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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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    光固化自修复聚氨酯弹性体制备及性能

    曹升何明辉余敏韩小瑜...
    1-7页
    查看更多>>摘要：光固化弹性体因其独特的物理化学性质而被广泛应用于柔性传感器、电子皮肤、生物医学等领域.然而目前市售光固化弹性体强度低,受损后难以实现自修复,极大限制了该类弹性材料的承载能力和应用范围.为解决上述问题,以甘油聚醚多元醇和异佛尔酮异氰酸酯作为分子结构中的软段和硬段,并以2-(叔丁基氨基)甲基丙烯酸乙酯(TBEMA)封端合成了具有动态受阻脲键(HUB)的聚(氨基甲酸酯)脲丙烯酸酯(PUUA)低聚物,然后将封端剂TBEMA作为稀释剂加入PUUA中以制备光敏树脂,通过探究PUUA预聚体和稀释剂比例对材料性能的影响,选出最优配比.之后将制备的光敏树脂进行3D打印,得到光固化自修复聚氨酯弹性体,并分析不同PUUA含量对弹性体性能的影响.结果表明,由于共聚物之间的共价交联及动态可逆和氢键等相互作用,当PUUA质量分数为50%时,弹性体表现出7.3 MPa的高拉伸强度和1 032%的断裂伸长率,并且在经历1 000次的循环加载试验后仍保持稳定的力学性能,断裂的拉伸试样在自修复10 h后拉伸强度的修复效率可达到86.6%.实验证明制备的弹性体具有优异的力学性能和出色的自修复能力,同时所具有的较低玻璃化转变温度使其可在低温环境下保持稳定的物理特性,显示了具有HUB的弹性体在柔性材料领域的潜在应用.

    3D打印自修复弹性体甘油聚醚聚氨酯

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    改性球形氧化铝/褶皱结构石墨烯导热硅橡胶的制备及性能

    葛舟石煜锋葛润锜吕晓静...
    8-13,26页
    查看更多>>摘要：面对5G时代,高功率化、集成化设备器件的热管理已成为影响性能的关键因素,热管理技术的飞速发展对导热界面材料的柔软性、绝缘性、导热性及可靠性等提出了更高的需求.以二维片状石墨烯(GNP)和不同粒径的球形氧化铝(Al2O3)为导热填料,对其进行改性以改善填料在硅橡胶基体中的分散性,增强界面间结合,减少界面热阻.然后采用热压原位固化工艺,利用球形Al2O3将各向异性的GNP形成褶皱结构,制备了改性球形Al2O3/褶皱结构石墨烯导热硅橡胶复合材料.探讨了导热填料的含量、复合材料样品厚度等对导热硅橡胶复合材料综合性能的影响.结果表明,当复合材料样品厚度为0.8 mm,GNP质量分数为8%,Al2O3 质量分数为50%时,复合材料面内热导率可达12.058 W/(m·K),面外热导率可达5.097 W/(m·K).复合材料具有较好的柔性,添加GNP和Al2O3后,断裂伸长率均超过120%,最高可达171.68%.另外,在GNP质量分数为5%,Al2O3质量分数为50%时,当调节复合材料厚度为2 mm时,其击穿电压能够达到3.5 kV,满足一定的绝缘性能要求;此时面内热导率为1.979 W/(m·K),面外热导率为1.231 W/(m·K).与传统共混浇铸制备的硅橡胶片相比,该策略能够形成互联导热网络以获得高导热性能硅橡胶片,在大功率电子器件领域具有巨大的应用前景.

    导热界面材料硅橡胶石墨烯氧化铝协同效应

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    柑橘保鲜的PVAL/CA/TP薄膜的制备及性能

    吕维思郭柯赟黄飞鸿李凤红...
    14-19,39页
    查看更多>>摘要：以聚乙烯醇(PVAL)为成膜基材,添加不同配比的柠檬酸(CA)和茶多酚(TP),采用流延法制备PVAL/CA/TP复合薄膜.研究了CA的添加量对PVAL基薄膜力学性能、阻隔性能、耐水性能等的影响,并用所制备的复合薄膜进行柑橘的保鲜测试.结果表明,随着CA含量不断增加,复合薄膜的拉伸强度呈现先升高后降低的趋势.当CA含量(PVAL质量的百分数)为6%时,拉伸强度达到最大值为17.54 MPa,较未添加CA/TP的薄膜提高了28.22%.随着CA含量增加至8%,薄膜的拉伸强度降低,而断裂伸长率继续上升至最大值为655.27%.薄膜在CA含量为6%时水蒸气透过系数(WVP)值达到最低,为0.97(g·mm)/(m2·h·kPa),表现出最佳的气体阻隔性,同时吸水率也达到最低,为10.27%,因此CA含量为6%时薄膜的综合性能最佳.后选取CA含量为6%时的薄膜进行柑橘保鲜测试,与未包装薄膜和市售聚乙烯、聚氯乙烯薄膜包装的柑橘相比,经PVAL/CA/TP薄膜包装的柑橘表现出较好的保鲜效果,柑橘的失重率上升趋势最为缓慢,在贮藏14 d后仍未出现任何腐烂现象,这保持了柑橘的商品价值,为食品保鲜薄膜领域提供一定的参考价值.

    聚乙烯醇柠檬酸茶多酚耐水性复合薄膜

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    可负载阿霉素的废弃生物质基多孔复合海绵的制备及性能

    邓雯健陈凯傅佳妮岑璐莎...
    20-26页
    查看更多>>摘要：为了减轻阿霉素心脏毒性,通过载药材料靶向运输可减少阿霉素在心脏组织中的浓度,并且可通过载药材料使其应用于皮肤黑色素瘤的术后治疗与伤口愈合.现有的载药材料通常具有载药率或递送效率低的问题.利用海洋废弃生物质甲壳素提取的壳聚糖(CS)与聚乙二醇(PEG)通过溶液共混和冷冻干燥制成复合多孔海绵,并在制备过程中通过氢键与电荷吸引效应实现纳米氧化石墨烯(GO)片在前驱凝胶中的均匀分散,通过将GO吸附作用与PEG特有的载药性能结合用于提高多孔复合海绵对阿霉素载药效率.对PEG-CS多孔复合海绵的表面微观结构及力学性能进行了表征与测试,优选出PEG∶CS最佳质量比为15∶2.根据优选后的比例,进一步制备了含有不同GO浓度梯度的GO/PEG/CS多孔复合海绵(GPC-HS).经验证其载药效率发现,GPC-HS中的孔隙结构提高了材料与药物接触面积,对阿霉素的载药率最高可达66.8%,并能进一步实现缓释效果,持续释放时间可被延长至50 h,并实现高达90%左右的释放率.上述结果表明,装载纳米GO片的PEG-CS多孔复合海绵具有提高阿霉素载药及递送效率的能力.

    壳聚糖多孔复合海绵氧化石墨烯药物载体阿霉素

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    熔融酯交换法绿色制备聚碳酸酯及抗菌改性

    安志杭李冰豪童德朱童浩...
    27-33页
    查看更多>>摘要：为了降低光气法合成聚碳酸酯(PC)过程中对环境的危害并解决熔融酯交换合成PC分子量较低的难题,以碳酸二苯酯和双酚A为原料,通过聚合工艺的控制提高PC的分子量.而且,为了提高PC的抗菌性能并提高抗菌剂的耐热性,合成不同氟碳链长度的全氟烷基链改性季膦盐抗菌剂,并采用热压成型制备PC抗菌薄膜.以PC的分子量为目标,优化了PC的聚合工艺,表征了PC及抗菌剂的结构,测试了抗菌剂的热稳定性,研究了PC抗菌薄膜的透光率与抗菌性能.结果表明,合成PC的最佳工艺为酯交换时间10 min、在250℃下缩聚40 min,可得到数均分子量超过12 000的PC;季氟己基膦盐抗菌剂具有良好的热稳定性,可以与PC通过热压法制备透光率最高为89%的抗菌薄膜;含4份季氟己基膦盐的PC薄膜具有最佳的抗菌效果,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别达到95%与94%.抗菌PC薄膜的合成绿色环保且抗菌性能优异,为食品包装提供更安全的解决方案.

    聚碳酸酯熔融酯交换抗菌剂抗菌性能季氟烷基膦盐

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    赖氨酸改性抗菌水性聚氨酯的制备及性能

    宋婉玉邓昌宇王小君乐翔...
    34-39页
    查看更多>>摘要：采用预聚体法,以聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为预聚物原料,引入交联剂三羟甲基丙烷(TMP),亲水扩链试剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)、聚乙二醇,以及中和剂3,4-二羟基苯甲酸(PCA),制备了具有抗菌性能的阳-非离子型水性聚氨酯,在此基础上引入赖氨酸(Lys)改性以提高抗菌性能,研究了Lys含量对聚氨酯乳液性能以及胶膜分子结构、力学性能及抗菌性能的影响规律.结果表明,可同时采用MDEA阳离子、聚乙二醇聚合单元、Lys和PCA 4种具有抗菌作用的组分合成抗菌水性聚氨酯;以MDEA、聚乙二醇为亲水组分的阳-非离子水性聚氨酯具有抗菌特性;Lys的引入能够有效提高水性聚氨酯的抗菌性能;当Lys含量为聚氨酯乳液固体部分质量的3%时,水性聚氨酯胶膜具有较好的力学性能和抗菌性能;无Lys改性和Lys改性的阳-非离子水性聚氨酯的抗菌机理均为接触型抗菌.

    赖氨酸水性聚氨酯抗菌性能N-甲基二乙醇胺聚乙二醇

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    苯乙烯共聚物增容玻纤增强PA10T/PPE复合材料

    夏厚胜姜振汤娇汤家祥...
    40-46页
    查看更多>>摘要：以熔融己内酰胺为溶剂,通过自由基共聚制得一系列苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚物(PSG),然后通过熔融共混法制备了PSG增容玻璃纤维(GF)增强聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)/聚苯醚(PPE)复合材料.考察了PSG增容剂的物化特性以及PSG增容剂中GMA的含量对GF/PA10T/PPE复合材料热学性能、力学性能、微观结构和形貌的影响.结果表明,制备的PSG增容剂5%热失重温度不低于374℃,满足GF/PA10T/PPE复合材料增容剂的使用要求.加入PSG显著改善了PA10T相与PPE相的相容性,有效细化了PPE分散相,增强了GF与树脂间的界面结合.当PSG中的GMA物质的量分数为4%时,复合材料展现出最佳的力学性能,拉伸强度为130.4 MPa,弯曲强度为164.4 MPa,缺口冲击强度为7.5 kJ/m2,同时该复合材料的饱和吸水率降低至1.32%.该复合材料表现出良好的综合性能,有望在汽车、电器和通信等领域得到应用.

    增容剂苯乙烯共聚物聚对苯二甲酰癸二胺聚苯醚玻璃纤维

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    玻纤增强尼龙复合材料车门拉手座热流道模具设计

    田科
    47-54页
    查看更多>>摘要：在车门拉手座塑件模具设计中,为解决高含量玻璃纤维增强尼龙复合材料成型时容易出现浮纤、收缩各向异性带来的翘曲变形大等潜在品质缺陷问题,运用CAE辅助分析对塑件的成型方案进行了优化分析.将浇注系统优化为潜伏式双浇口浇注系统,浇口的进胶直径为1 mm,流道结构由三级冷流道+一级热流道组成.所获得的浇注效果为:引起浮纤发生的内外壁模温差控制在38℃以下(标准值≤50℃);主要外观面盖面的纤维取向张量范围为0.737 3～0.998 6,能有效保证盖面的结构强度;塑件最大翘曲变形量为1.024 mm,能保证塑件关键尺寸的成型精度满足MT3级A类精度要求;基于玻纤增强的模腔成型收缩率各向差异化设置分别为X向0.3%,Y向0.1%,Z向0.2%.与优化结果对应的注塑工艺参数为:模温89.4℃,料温292.4℃,注射压力92 MPa,冷却水温度25℃,注塑周期38 s.模具结构为一种两板式热流道模具,一模两腔布局,模具中采用脱模方向集成法设计了3种脱模机构,其中的定模推板斜顶机构和油缸推板型斜抽芯机构对同类塑件脱模机构设计有较好的参考作用.

    复合材料玻纤增强尼龙注塑CAE优化各向异性模具设计收缩率

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    回油盖隧道式二次抽芯机构注塑模设计

    毛江峰盛国栋
    55-62页
    查看更多>>摘要：为解决塑件局部区域复杂特征的脱模困难问题,在注塑模具设计时首先采用局部特征分区域办法将局部难脱模特征集中分离出来,而后依据脱模方向的分布情况再进行同向集成分类,针对各集成后的脱模方向设计单次或多次抽芯机构,即脱模方向集成分类脱模设计法,从而有效地解决塑件脱模方向众多而导致的塑件整件或局部区域脱模设计困难问题.基于上述设计原理,结合润滑盒回油盖塑件的脱模设计困难问题,创新设计了一种隧道式二次抽芯机构.在该机构中,利用一根斜导柱驱动主成型块内的隧道滑块转向驱动主成型块内的另一成型活动块先完成第一次抽芯,此过程中主滑块与主成型块分离,而主成型块维持不动;然后该斜导柱再继续驱动主滑块带动主成型块完成第二次抽芯来实现塑件局部区域的脱模.结合机构运动力学分析,在该机构的结构设计中,主滑块与主成型块的闭合锁紧由楔紧块两侧不同斜角的斜面进行锁紧,其斜角分别为23°和25°,相应地,主滑块的斜导柱斜角取20°,用此参数设计的两次抽芯机构顺利地克服了塑件局部区域脱模机构设计困难难题,应用于塑件模具上,较好地实现了塑件的自动化注塑生产.塑件的模具结构为一种单点点浇口三板模具,一模一腔布局.

    润滑盒回油盖机构创新设计二次抽芯隧道滑块模具结构

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    高端再生聚碳酸酯与原生聚碳酸酯材料性能对比

    付强席莺
    63-69页
    查看更多>>摘要：高附加值利用废弃塑料要求再生塑料具有良好的性能,为此对比研究了高端再生聚碳酸酯(R-PC)材料(含有质量分数为50%的消费后物理回收的聚碳酸酯原材料)和原生聚碳酸酯(V-PC)材料化学结构、杂质元素、流变性能和介电性能,并进一步分析了热老化(120℃)和湿热老化(80℃,80%湿度)对材料光学性能和力学性能的影响.结果表明,R-PC材料化学结构保持良好,未发现明显的降解.R-PC材料中含有少量氯、铁、钙等杂质,质量分数分别为0.000 9%,0.000 7%和0.001 1%.R-PC材料与V-PC材料流变性能相近,没有明显的支化和交联现象,可采用类似的加工设备和相近的工艺条件对R-PC材料进行加工.R-PC材料热老化和湿热老化的性能变化趋势与V-PC保持良好的一致性,老化后两种材料的光学性能和力学性能整体相差不大,R-PC的断裂伸长率更容易受热老化和湿热老化的影响.整体来讲,高端R-PC材料具有良好的力学性能、光学性能以及良好的热老化和湿热老化稳定性.

    消费后再生聚碳酸酯热老化湿热老化力学性能光学性能

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