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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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    多阻燃剂协同实现PP泡沫的高效阻燃改性

    王凌峰徐百平谈灵操
    1-7页
    查看更多>>摘要：为提高聚丙烯(PP)泡沫的阻燃性能,以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,聚磷酸铵(APP)、双季戊四醇(PER)、三嗪大分子成炭剂(CFA)和有机倍半硅氧烷(POSS)为协同阻燃剂,通过双螺杆挤出造粒和平板硫化仪热压工艺,制备未发泡PP塑料样条以及发泡后的PP泡沫样条.通过对燃烧过程、残炭量与碳层结构分析等方面评估不同配比的PP泡沫复合材料的阻燃性能.结果表明,当AC添加质量分数为2%时,APP催化CFA和POSS来提高PER的炭层质量,形成致密碳层,提高了阻燃性能.当阻燃剂总添加质量分数为30%且APP,PER,CFA和POSS的质量比为15∶5∶8∶2时,PP泡沫复合材料的极限氧指数为32.6%,达到最高阻燃级别HF-1,形成的炭层具有优异的抑烟、隔热效果.

    聚磷酸铵三嗪大分子成炭剂有机倍半硅氧烷偶氮二甲酰胺聚丙烯泡沫阻燃性能

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    TiB2增强乙烯基树脂自润滑复合材料的制备及性能

    王伟杨昊天丁士杰庞少雄...
    8-16页
    查看更多>>摘要：自润滑材料是影响自润滑关节轴承性能的关键因素,由于传统自润滑材料存在制造工艺复杂、成本较高等问题,所以目前聚合物自润滑复合材料的研究备受关注.热固性树脂因其优异的物理化学性质成为了聚合物自润滑复合材料研究的重点.采用注塑法制备了以乙烯基树脂(VER)为基体、聚四氟乙烯(PTFE)为润滑剂、二硼化钛(TiB2)为增强剂的聚合物自润滑复合材料,通过压缩试验与球-盘摩擦磨损试验研究了填料对复合材料摩擦学以及压缩性能的影响;通过扫描电子显微镜、能谱仪以及三维白光形貌分析仪等对其断面以及磨损表面进行了研究分析.结果表明,PTFE的加入改善了复合材料的摩擦学性能,使得摩擦系数和磨损率分别降低了61.14%和73.8%;PTFE添加质量分数为30%时,添加质量分数1.5%TiB2的复合材料性能最优,压缩强度最大为102.35 MPa,摩擦系数最低为0.102,磨损率最低为1.593×10-15 m3/(N·m).同时,通过磨损面微观形貌观察发现复合材料内部填料分散均匀,磨损面光滑连续,此时主要磨损形式为疲劳磨损.断裂面微观形貌观察到复合材料受到裂纹钉扎机理的作用,力学性能显著提高.

    自润滑关节轴承乙烯基树脂二硼化钛聚合物自润滑复合材料摩擦学性能力学性能

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    碳纤维增强环氧树脂三维编织/单向织物混杂复合材料力学性能

    陈燕荣孙琳王晓明张仁航...
    17-22页
    查看更多>>摘要：为研究层间混杂碳纤维三维编织/单向(3D/UD)织物增强环氧树脂复合材料的力学性能,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备混杂复合材料层合板,通过试验研究分析了不同混杂比、铺层角度以及铺层顺序对混杂复合材料静、动态力学性能的影响.结果表明,单向碳纤维的加入显著提高了混杂复合材料的层间静态力学性能,其层间剪切性能随织物铺层分散性的增加而提升.而随着UD织物铺层比例的增加,混杂复合材料的弯曲性能和储能模量先升高后降低,压缩性能则不断下降.单向碳纤维的铺层角度对混杂复合材料力学性能的影响也较大,0°单向铺层混杂复合材料的静、动态力学性能均优于30°单向铺层混杂复合材料;在相同混杂比下,铺层顺序的不同对混杂复合材料的力学性能也有较大影响,0°单向铺层的三明治结构U6/3D/U6,其弯曲强度和弯曲弹性模量最高,分别为1 210 MPa和117 GPa.此外,混杂复合材料3D编织层的失效以丝束与树脂的界面破坏为主,而单向层的失效以纤维断裂和分层破坏为主,不同的失效形式导致了混杂复合材料力学性能的差异.

    三维编织层间混杂复合材料力学性能

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    木质素低聚物衍生聚氨酯泡沫的制备及性能

    霍淑平刘贵锋霍美玉金灿...
    23-28页
    查看更多>>摘要：针对木质素分子结构复杂、反应活性低、高值化利用不足等问题,从木质素高效可控降解、分子结构定向化学修饰以及复合功能化等方面出发,开展了木质素可控氢化降解以及基于木质素低聚物衍生聚氨酯泡沫(PUFs)材料的制备及性能调控研究.以Ni/ZrO2/Hβ为催化剂,对木质素进行部分还原降解获得了高酚羟基含量的活性木质素低聚物,继而经氧丙基化改性,制备了高反应活性的木质素低聚物多元醇(LOP),通过31P NMR和1H NMR表征分析了木质素低聚物及LOP,探讨了木质素低聚物改性前后的结构变化.将LOP与大豆油多元醇复配构建了全生物基PUFs材料,考察了LOP的结构及用量等对PUFs材料的微观结构、形貌及其物理化学性能的作用与影响规律,探明了不同性能木质素低聚物衍生PUFs材料的制备工艺.研究结果表明,LOP的加入会导致PUFs材料的泡孔减小,闭孔率增加,进而有效改善PUFs力学性能和高温热稳定性,通过对LOP用量的调节,可实现不同强度PUFs的高效制备(压缩强度0.27～0.65 MPa).

    木质素低聚物多元醇聚氨酯泡沫

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    一种PI感光干膜的制备与性能

    张翠红韩兵唐衍超李铭新...
    29-34页
    查看更多>>摘要：为开发一种分辨率高、力学性能优异的聚酰亚胺(PI)感光干膜,首先采用4,4'-联苯醚二酐(ODPA)与2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(BAHF)等合成了碱溶性PI树脂.再将该树脂与交联剂、引发剂、偶联剂等进行复配,制备了光敏性PI胶液,最后将该光敏性PI胶液涂布在载体聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上,经烘干、冷却,覆上聚乙烯膜(PE膜),获得PI感光干膜.利用凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱、光学显微镜等对碱溶性PI树脂和感光干膜的性能进行表征.结果表明,成功制备碱溶性PI树脂,亚胺化率为82%,厚度为15 μm的PI感光干膜经曝光显影后具有优异的分辨率,为10 μm.通过动态热机械分析仪、热重分析等对200℃固化的PI感光干膜的力学性能、耐热性和耐药性进行了研究.结果表明,200℃固化的感光干膜在30℃时的拉伸强度达到101 MPa,断裂伸长率达到7.3%,5%热失重温度为352℃,10%热失重温度为385℃,在590℃的质量保持率为44%,并且在丙酮、N-甲基吡咯烷酮、30%HNO3,30%H2SO4,1%HF等试剂中的质量变化率均小于1%.综上,PI感光干膜具有优异的分辨率、热稳定性和耐药性.

    感光干膜聚酰亚胺分辨率耐热性

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    PVAL/β-CD-CIN薄膜的制备及性能

    吕维思郭柯赟黄飞鸿李凤红...
    35-40页
    查看更多>>摘要：以β-环糊精(β-CD)为壁材,肉桂醛(CIN)为芯材,采用饱和水溶液法制备β-环糊精-肉桂醛(β-CD-CIN)包合物.然后采用流延法,以聚乙烯醇(PVAL)为成膜基材,加入β-CD-CIN包合物,制备PVAL/β-CD-CIN薄膜,通过改变β-CD-CIN包合物的添加量来研究包合物对PVAL薄膜的热性能、力学性能、阻隔性能等的影响.傅里叶变换红外光谱分析证明CIN被成功地包埋于β-CD空腔,相比于未添加包合物的PVAL薄膜,PVAL/β-CD-CIN薄膜的熔融温度降低了26.90℃,结晶度降低了6.15%.当包合物质量分数为15%时,PVAL/β-CD-CIN薄膜的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,分别为22.79 MPa和430.60%,此时力学性能最佳.当包合物添加质量分数为30%时,PVAL/β-CD-CIN薄膜的水蒸气透过系数达到最小值为0.41(g·mm)/(kPa·m2·h),吸水率达到最低为11.97%.加入β-CD-CIN包合物,可以有效提升薄膜的力学性能、水蒸气透过率、耐水性等,为薄膜在食品包装领域的应用奠定基础.

    聚乙烯醇环糊精肉桂醛膜材料包合物

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    微胶囊化硅藻土吸附改性矿用聚氨酯泡沫

    高明冯腾孙彩云张春利...
    41-47页
    查看更多>>摘要：针对目前矿用聚氨酯泡沫(RPUF)易燃以及阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)的应用易引起材料"坍塌"和力学性能下降等问题,采用硅藻土吸附和仿贻贝材料表面包覆的方法对传统阻燃剂进行了改性,设计并制备了环境友好的微胶囊化硅藻土吸附阻燃剂(MDFR).利用万能试验机研究了MDFR对RPUF力学性能的影响;采用极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热的测试手段,研究MDFR对RPUF阻燃性能的影响;利用扫描电子显微镜和热重分析等表征,研究了MDFR对RPUF微观形貌以及热稳定性的影响,并探讨了阻燃机理.结果表明,阻燃剂MDFR的加入,相比于传统阻燃剂DMMP和TCPP,RPUF的力学性能得到能明显改善,微观泡孔结构完整,并且其热解活化能升高,热稳定性增加;同时,MDFR在抑制RPUF燃烧时的烟气释放和CO释放方面效果明显,降低了有毒有害气体的释放.机理分析显示,MDFR的加入使阻燃RPUF燃烧后炭层厚度和致密性增加,有效阻止了材料燃烧过程中的热交换和可燃性气体、有毒气体的释放,使之在使用过程中更加安全.对比两种改性阻燃剂MDFR-1和MDFR-2,以TCPP为原料改性的MDFR-2阻燃剂效果更优.

    聚氨酯泡沫硅藻土包覆阻燃性

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    基于Kubelka-Munk双常数理论的涤/黏双组分三色混色纤维配方预测

    李少聪项多闻王旭方寅春...
    48-54页
    查看更多>>摘要：为了提高原液着色涤/黏双组分混配色打样效率,基于Kubelka-Munk双常数理论模型,选用3种单色(大红、宝兰G、金黄)涤纶短纤维和3种单色(大红、蓝色、黄色)黏胶短纤维为研究对象,以6种单色纤维进行双组分混色,按9种不同混合比例共得到54种三色混色双组分纤维样品.利用测色仪测定混色样的颜色特征参数:反射率(R)、颜色深度(K/S)、明亮度(L)、红绿色度(a)及黄蓝色度(b),利用最小二乘法对数据进行处理;最后对计算混色比例与实际混色比例之间的误差进行评价,以验证Kubelka-Munk双常数理论模型在双组分混配色中的适用性.结果表明,54种样品的色差均在1.0以下,均值为0.277 5,标准差为0.217 7,预测比例与实际比例差距较小,红色涤纶与蓝色、黄色黏胶组合的平均比例误差最小,为1.109%,说明其比例预测效果较好,而黄色涤纶与红色、蓝色黏胶组合的平均色差最小,为0.172 1,说明其颜色预测较好.

    涤/黏双组分色纺纱混配色Kubelka-Munk双常数理论颜色预测最小二乘法

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    耐高温PA5T/55的制备及性能

    刘羽玲贺爽爽刘冰肖李媛...
    55-60页
    查看更多>>摘要：半芳香族聚对苯二甲酰戊二胺(PA5T)的熔融温度与分解温度接近,导致其加工时易分解.基于上述背景,将脂肪族聚戊二酰戊二胺(PA55)链段引入PA5T均聚物中以改善其加工性.以戊二酸、对苯二甲酸和戊二胺为原料,通过成盐、预聚和固相缩聚法制备了不同PA55链段含量的聚对苯二甲酰/戊二酰戊二胺共聚物(PA5T/55).采用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振氢谱对共聚物的结构进行了确认,在此基础上,利用差示扫描量热仪、热重分析仪、X射线衍射仪以及万能试样机分别对其熔融温度、热分解温度、结晶性能以及物理力学性能进行了测试表征.研究结果显示,随着PA55链段含量的增加,PA5T/55的结晶度和熔融温度均呈现下降趋势;当共聚物二元酸中PA55链段物质的量为50%时,其熔融温度为311.4℃,质量损失5%时的温度为426.15℃,最大热降解速率温度为474.80℃,质量损失95%时的温度为498.49℃,拉伸强度为67.9 MPa,综合性能优异.PA5T/55共聚物具有良好的耐热性和比较宽的加工窗口,在电子电器、LED显示照明及汽车等领域有较大应用前景.

    固相聚合半芳香族聚酰胺生物基材料聚对苯二甲酰戊二胺

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    CNT-COOH含量对PUR基复合材料性能影响的分子动力学模拟

    王梓霖闫新亮黄肖勇李雅琴...
    61-68页
    查看更多>>摘要：为分析功能化碳纳米管含量对聚合物基复合体系性能的影响,通过分子动力学模拟方法,建立了不同含量的聚氨酯/羧基化碳纳米管(PUR/CNT-COOH)复合体系模型,比较了不同复合体系的拉伸强度、拉伸弹性模量(E)、剪切模量(B)以及体积模量(G)等性能.通过分析PUR/CNT-COOH复合体系的径向分布函数、氢键作用、氢键密度以及不同种类的氢键数量等性能,从微观层面探究了CNT-COOH含量对复合体系性能的影响规律.模拟结果表明,随着CNT-COOH含量逐渐增加,PUR/CNT-COOH复合体系的屈服强度逐渐增大,拉伸性能逐渐下降;PUR/CNT-COOH复合体系的E,G以及B均随CNT-COOH含量的增加而升高.CNT-COOH在复合体系中的占比越大,CNT-COOH与PUR基体间的相互作用越强;PUR基体间的相互作用力下降,复合体系的拉伸性能下降;随CNT-COOH含量的增加,二者相互作用增强,使其更易发生团聚现象.径向分布函数分析结果表明,随着CNT-COOH含量的增加,填料与基体间的相互作用逐渐增强,基体自身的相互作用明显减弱.氢键分析结果表明,随着CNT-COOH的增加,填料间的氢键数目不断升高,基体间的氢键数目不断下降.

    分子动力学模拟羧基化碳纳米管聚氨酯径向分布函数界面相互作用氢键

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