石墨改性聚酰亚胺特种工程塑料的性能分析

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作者 冯献礼 王一帆 +2 位作者 陈行州 沈丰 王玮 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第6期128-133,共6页

美国杜邦公司的Vespel®SP-21作为一种高性能聚酰亚胺工程塑料,因具有优异耐高低温性能、尺寸稳定性和耐磨损性能,已经广泛应用于低温行业,但是,其存在韧性差、加工困难和成本高等问题。为替代Vespel®SP-21,以质量分数为15%的... 美国杜邦公司的Vespel®SP-21作为一种高性能聚酰亚胺工程塑料,因具有优异耐高低温性能、尺寸稳定性和耐磨损性能,已经广泛应用于低温行业,但是,其存在韧性差、加工困难和成本高等问题。为替代Vespel®SP-21,以质量分数为15%的石墨微粉填充结晶性聚酰亚胺,通过热压成型制备了石墨/结晶性聚酰亚胺复合材料(PI/C),系统地测试了PI/C的热学、力学、尺寸稳定性及摩擦磨损等性能,并与Vespel®SP-21进行了对比。结果表明,PI/C的玻璃化转变温度约为215℃,熔融温度为370℃,5%热失重温度为537℃,略高于Vespel®SP-21(531℃),具有优异的热稳定性;PI/C与Vespel®SP-21在50~150℃范围内具有相当的储能模量,且熔融加工性更加优异,但是耐热性相对较差。PI/C在-150~100℃温度区间内热膨胀系数变化率约为26%,优于Vespel®SP-21的35%;室温下PI/C的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和简支梁无缺口冲击强度均远高于Vespel®SP-21;在200℃下PI/C也保持了优异的力学性能;在-150℃下PI/C的压缩强度达到297 MPa,表现出更加优异的低温压缩性能;PI/C的摩擦系数为0.3,磨痕宽度为4.5 mm,显示出良好的耐磨损性能。制备的PI/C可替代Vespel®SP-21成为低温环境的优选材料,在低温泵行业中具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 聚酰亚胺 石墨 复合材料 摩擦磨损 尺寸稳定性 高温力学性能 低温力学性能

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聚合物添加剂工程制备高性能银栅格上柔性钙钛矿太阳能电池

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作者 李泽榕 毛晨雨 +5 位作者 孙涛 林煌 王佳明 陈步超 汤世伟 王维燕 《材料导报》 北大核心 2025年第4期1-5,共5页

基于银栅格透明电极的柔性钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的便携式和可穿戴电子设备的理想电源。然而,卤素离子和金属离子之间的相互扩散会影响器件的效率和稳定性,对制备高性能柔性器件提出了挑战。本研究采用聚氨酯(PU)聚合物添加剂... 基于银栅格透明电极的柔性钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的便携式和可穿戴电子设备的理想电源。然而,卤素离子和金属离子之间的相互扩散会影响器件的效率和稳定性,对制备高性能柔性器件提出了挑战。本研究采用聚氨酯(PU)聚合物添加剂钝化钙钛矿薄膜晶界,结合界面阻隔层的策略制备柔性钙钛矿电池。Pb^(2+)与C=O之间的强相互作用改善了钙钛矿薄膜的结晶特性,降低了薄膜的缺陷态密度。因此,基于银栅格电极的柔性钙钛矿电池光电转换效率(PCE)提高到20.21%,是迄今为止非ITO柔性电极上钙钛矿电池最高效率之一。由于聚氨酯填充晶界和界面阻隔层的双重作用阻碍了卤素和金属的相互扩散,柔性钙钛矿电池还表现出较高的湿度稳定性和运行稳定性。器件在30%的相对湿度下暴露150 h后仍能保持92.1%的初始PCE值,在最大功率点下工作1000 h后仍能保持95%的初始PCE值。最后,柔性钙钛矿电池显示出良好的机械稳定性,在4 mm的曲率半径下弯曲1000次后,还保持了86%的初始PCE。此研究可为高性能柔性钙钛矿光电器件的设计提供思路和实验指导。 展开更多

关键词 柔性钙钛矿太阳能电池 银栅格透明电极 聚氨酯 晶界

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颗粒硅中氢杂质对直拉单晶硅的影响及控制措施分析

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作者 李杰 黄虎一雄 章金兵 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期568-576,共9页

硅烷流化床法制备的颗粒多晶硅因工艺缺陷使得其氢杂质含量比改良西门子法制备的棒状硅高,这导致在后续的直拉单晶硅生产过程中产生“氢跳”现象,该现象会对设备和产品造成一系列的负面影响。产线上和研究者们都在不断地寻找合适的方法... 硅烷流化床法制备的颗粒多晶硅因工艺缺陷使得其氢杂质含量比改良西门子法制备的棒状硅高,这导致在后续的直拉单晶硅生产过程中产生“氢跳”现象,该现象会对设备和产品造成一系列的负面影响。产线上和研究者们都在不断地寻找合适的方法去除颗粒硅中的氢杂质,以避免“氢跳”现象的发生,但目前针对此类的研究报道尚少。该文分析了颗粒硅内氢杂质可能的形成过程,阐述了颗粒硅中氢杂质对直拉单晶硅的影响及其控制措施,提出颗粒硅中氢杂质去除所面临的问题与挑战。最后,对未来有关颗粒硅中氢杂质的研究发展提出建议。 展开更多

关键词 多晶硅 颗粒料 脱氢 直拉单晶 “氢跳”现象

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金刚石线切割单晶硅制绒研究进展

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作者 黄虎一雄 李杰 +1 位作者 章金兵 王旭生 《电源技术》 北大核心 2025年第1期92-98,共7页

对常用的几种单晶硅片制绒技术,如添加剂辅助碱液刻蚀制绒工艺、酸液刻蚀制绒工艺、金属离子催化的化学制绒以及表面预处理(热处理、机械抛光和电化学预处理)叠加碱液刻蚀制绒工艺等进行了介绍。并对不同工艺的制绒原理、技术特点和应... 对常用的几种单晶硅片制绒技术,如添加剂辅助碱液刻蚀制绒工艺、酸液刻蚀制绒工艺、金属离子催化的化学制绒以及表面预处理(热处理、机械抛光和电化学预处理)叠加碱液刻蚀制绒工艺等进行了介绍。并对不同工艺的制绒原理、技术特点和应用情况等进行了对比分析,认为添加剂辅助碱液刻蚀制绒工艺应用较多;热处理叠加碱液刻蚀制绒工艺相较于其他制绒工艺,可减少溶液消耗、硅料消耗和简化工艺处理步骤等,可实现降低晶体硅太阳电池制造成本及硅片薄片化的目的。 展开更多

关键词 金刚石线切割 单晶硅片 制绒工艺 热处理

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“高分子物理(双语)”课程的教学模式创新实践 被引量：1

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作者 邓萌 郭正虹 《塑料工业》 北大核心 2025年第4期198-198,共1页

“高分子物理”是高分子材料与工程专业的核心课程之一。本文从线上/线下混合课堂的教学模式出发,介绍了本校“高分子物理(双语)”课程的教学创新与实践,以期为理工科专业核心课程的教学改革提供思路。1课程介绍及教学痛点“高分子物理... “高分子物理”是高分子材料与工程专业的核心课程之一。本文从线上/线下混合课堂的教学模式出发,介绍了本校“高分子物理(双语)”课程的教学创新与实践,以期为理工科专业核心课程的教学改革提供思路。1课程介绍及教学痛点“高分子物理(双语)”课程(以下简称高物课)是本专业大二学生的必修课,课程内容涵盖了高分子的结构、性能及其相互关系,在专业课程体系中起到不可或缺的核心作用,也是高分子成型加工的理论基础,课程的教学质量提升对本专业学生后续课程的学习及本行业高素质创新性应用型人才培养都有重要意义。 展开更多

关键词 高分子物理 双语教学 教学模式创新

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“高分子合成工艺”课程改革与思政教育思考

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作者 赛霆 郭正虹 《塑料工业》 北大核心 2025年第1期160-160,共1页

“高分子合成工艺”课程是材料科学与工程、高分子材料与工程等专业的核心课程之一,涵盖了高分子合成的基本原理、工艺流程以及实际应用。随着新工科的推进和高分子材料行业迅速发展,传统教学模式和内容逐渐暴露出适应性不足的问题,特... “高分子合成工艺”课程是材料科学与工程、高分子材料与工程等专业的核心课程之一,涵盖了高分子合成的基本原理、工艺流程以及实际应用。随着新工科的推进和高分子材料行业迅速发展,传统教学模式和内容逐渐暴露出适应性不足的问题,特别是在教学方法和思政教育的融入方面。1课程现状分析与改革的必要性高分子材料作为一种具有广泛应用的基础材料,其生产与合成工艺对于国家经济和科技进步有着重要的推动作用。“高分子合成工艺”课程,是高分子材料与工程专业的必修课,承担着将理论与实践相结合的使命。课程内容涵盖从单体到聚合物的转化过程,涉及多种聚合技术及其应用。传统教学模式虽然能够传授理论知识,但随着高分子材料技术和工业的发展,课程内容和教学方法的陈旧性日益成为制约学生创新能力和社会责任感培养的瓶颈。 展开更多

关键词 高分子材料与工程 思政教育 材料科学与工程 高分子合成 聚合技术 科技进步 新工科 课程改革

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生物基聚酰胺热塑性弹性体制备方法研究进展

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作者 刘嗣聪 贾兴胜 刘宏治 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第7期166-173,共8页

生物基聚酰胺热塑性弹性体(Bio-TPA)因其轻量化、耐候性、可再生性等优势,在高性能弹性体材料领域引起广泛关注。系统回顾了近十年来Bio-TPA的合成方法,重点阐述了二元酸法、异氰酸酯法、酯交换法、‘巯—烯’点击法及连锁聚合法五种主... 生物基聚酰胺热塑性弹性体(Bio-TPA)因其轻量化、耐候性、可再生性等优势,在高性能弹性体材料领域引起广泛关注。系统回顾了近十年来Bio-TPA的合成方法,重点阐述了二元酸法、异氰酸酯法、酯交换法、‘巯—烯’点击法及连锁聚合法五种主要制备方法,并分析了各方法的反应机理、适用单体范围、结构可控性及工艺特点,对其在实际应用中面临的催化剂需求、产物性能差异、环境友好性等方面的优劣进行了系统比较。最后对Bio-TPA在新型生物基单体开发、“绿色”制备工艺及可控降解结构的分子设计三个研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 生物基 聚酰胺 热塑性弹性体 制备 嵌段共聚物

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苯并噁嗪树脂对ABS树脂成炭性的影响及其阻燃改性

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作者 平晨卉 闫红强 +3 位作者 郭正虹 李娟 童再再 方征平 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第4期706-713,共8页

针对丙烯腈⁃丁二烯⁃苯乙烯共聚物(ABS)树脂成炭性差的问题,采用不同结构的苯并噁嗪单体(BOZ)与ABS共混,并复配以阻燃剂双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)和协效剂硼酸锌(ZB),研究了不同结构的BOZ、复配BDP和ZB后对ABS的阻燃性能和力学性能的影... 针对丙烯腈⁃丁二烯⁃苯乙烯共聚物(ABS)树脂成炭性差的问题,采用不同结构的苯并噁嗪单体(BOZ)与ABS共混,并复配以阻燃剂双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)和协效剂硼酸锌(ZB),研究了不同结构的BOZ、复配BDP和ZB后对ABS的阻燃性能和力学性能的影响,以期实现ABS树脂的高效无卤阻燃。实验结果显示,BOZ与BDP、ZB复配可以有效改善ABS树脂的成炭性,在ABS树脂阻燃改性中显示出优异的协同性。ABS/10C/15B/2ZB样品的极限氧指数(LOI)高达34.4%,热释放峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、平均有效燃烧焓(AEHC)、总耗氧量(TOC)和总烟释放率(TSR)分别降低了45.4%、22.8%、23.2%、21.9%和7.7%,并且火灾性能指数(FPI)和火灾蔓延指数(FGI)也得到明显改善。同时,其拉伸强度也提高至40.2 MPa,略高于纯ABS树脂的39.9 MPa。因此,BOZ与阻燃剂BDP和成炭协效剂ZB复配可实现ABS树脂在阻燃与力学性能的协同优化。 展开更多

关键词 ABS树脂 苯并噁嗪树脂 成炭性 阻燃 力学性能

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具有更佳尺寸稳定性的含噁唑基团的聚酰亚胺薄膜材料 被引量：2

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作者 汪卓颖 何兆洋 +4 位作者 丁兴成 高立江 刘仲明 李兴 王玮 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期145-150,159,共7页

采用4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(DAPBO)作为二胺单体,通过改变二者的摩尔比,与3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(s-BPDA)聚合,制备得到了一系列含有噁唑基团结构的聚酰亚胺薄膜。系统地对薄膜样品... 采用4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(DAPBO)作为二胺单体,通过改变二者的摩尔比,与3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(s-BPDA)聚合,制备得到了一系列含有噁唑基团结构的聚酰亚胺薄膜。系统地对薄膜样品进行了红外光谱、差示扫描量热分析、热失重分析、动态力学热分析、热机械分析等表征。研究发现,随着二胺中DAPBO占比的增加,聚酰亚胺薄膜的热稳定性及玻璃化转变温度升高、热膨胀系数减小;当ODA与DAPBO的摩尔比为4:6时,聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数与铜最接近,有望应用于柔性印刷线路板领域。 展开更多

关键词 聚酰亚胺 苯并噁唑 热膨胀系数 热机械分析

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硼酸锌/三氧化二锑/可膨胀石墨协同体系阻燃氯丁橡胶及作用机理

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作者 刘丽红 张艳 +2 位作者 马畅畅 方征平 王滕滕 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期65-73,共9页

为了提高氯丁橡胶(CR)的阻燃及抑烟性能,以硼酸锌(ZnB)、三氧化二锑(Sb_(2)O_(3))和膨胀石墨(EG)为复合阻燃体系,制备了阻燃CR复合材料。通过极限氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪、热失重分析、锥形量热测试仪等进行性能表征。结果表明,... 为了提高氯丁橡胶(CR)的阻燃及抑烟性能,以硼酸锌(ZnB)、三氧化二锑(Sb_(2)O_(3))和膨胀石墨(EG)为复合阻燃体系,制备了阻燃CR复合材料。通过极限氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪、热失重分析、锥形量热测试仪等进行性能表征。结果表明,当引入17 phr ZnB、3 phr Sb_(2)O_(3)与7 phr EG到阻燃CR体系,CR/ZnB/Sb_(2)O_(3)-7EG氧指数可达到39.7%,并通过UL94 V0级,热释放峰值及总热释放量降低了约84.0%和44.3%,CO和CO_(2)产量也分别降低了52.0%和80.3%,明显抑制毒性气体的释放。此外,对残炭和气相产物的分析表明,该复合体系以气-固相机理为主,在CR复合材料中表现出良好的协同阻燃效应。 展开更多

关键词 氯丁橡胶 膨胀石墨 硼酸锌 三氧化二锑 阻燃 协同效应

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溶剂调控策略用于钙钛矿太阳能电池的空气环境制备

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作者 程俊杰 王进 +2 位作者 毕伟辉 陈凤凤 钟宇飞 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2030-2036,共7页

通过哈克尔理论计算阐明溶剂N-乙基-2-吡咯烷酮(NEP)中羰基氧比N-甲基吡咯烷酮(NMP)具有更强的电负性,预测了其与PbI2更强的相互作用,以NEP代替溶剂中的NMP有效地提高了钙钛矿薄膜的结晶质量。利用溶剂调控辅助结晶策略经刮涂制备的FAP... 通过哈克尔理论计算阐明溶剂N-乙基-2-吡咯烷酮(NEP)中羰基氧比N-甲基吡咯烷酮(NMP)具有更强的电负性,预测了其与PbI2更强的相互作用,以NEP代替溶剂中的NMP有效地提高了钙钛矿薄膜的结晶质量。利用溶剂调控辅助结晶策略经刮涂制备的FAPbI3钙钛矿太阳能电池的最高光电转化效率(PCE)从20.25%提高到了21.05%,平均效率从18.43%提升到了19.50%,在相对湿度为10%~20%和室温环境条件下,未封装器件在1200 h后仍能保持初始效率的82.1%。此外,该策略在双阳离子组分(FA0.95Cs0.05PbI3)钙钛矿前驱体溶液体系中同样适用,表现出了一定的普适性,有助于空气环境中钙钛矿太阳能电池的制备研究。 展开更多

关键词 钙钛矿太阳能电池 空气环境器件印刷 结晶调控

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共混增韧改性聚酰亚胺合金材料的制备及其性能

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作者 冯献礼 王玮 +1 位作者 陈行州 沈丰 《工程塑料应用》 2025年第8期16-23,共8页

为提高商品化的结晶性聚酰亚胺材料LK-3001的冲击韧性,采用具有高冲击韧性的无定形态聚酰亚胺材料YS20对LK-3001进行了共混增韧改性研究。通过热压成型制备得到了一系列聚酰亚胺合金材料,并系统地研究了YS20含量对合金材料结晶形态、热... 为提高商品化的结晶性聚酰亚胺材料LK-3001的冲击韧性,采用具有高冲击韧性的无定形态聚酰亚胺材料YS20对LK-3001进行了共混增韧改性研究。通过热压成型制备得到了一系列聚酰亚胺合金材料,并系统地研究了YS20含量对合金材料结晶形态、热学、力学、摩擦磨损、耐化学品等性能以及微观形貌的影响。结果表明,随着YS20含量的增加,聚酰亚胺合金材料逐渐由结晶性聚合物转变为无定形态聚合物,玻璃化转变温度呈现出逐渐上升的趋势;当YS20的质量分数≥40%时,合金材料无明显熔点;所有的合金材料都表现出了非常优异的热稳定性,5%热失重温度超过530℃;随着YS20含量的增加,合金材料的拉伸强度和弯曲强度都呈现出先增大再减小再增大的趋势;合金材料的冲击强度显著提升,微观形貌观察也表明合金材料由脆性断裂逐渐转变为韧性断裂。分析表明,含YS20质量分数20%的聚酰亚胺合金材料具有优异的力学性能,拉伸强度达122 MPa,弯曲强度达192 MPa,压缩强度达183 MPa,无缺口冲击强度达98 kJ/m^(2),较LK-3001提高了118%,且具有优异的热学、耐摩擦磨损和耐化学品等综合性能,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 聚酰亚胺 结晶性 热塑性 高分子合金 共混 增韧 力学性能

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含咪唑基团的聚酰亚胺薄膜的制备及性能 被引量：4

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作者 陈思扬 陈志豪 +4 位作者 陈广泽 丁兴成 高立江 刘仲明 王玮 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期26-31,共6页

为了探究适用于柔性印刷线路板的高热稳定性、低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜,将3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(3,3',4,4'-BPDA)与4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(DAPBI)单体进行聚合,通... 为了探究适用于柔性印刷线路板的高热稳定性、低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜,将3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(3,3',4,4'-BPDA)与4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(DAPBI)单体进行聚合,通过改变2种二胺的用量制备了一系列不同二胺比例的聚酰亚胺薄膜。采用红外、紫外、热重分析、差示扫描量热、动态力学热分析、热机械分析多种测试方法对不同比例薄膜样品的热性能、热稳定性、动态力学性能和光透过性进行了研究。研究结果表明,随着刚性DAPBI组分的增加,所制备薄膜的玻璃化转变温度逐渐升高,耐热性能变好,储能模量从3.5 GPa逐渐增加到5.9 GPa;薄膜的热膨胀系数(CTE)明显减小。当二胺ODA与DAPBI的摩尔比为4:6或5:5时,共聚薄膜的CTE值最接近18×10^(-6)K^(-1)。 展开更多

关键词 聚酰亚胺 苯并咪唑 低热膨胀系数 热稳定性 薄膜

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甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物对刚性有机粒子增强聚碳酸酯共混物的增容作用 被引量：2

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作者 洪雨彤 苏昱凯 +2 位作者 柴娟 王炳涛 郭正虹 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期74-80,共7页

基于刚性有机粒子苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)高强高模的特性,通过熔融共混法制备了聚碳酸酯(PC)/SAN/甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)的共混物,研究了MBS对共混物相形态和力学性能的影响。结果表明,MBS趋向于分布在PC与SAN的相... 基于刚性有机粒子苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)高强高模的特性,通过熔融共混法制备了聚碳酸酯(PC)/SAN/甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)的共混物,研究了MBS对共混物相形态和力学性能的影响。结果表明,MBS趋向于分布在PC与SAN的相界面处,增强了SAN粒子与PC基体之间的互相作用,使得SAN作为刚性有机粒子能更好地发挥增强增韧的效应。添加质量分数8%的MBS能使PC/SAN(75/25)共混物的拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率和冲击强度分别提升4%,11%,62%和216%。而当MBS过量时(>16%),界面处的MBS胶束趋向于饱和,过量的MBS粒子出现在SAN相内部,使得PC/SAN(75/25)/MBS16中的SAN相尺寸有所增大,而具有较大SAN粒子尺寸的共混物表现出相对较低的断裂伸长率。 展开更多

关键词 聚碳酸酯 刚性有机粒子 相容性 增强 增韧

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“高分子物理”形象化教学方法的探讨

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作者 夏衍 《塑料工业》 2025年第7期172-172,共1页

“高分子物理”作为高分子材料与工程专业的核心基础课程,理论体系深广,尤其在聚合物“结构-性能”关系阐释上具有抽象性。随着新工科建设和产业对复合型人才需求的提升,传统教学模式面临挑战。本文基于形象化教学导向,通过生活化类比... “高分子物理”作为高分子材料与工程专业的核心基础课程,理论体系深广,尤其在聚合物“结构-性能”关系阐释上具有抽象性。随着新工科建设和产业对复合型人才需求的提升,传统教学模式面临挑战。本文基于形象化教学导向,通过生活化类比、可视化模型、人工智能应用等,重构高分子物理教学模式,旨在解决教学瓶颈,推动专业基础课程的教学改革。1 教学困境与形象化教学的价值“高分子物理”是高分子材料与工程专业的核心基础课程,帮助学生深入理解高分子材料的“微观结构”与“宏观性能”之间的内在联系。课程涵盖了高分子链的微观结构、聚集态行为、热力学相变、分子运动等微观知识,以及材料的力学性能、电学性能和光学性能等宏观表现及二者之间的关联。然而,由于课程内容的理论性强、概念抽象,学生学习时面临困难。 展开更多

关键词 生活化类比 高分子物理 形象化教学

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