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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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    PCL-HTPB-PCL基聚氨酯弹性体的性能

    李润泽宋文生韩旭铖刘继纯...
    1-6页
    查看更多>>摘要：聚氨酯弹性体(PUE)因其性能卓越,已在诸多领域得到广泛应用.然而,随PUE应用领域的不断拓宽,对PUE性能的要求也越来越高.在一些特殊领域,通用PUE已不能满足特殊的性能要求.为此,除调整PUE配方体系原料品种和配比外,调控链段结构也是一种有效途径.以端羟基聚丁二烯(HTPB)为大分子起始剂,由ε-己内酯(ε-CL)开环聚合,合成新型嵌段二元醇(PCL-HTPB-PCL,简称CHC).由CHC与甲苯二异氰酸酯反应制得—NCO封端预聚体,—NCO封端预聚体经1,4-环己基二甲醇(CHDM)扩链后制得软链段中同时兼有聚己内酯二醇(PCL)与HTPB结构的PUE.力学性能测试及相关仪器分析表明,CHC分子量及含量对PUE力学性能的影响很大,对微观结构、断面形貌和热性能有一定影响.具体表现为:当CHC分子量一定时,随CHC含量的增加,PUE试样的硬度、比拉伸强度降低,断裂伸长率增加;当CHC含量、预聚体扩链系数相同时,CHC的分子量增加,PUE试样的硬度降低,但PUE试样的比拉伸强度和断裂伸长率增加、微相分离程度增大、PUE大分子链软段中PCL聚酯链段的玻璃化转变温度和硬段熔融温度升高.

    ε-己内酯端羟基聚丁二烯嵌段二元醇聚氨酯弹性体力学性能

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    可低温固化正性光敏聚酰亚胺的制备与性能

    唐衍超张翠红李铭新
    7-12页
    查看更多>>摘要：随着重新布线层半导体封装技术的发展,对可低温固化的正性光敏材料的光刻性能、力学性能、热力学性能和耐化学性能的要求越来越高.为此,笔者研制了一种可低温固化的正性光敏聚酰亚胺(p-PSPI)材料.在溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,将4,4′-氧双邻苯二甲酸酐与2,2′-双[3-(3-氨基苯甲酰胺)-4-羟基苯基]六氟丙烷、硅二胺(SiDA)和3-氨基苯酚通过聚合反应得到聚酰胺酸,再进行羧基的酯化得到聚酰胺酸酯(PAE),将PAE与感光剂重氮萘醌化合物、酚酯型热交联剂、偶联剂KBM-1403和亚胺化催化剂2,6-二甲基哌啶溶解于γ-丁内酯中进行复配,得到可低温固化的p-PSPI胶液.对p-PSPI进行水性碱性显影性能测试,在膜厚15 μm条件下,光刻分辨率能够达到10 μm;经200℃低温固化后,利用傅里叶变换红外光谱仪、动态热机械分析仪、热重分析仪等分析测试,结果表明,p-PSPI的亚胺化率达到98%以上,拉伸强度为108.4 MPa,断裂伸长率为10.35%,储能模量(150℃)为2.18 GPa,5%热失重温度达到367.69℃;经耐化学性能测试,p-PSPI对有机溶剂(NMP,二甲基亚砜和丙酮)、酸碱(30%HNO3,30%H2SO4,1%HF和5%KOH)以及氧化剂(10%H2O2)具有优良的耐化学稳定性,可满足低温固化条件下半导体封装所需的工艺条件.

    低温固化正性光敏聚酰亚胺光刻性能力学性能耐化学性能

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    聚醚砜/乙烯-丙烯酸复合膜制备及性能

    杨胜龙武晓罗筑
    13-18页
    查看更多>>摘要：以聚醚砜(PES)为成膜基材,乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为添加剂,同时添加聚乙二醇(PEG)作为致孔剂,将N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为溶液,通过非溶剂诱导相分离法制备了PES/EAA复合膜.研究了EAA的添加量对PES/EAA膜的渗透通量、抗污染性能、亲水性、拉伸强度等的影响,并使用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱、孔径分布测试对膜的结构进行表征及测试.结果表明,EAA有效改善了复合膜的亲水性和截留性能.当EAA的质量分数为0.8%时,PES/EAA复合膜的综合性能最佳,与PES基膜相比,PES/EAA复合膜的接触角由68.43°降低至51.81°,纯水通量由8.42 L/(m2·h)提高至153.68 L/(m2·h),对1 g/L的牛血清蛋白溶液的截留率由94.12%提高至99.32%.

    聚醚砜乙烯丙烯酸共聚物复合膜分离性能牛血清蛋白

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    聚丙烯/玻璃纤维复合泡沫的制备及隔声隔热性能

    刘仿军徐焕辉沈晨曦姚楚...
    19-26页
    查看更多>>摘要：以二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)和苯乙烯(St)为单体,过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,玻璃纤维(GF)为填料,通过熔融共混法和模压发泡法制备了聚丙烯(PP)/GF复合泡沫,利用PP分子上熔融接枝形成的TPGDA-St共聚物长链支化结构作为相容剂,促进GF在PP基体中的分散,通过GF与TPGDA-St共聚物长链支化结构的协同作用,有效改善PP熔体和复合泡沫的性能.研究了支化结构相容剂和填料用量对PP熔体强度、热稳定性、结晶性能以及复合泡沫微观形貌、隔热性能、声学性能、力学性能的影响.结果表明,TPGDA-St共聚物长链支化结构相容剂能够有效促进GF在PP基体中的分散,强化界面相互作用,形成较为完善的填料网络,显著提升了PP的熔体强度、发泡性能和结晶性能.当GF用量为10份时,PP/GF复合泡沫的泡孔均匀、形状规则、压缩性能良好,具备优异的隔声性能和隔热性能,平均声音传输损耗达到59.7 dB,相较于纯PP泡沫提高了84.8%,导热系数低至0.055 W/(m·K),相较于纯PP泡沫降低了65.6%.

    聚丙烯玻璃纤维复合泡沫隔声性能隔热性能

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    含降冰片烯大体积脂环结构聚酰亚胺的制备及性能

    李亮荣周浩陈越宇徐英姿...
    27-33页
    查看更多>>摘要：以降冰片烯二酸酐为引入脂环结构的原料,设计合成含降冰片烯大体积脂环结构单元的新型二胺和二酐单体,分别与传统二酐和二胺通过缩聚制备了新型半脂环聚酰亚胺材料PIA和PIB.通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱进行结构分析,结果表明降冰片烯大体积脂环结构单元被成功引入到了传统芳香聚酰亚胺(PIC)分子链中;测试了引入大脂环结构单元对聚酰亚胺溶解性和疏水性的影响,结果表明降冰片烯大体积脂环结构的引入能显著增强聚酰亚胺粉末在常见溶剂中的溶解性,且PIB粉末的溶解可加工性优于PIA粉末;同时这种大脂环结构还能克服其薄膜材料吸湿率较高的缺陷,PIB膜的吸湿率略低于PIA膜,分别为0.77%和0.82%,两者吸湿率远低于PIC薄膜的1.54%;热稳定性和力学性能测试发现,PIA和PIB薄膜的5%热分解温度(T5%)均低于传统全芳香结构PIC的560℃,且PIB的T5%(381℃)低于PIA(405℃);PIA和PIB薄膜在室温25℃下的拉伸强度较PIC薄膜有所降低,分别为85 MPa和79 MPa,但断裂伸长率较PIC的3.5%有所升高,分别为5.9%和6.4%.以上试验结果表明,在提高PI薄膜溶解加工性和疏水性的同时,其热稳定性和力学性能依旧能满足某些领域的应用.

    聚酰亚胺大体积脂环结构可加工性溶解性疏水性

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    新型含氟聚酰胺酰亚胺的合成与性能

    杨成强李光照张帅王秋宏...
    34-39页
    查看更多>>摘要：由于芳香族聚酰胺酰亚胺(PAI)的溶解性较低,限制了其在溶液加工方法中的应用.为了提高PAI的溶液加工性、降低溶剂使用成本并提高热性能,研究了三苯环结构和氟取代对PAI的性能影响,以苯甲醛和对三氟甲基苯甲醛与2,6-二甲基苯胺为原料,合成了新的二胺化合物4-[(4-氨基-3,5-二甲基苯基)苯基甲基]-2,6-二甲基苯胺(ADPD)、4-[(4-氨基-3,5-二甲基苯基)[4-(三氟甲基)苯基]甲基]-2,6-二甲基苯胺(ADFPD),再与偏苯三酸酐酰氯合成了含新结构的PAI.通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱等对单体和聚合物进行表征,通过分析证明成功合成新型PAI;采用差示扫描量热分析、热重分析、水接触角、溶解性能测试对PAI性能进行了表征.结果表明,制备的聚合物均具有良好的热稳定性能和溶解性,玻璃化转变温度大于300℃,在氮气的环境下5%热失重温度在430℃及以上,最大热失重温度在600℃以上;在类似化学结构上,对比未引入—CF3的PAI-1和引入—CF3的PAI-2的测试结果,发现PAI-2在溶解性和热性能上均优于PAI-1,并且能够明显降低聚合物的表面能,表明—CF3能够有效提高PAI的部分性能.

    聚酰胺酰亚胺含氟基团热性能溶解性

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    抗菌抗静电SAN材料的制备及应用

    谢桂容李雄武陈文娟段锦华...
    40-45页
    查看更多>>摘要：以苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、无机抗菌剂、抗静电剂、相容剂、润滑剂和玻璃纤维为原料,使用双螺杆挤出机通过熔融共混法制备了兼具抗菌和抗静电功能的SAN材料,拓宽了其应用功能.研究了抗菌剂种类、抗静电剂种类、相容剂用量及润滑剂用量对材料性能的影响.结果表明,相比银离子抗菌剂和银锌复合离子抗菌剂,锌离子抗菌剂对SAN材料具有更好的广谱抗菌效果;3种聚氧乙烯类高分子抗静电剂中,使用6500为抗静电剂时,SAN材料的表面电阻率最低,力学性能最好;当加入质量分数5.0%相容剂苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)时,材料的综合性能最好;当加入质量分数0.5%的润滑剂双极性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)时,材料的综合性能最好.当锌离子抗菌剂Z30用量0.5%、抗静电剂6500用量10.0%、相容剂SMA用量5.0%、润滑剂TAF用量0.5%时,材料抗菌率达到99.9%,防霉0级,抗白色念珠菌性能优异,表面电阻率1.8×1010 Ω,拉伸强度达到96.3 MPa,弯曲强度达到127.5 MPa,弯曲模量达到7 253.4 MPa,缺口冲击强度达到6.8 kJ/m2;该功能材料已在空调贯流风扇叶上得到应用.

    抗菌苯乙烯-丙烯腈共聚物抗静电苯乙烯-丙烯腈共聚物无机抗菌剂永久抗静电表面电阻率

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    高阻隔生物基PEF填充丁基橡胶复合材料的结构与性能

    张伟王剑王林艳张涛...
    46-50页
    查看更多>>摘要：丁基橡胶(IIR)由于自身的高阻隔性,成为轮胎内胎、气密层和医用瓶塞的主要原料.为进一步提升IIR的力学性能,与传统补强填料无机刚性粒子相比,要求聚合物填料与IIR的相互作用更强,因此,采用聚合物补强IIR有望进一步提高材料力学性能.生物基聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯(PEF)具有优异的阻隔性能、较高的拉伸强度、拉伸弹性模量和良好的热性能,在高阻隔材料领域有着巨大的应用潜力.采用酯化-缩聚法制备的高阻隔生物基PEF填充IIR,研究了PEF含量对PEF/IIR复合材料硫化性能、力学性能、气体阻隔性及微观结构的影响.结果表明,PEF能够促进混炼胶的硫化,缩短正硫化时间;增加PEF含量,复合材料的力学性能呈现先上升后下降的趋势,当添加PEF含量为5份时,5PEF/IIR的分散相分布均匀,拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度最高,较IIR分别提高了168%,49%和39%;复合材料的气体阻隔性进一步提高,5PEF/IIR的透气系数较IIR下降了68%.

    生物基聚酯丁基橡胶阻隔性能力学性能微观结构

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    分子量对PA1012及其复合材料性能的影响

    董穆杨一涵邵静波吕芸...
    51-57页
    查看更多>>摘要：以三种不同分子量及分子量分布的长碳链AABB型偶-偶尼龙1012(PA1012)为原料,探究了分子量及分布对纯PA1012以及PA1012/玻璃纤维(GF)复合材料结构与性能的影响.对不同分子量及分子量分布的PA1012的基础物理性能、热力学性能以及结晶行为进行表征和分析,结果表明,高分子量和宽分子量分布的PA1012具有更高的韧性、更小的热变形温度和更大的模塑收缩率.与GF复合后,PA1012/GF复合材料的力学性能和耐热性能相较于纯PA1012得到大幅提高,同时吸水率和收缩率明显下降.高分子量和宽分子量分布会降低PA1012/GF复合材料的结晶能力,有利于复合材料的韧性提高,使其刚性和耐热性能下降,纵向/横向收缩率差值增加.实际应用中如对材料刚性有较高要求,可选择分子量低/分子量分布窄的PA1012产品;若要求材料具有较高韧性,可选择分子量高/分子量分布宽的PA1012产品.

    尼龙1012玻璃纤维分子量分子量分布复合材料

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    原位聚合型阻燃抗菌聚酰胺66聚合机理及性能

    李相骆子寅陈珺娴冯新星...
    58-65页
    查看更多>>摘要：聚酰胺66(PA66)因其良好的力学强度和热稳定性能,成为材料科学领域的重要研究对象.然而,PA66的阻燃和抗菌性能不足制约了其应用范围.因此,笔者通过原位聚合法,以PA66盐为基础,结合反应性阻燃剂[(6-氧代-6H-二苯并(c,e)(1,2)氧磷杂己环-6-基甲基)]丁二酸-己二胺盐(DPDA)和ZnO/Au@Cu2O三元异质结抗菌剂,成功制备了阻燃抗菌改性PA66(FAPA66).该方法通过一步聚合实现了多功能材料的制备,并详细研究了其聚合机理和性能表现.聚合机理的分析结果显示,FAPA66的活化能为372.95 kJ/mol,较纯PA66的活化能提升了97.56 kJ/mol;同时,FAPA66的表观速率常数为29.3 g/(mol·min),较纯PA66降低了16.2 g/(mol·min).这表明,在合成FAPA66的过程中,需要通过增加热补偿和延长聚合时间来为共聚反应提供更多的能量,以促进反应的顺利进行并提高聚合物的分子量.在性能测试方面,含有质量分数5%DPDA阻燃剂和0.12%ZnO/Au@Cu2O异质结抗菌剂的PA66材料展现出了较好的阻燃和抗菌性能,极限氧指数达到了30%,并在垂直燃烧测试中达到了V-0级别.此外,抗菌实验结果显示,该材料对大肠杆菌的抗菌率为93.1%,对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到91.2%.

    聚酰胺66原位共聚热力学动力学阻燃抗菌

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