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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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    高填充油茶果壳基木塑复合材料的制备及力学性能

    刘翔宇杨逸飞徐道春李文彬...
    1-7页
    查看更多>>摘要：以油茶果壳和不同塑料即聚丙烯、高密度聚乙烯(PE-HD)、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯为原料,采用模压成型的方法制备了高填充油茶果壳基木塑复合材料,利用电子万能试验机和悬臂梁冲击试验机测试其力学性能.通过单因素试验分析塑料种类对复合材料力学性能的影响,确定较优塑料种类后进一步优化制备参数.以壳粉含量、增容剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)含量、热压温度、热压时间为设计因素,以弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度、冲击强度为力学性能优化目标,设计L9(34)正交试验,研究了高填充油茶果壳基木塑复合材料的制备工艺,利用极差分析和方差分析得到了较优配方和工艺参数组合.研究表明:当添加塑料为PE-HD时,复合材料的弯曲强度最大为34.40 MPa,拉伸强度最大为18.20 MPa,力学性能较优;壳粉含量为65％时,添加7％MAPE的复合材料强度较好,弯曲强度最大为33.66 MPa;优化制备参数组合为壳粉含量55％,MAPE含量5％,热压温度160℃,热压时间10 min.

    油茶果壳木塑复合材料高密度聚乙烯力学性能正交试验

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    石墨烯/酚醛复合纤维的制备及性能

    刘帅秦续浩刘蕾
    8-14页
    查看更多>>摘要：石墨烯纤维是新一代柔性器件的潜力电极材料,制备同时具有良好力学性能和电化学性能的石墨烯基复合纤维是研究的重点.以改良的Hummers法制备的氧化石墨烯为基体,酚醛树脂为增强体,冰乙酸为凝固浴,通过非液晶湿法纺丝的方法制备了石墨烯/酚醛复合纤维,并对得到的石墨烯/酚醛复合纤维的表面形貌、力学性能和电化学性能进行了研究.结果表明,酚醛树脂通过氢键与石墨烯片层相结合,从而减少石墨烯片层间的堆叠,使复合纤维的表面褶皱丰富且均匀.通过调控酚醛树脂的含量,可以得到具有不同表面褶皱程度的复合纤维.随着酚醛树脂用量的增加,纺丝液浓度增大,挤出胀大现象明显,复合纤维片层间隙增大,表面沟壑加深,缺陷增加.石墨烯/酚醛复合纤维的拉伸强度随着酚醛树脂用量的增加呈现先增大后减小的趋势,酚醛树脂用量为10％时纤维的拉伸强度和拉伸弹性模量分别为65.53 MPa和672.91 MPa.得益于表面丰富均匀的褶皱,在电流密度为0.2 A/cm3时,氧化石墨烯:酚醛为100:10时体积比电容为583.4 F/cm3,远高于纯石墨烯纤维.

    石墨烯酚醛树脂复合纤维力学性能电化学性能

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    聚乙烯醇/蓝藻复合膜的制备及其结构与力学性能

    李晴晴吴鑫磊程雅煊孙国金...
    15-22页
    查看更多>>摘要：针对太湖水华蓝藻(CB)资源化利用的问题,以生物可降解的聚乙烯醇(PVAL)为基体材料,CB粉末为填料,采用溶液混合、干燥成膜的方式,简便地制备了生物可降解的PVAL/CB复合膜.采用流变、扫描电子显微镜、力学性能测试等表征手段,研究了CB添加量对PVAL/CB水分散液的流变行为和失水动力学、PVAL/CB复合膜的形貌和力学性能的影响规律;以甘油(GL)为增塑剂,研究了GL对不同CB含量的PVAL/CB复合膜微观形貌和力学性能的影响规律.研究表明,CB添加量增加,会使PVAL/CB水分散液黏度略有升高,但对分散液成膜过程中的失水速率影响不大.对于PVAL/CB复合膜而言,CB添加质量分数为10％时,复合膜具有较为优异的综合力学性能,其拉伸强度和断裂伸长率可达(46.4±1.3)MPa和(112.1±8.8)％,但由于CB和PVAL基体界面结合牢度不足,添加过多的CB会引起复合膜脆性断裂,力学性能下降.对于PVAL/CB/GL复合膜而言,GL不仅能起到增塑作用,还能改善CB与PVAL基体间的相容性,提升界面结合牢度,从而提升PVAL/CB/GL复合膜的综合力学性能.高CB含量的PVAL/CB/GL复合膜未出现脆性断裂,30％CB含量的复合膜的拉伸强度和断裂伸长率仍可达(21.5±0.6)MPa和(261.2±13.6)％.PVAL/CB复合膜具有一定的生物可降解性,随CB含量增加,降解速率变快.

    聚乙烯醇蓝藻力学性能复合膜生物可降解成膜

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    表面构建聚多巴胺制备抗紫外线PBO纤维

    白金旺张殿波钟蔚华梁晨...
    23-31页
    查看更多>>摘要：基于聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维分子链中噁唑五元环不稳定,紫外光辐射下噁唑环发生开环,大分子发生断裂,导致力学性能急剧下降的问题,通过PBO纤维表面涂覆聚多巴胺(PDA)分子链的方法,合成了耐紫外PBO-PDA改性纤维.采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、广角X射线散射等分析手段研究了表面涂覆对PBO纤维表观形貌、超分子结构、微纳结构及抗紫外老化性能影响.结果表明:经过288 h紫外光辐射,PBO纤维分子链中产生酰胺基团,结晶峰的位置较老化前相对向右移动,结晶区的微小晶体发生相对滑移,结晶度、晶面取向度降低,结晶区出现解取向,原纤间微孔的直径、长度增大,纤维表面出现多条平行排列细长条纹,纤维力学强度急剧下降;而改性PBO-PDA纤维氮气氛围下热分解温度为693.6℃,仍具有良好的热分解稳定性,经紫外老化288 h后的PBO-PDA纤维具有较好抗紫外线能力,表层PDA分子链可有效阻隔紫外光对内部PBO纤维的破坏,纤维结晶度改变较小,纤维内部微孔直径长度增大幅度较小,分子结构没有额外基团产生,拉伸强度仍为1.55 GPa,拉伸强度保留率为37.26％.

    PBO纤维表面涂覆结晶结构抗紫外老化性能

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    竹质纤维形态对聚乳酸基竹塑复合材料性能的影响

    龚新怀黄垚焜葛良望蔡佳栩...
    32-37页
    查看更多>>摘要：为高值化利用竹材加工剩余物资源,以聚乳酸(PLA)为基体,竹粉纤维(BF)、竹屑纤维(BS)、竹原纤维(BN)与竹浆纤维(BP)为填料,采用密炼-注塑工艺制备了四种竹塑复合材料,研究了竹质纤维种类对其结构与性能的影响.研究结果显示,BP与BN纤维长径比更大,BS中颗粒形态较多,BF与BS质地较刚硬.BF、BN与PLA共混熔体的混炼扭矩更大,PLA/BP复合材料吸水率最大.BF,BS,BN与PLA的界面相容性较好,其添加改善了复合材料的力学性能,而BP添加降低了复合材料的力学性能.与PLA相比,在纤维质量分数为30％时,PLA/BF,PLA/BS与PLA/BN复合材料拉伸强度分别提高了17.85％,13.6％,11.89％,冲击强度分别提高24.33％,18.70％,35.57％,弯曲强度分别提高19.45％,21.45％,4.99％.PLA/BF复合材料的综合力学性能最优,其次为PLA/BS复合材料,PLA/BP复合材料最差.研究可为竹塑复合材料的开发与应用提供有益参考.

    竹塑复合材料竹纤维聚乳酸微观形态力学性能

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    共混β-环糊精改性PVDF膜的制备及性能

    任露露邓容李剑艾吉祥...
    38-43,50页
    查看更多>>摘要：以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇20000(PEG 20000)和聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP K30)为致孔剂,以β-环糊精(β-CD)为添加剂进行共混改性,采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备了β-CD共混改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜.考察了β-CD添加量对改性膜微观形貌、渗透性能和截留性能、亲水性和抗污染性能的影响.结果表明,添加β-CD后改性膜表面开孔数量及孔径增加,膜截面皮层变薄,亚层发展出小指状孔,贯通的大指状孔数量降低,指状孔壁上出现更为疏松的大孔结构.添加β-CD后改性PVDF膜的纯水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率均大幅提高,其中β-CD添加量为4％时改性膜的综合性能最佳,其纯水通量为1848 L/(m2·h·bar),BSA截留率为90.43％.添加β-CD后改性膜动态水接触角下降为0°的时间减少,说明其内在湿润性增强.改性膜在渗透性能和分离性能提高的同时保持了较好的抗污染性能,所有膜的通量恢复率均达到98％以上.

    聚偏氟乙烯膜β-环糊精共混改性非溶剂致相分离法

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    1,4-环己烷二甲醇改性PBAT共聚酯的合成及性能

    葛铁军王美元尚祖明俞利生...
    44-50页
    查看更多>>摘要：为提高降解塑料聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯(PBAT)的力学性能、热性能及加工性能,在PBAT的分子链中引入1,4-环己烷二甲醇(CHDM)单体,采用熔融缩聚法,制备了一系列不同CHDM含量的新型聚对苯二甲酸-co-己二酸环己烷二甲酯/对苯二甲酸-co-己二酸丁二酯(PBCAT).采用傅里叶变换红外光谱仪、液固两用核磁共振仪对共聚酯进行结构表征;利用乌氏黏度计、万能电子拉伸机、差示扫描量热仪、维卡软化点测试机、接触角测量仪分别测试了共聚酯的黏均分子量、力学性能、热性能和亲水性.结果表明,随着CHDM物质的量的增加,PBCAT共聚酯的熔点和结晶温度均呈现先降低后升高的趋势,熔点由136℃降至114℃,然后升至123℃,结晶温度由90℃降至46℃,然后升至61℃,结晶度下降.当PBCAT共聚酯的黏均分子量可达126075 g/mol,水接触角均小于90°,材料具有良好的亲水性能.当CHDM物质的量占醇总量的25％时,PBCAT共聚酯综合性能最好,拉伸强度为20.74 MPa,与PBAT相比,提升了17％,且该共聚酯结晶度小,熔融温度较PBAT降低了7.4℃,维卡软化点达到127.4℃.

    聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯共聚改性1,4-环己烷二甲醇

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    MXene基阻燃环氧复合材料的制备及性能

    于光徐长安高志强
    51-58页
    查看更多>>摘要：为提升环氧(EP)树脂的阻燃性,首先采用三聚氰胺-甲醛预聚体(MF)原位功能化MXene纳米片制备了纳米阻燃填料(MF@MXene),随后将MF@MXene加入到EP树脂中,以4,4'-二氨基二苯基甲烷为固化剂,进一步研制了MXene基阻燃环氧复合材料.使用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和能谱分析等手段分别表征了MXene和MF@MXene的化学结构、微观形貌和元素含量.采用拉伸试验机和锥形量热测试仪分别测试了复合材料的力学性能和阻燃性能.结果表明,MF@MXene可以显著改善MXene在环氧树脂中的分散性并提升EP复合材料的力学性能和阻燃性能.当MF@MXene的添加质量分数为2.0％时,EP复合材料的拉伸强度高达82.5 MPa,相比纯EP提升了20.2％;其热释放率峰值、总热释放量、烟雾释放率峰值和总烟雾释放量分别下降了36.99％,10.31％,25.81％,3.97％,展现出优异的力学和阻燃性能.

    环氧树脂MXene阻燃复合材料锥形量热

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    POSS-g-PPOE对PPB/POE共混体系力学性能影响

    应淑妮冯金茂陈国贵张阁昊...
    59-63页
    查看更多>>摘要：采用双螺杆反应挤出,以多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)为接枝反应中心,嵌段共聚聚丙烯(PPB)、聚烯烃弹性体(POE)为接枝链段,制备接枝聚合物POSS-g-PPOE.使用傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热(DSC)分析对接枝产物POSS-g-PPOE进行了表征.结果表明,PPB,POE与POSS发生了接枝反应.将POSS-g-PPOE与PPB,POE进行共混挤出,并通过DSC、力学性能进行分析.从测试结果看,添加接枝产物POSS-g-PPOE后,可以一定程度上提高PPB/POE体系的熔融温度和相容性能.PPB/POE力学性能随着POSS-g-PPOE的增加先增加后降低,在POSS-g-PPOE添加质量为4％时,缺口冲击强度达到峰值,为103 kJ/m2,其他力学性能保持在较高水平.由于POSS-g-PPOE为大分子聚合物,当POSS-g-PPOE添加比例过高时,除了部分参与界面相容改性外,多余部分反而以杂质形式存在,导致力学性能下降.从扫描电子显微镜测试结果看,PPB断面可以清晰地看到PP基体中均匀分散乙丙橡胶颗粒,添加POE后,断面发生脆韧转变,抗冲性能提高.但由于POE本身强度较低,提高有限.进一步添加POSS-g-PPOE,PPB中分散相核壳结构微颗粒界面模糊化,破坏时微颗粒被拉伸.认为添加一定量POSS-g-PPOE,可以提高PPB/POE间的链段缠结,进而提高整体力学性能.

    聚丙烯接枝共混力学性能

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    FDM成型工艺对PEEK/CGF复合材料翘曲变形的影响

    李久振战丽李莞李云鹏...
    64-69页
    查看更多>>摘要：为降低连续玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料增材制造样件的翘曲变形,优化增材制造基础工艺参数,通过单因素试验、Plackett-Burman Design试验与Box-Behnken Design试验,研究了打印过程中的热效应,即保温舱温度、层厚、成型平台温度、打印速度等工艺参数对连续玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料样件翘曲变形的影响规律,得出如下结论:研究发现打印工艺对翘曲度的影响程度是不同的,影响程度依次为B(层厚)>C(成型平台温度)>A(保温舱温度).研究发现打印工艺参数之间是会对翘曲变形产生交互作用的,并且影响程度也较为显著(PB析因试验中大于t值),即B>C>A>AB>BC>D(打印速度)>BD.研究发现喷头温度440℃,成型平台温度100℃,保温舱温度90℃,层厚0.3 mm,道间距为0.5 mm,打印速度2 mm/s时,翘曲度可达到0.23％.

    玻璃纤维聚醚醚酮增材制造工艺优化翘曲变形

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