凝固浴牵伸对微纳层叠带状PAN原丝性能的影响

采用新型微纳层叠挤出技术制备了层叠带状聚丙烯腈(PAN)碳纤维原丝,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能材料试验机和差示扫描量热仪对原丝的性能进行表征,研究了不同凝固浴牵伸倍数对微纳层叠带状PAN原丝截面形态、结晶性能、力学性能以及热行为的影响。研究结果表明,随着凝固浴牵伸倍数的提高,层叠带状PAN原丝的厚度显著减小,线密度显著降低;层叠带状PAN原丝的结晶度和拉伸强度随着牵伸倍数的提高呈现先增加后减小的趋势,凝固浴牵伸倍数为5.5倍时,获得的层叠带状PAN原丝的性能较好。当凝固浴牵伸倍数从5.5倍增加至6.5倍时,原丝的拉伸强度由26.08 MPa降低至23.36 MPa。实验结果表明,凝固浴牵伸倍数为5.5倍下制备的层叠带状PAN原丝具有较好的综合性能,其结晶度为39.1%,拉伸强度和拉伸模量分别为26.08及661 MPa。

中国农用塑料应用技术学会农用塑料制品分会 35周年庆典隆重召开

2023年3月8日至3月11日,中国农用塑料应用技术学会农用塑料制品分会35周年庆典在湖南岳阳隆重召开。本次会议以“精研市场、制造精品、奋力争雄”为主题,汇集了来自全国各地的农用塑料生产企业、原料供应商、机械供应商以及国内大专院校、科研院所的专家和工程技术人员、管理人员。参会单位共计128家,参会代表280名。

增塑剂对PVC溶胶发泡性能的影响

通过研究6种不同增塑剂制备的聚氯乙烯(PVC)溶胶的发泡性能,分析发泡性能存在差异的原因。结果表明,6种增塑体系中,苯二甲酸酯类增塑剂P4制备的PVC发泡溶胶发泡质量最佳,其次是柠檬酸酯类的P2,己二酸二异壬酯P5的发泡性能较差。T_(f)-T_(ηmax)、T_(f5%)-T_(ηmax)参数对发泡质量的影响显著,T_(f)-T_(ηmax)、T_(f5%)-T_(ηmax)越大,发泡效果越好。增塑剂相对分子质量越小,与糊树脂的相容性越好,均可以使T_(ηmax)减小,T_(f)-T_(ηmax)、T_(f5%)-T_(ηmax)增大,有利于得到综合性能较好的发泡材料。

通过挤出反应制备耐老化的高熔体强度聚丙烯

在引发剂双25作用下,采用聚丙烯(PP)与二乙烯基苯(DVB)进行挤出反应,利用双螺杆挤出机制备耐老化高熔体强度聚丙烯。结果表明,增加反应单体DVB含量、降低双螺杆挤出机的螺杆转速、提高给料速率,均能提高挤出反应产物的熔体强度,同时降低产物的熔体流动速率(MFR),其中,螺杆转速对产物的熔体强度影响较大;当抗氧剂含量为0.3%时,挤出反应可以在双螺杆挤出机中稳定持续地进行;加入的引发剂已经在挤出过程中完全反应,挤出反应产物的氧化诱导期可达到13 min,具有长期稳定性;与原料PP的测量值(480 Pa·s)相比,采用MFR法得到的产物熔体强度(5500 Pa·s)明显提高。

国产低表面能改性聚烯烃在油田集输介质中的适用性

为分析国产防垢防蜡低表面能改性聚烯烃材料在油田集输工艺中的适用性,利用高温高压反应釜装置,采用挂片实验方法,探究其在不同油田集输工况条件下,采出原油及采出水中的溶胀行为规律。结果表明,采出原油、采出水均使其发生溶胀、质量增大;增重率随温度升高而增大;采出原油引起的增重率显著高于采出水,最大增重率为+4.59%,满足±5%的限制条件。集输介质的渗透导致试样变黄、原有的网状交联结构消失,当集输压力为6.0 MPa时,水的渗透使材料表面产生约2.9μm的微裂纹。介质渗透后,拉伸强度最大变化率为-10.26%,满足±20%的限制条件。结果表明,国产低表面能改性聚烯烃适合用作集输压力小于等于4.0 MPa的复合管的内衬材料。

电视机外壳大型注射模设计

结合电视机主壳塑件的结构特点,设计了一副两板模具用于其注射成型。模腔的浇注采用7点牛角浇口进行浇注,并且,采用冷热流道相结合的流道进行供料。为有利于加工、降低模具制造成本及模具后期维护,模具结构进行了以下优化改进,成型件采用主镶件+功能镶件拼合形式组合镶件;导柱采用可拆卸式导柱;模架采用定位管销组件定位;边锁采用耐磨片更换式结构;斜顶机构的斜顶座采用滑块结构式;复位杆、流道顶杆、推块推杆等采用延时机构件;推管采用3种芯杆固定式推管;滑块机构采用延时二次抽芯滑块,防止在塑件脱模时损坏;模具定、动模均采用定位圈,有利于大模具安装。改进后的模具结构动作更为可靠、加工方便、成本较低,并且有利于模具后期维护。

工艺条件对TPU/CNT体系介电性能的影响

以聚氨酯(TPU)为基体,制备碳纳米管(CNT)含量为0.9%的TPU/CNT复合材料,研究工艺条件对制品的介电性能的影响。分别研究了密炼过程中密炼转速和密炼温度对复合材料介电性能的影响。当密炼温度一定时,随密炼转速增大,密炼时的转矩逐渐增大,从而使基体对填料的剪切应力增大,体系混合得更加均匀,界面增多,界面极化增强,表现为材料的介电常数增大,但是介电损耗及电导率同时增大;当密炼转速一定时,随密炼温度升高,熔体黏度下降,转矩减小,剪切应力减小,CNT在TPU中的混合均匀性降低,界面及界面极化减少,介电常数下降,同时介电损耗及电导率减小。与密炼温度相比,密炼转速对复合材料介电性能的影响更显著,其中,介电常数最敏感,在10^(3) Hz频率下,当密炼转速为90、110、140 r/min时,对应的介电常数分别是8.54、12.62、15.56。

注塑模具随形冷却水道冷却效能分析

设计了汽车仪表盘注塑模具,采用无冷却水道、传统冷却水道和随形冷却水道3种冷却系统。利用ANSYS软件对模具进行热分析,模拟了无冷却水道、传统冷却水道和随形冷却水道模具的温度场,分析在不同冷却水道的塑件达到脱模温度的时间、冷却性能、冷却均匀性。结果表明,随形冷却水道模具达到顶出时间仅需要29 s,与无冷却水道达到顶出时间相比,缩短了371 s,与传统冷却水道相比,缩短了10 s;当随形冷却水道模具达到开模时刻(29 s),无冷却水道模具型腔表面的平均温度约为132.36℃,传统冷却水道模具型腔表面的平均温度约为62.56℃,随形冷却水道模具型腔表面的平均温度约为47.20℃,随形冷却水道模具型腔表面的平均温度与同时刻无冷却水道模具相比降低了85.16℃,与传统冷却水道相比,降低了15.36℃,冷却性能分别提升了64.34%和24.54%;随形冷却模具型腔表面的冷却均匀性最佳,方差仅为3.32,与无冷却系统模具相比,减小了5.32,与传统冷却系统相比,减小了10.93。因此,注塑模具采用随形冷却水道,在缩短生产周期的同时,还能提高产品的生产质量。

基于PSO和Stacking集成学习的保险杠工艺优化

结合保险杠在注塑成型过程中存在的体积收缩缺陷,采用Stacking集成学习方法建立了顶出时体积收缩率平均值的预测模型,并且对工艺参数进行优化。采用正交试验法设计试验方案,通过CAE软件分析并获得注塑成型过程温度、压力、时间等工艺参数与顶出时体积收缩率的平均值的样本数据。使用极限学习机结合岭回归、支持向量机回归、K近邻回归建立RSK-ELM集成模型,仿真实验表明,集成模型具有更高的预测精度。以降低顶出时体积收缩率的平均值为目标,基于建立的集成模型,运用粒子群算法对工艺参数优化问题进行求解,实验结果表明,使用优化的工艺参数,得到顶出时体积收缩率平均值为3.453%,与正交试验表中的下限相比,减少了3.94%,有效地降低了产品的收缩变形。因此,利用上述方法能提高产品的质量。

基于CAE优化分析的后壳精密注射模设计

针对手机电池后壳的精密成型需要,设计了一副三板模具,用于塑件的注射成型,模具进行3次开模。为满足塑件的精密成型要求,模具结构使用1模1腔方式进行布局,确保塑件的成型精度,使用插穿型分型面,保证了塑件周边尺寸得到精确控制;使用点浇口流道系统+牛角浇口复合浇注系统,避免了浇口开设在外观面上,同时,使用侧抽芯滑块成型外壁矩形枕位槽,确保了塑件外观的完整性。运用CAE分析获得了浇注系统中牛角浇口和点浇口的尺寸分别为Φ1.2 mm、Φ1.2 mm。模具结构设置了一个斜导柱滑块机构和12个新型万能斜顶机构,其中,11个斜顶机构用于塑件内壁倒扣的成型与脱模,1个斜顶机构用于浇注系统中引料柱的成型与脱模。

新型PS-SMs增强PC复合材料的制备及性能

采用PS-SMs和PC作为原料,通过双螺杆挤出机熔融共混法制备了高强度、高模量的PS-SMs/PC复合材料。力学性能测试结果表明,随着PS-SMs含量的增加,PS-SMs/PC复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈先上升后下降的趋势;当PS-SMs含量为5份时,与纯PC相比,PS-SMs/PC复合材料的拉伸强度、弯曲强度分别提高了123.56%、121.34%。差示扫描量热仪结果分析表明,PS-SMs/PC复合材料的玻璃化转变温度比纯PC低。SEM冲击断面结果表明,PS-SMs/PC复合材料的表面粗糙,断面没有出现孔洞,PS-SMs分散均匀,PS-SMs与PC基体相容性较好。

改性水铝钙石基PVC热稳定剂的清洁制备

以Ca(OH)2、Al(OH)3、CO2和表面改性剂为原料,清洁制备改性水铝钙石,采用转矩流变仪法和烘箱静态热老化法,研究了表面改性剂的种类对改性水铝钙石作为PVC热稳定剂的性能影响。结果表明,清洁制备的改性水铝钙石对PVC的热稳定性能优于传统制备方法。在研究的表面改性剂中,单硬脂酸甘油酯(GMS)对水铝钙石具有较好的改性作用。此外,研究了反应时间、晶化温度和晶化时间对改性水铝钙石的性能影响。在反应时间为1 h、晶化温度为90℃和晶化时间为19 h的优化条件下,GMS改性水铝钙石基热稳定剂能使PVC混炼10 min后的初期白度为90.63,长期动态热稳定时间达到1746 s。

GF/HDPE复合材料层合板铺放工艺参数分析

利用搭建的复合材料铺放实验平台制备了单向连续玻璃纤维增强高密度聚乙烯(GF/HDPE)复合材料层合板,通过单因素实验和三因素四水平正交实验,结合短梁法测定层间剪切强度和微观形貌观察,研究了GF/HDPE复合材料层合板的成型工艺,分析了成型压力、加热温度和铺放速度3个工艺参数,对GF/HDPE复合材料层合板层间剪切强度的影响,得到了制件层间剪切强度随各工艺参数的变化规律和最优参数组合,以及各工艺因素对制件层间剪切强度影响的主次顺序。研究结果表明,随着成型压力与加热温度的增加,制件层间剪切强度呈先增大后减小的趋势。随着铺放速度的增大,层间剪切强度逐渐减小。各工艺因素对制件性能的影响由大至小为铺放速度、成型压力、加热温度。成型制件的最优参数组合为成型压力0.2 MPa、加热温度数430℃、铺放速度60 mm/min。

工艺条件对EVA/SCF体系微观形貌及导热性能的影响

以乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作为基体树脂,制备短切碳纤维(SCF)含量为10%的EVA/SCF导热复合材料,并对工艺条件进行优化以提升制品的导热性能。分别研究了在密炼过程中,密炼转速和密炼温度对复合材料导热性能的影响。实验结果表明,当密炼转速和密炼温度分别为30 r/min和130℃时,材料的热导率为2.39 W/(m·K)。复合材料内大部分碳纤维的长度较长,在聚合物基体中分布不均,仅能在局部区域形成网络。随着密炼转速的增加,纤维长度逐渐变短,易于在复合材料内的大部分区域形成导热网络。当密炼转速为40 r/min时,制品热导率可达到2.47 W/(m·K)。虽然,继续提升密炼转速能够使碳纤维在聚合物中的分布更加均匀,但由于纤维长度过短不利于导热网络的形成,反而会导致制品热导率下降。经过进一步对密炼温度进行研究发现,在40 r/min的密炼转速下,更高的密炼温度能够有效改善SCF与基体EVA的界面结合效果,使制品的热导率由密炼温度80℃时的1.65 W/(m·K)大幅提升至密炼温度140℃时的2.48 W/(m·K)。

麻纤维增强聚乳酸可生物降解复合材料的研究进展

聚乳酸由于具有优异的可生物降解性和生物相容性,被称为最具应用前景的绿色高分子塑料。采用价廉质轻、比强度和比刚度高、可生物降解的麻类纤维增强聚乳酸,制备可完全生物降解的绿色复合材料,不仅能够变废为宝,弥补聚乳酸性能的缺陷,还可降低生产成本、减轻环境污染,在绿色环保材料领域具有极大的发展潜力。从麻纤维类别角度出发,在总结剑麻、亚麻、苎麻、汉麻、黄麻、洋麻纤维特性的基础上,系统归纳了不同种类麻纤维增强聚乳酸可生物降解复合材料在材料成型、界面改性、阻燃、生物降解等领域的研究现状,展望了麻纤维增强聚乳酸可生物降解复合材料的研究趋势。

ADP协效无卤阻燃对硅烷交联LLDPE/LDPE/POE性能的影响

硅烷交联无卤阻燃聚烯炷电缆料易吸潮预交联,以及氢氧化镁(MH)与氢氧化铝(ATH)阻燃剂添加量大而导致挤出性差,针对此问题,文章将MH/ATH阻燃剂硅烷偶联处理后,然后将其与阻燃协效剂二乙基次瞬酸铝(ADP)以及硅烷交联聚烯怪熔融共混,制备了硅烷交联LLDPE/LDPE/POE无卤阻燃材料,重点研究了阻燃剂硅烷处理以及阻燃协效剂ADP的添加对其加工性能的影响,此外,研究了ADP的添加量对阻燃剂偶联处理后的复合材料氧指数、力学性能、热延伸性能的影响。结果表明:阻燃剂偶联处理以及ADP的添加使挤出的复合材料片材平整光滑,没有预交联;此时,平衡扭矩下降了2.1N·m,熔体流动速率提高了0.12g/10min。随着ADP添加量的增加,氧指数、拉伸强度、断裂伸长率呈先上升后下降趋勞,热延伸率和永久变形率呈先降低后升高的趋势;ADP加入量为3%(质量分数)时,经过8d耐水性实验,复合材料的性能最佳,此时,材料的氧指数为33%,热延伸率为16.8%,永久变形率为6.6%,拉伸强度为14.7MPa和断裂伸长率为364.8%。

分子量分布和注射工艺对聚丙烯物性的影响

选用4种分子量分布不同的高流动共聚聚丙烯为原料,分别调整熔体温度、注射速度和保压时间,研究其对材料性能的影响。结果表明,分子量分布较宽(PD大于7)的高流动共聚聚丙烯的材料性能对注射工艺的调整不敏感,冲击性能和热性能都非常稳定,数据波动范围分别在0. 4 k J/m2和4℃以内。分子量分布较窄(PD小于7)的高流动共聚聚丙烯的冲击性能和热性能随注射工艺的调整波动幅度明显增大。在注射工艺中,熔体温度的影响最大。熔体温度从200℃降低至180℃,可使PD为4. 8的高流动共聚聚丙烯的冲击值由7. 8 k J/m2升至10. 2 k J/m2。分子量分布较窄的高流动共聚聚丙烯在加工过程中,为提高性能数据的稳定性和可重复性,需要严格控制加工窗口。

废旧热固性保温塑料再生材料的制备与性能

为了提高废旧热固性塑料的再生成形性能,以废旧的建筑热固性酚醛树脂保温塑料为对象,基于再生成形机理,采用可调速的塑料粉碎再生试验机,对该废旧塑料进行了粉碎与降解,获得活性回收料,然后采用双螺杆挤出机,通过熔融共混方法制备了混合不同热塑性树脂的再生复合材料。采用激光粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、核磁共振交联密度仪、力学性能测试机和导热系数测试仪等表征了再生复合材料的微观结构及性能。结果表明,废旧热固性酚醛树脂塑料在热力耦合作用下,网状交联分子结构被破坏,生成了反应活性和塑性较强的回收料,提高了活性再生能力。加入热塑性树脂后,再生复合材料的力学性能和成形能力明显增强,保温绝热性能和热稳定性降低。力学性能和导热系数测试结果验证了酚醛树脂为主要回收料(质量比例60%～65%)再生成形的可行性,实现了建筑热固性保温材料的循环再生利用。

改性OSA的制备及其在PPW中的应用

将KH570与NDZ125偶联剂改性油页岩灰(OSA)得到的2种填料KH570-OSA、NDZ125-OSA与聚丙烯废弃物(PPW)制备了PPW/KH570-OSA与PPW/NDZ125-OSA复合材料。探讨了2种偶联剂改性OSA的润湿性、活化指数以及偶联剂含量对复合材料力学性能的影响,优选出改性效果较好的偶联剂,进一步研究了较优偶联剂改性OSA的含量对复合材料力学性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)观察了改性OSA含量对复合材料微观形貌的影响。结果表明:复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度均随着2种偶联剂含量的增大,呈现先升高后下降的趋势,KH-570对OSA的改性效果优于NDZ125;当KH570-OSA含量为PPW/KH570-OSA复合材料质量的20%且KH570含量为OSA质量的2%时,复合材料力学性能最优,KH570-OSA与PPW共混相容性佳,两相界面更加密实。

相容剂对LLDPE/PET共混材料性能的影响

选用不同相容剂对LLDPE/PET共混材料进行增容改性,研究了不同相容剂对LLDPE/PET共混材料力学性能、热性能、流变性能和微观形貌的影响。结果表明:相容剂的加入,能够明显提升共混材料的力学性能,当相容荆含量为3%时,拉伸强度比未加相容剂时最大提升了25.4%,相容剂含量为9%时,冲击强度最大提升了156%。随着相容剂含量的增加,共混材料的熔体流动性逐渐降低,两相基体熔点向中间温度变化,LLDPE结晶温度和结晶度先减小后增大,过多的相容剂会起到成核剂的作用。微观形貌分析表明:相容剂能够降低分散相粒径大小,增加界面黏结性。综合来看,LLDPE-g-MAH对共混材料相容性的提升效果要优于LDPE-g-GMA。