯的玻璃化转变温度和压缩强度产生规律性的下降影响,同时降低了聚氨酯材料在变温模式下的储能模量参数,而损耗因子的峰值呈现规律性增大,证明了软段含量的增加加强了压力下聚氨酯材料对温度的响应;变频模式下软段含量的增加与变温模式下的变化规律相吻合,即软段含量的增加同样加强了压力下聚氨酯材料对频率的响应,这些规律的揭示为探究压力下不同软段含量聚氨酯材料的温度和频率响应特性,以及为水压下高耗能聚氨酯材料设计提供了有效的理论依据.

    聚氨酯动态力学性能阻尼压力软段含量

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