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。

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。

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。

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。

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。

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。

聚乙烯亚胺表面修饰纳米纤维素增强聚己内酯

纤维素纳米晶(CNC)是一种天然高分子成核剂,由于亲水性纤维素在疏水性聚酯中的分散性较差,采用2种不同相对分子质量的聚乙烯亚胺(PEI)对四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化纤维素纳米晶(CNC)进行了表面修饰,得到纳米纤维素(TONC),进行Zeta电位和傅里叶红外测试,结果表明,PEI以非共价键和共价键的形式使TONC表面附着了大量的氨基。采用熔融挤出的方法将纳米纤维素和聚己内酯共混,WAXD、POM、DSC等测试结果表明,纳米纤维素提高了聚酯基体的成核效率和结晶性能,其中,Tc由26.8℃分别增大至32.5、31.8℃,Tm由57.5℃分别增大至63.1、60.1℃,复合材料的拉伸强度分别提高了35.78%、24.90%,弹性模量分别提高了23.15%、20.16%。PEI降低了TONC分子间的氢键密度,减少了TONC在基体中的团聚现象,提高了纳米纤维素在聚酯基体中的成核速率,提高了其纳米复合材料的力学性能。

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。

基于可视化实验的PET膜贴合后除泡过程与压力的关系

设计了可视化的压力腔;腔内的压力可测可控,相机可以透过玻璃对除泡过程进行录制;为了定量研究除泡速率与压力的关系,需要保证被研究的泡孔形态大小尽量一致,探索到一种聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜贴合方式,既可以将泡孔的直径偏差控制在±10%以内,方便进行试验对照,又可以靠常规工艺完成气泡消除而不产生其他的影响;实验发现在临界压力以下,泡孔不产生变化;而临界压力以上,泡孔的收缩速率与压力成正相关;通过理论分析并且抽象出一种泡孔受压的模型,并在Abaqus中采用显式动力学流体腔的模型对除泡过程进行了模拟,发现与可视化实验观测到的现象基本一致;泡孔缺陷受到压力后,薄膜先克服自身强度发生短暂的弹性形变,然后开始非线性形变,同时泡孔内部空间变小;PET膜的受压变形从中间开始,逐渐向两边扩散,内部气压升高直至平衡。

正电子湮没谱表征热处理工艺对聚碳酸酯力学性能的影响

考察了退火和淬火2种热处理方法所用的不同热处理温度和时间对聚碳酸酯力学性能的影响,并采用正电子湮没谱分析经过不同热处理工艺后聚碳酸酯内部自由体积的含量。结果表明,在玻璃化转变温度附近及以上进行一定时间的淬火可通过增大内部自由体积含量和尺寸来显著改善聚碳酸酯的韧性,降低材料的屈服强度和弯曲强度,提高缺口冲击强度和拉伸强度。在玻璃化转变温度以下,淬火不能改变材料内部的自由体积,不能提高材料的韧性。退火只能降低材料内部自由体积的含量和尺寸,但不受温度和时间的影响,且材料的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度大幅降低。