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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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    回收碳纤维/剑麻增强聚丙烯复合材料的力学性能

    胡黄飞王凯江舒胡侨乐...
    1-7页
    查看更多>>摘要：为提高回收碳纤维(RCF)的高值化应用,采用湿法非织造成型工艺制备了碳纤维(CF)复合材料预成型体(CFP).同时为避免复合成型过程中,湿法预成型体中黏合剂在加热过程中对复合成型产生影响,采用剑麻纤维(SF)与RCF混杂成型,利用SF间氢键作用提高CFP的可成型性,从而获得了CF/SFP预成型体.另外,还制备了SF预成型体(SFP).以聚丙烯(PP)为基体,湿法非织造织物为预成型体,采用模压成型方式制备了3种PP基复合材料(CFPC,SFPC,CF/SFPC),并对以不同纤维组分形成的预成型体结构性能及PP基复合材料的力学性能进行测试,分析SF与CF混杂对湿法预成型体结构性能及PP基复合材料力学性能的影响.结果表明,在无黏合剂的条件下,RCF可通过与SF混杂,形成具有稳定结构和力学性能的CF/SFP,且混杂工艺可改善预成型体的结构均匀性及湿法成型过程中CF的质量损失率;当以SF与RCF混杂质量比3∶1制备CF/SFP时,较制备CFP时的纤维损失率下降了33.63%,厚度不匀率下降了35.03%.以湿法非织造织物形式存在的CFPC具有较好的力学性能,特别是在改善韧性方面.CFPC的拉伸应变可达到7%左右,弯曲强度达到60.01 MPa,冲击强度可达到10.12 kJ/m2.采用RCF与SF混杂制备的CF/SFPC的力学性能较SFPC的力学性能有较大改善,在增强纤维含量相同的情况下,CF/SFPC较SFPC弯曲强度和冲击强度分别提高了13.09%和18.42%.

    回收碳纤维湿法非织造混杂复合材料力学性能

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    疏水CY184/E-PDMS环氧树脂复合材料的制备及性能

    王旭华吴仲岿杨洁方煜...
    8-13页
    查看更多>>摘要：环氧树脂虽然具有良好的耐漏电流和抗击穿等电气性能和力学性能,但由于其本身缺乏疏水性,因此在户外绝缘子领域难以大范围应用.为了解决环氧树脂疏水差的问题,采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯(CY184)对羟基封端的聚二甲基硅氧烷(HPDMS)进行改性,合成了含有环氧基团的疏水改性剂E-PDMS,并制备了CY184/E-PDMS复合材料.结果表明,接枝了环氧基团的E-PDMS与CY184相容性良好,当E-PDMS质量分数达到10%时,复合材料水接触角能稳定在105°,呈现疏水性;体积电阻率提升至1.36×1014 Ω·m,介电常数在1 000 Hz下降低至3.55,玻璃化转变温度和拉伸强度分别提升至117℃和59.4 MPa.经过E-PDMS改性后,CY184环氧树脂的疏水性、绝缘性、力学性能、热稳定性等均有明显提升,拓宽了CY184环氧树脂在绝缘子领域的应用.

    环氧树脂有机硅氧烷疏水性电绝缘性力学性能

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    成骨生长肽改性聚醚醚酮表面及其体外成骨活性

    杨茗园余萍萍李梦琦张永恒...
    14-21页
    查看更多>>摘要：为提高聚醚醚酮(PEEK)的成骨活性,首先利用碱性条件下多巴胺(DA)发生氧化自聚合在其表面形成聚多巴胺(PDA)涂层,其次通过PDA将具有成骨活性的成骨生长肽(OGP)化学键合在其表面.通过X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和水接触角测试对改性前后的PEEK表面进行表征.同时,使用成骨细胞MC3T3-E1评价表面未改性和改性PEEK的体外成骨细胞的相容性和成骨活性.XPS结果表明,PEEK表面成功形成PDA涂层,并且通过PDA成功将OGP化学键合在PEEK表面.SEM和水接触角测试结果表明,PDA及OGP改性后PEEK表面形貌均未发生明显变化,但表面亲水性逐渐增强.体外使用成骨细胞MC3T3-E1评价结果显示,与未改性的PEEK相比,PDA及OGP修饰的PEEK表面均改善了成骨细胞MC3T3-E1的黏附、铺展、增殖和成骨分化活性,其中OGP改性的PEEK表面呈现出最佳的成骨细胞黏附、铺展、增殖和成骨分化活性.以上结果表明PEEK表面修饰OGP,可有效提高其成骨细胞相容性和成骨活性,增强了其在骨科等临床领域应用的潜力.

    聚醚醚酮表面改性聚多巴胺成骨生长肽成骨活性

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    生物基耐高温PA5T/56的高效制备及表征

    雪冰峰张烨张斌付鹏...
    22-28,69页
    查看更多>>摘要：目前,耐高温尼龙(PA)的生产主要采用"预聚合+固相后聚合"法,然而固相后聚合过程中存在的制备周期长、副反应多等技术难题长期得不到有效解决.笔者以生物基戊二胺(PDA)、对苯二甲酸(TPA)和己二酸(AA)为原料,通过在固相后聚合过程前期加入适量水,高效制备了生物基耐高温PA5T/56.研究了TPA与AA的物质的量比对产物熔点的影响,结果表明当其物质的量比为6∶4时,产物(P64)的熔点为309℃,可以作为耐高温工程塑料使用.考察了固相后聚合阶段用水量、反应温度、保温时间和预聚物粒径对固相后聚合产物相对黏度的影响,确定了优化工艺条件:用水量与设备的体积比为1∶300、反应温度为260℃、保温时间为6 h、预聚物粒径＜0.1 mm.通过傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振氢谱确认了产物的分子结构.热性能测试结果表明,P64的熔点为309℃,起始热分解温度为375℃,即样品具有很宽的温度加工区间和良好的熔融加工温度窗口.力学性能测试结果表明,P64拉伸强度为85.7 MPa、断裂伸长率15.4%、缺口冲击强度为5.56 kJ/m2,这与商品化PA6T共聚物的性能相近,表明该样品可以部分代替PA6T共聚物使用,拓宽了应用领域.

    耐高温尼龙生物基尼龙5T/56聚合工艺预聚合+固相后聚合结构与性能

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    一步法制备长碳链尼龙1012及其性能

    黎杰王宜迪王兆程程瑾...
    29-36页
    查看更多>>摘要：传统熔融缩聚法制备尼龙通常先制备尼龙盐以提高单体热稳定性、保证酸胺的物质的量比,再进行后续的聚合.而长碳链尼龙由于其单体分子量较大、热稳定性较好,因此可以省略繁琐的成盐工艺,具备一步法熔融缩聚的可能性.笔者通过一步法成功制备了长碳链尼龙1012(PA1012),探究了预聚工艺、后聚工艺以及终聚工艺对产物性能的影响,得出了适合一步法制备PA1012的最佳聚合参数:预聚时间2.5 h,预聚温度190℃,后聚时间1 h,后聚温度240℃,终聚时间根据制品需要选择合适的时间.随后进一步探究了在190℃下预聚阶段和240℃下后聚阶段PA1012的聚合动力学参数,其反应速率常数分别为16.66 g/(mol·min)和90.01 g/(mol·min).利用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征,结果表明成功合成了PA1012;利用差式扫描量热仪、热重分析仪分析了PA1012的热性能,结果表明PA1012具有良好的耐热性和热稳定性;对PA1012进行力学性能测试,结果表明PA1012力学性能优异.以上结果证明通过一步法合成新型长碳链PA的可行性和高效性.

    一步法熔融缩聚聚合工艺长碳链尼龙尼龙1012

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    钛酸酯改性角果藜/环氧树脂复合材料的制备及性能

    樊东焱马扶宸杜涛朱智慧...
    37-42页
    查看更多>>摘要：随着世界各国对环境保护的重视,可再生、可降解的天然植物纤维复合材料逐渐成为研究焦点.为探究天然植物纤维的规模化利用,选取新疆地区角果藜为研究对象,通过钛酸酯偶联剂(NDZ-201)的表面改性,借助模压工艺制备角果藜/环氧树脂(50/50)复合材料.凭借傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪、万能力学试验机、邵氏硬度计、扫描电子显微镜(SEM)和动态热机械分析(DMA)仪等研究角果藜纤维表面改性对复合材料力学性能、结构形态和热稳定性的影响.FTIR结果表明,经偶联剂处理后,角果藜纤维表面羟基含量减少,且出现Ti—O吸收峰;随着NDZ-201质量分数的增加,复合材料的力学性能逐渐增加,并在NDZ-201的质量分数为1%时,复合材料的弯曲强度(73.3 MPa)和硬度(93.8HD)达到最大值,与未改性相比,分别提高了21.8%和6.0%;SEM结果证实,经偶联剂处理的角果藜纤维在环氧树脂基体中的排列更加整齐有序,且材料中无孔洞;DMA结果表明,改性后复合材料的储能模量得到进一步提高,玻璃化转变温度由94℃上升到98℃,表明经过偶联剂改性后,角果藜与环氧树脂之间作用力进一步加强,这是由于环氧树脂分子链段运动受到抑制所致.

    钛酸酯角果藜环氧树脂力学性能微观形貌

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    不同截面类型玻纤增强PA6的性能

    孟凡地吴承然易琪伟王彩...
    43-48页
    查看更多>>摘要：对比研究了扁平玻纤及圆形玻纤增强尼龙6(PA6)复合材料的力学性能、流动性能、收缩翘曲情况、摩擦性能及线膨胀系数(CLTE).结果表明,随着玻纤含量增加,扁平玻纤及圆形玻纤增强PA6复合材料力学性能均增加,但熔体流动速率(MFR)降低;相同玻纤含量下,与圆形玻纤相比,扁平玻纤增强PA6复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量较低,简支梁缺口冲击强度及MFR较高.在玻纤含量30%的条件下,不同扁平玻纤及圆形玻纤增强PA6复合材料性能存在差异,通过收缩率测试分析,扁平玻纤复合材料比圆形玻纤具有更低的收缩率及横纵收缩比,扁平比越高,横纵收缩比越低,翘曲度越小;通过MFR及注塑螺旋线测试,发现扁平玻纤复合材料具有更好流动性、更高流长比,扁平比越高优势越明显,有利于成型加工;通过滑动摩擦测试结果看出,扁平玻纤复合材料具有更低摩擦系数,随着扁平比增大,摩擦系数越低;通过热机械分析检测,扁平玻纤复合材料在垂直流动方向CLTE低于圆形玻纤,且流动方向和垂直流动方向CLTE差异也较小.扁平玻纤增强材料能改善传统圆形玻纤增强体系的一些不足,优化产品性能.

    尼龙6扁平玻纤收缩率流长比线膨胀系数

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    可海水降解聚乙醇酸纤维及无纺布的连续制备与性能

    纪旭张睿王小红徐鼐...
    49-56页
    查看更多>>摘要：为缓解不可降解无纺布对环境的压力,利用聚乙醇酸(PGA)材料制备纤维及无纺布,研究PGA材料的热性能以及探究纺丝机热加工温度、热辊温度、计量泵转速对纤维的直径、线密度、拉伸性能及无纺布的克重、厚度、拉伸性能、生产稳定性的影响,优选生产工艺.结果表明,在一、二、三、四区的温度分别为225,225,230,235℃,机头温度为215℃,计量泵转速为24 Hz,热辊温度为50℃的条件下,PGA可实现纤维及无纺布的连续制备,纤维及无纺布的综合性能较优:未牵伸前纤维的直径为0.153 mm,线密度为258.38 dtex,拉伸强度为1.55 cN/dtex;无纺布克重为335.52 g/m2,厚度为0.672 mm,拉伸强度为17.07 MPa,断裂伸长率为552.50%,制备的无纺布的厚度误差为5.7%,属于一等品.

    聚乙醇酸熔融纺丝可降解材料纤维无纺布

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    五边形柔性芳纶纸蜂窝的制备及性能

    赵聪刘文品蒋明燕杨进军...
    57-63页
    查看更多>>摘要：为满足大曲率部件对蜂窝材料柔性的要求,丰富国产芳纶纸蜂窝的种类,进一步拓展国内外蜂窝市场,在传统正六边形芳纶纸蜂窝制造工艺的基础上,优化工艺技术,研制了一种孔格为五边形结构的新型柔性芳纶纸蜂窝ACCH-2I-2.75-48D(孔格边长为2.75 mm,密度为48 kg/m3).测试了三种国产芳纶纸制备的柔性蜂窝的物理性能、力学性能、泊松比及阻燃性能,参照了欧洲复材(EC)相同规格的柔性芳纶纸蜂窝力学性能指标值,且与现有相同规格的正六边形芳纶纸蜂窝(ACCH-2I-2.75-48)和过拉伸芳纶纸蜂窝[ACCH-2I-2.75-48(OX)]的力学性能指标进行了对比.测试结果表明,五边形柔性蜂窝孔格规整,外观无缺陷,物理性能稳定,平面压缩强度、剪切强度和剪切模量达到了EC柔性蜂窝的指标值要求,力学性能达到批次间稳定,蜂窝在纵向和横向均具有良好的柔性且阻燃性能优异.结果证明,五边形柔性芳纶纸蜂窝的制造工艺已完备,研制的五边形柔性蜂窝具有优异和稳定的综合性能,满足作为夹层结构材料芯材的基本要求.

    芳纶纸蜂窝复合材料柔性力学性能泊松比

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    热致形状记忆聚酰亚胺的合成及性能

    马晟起赫洪如孔国强邵蒙...
    64-69页
    查看更多>>摘要：形状记忆聚酰亚胺(SMPI)是将具有良好的热稳定性、力学性能、耐腐蚀性和抗辐射性等特性的SMPI与可智能变形的形状记忆效应相结合而设计的新材料.以柔性二胺及扭曲结构二酐为单体,通过传统两步法制备了热致SMPI薄膜,采用傅里叶变换红外光谱、热重及热机械分析等方法对材料的结构、热性能及热力学性能进行分析,并通过双重、循环、步阶及弯折形状记忆测试对材料的多种形状记忆性能进行研究.结果表明,通过二胺与二酐成功制备SMPI.所制备的SMPI具有良好的热性能,在空气及氮气气氛下的5%热失重温度分别为502℃与506℃,玻璃化转变温度为267℃.此外,含柔性扭曲结构的聚合物链段在玻璃化转变温度以上作为可逆相为SMPI提供了高应变,而芳香结构带来的π-π堆积与链缠结以物理交联点的形式作为固定相,为SMPI提供了高的形状记忆固定率及回复率.其双重形状记忆的应变为121.9%,形状记忆固定率和回复率为99.7%和94.2%.并且,SMPI表现出多重形状记忆循环稳定性、步阶和弯折形状记忆性能,可作为新一代耐高温智能变形材料应用于可展开空间结构、智能喷气推进系统、高温传感器等领域.

    形状记忆材料聚酰亚胺热稳定性循环稳定性弯折形状记忆性能

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