基于PC/ABS薄壁成型的雾化器机筒注射模设计

针对雾化机机筒薄壁塑件模腔流长比为77.8,并且采用PC/ABS进行注塑要求的特点,设计了1副两板2次开模的自动化注塑成型。模具中,针对塑件模腔的浇注,设置了2个潜伏式浇口,保证模腔的充填效果。为实现塑件的自动脱模,设计了3个脱模步骤,相应的机构及机构动作为采用了2副哈夫滑块机构用于塑件外壁的脱模,2副哈夫滑块机构均依靠模具打开的开模动力分次实施抽芯;第一副哈夫滑块机构用于定模一侧外壁的侧抽芯脱模,其通过动模侧的第一次开模打开驱动,完成先抽芯动作;第二副哈夫滑块机构用于动模一侧外壁圆环型凹槽的侧抽芯脱模,其通过动模侧的第二次开模打开驱动,完成抽芯动作。为实现模具2次开模按顺序进行,该模具中设计了一种开模控制机构,机构通过解锁插杆驱动移动锁芯实现与锁钩的锁闭/开锁功能,从而实现了模具开/闭模动作的有序进行。

阻燃剂的层状受限分布实现聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯共混物性能同步增强

聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PC/PBT)共混物具有高表面硬度、高耐热性和耐化学性,在汽车、建筑、电子电器等领域应用广泛。但PC和PBT在阻燃体系上的差异导致共混物阻燃改性效率较低,阻燃性能较差,难以实现阻燃和力学性能的同步增强。文中采用层叠复合挤出加工制备了PC/PBT交替层状共混物,调控不同阻燃剂在交替层状共混物基体中的层状受限分布,实现了共混物阻燃性能大幅提高的同时力学性能同步增强,成功解决了PC/PBT传统共混物在高阻燃和高强度、高韧性间的矛盾。研究表明,交替层状共混物的拉伸强度和缺口冲击强度分别达到了48.1 MPa和15.8 kJ/m2,相较传统共混物分别提高了139.7%和89.7%,而且其阻燃等级达到了UL-94 V-0(1.5 mm),峰值放热率降低了11.2%。

高强度玻璃纤维对阻燃增强PET性能的影响

研究了高强度玻璃纤维对阻燃增强聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材料性能的影响,并制备了综合性能优良的高性能阻燃增强PET材料,同时分析了高强度玻璃纤维和普通无碱玻璃纤维在PET材料中的尺寸分布。结果表明:高强度玻璃纤维的表面处理可以有效提高阻燃增强PET材料的性能;阻燃增强PET的性能随着玻璃纤维含量的增加而提高,高强度玻璃纤维比普通无碱玻璃纤维能更好地改善PET材料的综合性能。

聚对苯二甲酸乙二醇酯的动态黏弹性能

对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行不同频率下的温度扫描试验和不同温度下的频率扫描试验,得到PET材料的玻璃化转变温度及动态黏弹性参数随测试温度、频率的变化特性。根据时间-温度等效原理构建出宽广频域的PET动态黏弹性主曲线,得到相应的移位因子,利用WLF方程对温度移位因子进行拟合,拟合结果与试验结果吻合较好。此外,研究表明,PET损耗模量主曲线和损耗因子主曲线均呈现明显的峰值,且峰值两边具有非对称性,因此,引入改进的分数阶Zener模型(mFDZ)对PET的动态黏弹性试验主曲线进行综合分析,通过建立合适的目标函数,基于Matlab平台对mFDZ模型进行参数识别,得到了统一的模型参数值。根据得到模型参数计算的mFDZ模型曲线与PET黏弹性试验主曲线、非对称的Cole-Cole曲线及Wicket曲线均吻合良好,这表明,mFDZ模型能较好地描述PET材料动态黏弹性的非对称性,可适用于描述PET材料在宽广频域内的动态黏弹性能。

基于流固耦合的正压呼吸面罩抗变形分析

随着正压呼吸防护装备的设计向轻量化方向发展,面罩的厚度逐渐降低,在实际的使用过程中,送风系统产生的进气流量导致面罩存在变形的问题。为研究不同材质的呼吸防护面罩的抗变形能力,采用流固耦合数值模拟及实验验证的方法,分析PP、PET、PVC 3种材质对进气流量的抗变形能力,并且,结合不同环境温度对面罩变形量的影响进行综合分析。结果表明,进气量对PP材料的影响较大,PVC次之,PET变形程度最小;在380 L/min的进气流量下,PP变形量约为3.7 mm,PET变形量约为1.6 mm;除此以外,在不同环境温度下,对3种材料进行变形分析发现,环境温度对PVC的影响较大,PP次之,PET变形程度最小。综合以上分析结果,选择PET材料作为正压呼吸面罩材料。

淀粉的改性及其对淀粉/PBAT/碳酸钙复合材料结构和性能的影响

采用甘油、六偏磷酸钠(SHMP)和聚乙二醇(PEG)改性木薯淀粉并制备改性淀粉/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)/碳酸钙复合材料,采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TG)等对改性淀粉和复合材料进行分析,研究改性淀粉对复合材料结构和性能的影响。结果表明,甘油的外增塑作用和PEG、SHMP的内增塑作用使淀粉化学结构改变、无定形成分增加,淀粉颗粒由饱满的圆球状变成了不规则的大颗粒,250℃前稳定性提高,250℃后稳定性降低,有利于使用加工和热分解,不同改性剂改性淀粉结晶熔融行为存在差异;复合不会改变PBAT、碳酸钙和淀粉的原有晶型,但相容性的差异导致复合材料热性能和力学性能的差异,改性淀粉增加了复合材料的韧性,甘油、SHMP和PEG的协同改性使淀粉与PBAT、碳酸钙的相容性最佳,复合材料的综合性能最好。

改性豆粕胶黏剂压制三层实木复合地板工艺优化

以豆粕为原料,加入醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液和聚合MDI交联剂制成改性豆粕胶黏剂;利用改性豆粕胶黏剂压制三层实木复合地板,探讨不同工艺参数对实木复合地板浸渍剥离性能的影响。结果表明:压制三层实木复合地板的最佳工艺为热压时间15min、热压单位压力0.7MPa、固化剂用量15%,在此条件下,三层实木复合地板浸渍剥离性能较佳,满足《实木复合地板》(GB/T 18103—2022)要求。

MBS对PC/ABS/纤维增强材料界面和力学性能的影响

本研究通过引入甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)三元共聚物作为增容剂,成功制备了性能增强的聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)/玻璃纤维(GF)/MBS与PC/ABS/碳纤维(CF)/MBS共混合金。扫描电子显微镜(SEM)观察液氮脆断断面显示,MBS的加入显著改善了所有合金材料的界面黏附性。力学性能测试结果表明,添加质量分数1%的MBS后,PC/ABS/GF合金的拉伸强度、拉伸模量和缺口冲击强度分别提高了6.52%、53.87%和0.22%;在PC/ABS/CF合金中,添加质量分数3%MBS后,这些性能分别提升10.14%、45.10%和0.66%。然而,由于MBS的低熔点,其加入对合金的热稳定性产生了一定负面影响,导致热性能下降。研究表明,MBS的引入显著增强了PC/ABS基体的界面结合力和力学性能。

氮化硼/磷杂菲三嗪化合物阻燃导热聚碳酸酯复合材料的制备及其性能研究

基于氮化硼(BN)/磷杂菲三嗪化合物(TAD)构建了阻燃导热聚碳酸酯(PC)复合材料,并对其阻燃性能和导热性能进行了研究。结果表明,BN/TAD阻燃导热复合体系能够有效提高PC复合材料的阻燃性能,当BN添加量为20%,TAD含量为3%时,PC/20BN/3TAD复合材料的垂直燃烧测试达到UL 94 V-0级,极限氧指数达到35.1%;通过锥形量热仪测试,证明了BN/TAD阻燃导热复合体系能够有效降低热释放速率峰值、总热释放量、有效燃烧热等性能参数,并且二者在凝聚相中可以发挥出色的协同成炭效果,赋予PC复合材料优异的阻燃特性;从导热性能测试方面来看,BN/TAD阻燃导热复合体系的导热系数较纯PC相比提高了320%,获得了兼具优异阻燃特性和出色导热性能的PC复合材料。

异山梨醇型聚碳酸酯的制备方法及性能调控研究进展

双酚A型聚碳酸酯(BPA-PC)因双酚A具有不可再生和雌激素效应等问题,导致其在食品包装等领域的应用受到限制。近年来,异山梨醇(IS)作为生物基可再生单体、无毒无害,是目前最有希望代替双酚A合成聚碳酸酯的关键原料,用其合成的异山梨醇型聚碳酸酯(IS-PC)具有无毒及优异的光学性能、耐划伤性、热稳定性、生物降解性和生物相容性等,已在包装、汽车、电子电器、生物医学等领域显示出良好的应用前景。该文对IS-PC的制备方法及性能调控进行了综述,详细介绍了熔融酯交换法制备IS-PC的研究现状,重点对调控IS-PC性能的方法进行了分类归纳,并对IS-PC的研究方向进行了展望。

双DOPO结构化合物的合成及对PET织物阻燃性能与机理

为提高对苯二甲酸乙二醇酯(PET)织物的阻燃抗熔滴性能,以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和对二甲醛(TDCA)合成了一种双DOPO结构的磷系阻燃剂(TDCA-DOPO),将其与三聚氰胺(MEL)复配,然后采用聚氨酯作为涂层剂,得到阻燃涂层剂用于PET织物阻燃。结果表明,当两种阻燃剂的质量比为2∶1,总添加量为20%时,极限氧指数提高到28.5%,在垂直燃烧试验中,阻燃涂层抑制了PET织物燃烧时熔滴滴落现象。SEM和EDS的结果显示,阻燃涂层在PET织物上均匀分布。从氮气气氛中的热重分析来看,阻燃PET织物在较高温度区的残炭率由6.5%增加到11.7%。残炭的SEM结果显示阻燃涂层促进PET织物形成膨胀性炭层。根据热裂解气相色谱、残炭的Raman和XPS数据分析结果,复合阻燃涂层在气相上生成含磷碎片与不可燃气体,并促进PET织物形成膨胀致密的炭层,同时具有气相与凝聚相阻燃效果。本研究内容可为PET阻燃抗熔滴剂的开发提供指导。

CrN涂层制备中氮气比例对耐磨抗黏附性能的影响

采用多弧离子镀技术在38CrMoAl样片表面制备CrN涂层,利用扫描电子显微镜、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机、X射线衍射仪及接触角测量仪,研究了氮气比例对CrN涂层耐磨抗黏性能的影响。结果表明,随着氮气比例的增加,CrN涂层由Cr、Cr_(2)N和CrN的混合相向CrN单相转变;CrN涂层磨损率远低于基体磨损率,CrN⁃65涂层的磨损率最低仅为1.01×10^(-6)mm^(3)/(N·m),低于基体磨损率一个数量级。所有CrN涂层表面均表现出疏水性;聚碳酸酯(PC)熔体高温接触角试验中,CrN⁃15涂层与PC熔体的高温接触角最高为110.8°,高于基体的102.2°;经过低温退火处理后,所有表面与PC熔体的高温接触角均降低,但是CrN⁃15涂层退火后仍能保持最高的高温接触角(102.9°),明显高于退火后基体的高温接触角(85.3°),表现出最佳的抗黏附性能。CrN⁃15涂层表现出较好的耐磨性和抗黏附性,综合性能较好,为CrN涂层在塑料加工螺杆和注塑模具表面应用提供一定的技术支撑。

聚碳酸酯玻璃材料加工物理与技术的研究概况

本文主要从加工物理与加工技术两个方面对聚碳酸酯(PC)玻璃的研究进行综述。总结了当前对PC微观结构的认识,以及温度场、压力场、剪切场和拉伸力场这4种加工外场对PC微观结构的影响;介绍了PC注塑加工、注射压缩加工、挤出加工和拉伸加工等具有工业化前景加工技术,并介绍了加工工艺参数对PC性能的影响关系。并对PC加工未来的发展方向进行了展望,以期为PC玻璃的高性能化加工提供一定的指导。

扩链剂类型对PET黏度及结晶性能的影响

采用双螺杆反应性熔融挤出工艺,研究了3种异氰酸酯类扩链剂(HDI-90SB、TPT及N3300)及2种环氧类扩链剂(2021P、E44)对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的扩链行为,并对扩链产物进行了表征。采用旋转流变仪及乌氏黏度计对其扩链产物的黏度进行了表征,采用差示扫描热量仪分析扩链产物的结晶行为。结果表明,当环氧类扩链剂的添加量均为1.0%时,环氧-2021P的扩链产物的性能最佳,特性黏度为0.75dL/g,熔体流动速率为42.68g/10min,结晶度为27.72%,半结晶时间缩短至3.31min。当异氰酸酯类扩链剂的添加量均为1.0%时,N3300扩链产物的性能最佳,特性黏度为0.82dL/g,熔体流动速率为39.30g/10min,结晶度为26.38%,半结晶时间缩短至2.91min。

3D打印聚乳酸的改性研究与应用进展

聚乳酸(PLA)是一种生物可降解热塑性聚酯,是极有前景的生物基可降解材料之一。PLA具有优异的力学性能、良好的可塑性及生物相容性,是理想的3D打印材料。3D打印PLA材料在多个领域尤其是医用方面有巨大的潜力。然而,PLA固有的脆性和较差的耐热、耐水解性限制了它的应用范围。近年来,学者对3D打印PLA的改性进行了大量研究。本文归纳了3D打印PLA的研究进展,分别从共混改性、复合改性、立构复合、涂层法和化学改性这几方面讨论了提高材料性能的原理与方法,并对相关性能进行了分析对比。共混法虽然简单易操作,但不利于材料的均匀化,且有时改性效果不够明显。复合改性向PLA中加入碳基添加剂、金属添加剂、植物纤维等填料,改性同时可赋予3D打印PLA更多功能,但易出现界面不相容等问题。此外,还有立构复合、涂层法、化学改性等新方法具有重要的研究价值。在此基础上,结合目前3D打印PLA在实际应用中的发展情况,分析了3D打印PLA仍存在的问题,对3D打印PLA未来的研究方向进行了展望。

微生物电合成聚羟基脂肪酸酯的基本原理及研究进展

目的综述微生物电合成(Microbial Electrosynthesis,MES)生产聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)的基本原理、影响因素及其在包装工业领域应用面临的挑战,以期优化其生产工艺、实现PHAs的高效和低成本合成、拓宽绿色包装材料合成技术。方法基于近几年国内外的最新研究进展,总结现有合成PHAs方法存在的不足,介绍MES合成方式及原理,阐述MES系统合成PHAs影响因素,探讨MES系统在合成PHAs等绿色包装材料所面临的挑战。结论MES系统在合成PHAs领域具有巨大的研究潜力,未来的重点研究方向是开发高效电活性微生物、优化电合成条件以及MES系统结构来提高PHAs产量,并拓宽MES系统在合成可降解包装材料领域的应用。

改性聚碳酸酯耐高温性能研究进展

从化学及物理改性两个方面综述了近年来国内外对耐高温聚碳酸酯(PC)改性的研究进展。

羟基官能化ACR的制备及其在PBT改性中的应用研究

采用种子乳液法合成了以微交联聚丙烯酸丁酯(PBA)为橡胶核层,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和功能单体丙烯酸羟乙酯(HEA)为壳层的羟基官能化聚丙烯酸酯橡胶粒子(ACR-OH)。将ACR-OH与异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)混合后加入聚对苯二甲酸丁二酯(PBT),利用在熔融共混过程中ACR粒子表面羟基与TGIC中环氧基团的反应以及TGIC与PBT端羟基反应的协同作用,得到ACR与PBT具有良好相容性的改性PBT树脂(PBT/TGIC/ACR-OH)。考察了ACR-OH和TGIC添加量对PBT的冲击强度和拉伸强度的影响。结果表明,由于良好的相容性,羟基官能化ACR的加入可以有效改善PBT的韧性。以100份PBT树脂为基准,当ACR-OH和TGIC的添加量分别为20份和2份时,共混物的冲击强度达到20.45 kJ/m2,是纯PBT(2.43 kJ/m2)的8.4倍;同时,在多官能度TGIC的辅助作用下,当ACR-OH和TGIC的添加量分别为8份和2份时,改性PBT表现出较好的刚韧平衡,其冲击强度、拉伸强度分别为10.87 kJ/m2和42.1 MPa。

聚(己二酸丁二醇酯-co-辛二酸丁二醇酯)的合成与性能

采用熔融缩聚法,以1,4-丁二醇、己二酸和辛二酸为原料,合成了聚己二酸丁二醇酯、聚辛二酸丁二醇酯和系列聚(己二酸丁二醇酯-co-辛二酸丁二醇酯)共聚酯,并对材料性能进行了分子结构、结晶性,热性能和降解性能等方面的研究。研究表明,不同比例己二酸、辛二酸和1,4-丁二醇共聚后,提高了聚己二酸丁二醇酯的热稳定性,改善了聚辛二酸丁二醇酯的生物降解性能。部分辛二酸单元取代己二酸后,提高了聚酯的结晶性能、热稳定性能、酶降解性能,降低聚酯的熔点。当己二酸与辛二酸比例为30:70时,与PBA相比,其热稳定性提高了27℃;与PBSub相比,完全降解时间缩短了20 h。

PET的填充改性及发泡成型进展

综述了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)填充改性及发泡成型研究进展,其中,填料主要有碳酸钙、蒙脱土和滑石粉,介绍了不同填料对PET性能的影响。PET发泡成型方法主要包括间歇发泡、模压发泡和挤出发泡,综述了这3种发泡成型方法的发泡过程。在发泡成型前,需要对其进行扩链改性提高可发性,使用较多的扩链剂有酸酐类扩链剂和环氧类扩链剂。主要介绍了填料对PET发泡性能的影响,结果表明,填料的加入能提高PET的泡孔密度和发泡倍率,或者可以使泡孔分布和尺寸更加均匀。填料的加入还能提高PET发泡材料的断裂伸长率或者光反射率等。最后,展望了PET填充改性及发泡材料的发展前景。