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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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    低界面热阻、高面外热导率纤维素基复合膜

    张良白露杨洁杨伟...
    1-6页
    查看更多>>摘要：为有效解决电子设备的高效散热问题,迫切需要开发高性能导热复合材料.近年来,具有高面内热导率的导热复合膜已经取得了很大的进展,但低的面外热导率限制了其应用.在实际应用中,具有高面内和面外热导率的导热复合膜表现出均匀的散热性能,是先进电子器件理想的热管理材料.依据"最密堆积模型",分别使用球形Al2O3粒子和石墨烯微片(GNPs)作为导热模板和导热增强相,采用真空辅助自组装方法,通过填料立体有序结构设计和界面结构优化,制备了高面外热导率柔性细菌纤维素(BC)基导热复合膜材料.大尺寸Al2O3粒子构筑基础传热网络,少量小尺寸Al2O3粒子填充在大尺寸Al2O3粒子之间的间隙,GNPs以球形Al2O3粒子为模板进行有序排列;通过调节不同尺寸Al2O3粒子的比例和对导热填料进行聚多巴胺(PDA)表面改性,构建了具有低界面热阻的协同立体传热网络,制备的导热复合膜的面外和面内热导率分别达到5.42 W/(m·K)和7.06 W/(m·K).导热填料的PDA表面改性增强了填料/基体之间相互作用,在提高复合材料导热性能的同时也改善了力学性能,复合材料的断裂强度和断裂伸长率均得以提升.

    导热复合膜立体有序结构面外热导率协同效应界面改性

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    HQEE改性PCL基形状记忆聚氨酯的制备

    刘佩佩关静曾鑫志于佳宏...
    7-13页
    查看更多>>摘要：聚(ε-己内酯)(PCL)是一种半结晶性聚合物,由于其具有良好的可降解性和形状记忆性能,PCL的改性被广泛关注和研究.通过分子交联的方式将氢醌-双(β-羟乙基)醚(HQEE)引入一种具有树枝状拓扑结构的PCL基形状记忆聚氨酯.其中,六亚甲基二异氰酸酯作为固化剂、三羟甲基丙烷(TMP)作为交联剂.用傅里叶变换红外光谱分析、X射线衍射光谱分析、热重分析、差示扫描量热分析和形状记忆性能分析表征所制备的形状记忆聚氨酯(SMPU).分析结果表明,异氰酸酯(—NCO)活性基团全部参与反应,成功制备得到SMPU试样.所制备的SMPU均具有结晶性,且其结晶性能随扩链剂(HQEE和三甲基戊二醇)含量的升高而降低,热降解性能良好,在30.9～40.2℃范围内出现结晶/熔融峰,形状回复率均为100%,形状固定率和形状回复时间均随扩链剂含量的增大而减小.综合分析得到,试样SMPU-H2和SMPU-H3的结晶性能适中,表现出良好的形状记忆性能.其中,SMPU-H2和SMPU-H3的硬段含量分别为38.51%和46.39%,形状记忆转变温度分别为35.5,34.7℃.

    聚(ε-己内酯)聚氨酯形状记忆聚合物氢醌-双(β-羟乙基)醚结晶性微相分离

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    线性单体对热致形状记忆环氧树脂的改性

    苏钊阳李文晓
    14-21,28页
    查看更多>>摘要：针对航天用纤维增强形状记忆复合材料对基体韧性、耐热性和成型工艺性等方面的要求,采用癸二酸(SA),超支化聚酯(HBP)和聚醚多元醇缩水甘油醚(PPGE)等线性单体对形状记忆环氧树脂(SME)进行了改性研究.研究表明,使用SA将长脂肪链引入SME的改性效果最佳.相对于空白对照组,树脂的形状记忆回复时间缩短48.1%;赋形温度下的储能模量降低98.76%;室温下拉伸强度提高24.1%,拉伸弹性模量仅降低13.7%,断裂伸长率提高121.3%.少量添加HBP可以改善分子的网状结构,但HBP过量时,分子链段则重新向线性转变.加入HBP虽可改善树脂室温下的力学性能,但也导致赋形温度下的较高刚度.PPGE虽可加长柔性链段,但会降低体系的反应速率,改性效果较差.此外,SA改性可以有效延长体系的工艺窗口时间,HBP反之,PPGE则对工艺性影响较小.

    形状记忆环氧树脂增韧改性热性能拉伸性能工艺性

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    取代度对羟丙基淀粉基聚合物结构性能的影响

    侬金露韦天宝王坚毅
    22-28页
    查看更多>>摘要：以6种不同取代度的羟丙基淀粉为骨架,丙烯酸为单体,过硫酸铵为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过溶液共聚法快速制备羟丙基淀粉接枝丙烯酸单体的高吸水聚合物,探究羟丙基化后取代度对该聚合物结构和性能的影响.通过对聚合物进行了红外光谱、X射线衍射、热重、吸水性、亚甲基蓝吸附性的分析可知,淀粉基聚合物制备的过程发生聚合反应,不是简单的物理共混过程;淀粉参与制备聚合物之后,其X射线衍射光谱图中衍射峰消失,结晶结构遭到破坏;羟丙基化后聚合物的热稳定性得到改善,相同分解温度下时,羟丙基淀粉基聚合物的质量较原淀粉基聚合物高;原淀粉和高取代度聚合物吸水性能和亚甲基蓝吸附性能比低取代度范围内制备的聚合物性能优异,所有聚合物吸水能力均大于40 g/g,重复吸收解吸3次后,吸水能力仍保持在30%以上,亚甲基蓝去除率也在17.6%以上;另外,随着盐溶液中阳离子价态的增加,所有聚合物的吸液能力均减弱,盐敏因子变大,表明聚合物对离子越敏感.羟丙基化后,淀粉基聚合物的结构和性能均发生不同程度变化.高取代度下,聚合物吸水性能和亚甲基蓝吸附性较优异,为制备各项性能更优异功能性环保型聚合物提供可能性.

    取代度羟丙基淀粉聚合物吸水性吸附性

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    不同软段的长碳链聚酰胺弹性体的合成与性能

    赵千龙周南张袁铖赵蔚...
    29-34,49页
    查看更多>>摘要：为研究软段种类对聚酰胺(PA)弹性体性能的影响,合成了具有不同性能的热塑性PA弹性体(TPAE).以十二碳二元酸、十二碳二元胺和三种不同种类的聚醚[聚环氧乙烷(PEO)、聚环氧丙烷(PPO)和聚四氢呋喃(PTHF)]为原料,采用一步法分别合成了三个系列的PA1212基热塑性弹性体.采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱确定了TPAE的成功合成,通过差示扫描量热分析、热失重分析、动态力学分析(DMA)、力学性能测试、吸水性能测试和电阻率测试对TPAE的性能进行了表征.结果表明,合成的TPAE的熔点高于170℃,热分解温度高于410℃,其中PEO系列弹性体的熔点和结晶温度较高.DMA测试结果表明PEO软段与PA硬段相容性最好,而PPO系列弹性体在-50～-40℃之间的tanδ大于0.3,表明此种材料在低温下具有良好的阻尼性能.PEO系列弹性体力学性能最优,拉伸强度在30～38.5 MPa之间,断裂伸长率高于620%,且拥有较高的吸水性能,饱和吸水率可达到30.2%,体积电阻率相对于PA1212降低了6个数量级.而PTHF系列弹性体有着最低的吸水率,饱和吸水率低至1.4%.三种材料可以应用于不同场景.

    长碳链聚酰胺热塑性弹性体聚酰胺弹性体阻尼性能吸水性能

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    高韧性PGA/TPEE共混物的制备及性能

    王梓冲吴亮朱丽莎徐鼐...
    35-42页
    查看更多>>摘要：聚乙醇酸(PGA)具有高强度、高模量、良好的阻隔性能和生物相容性等优点,而针对其韧性差、加工成型稳定性不佳等问题进行改性,能进一步增强PGA材料的应用潜力.为此,将热塑性聚酯弹性体(TPEE)、多元环氧扩链剂(ADR)和PGA进行熔融共混,制备得到PGA/TPEE/ADR共混材料.其中,TPEE作为增韧组分,而ADR则作为反应性相容剂和扩链剂使用.通过转矩流变仪、熔体流动速率(MFR)仪、旋转流变仪、扫描电子显微镜、电子万能试验机、差示扫描量热仪、广角X射线衍射仪研究ADR的加入对PGA/TPEE(75/25)共混物的流变行为、微观结构、力学性能以及结晶性能等方面的影响.研究结果表明,随着ADR的加入,PGA/TPEE/ADR共混物的黏度和熔体强度上升、加工成型稳定性得到较大改善.当ADR添加量增大至0.9份时,PGA/TPEE/ADR(75/25/0.9)共混物的MFR值由PGA/TPEE(75/25)共混物的32.5 g/10 min降低至13.2 g/10 min.此外,ADR作为反应性相容剂,可明显改善PGA/TPEE界面相容性,共混物的韧性得到显著提升.PGA/TPEE/ADR(75/25/0.9)共混物的断裂伸长率和缺口冲击强度可由PGA/TPEE(75/25)共混物的54.6%和4.5 kJ/m2 分别增大至329.3%和16.1 kJ/m2.

    聚乙醇酸扩链增容流变行为力学性能

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    侧链型聚(靛红-联苯)阴离子交换膜水电解性能

    张安然李黎明马颖肖文涛...
    43-49页
    查看更多>>摘要：对阴离子交换膜(AEM)进行分子结构设计,制备出满足AEM水电解技术需求的高碱稳定性、高电导率的AEM.通过超强酸催化反应制备出具有高碱稳定性的聚(靛红-联苯)(PBPIN)主链;门秀金反应制备出含有高碱稳定性阳离子(哌啶阳离子)以及烷基间隔基的侧链(6C-Pip);门秀金反应将6C-Pip侧链接枝到PBPIN中制备出PBPIN-6C-Pip膜.为了验证PBPIN-6C-Pip膜的高碱稳定性以及高电导率,对其在高温KOH溶液中进行了碱稳定性测试,PBPIN-6C-Pip膜在80 ℃、1 M KOH溶液中浸泡900 h后离子交换容量保留率高达97.02％;对其进行了电导率测试以及透射电子显微镜表征,PBPIN-6C-Pip膜在80 ℃的纯水中电导率可达88.2 mS/cm,同时具有良好的微相分离结构.对AEM电解槽运行参数(KOH溶液浓度、温度、循环方式)进行了系统地研究后,在最优运行参数下(80 ℃、2 M KOH,2.0 V),对PBPIN-6C-Pip膜进行了水电解性能测试,电流密度可达1.20 A/cm2,在此电流密度下运行700 h后电解槽的电流衰减率仅为0.16 mA/(cm2·h).通过制备出含有高碱稳定性阳离子与无氧主链的侧链型AEM,验证了无氧主链与侧链结构在AEM碱稳定性与电导率提升方面的潜力,为后续研究提供了实验基础.

    侧链型阴离子交换膜聚(靛红-联苯)阴离子交换膜AEM电解槽运行参数水电解制氢技术

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    PET/纳米SiO2复合材料发泡行为和光学性能

    邵玮玮庞永艳严铭刘啸凤...
    50-57页
    查看更多>>摘要：为研究纳米二氧化硅(SiO2)和基体黏度对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)复合材料发泡行为和光学性能的影响,选择两种不同黏度的PET为基体(PET2比PET1黏度高),与不同质量分数的SiO2复合制备PET/SiO2复合材料,然后利用CO2釜压发泡制备PET/SiO2复合发泡材料.首先,利用扫描电子显微镜(SEM)研究了SiO2和基体黏度对PET/SiO2复合发泡材料泡孔结构的影响;其次,研究了SiO2和基体黏度对PET/SiO2复合材料发泡温度窗口的影响;最后,研究了SiO2和基体黏度对PET/SiO2复合发泡材料光反射性能的影响.结果显示,随着SiO2含量增加,PET/SiO2发泡材料泡孔尺寸变小,泡孔密度变大.相较于PET1/SiO2体系,PET2/SiO2体系的泡孔尺寸更小,泡孔密度更大.随着SiO2含量增加,PET/SiO2体系发泡温度上限先升高后降低,发泡温度窗口呈现出先变宽后变窄的趋势,PET2/SiO2体系具有更高的适合发泡的上限和下限温度.随着SiO2添加量提高,PET/SiO2发泡材料表现出逐渐升高的光反射率,PET2/SiO2体系的光反射率更高.

    聚对苯二甲酸乙二酯纳米二氧化硅黏度泡孔结构发泡窗口光反射率

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    含氮聚集诱导发光聚磷酸酯的一锅法合成及其荧光性能

    王莲莲门正兴孟兵颜红侠...
    58-64页
    查看更多>>摘要：非传统聚集诱导发光(AIE)聚合物,因不含苯环等芳香结构,具有较好的生物相容性和环境友好性,在细胞成像、生物医药等领域具有广阔的应用前景,但存在种类匮乏、量子产率低、荧光强度不足等问题,限制了其发展.为解决以上问题,以低毒、低腐蚀性的亚磷酸二甲酯及三异丙醇胺或三乙醇胺为原料,在无溶剂、无催化剂条件下,通过酯交换缩聚法,合成了含氮聚磷酸酯T1和T2.结果表明,所合成的含氮聚磷酸酯T1和T2在紫外光照射下均可发出明亮的蓝色荧光,其荧光强度随着浓度的升高而增强,具有显著的AIE特性,丰富了非传统AIE材料的种类.其中,T1分子结构中由于含有侧链甲基,在荧光强度、量子产率等方面均优于T2,为调节聚合物的荧光性能提供了一种新的方法.同时,研究发现,T1可以吸附空气中的甲醛,其吸附甲醛后颜色由无色变为粉色,且其荧光强度随吸附的甲醛浓度的增加而增强,有利于实现甲醛的荧光-比色双通道检测,为甲醛的灵敏检测提供了一种新的途径.

    聚集诱导发光非共轭聚磷酸酯酯交换缩聚甲醛吸附检测

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    玄武岩纤维/玄武岩颗粒增强高密度聚乙烯复合材料性能

    闫锦锦司军辉崔志香
    65-71页
    查看更多>>摘要：玄武岩纤维(BF)和玄武岩颗粒(BP)增强高密度聚乙烯(PE-HD)力学性能优良,特别是硬度较高,用于防白蚁高压电缆护套的制造.首先利用硅烷偶联剂KH550对BF和BP进行表面改性,然后利用转矩流变仪熔融共混BP、BF和PE-HD,最后通过微型注塑机制备不同填料含量的PE-HD/BF/BP复合材料.通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、同步热分析仪、万能试验机、动态力学性能分析仪、邵氏硬度计、流变仪等研究复合材料的形态、力学性能、结晶性能、热稳定性能及流变性能等.结果表明,与PE-HD相比,BF和BP填料的引入显著增强了PE-HD/BF/BP复合材料的力学性能和热稳定性能,当BF含量为20份,BP含量为10份时(BF20BP10),复合材料的力学性能最优,拉伸强度和拉伸弹性模量分别为47.51 MPa和3 331.39 MPa,分别增加了41.7%和211%,硬度达到70.2HD,明显超出防白蚁电缆对硬度的要求,即大于65HD,因此具有更优异的防白蚁啃食性能.与其它配方相比,BF20BP10复合材料具有较高的结晶度、储能模量,较小的损耗因子.因此,PE-HD/BF/BP复合材料的最优配方为BF含量20份,BP含量10份,制备获得的样品具有优异的硬度、良好的热稳定性和流变性能,有望在电缆护套材料领域得到广泛的应用.

    高密度聚乙烯玄武岩纤维玄武岩颗粒复合材料力学性能

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