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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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    聚苯乙烯/碳纳米管/纳米黏土导电复合材料的制备及性能

    张汉杰王秋峰魏浩然王杰...
    1-8页
    查看更多>>摘要：为了考察纳米黏土(NC)的引入对碳纳米管(CNTs)在聚苯乙烯(PS)树脂基体中分散的影响,使用NC作为非导电填料,通过熔融共混工艺制备了PS/CNTs/NC导电复合材料,探讨了NC与CNTs的含量及密炼时间对PS/CNTs/NC复合材料导电性能和力学性能的影响规律.扫描电子显微镜分析表明NC的加入减少了CNTs在PS基体中的团聚现象,并促使CNTs在较低添加量下形成了导电网状结构.复合材料的电阻率表征结果表明,在相同的CNTs含量下随着复合材料中NC含量的增加,体系电阻率呈现出逐渐减小趋势,并且在低CNTs添加量下,NC的引入促使体系电阻率降低的现象更明显,随着密炼时间的增加,体系电阻率呈现进一步减小的现象;力学性能表征结果表明,PS/CNTs/NC复合材料的拉伸性能总体上随着CNTs和NC含量的增加而增大,并且随着密炼时间的增加,复合材料拉伸强度最高可增加50.2％.NC与CNTs的质量比为1:1时,可获得具有良好导电性能的复合材料.

    导电聚合物复合材料聚苯乙烯碳纳米管导电网络

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    不同PPG/PCL比例对聚氨酯制备及性能的影响

    关静曾鑫志刘佩佩张彦飞...
    9-14页
    查看更多>>摘要：鉴于多元醇种类繁多、性能各异,且在成型过程中,反应物的黏度、反应活性等对聚氨酯成型操作以及制品性能具有重要影响,因此采用预聚体法,以二苯基甲烷二异氰酸酯的混合异构体(MDI-50)、相同分子量的聚丙二醇(PPG)和聚己内酯二醇(PCL),以及3,3'-二氯-4,4'-二苯基甲烷二胺(MOCA)作为原料制备聚氨酯,研究了多元醇PPG与PCL比例对聚氨酯黏度、反应活性等性能的影响.通过旋转黏度计测试不同PPG/PCL比例预聚体的黏度,发现随着PCL含量增加,预聚体的黏度由166 mPa·s逐渐增大至374 mPa·s.经过傅里叶变换红外光谱结构表征,显示聚氨酯制备成功.利用树脂凝胶试验仪测试聚氨酯的树脂反应活性,发现PPG与PCL的不同配比对聚氨酯的反应活性影响不大.此外,通过万能试验机以及热重分析仪测试聚氨酯的力学性能与热稳定性,结果表明,随预聚体中PCL含量的增加,聚氨酯的拉伸强度呈现先升高后降低的趋势,当PPG与PCL质量比为2:3时,聚氨酯的拉伸强度达到最大,为19.81 MPa,断裂伸长率为332％,热分解温度最高,最终质量损失率最小.

    聚氨酯聚丙二醇聚己内酯二醇异氰酸酯预聚体

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    ABS/CNTs复合材料的制备及其应用性能

    杨森赵耀辉徐淑权白焘...
    15-20页
    查看更多>>摘要：为了制备武器装备贮运防护用抗静电材料,采用熔融共混法制备了抗静电丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)/碳纳米管(CNTs)复合材料,研究了复合材料的微观形貌、电学性能、力学性能、热稳定性及其与装备涂层的相容性等.结果表明,较低含量的CNTs在ABS基体中分散较好,随着CNTs含量增加,CNTs相互接触形成导电网络,表面电阻率急剧下降,呈现典型的渗流现象,其中CNTs质量分数为4％的ABS/CNTs复合材料表面电阻率在109～1010Ω范围内,具备抗静电功能;当CNTs含量进一步增加时,CNTs之间相互团聚,其表面电阻率仅略有降低.热氧老化后ABS/CNTs复合材料表面电阻率几乎不变,常用的乙醇和丙酮试剂擦拭对其表面电阻率几乎无影响,乙酸乙酯擦拭后其表面电阻率略有下降.CNTs在ABS基体中起到增强的作用,随着CNTs含量增加,ABS/CNTs复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量提高,但断裂伸长率和缺口冲击强度有所降低.CNTs提高了复合材料热稳定性,制备的抗静电ABS/CNTs复合材料与某装备涂层具备良好的相容性,满足装备贮运过程中的防护要求.

    碳纳米管抗静电力学性能相容性

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    抗菌防霉抗病毒聚丙烯的制备及性能

    龙思宇曾舒黄晓枭杨康...
    21-26页
    查看更多>>摘要：为提高聚丙烯(PP)材料的抗菌防霉抗病毒性能,以PP粉料为原料,选取不同质量分数(0.04％～0.12％)的自制银系抗菌剂(Ag@Ti-SiO2),采用熔融挤出法,通过双螺杆挤出机和注塑工艺制备抗菌PP材料,考察了不同抗菌剂添加量对抗菌PP材料光学性能、力学性能、熔融结晶性能、微观形貌、老化性能及抗菌防霉抗病毒性能的影响.结果表明,自制抗菌剂在PP内分散良好,无明显大颗粒团聚现象;与未添加抗菌剂的PP样品相比,抗菌PP的光学性能、熔融结晶性能和韧性均未受到明显影响;当抗菌剂质量分数为0.1％时,不但可以在一定程度上增强抗菌PP的拉伸强度和抗老化性能,还可使抗菌PP具备较优异的抗菌性能和防霉性能,其对大肠杆菌抗菌率高达99.81％、抗菌性能值达2.73,防霉等级为0级;该材料针对流行性病毒(甲流病毒)方面也表现出较好的抗病毒性能,抗甲流H1N1病毒率达75.2％,抗病毒活性值为0.4.自制抗菌剂赋予了PP材料抗菌、防霉、抗病毒功能,为后续该抗菌PP材料在医用医疗、农业、食品包装制品的开发及工业化应用奠定实验基础.

    抗菌聚丙烯抗菌率防霉抗病毒率

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    PA12/BaSO4改性材料的制备与性能

    王庆琳欧阳阅翰蓝佳琳郑皙月...
    27-31页
    查看更多>>摘要：采用熔融共混法制备了尼龙12(PA12)/BaSO4改性材料,添加多功能偶联增容改性剂YY-503以改善PA12与BaSO4的界面结合力.研究YY-503和BaSO4含量对改性材料的流动性能、力学性能和微观结构影响.结果表明,当YY-503质量分数为0.5％时,随着BaSO4含量的增加,改性材料的熔体流动速率逐步增大,缺口冲击强度逐步降低,拉伸强度和断裂伸长率呈现先增加后降低的趋势;当BaSO4质量分数为10％时,改性材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,分别为60.7 MPa和196.3％,比未添加BaSO4时分别提高了9.6％和14.8％.扫描电子显微镜测试结果显示,当BaSO4质量分数为20％时,其从未添加YY-503的PA12基体中大量脱离,而添加质量分数0.5％的YY-503后,BaSO4脱离数量较少,两相结合力良好,说明YY-503的加入产生了良好的偶联增容效应.采用熔融共混制备的PA12/BaSO4改性材料具有良好的性价比,具有广泛的应用前景.

    尼龙12硫酸钡改性微观结构力学性能

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    具有表面微孔的3D打印PCL网状支架的制备及性能

    郭芳曾辉刘宁黄硕...
    32-38页
    查看更多>>摘要：为制备表面具有微孔结构、粗糙度可控、力学性能高的骨组织工程支架,采用不同反应参数组合的NaOH蚀刻处理改善聚己内酯(PCL)网状支架的表面微形貌,解决3D打印PCL网状支架因亲水性差而不利于细胞生长的问题.NaOH处理反应参数组合包括NaOH溶液浓度和处理时间,浓度为0.5,1,5,10,15 mol/L,处理时间为1,6,12,24,48 h.采用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪、接触角测量仪、电动液压伺服机械测试机等手段对NaOH处理后支架进行了表征.结果表明,处理后支架主要产生了3种类型的表面形貌:一是温和处理条件下形成的褶皱表面,二是较强处理形成的粗糙表面,三是处理强度进一步增加时形成的凹坑和孔洞.蚀刻后支架表面接触角均显著降低,同时压缩强度下降,但NaOH处理参数组合为5 mol/L-24 h,10 mol/L-6 h的蚀刻支架,其压缩强度与未处理支架对比,差异没有统计学意义.蚀刻支架上细胞数目增多,单个细胞铺展面积大,黏附细胞伸出的突触变多.处理参数组合为10 mol/L-6 h的NaOH处理3D打印PCL网状支架可有效改善支架表面形貌和细胞反应,有利于增加湿润性和细胞黏附.

    聚己内酯3D打印网状支架NaOH亲水性细胞黏附

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    RTM用耐烧蚀酚醛树脂的合成及性能

    袁文婕魏化震李大勇任鑫...
    39-45页
    查看更多>>摘要：通过在合成过程中引入活性较低、反应位点少的酚类制备了一种适用于树脂传递模塑成型(RTM)工艺的高残炭、低黏度、长适用期的酚醛树脂.采用旋转黏度计、热重(TG)分析等方法研究了不同酚类(邻甲酚、萘酚、多环酚)及多环酚添加量对酚醛树脂黏度及其固化物热稳定性的影响,利用差示扫描量热法研究了树脂的固化性能.结果表明,适量多环酚的引入,使得树脂在80℃下具有较低的初始黏度和较长的适用期,以及较高的残炭率(70.15％),且固化温度适中,能够满足RTM工艺要求.另外,通过不同升温速率的TG分析、拉曼光谱、X射线衍射等表征手段对树脂的裂解行为进行研究,发现多环酚由于其多苯环的热稳定结构,能够有效提升酚醛树脂的裂解活化能,减小裂解后树脂碳化物的石墨层间距,增大石墨微晶平面直径,提高酚醛树脂碳化后石墨化程度,使树脂拥有较好的高温热稳定性.根据氧乙炔焰烧蚀测试结果,发现改性后的酚醛树脂基复合材料的耐烧蚀性能也得到了提升,由此得到了性能优良的RTM用耐烧蚀酚醛树脂基复合材料.

    酚醛树脂低黏度树脂传递模塑成型工艺热稳定性耐烧蚀性能

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    复合催化剂合成可降解共聚酯PBAT及性能表征

    李新乐卫宏远王瀚霖肖越...
    46-50,56页
    查看更多>>摘要：通过钛酸四丁酯、正硅酸乙酯以及磷酸三乙酯的反应制备了一种复合催化剂,然后以1,4-丁二醇、己二酸和对苯二甲酸为原料,使用该复合催化剂通过直接酯化法合成了聚对苯二甲酸丁二醇-co-聚己二酸丁二酯(PBAT).研究了酯化率、缩聚时间对合成的PBAT特性黏度的影响,重点对比了制备的复合催化剂与传统聚酯催化剂的活性.采用核磁共振、傅里叶变换红外光谱对聚合物的结构进行了表征.结果表明,当酯化率由80％增加至95％时,PBAT的特性黏度从0.95 dL/g增加到1.25 dL/g;随着缩聚反应时间的增加,PBAT的特性黏度先增加后减小,当缩聚时间为65 min时,PBAT的特性黏度达到最大,为1.25 dL/g.当制备的复合催化剂质量分数为0.025％时,PBAT的特性黏度可以达到1.1 dL/g以上,并且缩聚温度只需要240℃左右(传统的催化剂需要270℃以上),这大大降低了反应能耗.从熔融温度、结晶温度、拉伸断裂强度以及断裂伸长率等性能测试结果来看,采用自制复合催化剂合成的PBAT的结晶温度为84.75℃,拉伸断裂强度为26.2 MPa,断裂伸长率为870％,性能得到了更好的提升.

    聚对苯二甲酸丁二醇-co-聚己二酸丁二酯直接酯化复合催化剂共聚酯

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    薰衣草蒸馏废渣/环氧树脂复合材料的制备及力学性能

    马扶宸杜涛刘伟樊东焱...
    51-56页
    查看更多>>摘要：为了实现薰衣草蒸馏废渣资源利用,将薰衣草蒸馏废渣与环氧树脂复合,通过模压工艺制备薰衣草蒸馏废渣/环氧树脂复合材料,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、万能力学试验机和扫描电子显微镜(SEM)等对复合材料的力学性能、形态结构和吸水率等进行分析.结果表明,随着薰衣草蒸馏废渣含量的增加,复合材料的力学性能呈先增大后减小的趋势;在薰衣草蒸馏废渣质量分数为60％时复合材料具有最优异的冲击强度(1.56 kJ/m2)和弯曲强度(40.1 MPa);在此含量基础上,采用氢氧化钠处理薰衣草蒸馏废渣,结果表明,所获得的环氧树脂复合材料的冲击强度和弯曲强度分别达到了3.04 kJ/m2和66.2 MPa,较未处理时增加了94.9％和65％.FTIR分析结果表明,碱处理可以消除薰衣草蒸馏废渣表面的脂类等物质,改善了其与环氧树脂的界面性能;SEM结果证实,经碱处理后的复合材料内部有大量丝状物产生;吸水率结果表明,复合材料的吸水率随薰衣草蒸馏废渣含量的增加而增大,且经过碱处理后,复合材料具有较高的吸水率.

    薰衣草环氧树脂力学性能碱处理

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    基于VARTM的碳纤维单向与三维编织混杂织物树脂灌注工艺

    户迎灿张联合崔健谢金路...
    57-65页
    查看更多>>摘要：为探究碳纤维单向与三维编织混杂增强环氧树脂基复合材料地铁转向架侧梁的树脂灌注成型工艺,首先基于渗透率理论模型采用非饱和径向流法分别测试得到碳纤维单向与三维编织织物的渗透率.通过数值模拟的方法对典型复合材料方形管结构进行缩比建模与网格划分,并利用PAM-RTM软件对树脂灌注成型过程进行仿真分析,预测了制备复合材料方管所需的灌注时间、灌注压力以及树脂流动过程缺陷的产生.最后根据模拟的灌注方案通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备了碳纤维单向和三维编织混杂织物增强环氧树脂复合材料方管结构件.结果表明,通过PAM-RTM模拟VARTM工艺制备复合材料方管时树脂的流动,预测得到灌注时间为3897 s,VARTM工艺实际制备复合材料方管的灌注时间为4052 s,误差约为3.8％,在合理误差范围内.方管内部灌注压力随着与注胶口距离的增加而逐渐减小.模拟与实验的误差可能是由于实际铺层和灌注过程中树脂流动引起织物的剪切变形以及真空度的差异导致渗透性能产生变化.仿真模拟和实际制备复合材料方管均无明显缺陷产生,证明径向法织物渗透率的理论模型计算测试和仿真结果具有可靠性.

    碳纤维复合材料真空辅助树脂传递模塑成型混杂织物树脂流动模拟

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