高密度双峰聚乙烯

据美国析迈(CMAI)称，2009年全球聚合物消费量达到1.76亿吨，其中聚乙烯(PE)占到消费总量的约38%。2009年全球PE需求接近6700万吨，预计未来五年将以年均逾5%的速度增长，到2014年的需求量将超过8700万吨。2009年高密度聚乙烯(HDPE)需求量约占到聚合物总需求量的17%，或约3000万吨，而线性低密度聚乙烯(LLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的需求量分别占到约11%和10%。

摘要在单轴拉伸流动中测量了三种选定的商用低密度聚乙烯（LDPE）的非线性流变性能。使用三种不同的设备进行测量，包括拉伸粘度装置(EVF)，自制长丝拉伸流变仪(DTU-FSR）和商用长丝拉伸流变仪(VADER-1000)。通过测试显示，EVF的测量结果受到最大Hencky应变4的限制，而两个长丝拉伸流变仪能够在达到稳态的更大Hencky应变值下探测非线性行为。利用长丝拉伸流变仪的能力，我们表明具有明显差异的线性粘弹性的低密度聚乙烯可以具有非常相似的稳定拉伸粘度。这表明有可能在一定的速率范围内独立控制剪切和拉伸流变。关键词拉伸流变；聚乙烯；聚合物熔体；非线性粘弹性正文多年来，控制聚合物流体的流变行为作为分子化学的一个性能，引起了学术界和工业界的极大兴趣。最成功和最多产的理论预测的流变行为的纠缠聚合物系统是De Gennes（1971）和Doi和Edwards（1986）提出的 "管模型"。然而，尽管三十年来人们一直在努力改进管模型，但即使对于最简单的情况，即单分散线性聚合物体系，缠结聚合物在拉伸流动中的非线性流变行为仍然没有得到充分理解（Huang等人，2013a；Huang等人，2013b）。低密度聚乙烯等工业聚合物是最复杂的缠结聚合物系统，它们不仅具有高度的多分散性，而且还含有不同的支化分子结构。预测低密度聚乙烯的流变行为，特别是拉伸流动中的非线性行为，是非常具有挑战性的。在明确定义的模型系统上，已经进行了探索延伸流中支化聚合物动力学的实验工作（Nielsen等人，2006；Van Ruymbeke等人，2010；Lentzakis等人，2013）以及商业聚合物系统，如低密度聚乙烯LDPEs。有几个小组观察到低密度聚乙烯LDPE的瞬时拉伸应力的最大值（Raible等人，1979；Meissner等人，1981；M¨unstedt和Laun，1981）。Rasmussen等人（2005年）首次报告了应力过冲后的稳定应力，并通过比较长丝拉伸流变仪和十字槽拉伸流变仪的测量结果(Hoyle等人，2013年)以及比较恒定拉伸速率和恒定应力(蠕变)实验(Alvarez等人，2013年)进行了实验验证。已经开发了几个模型（Hoyle等人，2013；Wagner等人，1979；Hawke等人，2015），试图了解应力过冲背后的物理学。然而，这些模型都不能实际用于预测工业中低密度聚乙烯LDPE的流变行为，因为这些模型包含许多与分子结构没有直接关系的拟合参数。最近，Read等人（2011）提出了一个预测方案，能够计算随机长链支化聚合物熔体的线性和非线性粘弹性，作为其形成的化学动力学的函数。这些预测似乎与剪切流和拉伸流中三个低密度聚乙烯的测量结果非常一致。然而，测得的拉伸数据受到最大Hencky应变约为3.5的限制，并且没有显示出稳定状态的迹象，而模拟结果则达到了更大的 Hencky应变值，并预测了每个应变速率的稳定应力。在更大的Hencky应变值下预测非线性行为的质量仍然是未知的。此外，在Read等人（2011）的模拟中，没有预测到应力过冲。在这项工作中，我们介绍了三种不同的商用低密度聚乙烯的拉伸测量。这三种低密度聚乙烯是根据Read等人（2011）的模型预测而专门设计的。预计它们具有不同的零剪切速率粘度，但在非线性拉伸流动的大变形中具有相似的应力-应变反应。测量是在三个不同的设备上进行的，包括两个长丝拉伸流变仪和一个拉伸粘度夹具。我们表明，长丝拉伸流变仪的测量结果可以达到5以上的大Hencky应变值，在那里达到非线性稳定状态。我们还表明，低密度聚乙烯LDPE样品在拉伸流动中的大Hencky应变值具有相似的非线性行为，包括相同的应力过冲幅度和过冲后的相同稳定应力，尽管Read模型预测没有应力过冲现象。这些结果表明，低密度聚乙烯LDPE熔体的非线性粘弹性可以通过选择性聚合方案来控制。实验材料陶氏化学公司提供了三种类型的商用低密度聚乙烯树脂，分别为PE-A、PE-B和PE-C。所有样品都是颗粒状的。表1总结了样品的特性，包括密度、熔体流动指数（I2）、重量-平均摩尔质量（Mw）、数量-平均摩尔质量（Mn）和熔体强度。重量-平均摩尔质量是由多角度激光散射法确定的，而数量-平均摩尔质量是由微分折射率确定的。摩尔质量值是若干次重复的平均数。熔体强度是用通用流变仪结合通用ALR-MBR 71.92挤出机测量的。测量是在150℃下进行的，产量为600g/h。模具的长度为30毫米，直径为2.5毫米。表1实验是在24mm/s2的加速度下进行的。纺丝线的长度被设定为100毫米。流变仪测试在膜生物反应器挤出机系统清扫30分钟后进行，并一直运行到纺丝线失效。通过力-拉速数据拟合出一个四参数交叉函数，根据拟合的破坏速度曲线确定破坏时的力。表中的数据是五次连续测量的平均数。力学谱三种低密度聚乙烯样品的线性粘弹性（LVE）特性是通过小振幅振荡剪切（SAOS）测量得到的。TA仪器公司的ARES-G2流变仪采用25毫米的板-板几何形状。图1所有样品的时间-温度偏移因子αT作为温度的函数，参考温度为Tr= 150℃测量是在氮气中，在130℃和190℃之间的不同温度下进行的。对于每个样品，使用时间-温度叠加（TTS）程序，在参考温度Tr= 150℃时，数据被移动到单个主曲线。所有样品的时间-温度偏移系数（αT）与单一的阿伦尼乌斯公式一致，其形式为其中活化能∆H = 65 kJ/mol。R是气体常数，T是以开尔文表示的温度。在图1中，偏移因子αT被绘制为温度的函数。拉伸应力测量拉伸应力测量使用三种不同的设备：TA仪器的延伸粘度夹具（EVF）、自制的长丝拉伸流变仪（DTU-FSR）（Bach等人，2003a）和Rheo Filament的商用长丝拉伸流变仪（VADER-1000）。将不同设备的结果进行相互比较。用于EVF测量的样品在150℃下压缩成型，在低压10bar下3分钟，在高压150bar下1分钟，然后用淬火冷却盒在150bar下淬火冷却到室温。在短时间内，当冷却盒插入时，样品会出现压力损失。在相对较低的温度下进行短时间的压缩成型是为了防止样品的任何潜在氧化或降解。样品模具为特氟隆涂层，尺寸为100×100 0.5mm。从约20mm长的铭牌上冲压出12.7mm-12.8mm宽的样品。最终样品的厚度约为0.6mm。在EVF测量中，样品被插入设备中，在150℃下180s的平衡时间后，样品以0.005s-1的应变速率被预拉伸15.44s，然后松弛80s，然后样品被拉伸。报告的Hencky应变是由圆柱体的旋转计算出来的。通常情况下，使用EVF的拉伸测量仅限于样品保持均匀的情况。EVF一次旋转所能达到的Hencky应变值通常低于4，与EVF相比，长丝拉伸仪器并不依赖于沿拉伸方向的均匀变形的假设。事实上，由于板材上的无滑移条件，变形在轴向上是不均匀的。这些设备只是探测了通常在中间细丝平面发现的最小直径平面内的变形和应力之间的关系。在这个平面外的剩余材料只需要固定在研究的薄片上，就像在固体力学测试中用狗骨形状来固定材料一样。长丝拉伸装置确实依赖于最小直径平面内的径向均匀变形的假设。Kolte等人（1997年）的模拟表明，在长丝中间平面几乎没有任何径向应力变化。用激光测微计来测量中丝薄片的直径。为了探索更高的应变，在DTU-FSR和VADER 1000流变仪都采用了在线控制方案，该方案首先由Bach等人（2003b）使用，后来由Mar´ın等人（2013）发表，用于在拉伸过程中控制长丝中平面的直径，以便在样品断裂前确保恒定的应变速率。根据样品的类型，DTU-FSR和VADER-1000都可以达到最大Hencky应变值7。在长丝拉伸流变仪上进行测量之前，样品被热压成半径为R0、长度为L0的圆柱形试样。长宽比定义为∆0= L0/R0。样品在150℃下压制，并在相同温度下退火10分钟，然后冷却至室温。在测量中，所有样品被加热到150℃，在180s的平衡时间后，样品在拉伸实验之前被预拉伸到Rp的半径。对于DTU-FSR，R0= 4.5mm，L0= 2.5mm，Rp在3到4.5mm之间，而对于VADER-1000，R0 = 3.0mm，L0= 1.5mm，Rp = 2.5mm。在拉伸测量过程中，力F(t)由称重传感器测量，中间灯丝平面的直径2R(t)由激光测微计测量。在拉伸流动开始的小变形时，由于变形场中的剪切分量，部分应力差来自于压力的径向变化。这种影响可以通过Rasmussen等人（2010）描述的校正因子来补偿。 对于大应变，校正消失，对称平面中应力的径向变化变得可以忽略不计(Kolte等人，1997)。对于本工作中的所有样本，当Hencky应变值大于2时，校正值小于4 %，Hencky应变和中丝平面上应力差的平均值计算如下其中mf是灯丝的重量，g是重力加速度。应变率定义为ϵ• =dϵ/dt，拉伸应力增长系数定义为η-+=〈σzz-σrr 〉/ϵ• 结果和讨论线性粘弹性图2(a)显示了所有样品在参考温度150℃下的储能模量G’和损耗模量G”与角频率ω的函数关系。(b)表示在150°C相应的复数粘度η*。图中的两个星号来自稳定剪切测量，在 150°C下剪切速率为0.005 s-1图2(a)显示了所有样品在参考温度150℃下的储能模量G’和损耗模量G”与角频率ω的函数关系。相应的复数粘度η*绘制在图2(b)中。图中实线是多模麦克斯韦（multimode Maxwell fitting）拟合的结果。Maxwell relaxation modulus多模麦克斯韦弛豫模量G(t)由下式给出 其中gi和τi列于表2。表中的零剪切速率粘度η0通过下式计算 在图2(b)中，很明显三个样品具有不同的零剪切速率粘度。然而，在图2(a)、(b)中，似乎PE-C的线性行为在较低频率下接近PE-A，在较高频率下与PE-B重叠。而且在ω 1 rad/s时，PE-C的G′和G″曲线几乎与PE-A平行，垂直位移因子约为0.6。表2 LDPE 在 150°C 熔体的线性粘弹性启动和稳定状态下的拉伸流变图3(a)显示了PE-A在150℃时的拉伸应力增长系数与时间的关系。图中比较了EVF、DTU-FSR和VADER-1000的测量值。图中的虚线是根据表2中列出的麦克斯韦弛豫谱计算的LVE包络线。EVF的测量值受到最大Hencky应变4的限制，在图3(b)中可以清楚地看到。其中测量的应力是作为Hencky应变的函数绘制的。两个长丝拉伸流变仪的测量值能够达到大于5的较大Hencky应变值，在该值下观察到稳定的应力。图3我们注意到EVF和长丝拉伸测量之间存在明显的偏差。我们认为EVF测量的应力太低，特别是在低应变率下，Hoyle等人（2013）也观察到这一点，他们将长丝拉伸测量值与Sentmanat拉伸流变仪测量值进行了比较。因此，对于图3(b)中的ϵ• =0.01 s-1，已经与ϵ• =0.5有偏差，而对于ϵ• =2.5 s-1，EVF测量与DTU-FSR测量一致，最高ϵ• 为3.5。请记住，在EVF中，只有横截面的初始面积是已知的；在拉伸过程中横截面面积的变化不是测量的，而是由一个假设均匀单轴拉伸速率不变的方程计算出来的。此外，在EVF测量中，样品宽度为12.8mm略微超过了Yu等人（2010）建议的12.7mm的上限，这导致在更大的Hencky应变值下的平面延伸而不是单轴延伸。相比之下在DTU-FSR和VADER-1000中，中间直径一直被测量，因此在拉伸过程中横截面的实际面积是已知的，由此计算出中间细丝平面中的真实Hencky应变。借助于在线控制方案，在整个测量过程中保证了单轴拉伸过程中恒定的Hencky应变率。来自DTU-FSR和VADER-1000的大Hencky应变值的数据由于力小而有些分散。此外，在拉伸速率超过0.4s-1时，使用DTU-FSR和VADER-1000进行的测量观察到了应力过冲的现象。由于仪器中采用的控制方案的限制，使用两个长丝拉伸流变仪进行测量的拉伸速率不超过2.5s-1。在长丝拉伸中，表面张力可能对测量的应力有影响，尤其是在长丝中间平面的半径非常小，大的亨基应变值的时候。在所有的测量中，最小的半径是R = 0.12mm。如果我们把低密度聚乙烯LDPE的表面张力γ = 0.03 J/m2，表面张力效应产生的最大应力是σsur =γ/R = 250Pa。在图3(b)中，很明显，对于所有达到Hencky应变大于4的测量，测量的应力高于104Pa。因此可以忽略表面张力效应。图4图4显示了PE-C在150℃时拉伸应力增长系数与时间的函数关系。DTU-FSR和VADER-1000的测量结果非常一致。在0.15和2.5s-1之间的中间拉伸速率下，EVF的测量值与DTUFSR一致。拉伸速率低于0.1s-1时，偏差越来越大。根据DTU-FSR和VADER-1000的测量，在拉伸速率快于0.4s-1时，再次观察到应力过冲。图5图5比较了DTU-FSR测量的拉伸流动中PE-A和PE-C的非线性行为。如图2所示，PE-A和PE-C具有不同的线性粘弹性，这也由图5(a)中不同的LVE包络表示。在拉伸流的启动过程中，PE-A和PE-C也有不同的非线性反应。从图5a中可以清楚地看出，在所有拉伸速率下，PE-C 比 PE-A 有更明显的应变硬化。然而，在图5(a)、(b)中，有趣的是，尽管PE-A和PE-C最初有不同的非线性行为，但是它们在更大的Hencky应变值下具有相同的反应，并且在每个应变速率达到相同的拉伸稳态粘度，如图6所示。图6还显示在快速应变率下，拉伸稳态粘度表现出幂律行为，粘度比例约为ε• -0.6，这与Rasmussen等人（2005）和Alvarez等人（2013）的观察结果一致。应该注意的是，如图5(b)所示，相同的非线性行为仅在Hencky应变值大于4时观察到，这一点无法通过EVF测量。图6图7(a)比较了PE-B与PE-C在150℃时的拉伸应力增长系数。在所提出的速率下，PE-B没有显示任何应力过冲。尽管PE-B和PE-C在线性和非线性流变学方面的表现不同，但在每种拉伸速率下，它们的相对应变硬化量似乎是相似的。在图7(b)中可以更清楚地看到这一点。图7(b)中比较了Trouton比率。Trouton 比值定义为Tr = η-+ /η0，其中η0是零剪切率粘度，其数值列于表2。可以看出，在每个拉伸速率下，PE-B达到与PE-C相同的最大Trouton比率，证实它们具有相同的相对应变硬化量。图7结论我们使用三种不同的设备测量了三种商用低密度聚乙烯样品的拉伸流变性能。这三种设备在拉伸流变的启动方面给出了一致的结果。然而，EVF的测量结果受到最大Hencky应变4的限制，而两个长丝拉伸流变仪达到了更大的Hencky应变值，在这里可以观察到应力过冲和稳态粘度。此外，EVF的测量仅在取决于应变速率的应变范围内跟随长丝拉伸测量。尽管三种低密度聚乙烯样品具有不同的线性粘弹性能，但已经表明，PE-A和PE-C在Hencky应变值大于4时具有非常相似的非线性rhelogical行为，而PE-B和PE-C具有相同的相对应变硬化量。上述结果表明，工业低密度聚乙烯的非线性流变性可以通过聚合来调整。特别是，有可能合成一种聚合物（PE-C），其具有比参考聚合物(PE-A)低得多的粘弹性模量，但仍具有与参考聚合物相同的拉伸粘度。

据美国《化学周刊》近期报道 由于中国、印度、拉美、中欧等新兴经济体的驱动，预计2011年至2014年聚合物需求快于全球GDP增速，年增长率超过5%。 　　CMAI(休斯顿)统计数据显示，2009年全球聚合物消费量约为1.76亿吨，其中聚乙烯消费量占38%，接近6700万吨。按年增长率超过5%推算，2014年，聚乙烯需求将超过8700万吨。高密度聚乙烯(HDPE)占全球聚合物需求总量的17%，约为3000万吨 线性低密度聚乙烯(LLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)分别占11%和10%。LLDPE和HDPE需求的强劲增长归因于包装用品和非耐用品的用量增加，全球新投产的LDPE产能中，大多数产品为LLDPE和HDPE。2010年经济触底反弹，需求增长较快。目前美国市场聚乙烯供应趋紧，开工率达到90%。欧洲市场情况与美国相近，德国国内市场将继续增长，出口市场也将逐渐走强，土耳其市场年增长超过10%，全球所有地区都将高于2009年水平。预计2011年聚乙烯需求增长不会与今年一样显著，更接近GDP增长水平，将增长4.5%至5.5%。 　　2009年，美国的聚乙烯产品大部分出口到正在进行大规模基础设施建设的中国。今年，多出口到加拿大和墨西哥。美国出口中国产品减少是因为中国经济增速放缓，同时更多新增产能进入中国市场参与竞争。中东新增产能的冲击比预期要弱，因为一些中东生产能力没有按期投产，产能增长步伐比预期要慢。明年，随着新增产能投产，新产品投入市场，全球市场将需更长时间达到供需平衡。北美生产商不会与以中国、拉美、欧洲为主要目标市场的中东生产商展开竞争。一些生产商已宣布关闭部分亏损产能以应对激烈的市场竞争。利安德巴塞尔关闭位于英国Carrington的18.5万吨/年LDPE装置，去年道达尔石化关闭位于法国Carling和Gonfreville的2套LDPE装置，今年北欧化工将关闭位于Stenungsund的15万吨/年LDPE产能，最近沙特基础工业公司关闭了位于荷兰Geleen的12万吨/年LDPE装置。 　　埃克森美孚扩大丁基橡胶产能据美国今日下游网近期报道 埃克森美孚化工子公司日本埃克森美孚有限会社宣布，旗下的日本丁基橡胶有限公司已完成川崎丁基橡胶装置扩能，产能增加1.8万吨/年，使其丁基橡胶总产能达到9.8万吨/年，以满足亚太市场日益增长的丁基橡胶需求。公司此次扩能采用埃克森美孚化工最近开发的新工艺技术。例如，其中一项新专利技术可使丁基聚合物的聚合反应温度达到-75摄氏度，而常规技术的反应温度为-95摄氏度，该新技术可大幅降低能耗并节省投资。埃克森美孚化工在高端丁基橡胶聚合物的开发和应用方面处于业内领先地位，其产品具有更长的寿命、可节约能源、减少温室气体排放，从而带来更高的附加值。为了满足丁基橡胶行业需求的不断增长，日本丁基橡胶有限公司近期内已有过多次扩能，本次扩能也是进一步服务日益增长的丁基橡胶市场。2008年，埃克森美孚化工将其得克萨斯州贝城丁基橡胶装置的产能提高了60%。在此之前，日本丁基橡胶有限公司已在2006年将其鹿岛卤化丁基橡胶装置产能增加1.7万吨/年。

超高分子量聚乙烯英文名ultra high molecular weight polyethylene简称为UHMWPE，是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。普通高密度聚乙烯的分子量约为2-30万，而超高分子量聚乙烯则具有至少150万的分子量，因此它具有一般工程塑料难以比拟的一些优异性质，例如超高的耐磨性、抗低温冲击性、耐环境应力开裂性以及自润滑性，它在高性能纤维市场上，包括从海上油田的系泊绳到高性能轻质复合材料方面均显示出极大的优势，在现代化军工和航空、航天、海域防御装备等领域发挥着举足轻重的作用。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料的分子量是其核心指标，分子量的高低影响材料的强度、韧性和耐磨度。在超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料的生产和研发中，乌氏毛细管法因简单、方便、快捷且经济成为首选测定方法，其中ASTM D4020-2011及GB/T1632.3-2010标准中也对乌氏毛细管法测聚乙烯的黏均分子量作出了相关规定。乌氏毛细管法实验操作简便、效率高、数据精准，在大多数高分子材料检测及相关质量控制中都起到关键作用，尤其是目前在很多行业中使用的自动乌式黏度计，以自动化的精确高效替代人工及数据误差，节省人力的同时进一步提高了实验数据的准确性。以杭州卓祥科技有限公司的IV3000X系列超高温全自动乌式黏度计、MSB系列多位溶样块、ZPQ智能配液器一整套黏度测试设备为例： 实验流程：1. 智能配液过程使用ZPQ智能配液器进行配液，点击配液功能后，直接输入浓度和质量（可通过连接天平直接获取），可直接计算出所需要的目标体积进行移液并且精度可达0.1%。可避免因手动配液方法导致的精度差、效率低及数据误差等问题。ZPQ智能配液器还具有密度计算功能，移取液体体积后，输入质量（可与天平通讯，直接获取），即可自动计算出密度值。2. 溶样过程MSB系列多位溶样块，采用金属浴的方式进行加热溶样并具有自动搅拌功能，同时最多可容纳15个样品。溶样效率快、转速可调、溶样时间可调、溶样温度可调、溶样温度可达180℃。3. 测试过程IV3000X系列超高温全自动乌式黏度计可实现自动连续测量，全程无需人员看管。并且采用的智能红外光电传感器，保证测量时间可到毫秒级，控温精度可达±0.001℃，可有效确保实验数据的精度，避免人工实验导致误差。4. 测试结果：IV3000X系列全自动超高温乌式黏度计连接电脑端，得出结果可在计算机上直接显示，并有数据储存、多样化粘度分析报表等多种功能。5. 粘度管清洗干燥过程：仪器可自动排废液，自动清洗并干燥粘度管，粘度管无需从浴槽中取出，粘度管不易损坏，减少耗材成本支出。清洗模式可多种选择，同时具有废液分类收集功能，减少废液回收成本及避免因多种废液混合导致的风险。IV3000X系列全自动超高温乌式黏度计可实现自动测试、自动排废液、自动清洗，自动干燥，告别了粘度管是耗材的时代。

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【科学背景】垂直晶体管（VFET）是一种源极和漏极垂直对齐，电流垂直流过晶圆表面的晶体管架构。近年来，随着技术的发展和对高密度集成电路需求的增加，垂直晶体管因其能够在不增加芯片面积的情况下实现高密度堆叠的特点，成为了研究热点。然而，实现高密度垂直晶体管具有相当大的挑战，主要归因于垂直结构与传统横向制造工艺的不兼容性。具体来说，传统的平面工艺使用的物理粒子如光子、反应离子或物理/化学气相，只能在晶圆平面内生成多个结构，而无法在垂直方向上进行大规模制造。此外，制造垂直晶体管需要复杂的多层沉积和图案化步骤，这使得工艺复杂且产量低。有鉴于此，湖南大学邹旭明、刘渊、廖蕾教授以及美国加利福尼亚大学圣迭戈分校物理系Chunhui Rita Du教授合作在“Nature Communications”期刊上发表了题为“High-density vertical sidewall MoS2 transistors through T-shape vertical lamination”的最新论文。科学家们提出了一种通过T形层压方法实现高密度垂直侧壁晶体管的新方法。这种方法的核心是先在平面基板上预制横向晶体管，然后使用定制设计的T形印章将其干释放并层压到垂直基板上。这一技术克服了平面工艺与垂直结构之间的不兼容性，使预制的晶体管可以在不损坏或退化的情况下与垂直基板完好接触。通过这一技术，研究团队在0.035 μm² 的小面积内垂直堆叠了60个MoS2晶体管，达到理论上的1.7 × 10¹ ¹ cm-2的器件密度。此外，他们还提出了两种可扩展制造垂直侧壁晶体管阵列的方法，包括同时在多个垂直基板上层压，以及在同一垂直基板上多周期逐层层压。研究结果表明，这种新方法为实现高密度垂直晶体管和垂直电子器件提供了一条有效的替代途径，开辟了高密度集成电路的新维度。【科学亮点】（1）实验首次使用T形层压方法，将预制的横向晶体管转移到垂直基板上，实现了高密度垂直侧壁晶体管。这一技术突破克服了传统平面工艺与垂直结构之间的不兼容性，使得横向晶体管可以在垂直基板上无损层压。（2）实验通过以下几个关键步骤和结果，展示了这一技术的有效性和潜在应用：步骤一：在平面基板上预制横向MoS2晶体管。通过常规批处理工艺制造横向晶体管，以确保其性能和质量。步骤二：使用定制设计的T形PDMS印章进行层压。通过干层压技术，将预制的横向晶体管从平面基板转移到垂直基板上。干层压过程中产生的低应变确保了晶体管与垂直基板完好接触，无损坏或退化。结果一：通过SEM、STEM和电气特性表征验证了层压后晶体管的完整性和功能性，证明了该方法的有效性。结果二：实现了在0.035&thinsp μm² 的垂直面积内垂直堆叠60个MoS2晶体管，相应的理论器件密度达到了1.7&thinsp ×&thinsp 10¹ ¹ &thinsp cm⁻ ² 。实验展示了在小面积内实现高密度垂直器件堆叠的可能性。步骤三：提供了两种可扩展制造垂直侧壁晶体管阵列的方法：一是同时在多个垂直基板上进行层压，二是使用多周期逐层层压在同一垂直基板上进行堆叠。结果三：展示了在不同基板上制造大规模垂直侧壁晶体管阵列的可行性，进一步拓展了这一技术的应用范围。【科学图文】图1：基于MoS2的垂直侧壁晶体管的垂直层压工艺和表征。图2：MoS2晶体管的电气特性表征。图3：可扩展的垂直侧壁晶体管制造。图4：高密度垂直器件的逐层垂直集成。【科学结论】本文通过创新的T形层压方法，成功克服了传统横向制造工艺与垂直结构的不兼容性，为高密度垂直侧壁晶体管的制造开辟了新途径。传统上，晶体管的制造依赖于平面处理技术，而垂直方向的器件堆叠则面临着工艺复杂度和低产量的挑战。本文所提出的T形层压方法不仅保留了传统制造的高效性和成本效益，还在垂直方向上实现了多器件的紧密堆叠，大大提升了器件密度和集成度。此外，本文的成功实验验证了干层压过程中的低应变特性，确保了晶体管与垂直基板的良好接触和稳定性，从而在器件性能和一致性上取得了显著的进展。这一技术创新不仅对垂直电子器件领域具有深远的影响，还为未来集成电路设计提供了新的思路和可能性。通过在小尺寸区域内成功堆叠多个MoS2晶体管，并展示出极高的器件密度，本文为实现更小型化、更高性能的电子设备奠定了坚实的实验基础。原文详情：Tao, Q., Wu, R., Zou, X. et al. High-density vertical sidewall MoS2 transistors through T-shape vertical lamination. Nat Commun 15, 5774 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50185-4

热塑性塑料波纹管排水管导管高密度管材抗压测试 环刚度试验机ZB-810型50KN伺服控制环刚度试验机主要适用于各类管材的环刚度指标测试，更换不同夹具，还可以做拉伸、弯曲等试验。环刚度试验机仪器特点：1. 采用高精度力量传感器，具有精度高，线性好等优点；2. 动力系统采用伺服电机+伺服驱动器＋台湾ABBA滚珠丝杆＋同步带传动，运行平稳，噪音低；3. 上下夹具同轴度好且整体机械结构刚度高；4.采集数据量处理能力强，可同时对多条测试曲线进行对比分析；5.安全设施专业化，具有过载自动保护停机、上下行程限位保护停机、漏电自动断电保护；6.位移、速度、力量三闭环控制系统，同步采集频率达120Hz以上，即使在材料屈服阶段也能保证数据真实可靠；7.可实现定速度、定位移、定荷重(可设定保持时间)、定荷重增率、定应力增率、定应变增率等控制模式加上多阶控制模式可满足不同的测试要求；8.软件操作界面可实现中英文及其它小语种任意切换，试验报告可通过Excel或Word文档格式输出。关于正瑞泰邦江苏正瑞泰邦电子科技有限公司坐落在历史文化名城扬州，由成立于2007年的江都市天璨试验机械厂经过十年发展而来。公司拥有专业的技术开发和售后服务团队，主要生产物理性能测试仪器及相关软件开发，产品涉及材料力学性能试验、材料燃烧测试、高低温环境试验、橡胶加工设备四大板块；销售网络遍布全国并远销韩国、日本、中东等地区。主要服务于石油化工企业、原材料检测单位、高校及第三方检测机构等。 多年来，我们一直坚持以“多元化、一站式”服务为中心，站在用户角度思考问题，急用户之所急，尽量为用户提供所需要的成套设备及工具。特别是在用户实验室建设初期，我们免费提供经验及方案供参考，得到了广大用户的好评。同时，我们拥有自主进出口权，可以为用户在海外实验室提供“门到门”（DTD）服务；真正做到生产、销售、送货上门、安装调试及售后一条龙服务。节约用户时间和精力是我们的售前服务初衷，快速、圆满的解决问题是我们的售后服务宗旨。

2023年3月28日，德州仪器 (TI)(纳斯达克股票代码：TXN)宣布推出业内先进的独立式有源电磁干扰 (EMI) 滤波器集成电路 (IC)，能够帮助工程师实施更小、更轻量的 EMI 滤波器，从而以更低的系统成本增强系统功能，同时满足 EMI 监管标准。随着电气系统变得愈发密集，以及互连程度的提高，缓解 EMI 成为工程师的一项关键系统设计考虑因素。得益于德州仪器研发实验室 Kilby Labs 针对新概念和突破性想法的创新开发，新的独立式有源 EMI 滤波器 IC 产品系列可以在单相和三相交流电源系统中检测和消除高达 30dB 的共模 EMI(频率范围为 100kHz 至 3MHz)。与纯无源滤波器解决方案相比，该功能使设计人员能够将扼流圈的尺寸减小 50%，并满足严苛的 EMI 要求。更多有关德州仪器新的电源滤波器 IC 产品组合的信息，请参阅TI.com/AEF。 　　德州仪器开关稳压器业务部总经理 Carsten Oppitz 表示："为了满足客户对更高性能和更低成本系统的需求，德州仪器持续推动电源创新，从而以具有成本效益的方式应对 EMI 设计挑战。我们相信，新的独立式有源 EMI 滤波器 IC 产品组合将进一步助力工程师解决他们所面临的设计挑战，并大幅提高汽车、企业、航空航天和工业应用中的性能和功率密度。" 　　显著缩减系统尺寸、重量和成本，并提高可靠性 　　如何实施紧凑和高效的 EMI 输入滤波器设计是设计高密度开关稳压器时的主要挑战之一。通过电容放大，这些新的有源 EMI 滤波器 IC使工程师能够将共模扼流圈的电感值降低多达 80%，这将有助于以具有成本效益的方式提高机械可靠性和功率密度。 　　新的有源 EMI 滤波器 IC 系列包括针对单相和三相商业应用的 TPSF12C1 和 TPSF12C3，以及面向汽车应用的 TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1。这些器件可有效降低电源 EMI 滤波器中产生的热量，从而延长滤波电容器的使用寿命并提高系统可靠性。 　　新的有源 EMI 滤波器 IC 包括传感、滤波、增益、注入阶段。该 IC 采用 SOT-23 14 引脚封装，并集成了补偿和保护电路，从而进一步降低实施的复杂性并减少外部组件的数量。 　　减轻共模发射以满足严格的EMI标准 　　国际无线电干扰特别委员会 (CISPR) 标准是限制电气和电子设备中 EMI 的全球基准。TPSF12C1、TPSF12C3、TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 有助于检测、处理和降低各种交流/直流电源、车载充电器、服务器、UPS 和其他以共模噪声为主的类似系统中的 EMI。工程师将能够应对 EMI 设计挑战，并满足 CISPR 11、CISPR 32 和 CISPR 25 EMI 要求。 　　德州仪器的有源 EMI 滤波器 IC 满足 IEC 61000-4-5 浪涌抗扰度要求，从而大幅减少了对瞬态电压抑制 (TVS) 二极管等外部保护元件的需求。借助 PSpice® for TI 仿真模型和快速入门计算器等支持工具，设计人员可以轻松地为其系统选择和实施合适的元件。 　　德州仪器始终致力于通过持续的突破性成果进一步推动电源发展，例如，低 EMI 电源创新可帮助工程师缩减滤波器尺寸和成本，同时显著提高设计的性能、可靠性和功率密度。 　　封装及供货情况 　　车规级TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 现已预量产，仅可从 TI.com.cn 购买，采用 4.2mm x 2mm SOT-23 14 引脚封装。2023 年 3 月底，商用级 TPSF12C1 和 TPSF12C3 的预量产产品将可通过 TI.com.cn 购买。TPSF12C1QEVM 和 TPSF12C3QEVM 评估模块可在 TI.com.cn 上订购。TI.com.cn 提供多种付款方式和配送选项。德州仪器预计各器件将于 2023 年第二季度实现量产，并计划在 2023 年晚些时候发布另外的独立式有源 EMI 滤波器 IC。

【科学背景】随着柔性电子技术的迅猛发展，柔性触觉传感器因其在多种应用中的潜力而引起了科学家的广泛关注。柔性触觉传感器的核心概念是模仿人类皮肤的物理特性和感知能力，以实现对外部环境的高精度感测。这些传感器在工业自动化、人机界面、机器人操作和生物医学等领域具有重要应用前景。然而，由于其柔性的形式因子，这些传感器在与基于晶片的设备、商业芯片或电路板的集成方面面临诸多挑战。具体来说，现有的柔性触觉传感器面临以下几个主要难题：首先，一些用于制造这些传感器的弹性或复合材料无法使用传统的光刻和湿/干法刻蚀进行图案化，从而限制了触觉传感器的特征尺寸和空间分辨率。其次，构建柔性触觉传感器的过程通常需要转移、粘接等步骤，这些步骤阻碍了与其他基于硅片的设备和集成电路（IC）的单片集成。第三，大面积的柔性触觉传感器阵列通常具有固定设计，而为了满足多样的应用需求，需要可定制的空间分布和整体形状。有鉴于此，北京大学未来技术学院生物医学工程系助理教授韩梦迪研究员团队提出了一套创新的制造方法和设备设计方案。这些方案包括利用微电机系统（MEMS）技术制造柔性模块化触觉传感器，通过在传感器中引入具有内应力的二氧化硅（SiO2）层，使得可以构建用于测量机械刺激的三维微应变传感器（μSGs）阵列。这种方法与微电子工艺的兼容性使得这些传感器能够与其他传感器在硅（Si）晶片上进行单片集成，或配置成具有高空间密度的阵列。此外，这些传感器还具有模块化特性，使其与贴片、柔性印刷电路板（FPCB）及其他宏电子技术兼容，可以组装成大面积阵列，并与商业设备配合使用。【科学亮点】1. 本文首次展示了高密度集成的柔性模块化触觉传感器。这些传感器通过在晶片或柔性印刷电路板（FPCB）上布置二维和三维金属/合金细线，实现了与其他电子组件的无缝集成。这种设计克服了传统柔性传感器在集成中的挑战，提高了传感器的空间分辨率和适应性。2. 实验采用模块化设计和微电机系统（MEMS）技术，使得传感器能够在柔性印刷电路板上与商业电子产品配合，形成多种电子系统。这些系统具备了无线测量皮肤界面、生物力学信号连续监测和触觉信息空间映射的能力，展示了柔性传感器在不同应用场景中的兼容性。3. 实验表明，这些二维和三维金属/合金细线的触觉传感器能够准确区分法向力、剪切力和温度，并且对弯曲和拉伸等机械刺激具有免疫性。这种高空间分辨率和大面积覆盖的能力，使得这些传感器在机器人技术、生物医学和消费电子产品中具有广泛的应用潜力。【科学图文】图 1. 柔性模块化触觉传感器的设计与制造。图 2. 触觉传感器的表征。图 3. 由模块化触觉传感器构建的各种阵列。图 4. 由模块化触觉传感器和其他电子组件构建的多功能系统。图 5. 皮肤界面的触觉信息空间映射。【科学结论】本文的研究提供了关于柔性触觉传感器设计与制造的新视角，揭示了将这些传感器与电子组件无缝集成的潜力。通过利用光刻定义的金属/合金细线，这些传感器在三维空间中精准测量法向力、剪切力和温度，并对弯曲和拉伸等机械刺激表现出免疫性。这种设计不仅提高了传感器的空间分辨率和测量准确性，还扩展了其在机器人技术、生物医学和消费电子等领域的应用前景。尤其是高密度阵列、柔性多功能系统、大面积弯曲无敏感阵列和无线可穿戴贴片等示例，展示了柔性触觉传感器在微电子和宏电子技术中的兼容性及其实际应用潜力。研究表明，通过优化传感器的设计和集成策略，可以显著提升其性能，并为未来的技术进步提供新的机会。参考文献：Chen Xu et al. ,Three-dimensional micro strain gauges as flexible, modular tactile sensors for versatile integration with micro- and macroelectronics.Sci. Adv.10,eadp6094(2024).DOI:10.1126/sciadv.adp6094

聚乙烯（polyethylene ，简称PE）是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100~-70°C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。产品用途：高压聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等。中低、压聚乙烯：以注射成型制品及中空制品为主。超高压聚乙烯：由于超高分子聚乙烯优异的综合性能，可作为工程塑料使用。 目前毛细管法测定聚乙烯分子量是行业内作为控制产品质量重要的指标之一实验方法如下实验所需仪器：卓祥全自动超高温粘度仪、多位溶样块、自动配液器、万分之一电子天平。实验所需试剂1：十氢萘、抗氧剂溶剂的配置：在十氢萘中加入一定比例（质量比）的抗氧剂，并搅拌致抗氧剂完全溶解溶剂粘度的测定：卓祥全自动超高温粘度仪将实验温度设置成135度并且稳定后，加入溶剂，软件中启动测试任务待结束。连续测三次时间之差在0.2秒内粘度管的清洗：启动卓祥全自动超高温粘度仪干燥程序，仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。PE样品溶液的制备：在万分之一天平上精准称量精确到O.0055g，通过卓祥自动配液器将溶液浓度精准配制到0.0002g/ml，具体可参考GBT1632.3中7.31表格，放在卓祥多位溶样块中溶解。样品粘度的测定：加入样品，启动软件中特定公式测试，待任务结束。连续测三次时间之差与其平均值在0.2秒内。粘度管的清洗：再次启动卓祥超高温全自动粘度仪清洗、干燥程序，仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。按照公式（1）计算样品的粘数（比浓粘度）I： 式中：t/t0-----分别代表的是样品流经平均时间/溶剂流经平均时间，单位为秒（S）；C ----135度时溶液质量浓度的数值，单位为克每毫升（g/ml）；公式（2）: γ——20度和135度下溶剂的膨胀系数，等于相对应的密度之比，约等与1.107公式（3）特性粘度 [n]的计算 K —— 同聚合物浓度和结构有关的计算，可用K=0.27计算公式（4）分子量M的计算 以上内容未经过原作者或者现发布者的同意，任何个人或者单位都不可以转载和使用上述内容

聚乙烯（polyethylene ，简称PE）是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。化学式为：(C2H4)n，在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100~-70°C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。聚丙烯，（简称PP）是丙烯通过加聚反应而成的聚合物。化学式为(C3H6)n，密度为0.89～0.91g/cm3， 易燃，熔点189℃，在155℃左右软化，使用温度范围为-30～140℃ 。聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料。在80℃以下能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀，能在高温和氧化作用下分解。聚丙烯具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等。主要应用于应用在食品包装、家用物品、汽车、光纤等领域。聚乙烯和聚丙烯的应用面非常广泛，近年来发展也很迅速，许多企业也在不断增加对新技术研发的投入，其中粘度测试是一项非常重要的检测项目。国标GB/T 1632.3-2010规定聚乙烯和聚丙烯使用毛细管黏度计测定聚合物稀溶液黏度。关于PP/PP粘度标准的解读：使用毛细管乌氏粘度计，在135℃下测定溶剂以及规定浓度的聚合物溶液的流出时间,根据这些测定的流出时间和聚合物溶液的已知浓度计算比浓黏度和特性黏度。在室温下，聚乙烯和等规聚丙烯不溶于任何目前所知的溶剂。因此在试验中必须采取措施以防止因聚合物析出而导致溶液浓度发生改变。中旺全自动高温乌氏粘度计IVS800H在PP/PE中的解决方案许多企业一般使用半自动或手动的粘度仪，在135℃的油槽上进行粘度的测试，对人员以及环境都存在着安全隐患。IVS800H它是一款全自动的高温乌氏粘度计，实现自动恒温、自动进样、自动测试、自动清洗、自动干燥的操作流程，有效地避免了高温操作下引起的意外。另外它还能规避样品的析出，确保了数据的准确性。那么我们来详细的介绍下一个完整的PP/PE的粘度流程：仪器的配置：中旺DP25自动配液器、中旺聚合物溶样器、中旺全自动高温乌氏粘度计IVS800H。测试流程：配液：用万分之一天平称取聚丙烯PP样品，放入到溶样瓶中，用DP25自动配液器（移液精度≤0.1%）移取定量剂到溶样瓶中；溶样：中旺聚合物溶样器溶解PP/PE样品，采用金属浴，多孔位，转速、溶样时间、溶样温度可按要求设定。温度最高可达185℃。黏度测试：将彻底溶解好的PP/PE样品置入全自动高温乌氏粘度计IVS800H样品仓中，启动仪器，实现自动进样，采用进口不锈钢光纤可自动测试，计时精度可达0.001S，确保了数据的准确性，全程无需人员值守，并且系统自带软件，自动得出测试结果；测试结果IVS800H全自动高温乌氏粘度计连接电脑端，可自动得出测试结果并进行数据储存，便于多样化粘度数据分析；并且出分析报告。清洗黏度管乌氏粘度管固定在IVS800H高温乌氏粘度仪中，客户无需拆装取出，可自动清洗、自动排废、自动干燥。告别了乌氏粘度管耗材的时代。

聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)，简称PVP，是一种非离子型高分子化合物，是N-乙烯基酰胺类聚合物中独具特色的精细化学品。已发展成为非离子、阳离子、阴离子3大类，工业级、医药级、食品级3种规格，相对分子质量从数千至一百万以上的均聚物、共聚物和交联聚合物系列产品，并以其独特的性能获得广泛应用。PVP（聚乙烯吡咯烷酮）材料作为一种合成水溶性高分子化合物，具有水溶性高分子化合物的一般性质，胶体保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用，其受到人们重视的独特性质是其优异的溶解性能及生理相容性。在合成高分子中像PVP（聚乙烯吡咯万通）材料这样既溶于水，又溶于大部分有机溶剂、毒性很低、生理相溶性好的并不多见，特别是在医药、食品、化妆品这些与人们健康密切相关的领域中，随着其原料丁内酯价格的降低，展示出发展的良好前景。PVP（聚乙烯吡咯烷酮）材料按其平均分子量大小分为四级，习惯上常以K值表示，不同的K值分别代表相应PVP（聚乙烯吡咯烷酮）材料的平均分子量范围。K值实际上是与PVP水溶液的相对粘度有关的特征值，而粘度又是与高聚物分子量有关的物理量，因此可以用K值来表征PVP的平均分子量。通常K值越大，其粘度越大，粘接性越强。在PVP（聚乙烯吡咯烷酮）材料的生产和研发中，K值通常使用乌氏毛细管法进行测量，乌氏毛细管法实验操作简单，数据重复性好，在大多数高分子材料研发及相关质量控制中都起到关键作用，尤其是ZVISCO自动乌式粘度仪因其自动化程度高，节省人力的同时进一步提高了实验数据的可靠性。以IV2000系列全自动乌式黏度计、MSB系列多位溶样块、ZPQ智能配液器一整套黏度测试设备为例： 实验流程：1. 智能配液过程使用ZPQ智能配液器进行配液，点击配液功能后，直接输入浓度和质量（可通过连接天平直接获取），可直接计算出所需要的目标体积进行移液并且精度可达0.1%。可避免因手动配液方法导致的精度差、效率低及数据误差等问题。ZPQ智能配液器还具有密度计算功能，移取液体体积后，输入质量（可与天平通讯，直接获取），即可自动计算出密度值。2. 溶样过程MSB系列多位溶样块，采用金属浴的方式进行加热溶样并具有自动搅拌功能，同时可容纳15个样品。溶样效率快、转速可调、溶样时间可调、溶样温度可调、溶样温度可达180℃。3. 测试过程IV2000系列全自动乌式黏度计可实现自动连续测量，全程无需人员看管。并且采用的智能红外光电传感器，保证测量时间的精度可到毫秒级，可有效确保实验数据的精度，避免人工实验导致误差。4. 测试结果：IV2000系列全自动乌式黏度计连接电脑端，得出结果可在计算机上直接显示，并有数据储存、多样化粘度分析报表等多种功能。

摘要采用GB13021《聚乙烯管材和管体炭黑含量测定（热失重法）》和热重分析仪两种方法测定聚乙烯中炭黑含量。对两种方法的测定结果进行了比较，结果表面，两种方法均有良好的重复性和准确度，测定结果基本一致，采用不同方法得到的测定结果间可以互相参考　　关键词 GB13021，热重分析依法，炭黑含量　　Carbon black content in polyethylene was determined by two methods of GB13021, polyethylene pipe and tube carbon black content determination (thermal gravimetric method) and thermo gravimetric analyzer. Compared with the measurement results of the two methods of the surface, the two methods have good repeatability and accuracy. The measurement results are basically the same, the determination results obtained by different methods can reference each other　　Key wordsGB13021, thermal gravimetric analysis, carbon black content　　近年来，聚乙烯管材已成为继PVC之后，世界消费量第二大的塑料管道品种，广泛应用于给水、农业灌溉、燃气输送、排污、油田、化工、通讯等领域。无添加剂的聚乙烯耐气候老化和日光曝晒性能很差，因而实际使用时都会添加炭黑［1］。炭黑能使材料具有足够的抗紫外老化能力，当炭黑含量为2.0%～3.0%时可确保有效地防止紫外线的影响［2］。由于炭黑含量大小对聚乙烯管材具有重要的影响，许多标准都对聚乙烯中的炭黑含量作了规定，为了研发生产和销售的目的，炭黑含量是聚乙烯管材必须进行检测的指标。目前管道用塑料中炭黑含量的测试方法主要执行GB13021–1991［3］。使用热重分析仪是现在常用的热分析手段，用来测量高聚物的成分极为方便，常用标准是ASTME1131–2008［4］，热重分析仪也可以用于测定聚乙烯中的炭黑含量。目前这两种方法并存，不同实验室间经常采用不同的方法测试，存在炭黑含量分析结果无法直接比较的问题。笔者用以上两种方法测定同批聚乙烯粒料中的炭黑含量，对不同测试方法的优缺点、测量重复性以及两种方法测试结果的一致性进行了探讨，对炭黑含量测试方法的选择提供了参考。1实验部分　　1.1主要仪器与材料　　炭黑含量分析仪：HS-TH-3500型，上海和晟仪器科技有限公司；机械分析天平：精度0.0001g，上海天平仪器厂；热重分析仪：STA449C型；德国耐驰公司；电子天平：M2P型，德国赛多利斯公司；聚乙烯：市售。　　1.2实验方法　　1.2.1GB13021法　　称取试样质量m1(1±0.05)g置于样品舟中，将样品舟放入炭黑含量分析仪中，调氮气流量130mL／min，在氮气保护下升温至600℃，恒温裂解30min，取出后放入干燥器冷却至室温，称量质量m2，再放入马弗炉中950℃灼烧10min，取出放入干燥器冷却至室温，称量质量m3。炭黑含量c(%)　　按式(1)计算。　　1.2.2热重分析仪法　　称取试样质量(10±0.05)mg放入样品架上，合上加热炉，设置升温程序，氮气气氛下室温升至550℃，转换成氧气，在氧气气氛下升温至750℃，计算机自动采集升温过程中样品质量变化。　　2结果与讨论　　2.1测量结果比较　　按照1.2.1测定聚乙烯中炭黑的含量，测定结果见表1。　按照1.2.2测定聚乙烯样品的热重曲线(见图1)。根据曲线上各步失重的百分数可以判断样品分解机理及各组分的含量。随着温度升高，聚乙烯发生裂解，持续到550℃质量恒定，因为炭黑在高纯氮气中不发生反应，此时切换气体，通入氧气，使炭黑反应至完全，试样质量再次恒定。从550℃切换氧气到650℃质量稳定时发生的质量减少就是聚乙烯中的炭黑含量。650℃质量稳定后剩余物质为聚乙烯中的灰分。聚乙烯样品中碳黑含量的测定结果列于表1。从测试结果看，两种测试方法的相对标准偏差均小于3%，说明两种方法均具有较好的重复性，其中热重分析仪法的相对标准偏差比GB13021的相对标准偏差略大，这跟热重分析仪法样品量少、样品不均匀有关。两种方法测试结果的一致性可以采用以下方法进行［5］：假设两种测试方法的测试结果分别为x11，x12…x1n，平均值为x1，标准偏差为S1；x21，x22…x2n，平均值为x2，标准偏差为S2。若把xx12-看作随机变量，则根据方差的基本法则有：　　故若xx2S12(x1x2)-G-则认为两组数据是一致的。将表1中的数据代入公式可以计算出：xx0.8212-=，2S(x1-x2)=0.83，计算结果表明两组数据一致。两种方法测试的结果具有一致性，可以用来相互比对。　　2.2热重分析仪法准确度　　热重分析仪在分析过程中自动记录样品实时质量，人为因素小，热失重量的准确度可以用标准CaC2O4来验证。CaC2O4H2O随着温度升高会发生以下3步化学反应：CaC2O4H2O(固)=CaC2O4(固)+H2O(气)(3)CaC2O4(固)=CaCO3(固)+CO(气)(4)CaCO3(固)=CaO(固)+CO2(气)(5)在每步反应中都有气体放出，从而固体出现失重现象，根据化学反应方程和分子量就可以计算出每步化学反应的理论失重量。CaC2O4H2O的每步化学反应都可以反映在热失重曲线上，用热重分析仪得到的CaC2O4H2O失重量和理论值列于表2。　从表2可以看出热重分析仪在550～750℃内的测量相对偏差为1.3%，测量准确度高。热重分析仪法和GB13021方法测量炭黑含量的结果可靠。热重分析仪法快捷方便，但是测量相对标准偏差比GB13021测试方法的要大，原因是进行热重分析时所用样品量只有10mg，如果样品中的炭黑分布不均匀，用热重分析仪测聚乙烯中的炭黑含量时就会增大测试标准偏差。建议用热重分析法分析炭黑含量时尽量从多个聚乙烯颗粒上取样并且适当增加样品量。　　3结语　　从实验过程及分析结果可以看出炭黑含量分析的两种不同方法具有以下特点：（1）两种测试方法均可用来测定聚乙烯中的炭黑含量，测定结果基本一致，具有可比性。（2）GB13021法测炭黑含量试验重复性好，但是用到炭黑分析仪和马弗炉两种设备，实验过程中需要冷却和3次称量，操作较热重分析仪复杂。（3）热重分析法操作方便、快捷，结果直观，但是由于所用样品量小，测试结果标准偏差较大，测试中容易出现异常值，应该从多个颗粒上取样，尽可能增加样品量，测试次数至少2次，当出现两次偏差较大时，增加测试次数。

p 　　近日，中国科学院上海有机化学研究所的黄正课题组和加州大学尔湾分校管治斌课题组合作，在聚乙烯废塑料降解研究方面取得重大进展，相关成果于6月17日以“Efficient and selective degradation of polyethylenes into liquid fuels and waxes under mild conditions”(温和条件下高效选择性降解聚乙烯制备液体燃料和石蜡)为题在Science Advances杂志上在线发表(Sci. Adv., 2016, 2, e1501591)。该研究工作得到优秀青年科学基金(21422209)和重点项目(21432011)等的支持。 /p p 　　烃类物质(烷烃、烯烃、芳烃等)是化石能源的重要组成体，也是重要的基础化工原料。为应对绿色、可持续发展的挑战，一方面需要从自然界丰富的烃类物质出发，发展高效、原子经济性的合成技术，直接制备高价值化学品，实现“分子价值的增量” 另一方面也需要发展温和、实用的催化降解技术，将废弃的高分子量、稳定的烃类化学化工产品转化成可再次利用的小分子物质，避免对环境造成污染，实现“污染物质的减量”。黄正课题组发展了高效的金属有机催化方法和技术，在这两方面取得了重要突破。 /p p 　　烷烃由高键能、非极性C-C单键和Csp sup 3 /sup -H键组成，是最惰性的有机分子之一，其在合成化学中的应用价值较低。黄正课题组一直致力于烷烃催化转化方面的研究。该课题组先前发展了一类新型的PSCOP螯钳型铱金属有机配合物，其在烷烃脱氢反应中表现出非常高的催化活性，但是在直链烷烃脱氢过程中，由于催化剂具有烯烃异构活性，在反应后期阶段不可避免地生成内烯烃混合物作为主要产物。为解决该问题，他们巧妙地利用双金属催化一锅两步法进行烷烃末端高区域选择性硅基化，实现烷烃至直链烷基硅的高效催化转化(图1a)。催化体系包括由该课题组发展的PSCOP螯钳型铱金属有机络合物作为烷烃脱氢催化剂，将烷烃脱氢生成内烯烃混合物，吡啶二亚胺铁络合物作为串联烯烃异构和端烯烃硅氢化催化剂。该转化的关键在于：烷烃脱氢所生成的烯烃中间体快速异构，并通过铁催化剂对端烯烃选择性硅氢化促使内烯烃向端烯烃转化。该工作为烷烃选择性官能团化提供了新思路，相关成果发表在Nature Chemistry上(Nat. Chem.,2016, 8, 157 Conversion of alkanes to linear alkylsilanes using an iridium–iron-catalysed tandem dehydrogenation–isomerization–hydrosilylation 利用铑-铁催化的脱氢-异构化-硅氢化串联反应实现烷烃到直链烷基硅的转化)。 /p p 　　聚乙烯和烷烃结构单元相似，均由C-C单键和Csp sup 3 /sup -H键组成。聚乙烯是年产量　大的塑料产品(年产超过上亿吨)，由于其化学惰性，被弃置后难以降解构成“白色垃圾”主要成分。研究人员利用双金属催化交叉烷烃复分解策略，使用价廉量大的低碳烷烃作为反应试剂和溶剂，与聚乙烯发生重组反应，可有效降低聚乙烯的分子量。由于在反应体系中低碳烷烃过量存在，可多次参与和聚乙烯的重组反应，直至把分子量高至上百万的聚乙烯降解为适用于运输系统燃油的烷烃产品。该反应适用于 HDPE、 LDPE和 LLDPE的降解，且催化剂可以兼容商业级聚乙烯中包含的各类添加剂，并进一步被证明可应用于实际生活中所产生的聚乙烯废塑料瓶、废塑料膜和废塑料袋的降解(图1b)。相比较传统高温裂解方法，该方法具有反应条件相对温和，产物选择性高的优点。高温裂解方法往往需要超过400度反应温度，产生包括气、油、蜡、焦等非常复杂的混合物 产物包括直链烷烃、支链烷烃、烯烃、芳烃等，产品利用价值低。而且黄正等发展的降解方法温度较低(150-200度)，生成的产物以直链烷烃为主，且可以通过催化剂结构调控或反应时间控制，选择性生成可作为柴油的C9-C22烷烃或者聚乙烯蜡。这项研究成果得到了Nature、Science、Chemical & amp Engineering News等学术杂志的正面评论，并被《洛杉矶时报》、《华盛顿邮报》和新华网等国内外新闻媒体报道。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" tpxw2016-06-27-01.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201606/insimg/0b7ccaeb-e75f-4906-95ec-5a09ef3bc04a.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 图1. a) 烷烃选择性硅基化 b) 聚乙烯降解。 /strong /p p /p

p 　　位于罗德岛州韦斯特利的高可靠、严苛环境解决方案供应商阿美特克SCP，发布了新的已订立合约的具有模塑性能的聚乙烯，它将用于追求美国政府多个奖项、多年不定期交付/不确定数量(ID/IQ)合同。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/3e508488-0064-4c69-8b67-0dca1825b5af.jpg" title=" Expanded Polyethylene Molding Capabilities.jpg" width=" 300" height=" 226" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 226px " / /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 由于具有更低的海水渗透率，聚乙烯长期以来被公认为海底电缆及终端的首选材料。 /span 阿美特克SCP为其客户提供了聚乙烯模塑，因其在全深度额定海底以嵌入式传感器和有效载荷应用时，具有长寿命和高可靠度。 /p p 　　阿美特克SCP与客户合作塑造 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 聚乙烯电缆接头、断路器和连接器终端。 /span 这些功能可在工厂或现场实现。客户被建议与阿美特克SCP协商来最好地利用其专业知识合适地挑选聚乙烯材料应用，来保证最低的寿命周期成本。 /p p 　　 span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i “我们非常乐意见到我们在聚乙烯资源的投资获得了盈利。我们已创立一个由固定设备、流程和人才组成的坚实基础来支持我们的客户，” /i /span 工程互联与包装业务部门副总裁Liam Shanahan评论道。 /p

为全国第三家，将进一步规范行业 　　火炬开发区港华辉信聚乙烯检测认证实验室，近日获中国合格评定国家认可委员认可，成为全国第三个具备国家聚乙烯检测资格的实验室。 　　获评国家认证的聚乙烯检测实验室建立于2002年，经过认证后的实验室，具备为国内相关企业作标准检测、校准、检查服务方面认证的能力，检测结果可获国家与部分国家认可。港华辉信执行董事梁志刚表示，此前国内只有两个聚乙烯检测认证实验室，分别位于河北和山东，落户中山的实验室将对整个聚乙烯行业的产品质量提升与规范有重大意义。

DiaPac公司，一家位于休斯敦的碳化钨加工企业，他们已经开始转向使用康塔公司出品的Autotap堆密度分析仪来测量他们高密度粉末的堆积密度或振实密度。这些测量均是为了满足客户各种领域的材料耐磨应用，例如运用于油田钻井钻头、采矿工具和研磨设备的表面硬化等等。DiaPac的首席冶金专家指出振实密度的重要性是在于它从某方面反映了混合粉末的一些特质：“....颗粒大小分布及其堆积密度指标反映了金属复合材料在耐磨性和刚性之间的平衡。我们始终致力于在不牺牲材料刚性的前提下增强它的耐磨性，无论是耐磨性还是刚性，他们对颗粒的堆密度都是相当敏感的。” 　　在谈到康塔堆密度分析仪给该部门所带来的好处时，他继续说到：“与我们的其他堆密度分析仪器相比，据我所知，康塔的仪器一直都是我们行业的标准，(有20多年了吧?)最初促使我选择使用康塔堆密度分析仪是由于Autotap在振实过程中粉末是旋转的，而我们的共混物通常有非常细的“粘连”成份(团聚体)，经常使粉末的堆密度值最大化。粘连的粉末具有很高的休止角，并且“攀”在量筒里形态也不是我们想要的，我们很清楚这会牺牲我们精确性。Autotap 在测定中让混合粉末旋转起来，避免了这些问题。” 　　在实际运用方面，DiaPac技术人员还注意到了它在振实密度实验操作上的优势：“与先前其它仪器相比，他们很快就注意到在使用康塔的仪器时开机迅速，放置和移开量筒操作简单。” 并且“不必敲击量筒侧壁以保持粉末床层水平，也不必进行任何套管机构操作，我们也几乎不会再打碎任何这些昂贵的经过认证的量筒。” 　　康塔公司Autotap堆密度分析仪遵循美国材料实验协会ASTM B527标准(金属粉末及其化合物振实密度标准测试方法)和其它国际准则，康塔堆密度分析仪有单样品管和双样品管两款仪器可供选择。 　　企业介绍： 　　DiaPac公司：专业提供各种超硬碳化物合金材料。这些材料与他们的丰富行业经验相结合给同领域的企业提供了多种耐磨的解决方案。DiaPac 在回收再利用方面也是行业的领军企业，他们从废旧的工具、矿泥、太空碎片中提取回收硬质碳化物合金，使得这些可再生材料得以加以利用，为客户的解决方案提供了有效的成本优势。DiaPac有限责任公司是一家通过ISO 9001:2008认证的公司。www.diapac.net/index.html 　　美国康塔仪器公司：成立于1968年，是世界领先的粉末和多孔材料性能表征分析仪器的设计专业制造商，尤其是在多站样品分析仪器和数据分析处理方法的应用方面具有世界领先水平。我们为ISO 9001:2008的行业标准提供最权威的数据测支持，同时也致力于提供高品质的仪器维护服务。康塔有50多个销售和技术服务办事处和代理机构遍布全球各地。康塔还将参加2010年1月在代托纳比奇举行的先进陶瓷与复合材料会议暨博览会。

在现代检测领域，精度是非常重要的技术指标。具体到工业CT设备，其精度通常指代的有三个指标：空间分辨率、密度分辨率、测量误差。关于空间分辨率的影响因素、计算方式在此前的推文中已经做了介绍，本篇，我们就来详细介绍工业CT的「密度分辨率」。一、密度分辨率密度分辨率（Contrast Resolution），又称对比度分辨率或低对比度分辨率，是CT系统区分不同物质密度差异的能力。它定量地表示为影像中能显示的最小密度差别，通常以百分比（%）表示。例如，当密度分辨率为2%时，意味着两种物质的密度差异达到或超过2%时，CT图像就能清晰地区分它们。二、工业CT密度分辨率的原理我们知道，当X射线穿过不同密度的物质时，会发生不同程度的衰减。CT系统正是通过收集测量这些衰减信号，并利用重建算法将其转换为图像。密度分辨率的高低取决于系统对这些微小衰减差异的敏感度和区分能力。在工业CT中，高质量的图像可达优于1%甚至更小的密度分辨率，使得工业CT能够发现更细微的缺陷，提高检测的准确性和可靠性。这意味着工业CT能够准确地区分材料内部的微小密度变化，如气孔、裂纹、夹杂等缺陷，为质量控制和缺陷检测提供强有力的支持。三、影响密度分辨率的因素密度分辨率的高低取决于多个因素，包括：噪声和信噪比噪声是扫描均匀物质时，其CT值的标准偏差。噪声使图像呈颗粒性，直接影响密度分辨率，尤其表现在低密度组织的可见度上。信噪比由探测器的效率和X射线剂量决定。效率越高、剂量越大，则信噪比越高，相对降低噪声，密度分辨率将提高。被检物体大小理论上，被检物体的尺寸大小并不会改变CT系统的密度分辨率（分辨能力），但是尺寸大小会影响到射线的衰减，这就在一定程度上会造成探测器在侦测信号方面存在差异，比如信噪比波动。当被检物体的几何尺寸较大时，这是因为较大的物体能够吸收更多的X射线光子，从而产生更明显的信号差异，使得不同密度的组织或物质更容易被区分开来。反之，如果被检物体较小，其吸收的X射线光子数相对较少，信号差异可能不够明显，导致图像在对比度上差异不明显。另外高密度物质对射线吸收后会造成射束硬化、金属伪影等干扰，同样也会影响设备的密度分辨力。探测器性能探测器的灵敏度、动态范围等性能参数对密度分辨率也有重要影响。高性能的探测器能够捕捉更多的细节信息，提高图像的密度分辨率。X射线剂量X射线源的能量直接影响其穿透能力和散射程度。选择合适的X射线源的剂量，可以在保证穿透深度的同时，减少散射和衍射对对比度分辨率的影响。四、密度分辨率测试密度分辨率的检测方法多种多样，在国标《GB/T 35386-2017 无损检测 工业计算机层析成像（CT）检测用密度分辨力测试卡》文件中，提供了空气间隙卡、固体密度差试样、液体密度差试样和圆盘卡四种测试卡。这些测试卡通过设计具有不同密度的材料组合，来模拟实际检测中可能遇到的密度差异。例如：固体密度差试样是在均制的圆柱形刚性基体材料（一般为钢、铝或塑料）的特定部位，按密度大小嵌入的一系列与基体不同的密度块。通过扫描这些试样，可以评估CT系统对固体材料密度差异的分辨能力。液体密度差试样在纯水的特定范围内加入可溶性介质（一般选用氯化钠），使介质溶液和纯水形成一定的密度差。

美国SPEX-中国独家总代理德可纳利科技集团(TKI)，推出邻苯二甲酸酯在聚乙烯固态塑料的标准物质，用於美國消費者和玩具安全改進法規，相关参数请参考卖场，欢迎来电询价选购。 电话:021-64665918 021-64665971 传真:021-51079676 联系人：王小姐 邮箱：info@tkichina.com 地址：襄阳南路500号巴黎时韵大厦2509室 邮编：200031 公司网站：www.tkichina.com www.spexcsp.com

近日，北京市检验检测认证中心所属市特种设备检验检测研究院组织召开了北京市地方标准《聚乙烯管道热熔对接接头微波无损检测质量控制要求》预审会。会议邀请了来自中国标准化研究院、中国特种设备检测研究院、北京化工大学、国家化学建筑材料测试中心、北京顺义燃气有限责任公司、北京航星机器制造有限公司、北京工业大学等单位共计16名专家组成审查专家组进行评议。会上，标准编制组人员就标准的目的意义、制定原则和依据、适用范围、主要条款等向专家组作了详细汇报，与会专家对标准的有关技术内容进行了质询，并对标准的完善提出了宝贵意见。最后，会议对标准征求意见稿进行了审查，专家组一致同意该标准通过预审查。《聚乙烯管道热熔对接接头微波无损检测质量控制要求》针对北京市城市燃气聚乙烯管道热熔对接接头的实际情况，首次提出了聚乙烯管道热熔对接接头的微波无损检测质量控制规范，并为聚乙烯管道热熔对接接头的质量检测与评判提供了方法与准则。本次会议为该地方标准的顺利发布奠定了基础。

作为衡量物质物理性质的典型指标之一，密度的概念对大多数人来说并不陌生。每种物质都有一定的密度，且不同物质的密度不同。因此，我们可以利用密度来鉴别材料及其组成成分，判断材料质量等等，进而指导生产和控制质量。天平是密度测定时必不可少的仪器，用于确定样品在空气中和在液体里的质量，从而获得样品密度。哪些天平可以测定密度？奥豪斯提供密度测定组件，包括玻璃烧杯、固定支架、容器支架、温度计、适用于漂浮和非漂浮固体的挂篮、一瓶润湿剂以及下沉锤（选配）。将组件安装在天平上，可以测定固体和液体的密度。此组件适用于奥豪斯Explorer（EX）、Adventurer（AX）和Pioneer（PX）系列天平，可读性为1mg、0.1mg和0.01mg的型号。是否需要手动计算密度结果？-不需要奥豪斯天平内置“密度测定”称量模式，对于未知固体或液体密度的测定可提供不同的工作流程。测试过程中显示操作提示，指导用户分步完成操作。完成测试后，天平自动计算密度值，测试数据和最 终结果可打印，方便数据追溯。如何使用天平测定密度本操作指南以Adventurer天平为例，分别说明如何测定固体样品和液体样品的密度，同时讲解了天平设置和测试注意事项，以提高密度结果的准确性。奥豪斯微信公众号提供免费密度测定操作指南下载，或者直接拨打售后服务热线：4008-217-188，推荐适用的天平型号和指导安装密度测定组件，让您轻松使用我们的天平测定样品密度。奥豪斯集团成立于1907年，拥有遍布各地的营销、研发和生产基地。通过不断为各地用户提供优质的称量产品与完善的应用方案，奥豪斯产品已遍及环保、疾控、食药、教学科研、食品、新能源和制药工业等各种应用领域，赢得了广泛的认可与青睐。我们致力于提供符合各国安全、环境及质量体系的产品，涵盖电子天平、台秤、平台秤、案秤、摇床、台式离心机、加热磁力搅拌器、涡旋振荡器、干式金属浴、实验室升降台和电化学产品等。

科研人员设计了一种高性能无铅的表面改性氧化钆/碳化硼/高密度聚乙烯复合屏蔽材料，其防护性能甚至优于我国大科学装置——全超导托卡马克科学实验装置中原有的掺硼聚乙烯准直屏蔽体。　　通常在人们的印象里，核辐射防护材料往往离不开厚重的铅。例如，医院X射线检查室所用的防护门就是由铅材料制造的。然而铅的生物学毒性对环境不友好，使其应用范围受到限制。　　日前，中国科学院合肥研究院等离子体物理研究所科研团队取得了一项新进展，有望改变人们对核辐射防护材料的传统认知。该团队研制了一类高性能、无铅化的中子及伽马射线复合屏蔽材料，并围绕材料的屏蔽性能与机制展开了实验研究和模拟计算验证，相关成果发表在核科学技术期刊《核材料与能源》上，并申请了发明专利。　　传统屏蔽材料难以满足现代社会辐射防护需求　　中子是电中性粒子，不受库仑力作用，穿透性极强，且在碰撞过程中会产生次级伽马射线，是现代核辐射防护的研究重点。而科学高效的中子屏蔽方案，会在选用高原子序数（原子序数是指元素在周期表中的序号）材料和低原子序数材料的同时，还选用中子吸收材料，以进行复合屏蔽。例如常用的由铅、硼、聚乙烯组合而成的铅硼聚乙烯板，就是这种复合屏蔽材料。　　铅硼聚乙烯是一种传统的屏蔽材料，其中聚乙烯具有较高的含氢量，氢原子对快中子具有良好的慢化作用；硼原子能吸收热中子；铅原子除了对具有一定能量的快中子有屏蔽作用外，对伽马射线的屏蔽也特别有效。相比其他核屏蔽材料，铅硼聚乙烯除了具有高效的核屏蔽性能外，还具有质量轻、体积小的特点，已广泛用于核电、核动力、军工、航空、医疗等领域中的核防护。　　但随着原子能工业的发展，人们必须采取严密的防护措施来保障涉核人员的身体健康和环境安全。而铅硼聚乙烯等传统材料屏蔽功能单一、屏蔽性能有限，有的热力学性能不佳，难以满足现代社会对核辐射防护的要求，并且这些含铅的防护材料，往往使用几年就会失去防护效果，淘汰后流入环境中，会对周围环境造成污染。　　新防护材料具有优异的综合屏蔽性能　　而稀土元素钆在自然界中通常以无毒的氧化钆形式存在，且其平均热中子吸收截面非常高，不但耐高温，还具有良好的伽马射线屏蔽性能。科研人员根据其材料特性，设计了一种高性能无铅的表面改性氧化钆/碳化硼/高密度聚乙烯复合屏蔽方案。　　首先，研究人员采用偶联剂对氧化钆进行表面改性处理，提高了其在基体内部的界面相容性和弥散性，使辐射粒子更充分地与材料内部的功能组元相互作用从而迅速衰减。其次，研究人员设计的复合材料，采用了钆—氢—硼体系对中子进行慢化和吸收，利用轻、重核与中子的相互作用特性以及钆和硼的高热中子吸收截面特性，使高能入射中子与钆产生非弹性碰撞，与氢、碳、氧发生弹性碰撞直至成为热中子，最后被钆和硼吸收。其中钆作为重核元素还兼具吸收伽马射线的功能。　　科研人员通过进一步研究发现，改性纳米氧化钆对复合材料的性能提升明显优于改性微米氧化钆及未改性的纳米和微米氧化钆，并且在6厘米以下较薄的材料厚度时，氧化钆的改性处理对复合材料辐射屏蔽性能的提升尤为明显。　　而后，科研人员将他们研制的新型无铅核辐射防护材料送往北京市射线应用研究中心，进行样品屏蔽实际测试。测试的结果令人满意：在锎-252中子源辐照环境下，该复合材料在厚度为15厘米时达到了98%的中子屏蔽率；在铯-137和钴-60伽马源辐照环境下，复合材料在厚度为15厘米时分别达到了72%和60%的伽马屏蔽率。　　值得一提的是，这种新型无铅核辐射防护材料综合屏蔽性能，甚至优于我国大科学装置——全超导托卡马克科学实验装置中原有的掺硼聚乙烯准直屏蔽体。说明这种新型无铅核辐射防护材料可作为改进型替代材料，也可作为其他中子—伽马混合场的防护材料，在受控核聚变的科学攻关当中，提供更好的核辐射防护手段。

2012食品包装消费警示昨发布 　　近日，2011中国食品包装论坛发布会在京举行。会议发布了《2012中国食品包装消费警示》，揭开了与食品安全密切相关的包装存在的行业内幕和安全陷阱。 　　比如仿瓷餐具，行内称密胺餐具，因其耐摔、易清洗、色彩鲜艳被广大消费者尤其是小朋友所喜爱。然而，由国际食品包装协会与有关方面组成的联合调查组，对北京、广东、浙江共10家连锁超市、10家批发市场及北京20家餐饮企业仿瓷餐具使用情况进行了长达五个多月的全面调查、测试和分析，得出的结论不容乐观。 　　从市场购买的23种不同企业生产的密胺产品，未获生产许可证的产品竟占47.8%，且部分产品严重超标，如北京市丰台某批发市场销售的商标为祥和的仿瓷碗，甲醛检测值超过标准值近5倍，存在严重致癌隐患。 　　消费警示 　　消毒湿巾并不“消毒” 　　据调查，消毒湿巾的消毒效果有限，而且丢弃后污染环境。有些生产企业为了降低成本使用劣质材料，为了使产品更白净，添加了对人体有致癌作用的荧光增白剂。还有些湿巾打开后有浓烈的香味，其使用的香精也可能是工业级的。 　　PVC保鲜膜裹肉要不得 　　现在，市场上常见的食品保鲜膜有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等，其中PE材质的保鲜膜比较安全。而PVC材质的保鲜膜，为了增加柔软度和黏附力，生产企业往往都会添加增塑剂。增塑剂和油脂类食品接触时会深入到食物中，从而随着食品进入人体。增塑剂如果在体内长期累积，会引发激素失调、导致人体免疫力下降。 　　此前，有调查发现，北京、广东深圳地区大型超市鲜肉区、熟食区存在PVC保鲜膜滥用的现象。 　　小摊彩色吸管隐患大 　　每天，人们早上喝着小摊上买的热豆浆。摊贩使用的吸管外包装袋上没有任何标识。生产吸管的原料一般是高密度的聚乙烯，而食品级的聚乙烯要比非食品级的贵。于是，一些生产企业会使用工业级的聚乙烯或者废塑料制成吸管，这样的吸管容易产生低分子的有害物质，比如致癌物萘，长期使用会影响人体肝脏，导致血液疾病等。 　　而且，三无塑料吸管，颜色越鲜艳，安全隐患越大。生产商可能会使用颜料来遮盖废旧等不合格材料，而这些颜料里通常含有铅等重金属。 　　月饼托增塑剂超标800倍 　　精美的月饼盒里，都有同样制作精良的月饼托。然而，调查结果显示，根据国家标准对市场上购买的11种月饼托进行检测，10个样品检测出含有增塑剂，有的惊人地超标800倍。

聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)简称PVP，是一种非离子型高分子化合物，是N-乙烯基酰胺类聚合物中最具特色，且被研究得最深、广泛的精细化学品品种。已发展成为非离子、阳离子、阴离子3大类，工业级、医药级、食品级3种规格，相对分子质量从数千至一百万以上的均聚物、共聚物和交联聚合物系列产品，并以其优异独特的性能获得广泛应用。PVP按其平均分子量大小分为四级，习惯上常以K值表示，不同的K值分别代表相应的PVP平均分子量范围。K值实际上是与PVP水溶液的相对粘度有关的特征值，而粘度又是与高聚物分子量有关的物理量，因此可以用K值来表征PVP的平均分子量。通常K值越大，其粘度越大，粘接性越强。测定K值最常用的方法是用毛细管粘度计测的PVP水溶液的相对粘度n，再根据公式计算出K值。 实验方法如下实验所需仪器：卓祥全自动粘度仪、自动配液器、万分之一电子天平。实验所需试剂1：溶剂：纯水，无水乙醇为清洗剂。溶剂粘度的测定：卓祥全自动粘度仪设置到实验目标温度值并且稳定后，加入纯水，软件中启动测试任务待结束，测的溶剂时间T0。粘度管的清洗：启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序，仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。样品溶液的制备：在万分之一天平上精准称量精确到*g，溶解在**ml溶剂中，通过自动配液器将溶液浓度精准配制到**g/ml，溶解条件：常温搅拌。样品粘度的测定：加入**ml样品，测量样品时间**，计算粘度结果粘度管的清洗：启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序，仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。

2月19日，卡塔尔能源公司投资60亿美元的拉斯拉凡石化项目将于破土动工，这是该公司在卡塔尔最大的石化投资。这座世界级规模的石化项目于2019年首次宣布，将拥有中东最大的乙烯裂解装置，每年生产210万吨乙烯，并将卡塔尔的乙烯产能提高40%以上。2023年，卡塔尔能源宣布了该项目的最终投资决定，其持有70%的股份，雪佛龙菲利普斯化学公司持有30%的股份。卡塔尔能源公司表示，项目还包括两条聚乙烯生产线，高密度聚乙烯产品的总产能为170万吨/年。该项目将在2026年底前将卡塔尔的整体石化产能提高到约1400万吨/年。20世纪60年代末和70年代初，卡塔尔利用其丰富的天然气资源，成为中东地区最早建立石化基地的国家之一。2023年3月，卡塔尔能源公司和雪佛龙菲利普斯公司宣布开始在美国休斯顿附近建设金三角聚合物工厂，包括一个产能为208万吨/年的乙烯裂解装置。

2011年5月21日，欧盟官方公报(OJ)上发布了委员会条例(EC)No 494/2011，对REACH法规附件XVII进行了修订，如下所示。该条例将在发布之日起第20天生效。 　　1. 第23条，第1~4点修订为： 1. 不得用于由合成有机聚合物(即所谓的塑料材料)制的混合物和物品，如： 　　——氯乙烯聚合物或共聚物(PVC)[3904 10][3904 21] 　　——聚亚胺酯(PUR)[3909 50] 　　——低密度聚乙烯(LDPE)，当其制造有色母料时除外[3901 10] 　　——醋酸纤维素(CA)[3912 11] 　　——乙酸丁酸纤维素(CAB)[3912 11] 　　——环氧树脂[3907 30] 　　——三聚氰胺-甲醛(MF)树脂[3909 20] 　　——尿素-甲醛(UP)树脂[3909 10] 　　——聚乙烯对苯二甲酸(PET)[3907 60] 　　——聚丁烯对苯二酸酯(PBT) 　　——透明/普通聚苯乙烯[3903 11] 　　——丙烯腈甲基丙烯酸酯(AMMA) 　　——交联聚乙烯(VPE) 　　——高压聚苯乙烯 　　——聚丙烯(PP)[3902 10] 　　——高密度聚乙烯(HDPE)[3901 20] 　　——丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)[3903 30] 　　——聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)[3906 10] 　　从塑料材料制得的混合物或物品，若其镉含量(塑料材料中的质量百分数)大于或等于0.01%，则其不可投放欧盟市场。 　　作为其豁免，第2段不适用于在2012年1月10前投放市场的物品。 　　第1段和第2段无歧视地采用理事会指令94/62/EC，并且以此为基础运作。 　　2. 不可用于颜料[3208][3209] 　　对于颜料中锌含量超过10%的颜料，则镉(以金属镉的形式表达)的质量分数不可超过0.1%。 　　颜料中的镉(以金属镉的形式表达)的质量分数(在涂装产品中颜料的质量分数)超过0.1%的，则不可投放市场。 　　3. 作为豁免，基于安全原因，第1段和第2段不适用于染色含有镉的混合物。 　　4. 作为豁免，第1段，第2分段不适用于： 　　——由PVC废弃物制得的混合物，即被称为“回收PVC”， 　　——含有回收PVC的混合物或物质，若镉(以金属镉的形式表达)在以下刚性PVC应用中，含量不超过0.1%(塑料材料的质量分数)： 　　(a) 用于建筑的外层和甘心层 　　(b) 门，窗，百叶窗，墙，气窗，篱笆和屋顶排水沟 　　(c) 甲板和台阶 　　(d) 电缆管道 　　(e) 若多管道时，回收PVC作为中间层使用，且完全被全新的PVC覆盖的，符合第1段要求的非饮用水管道 　　供应商必须保证，在第一次投放含有回收PVC的混合物或物品时，应以清晰、明显、永久性的标识“含有回收PVC”或以下标识： 　　依据本法规第69条，在2017年12月31日前，第4段的豁免授权将被审核，特别是考虑到减少有限的镉的价值和重新评估第(a)至(e)的豁免。 　　2. 对第23条，添入第8、9、10和11段： 　　8. 铜焊填料的镉的质量分数不可大于0.1%。 　　若镉(以金属镉的形式表达)的质量分数超过0.1%，则铜焊填料不可投放欧盟。 　　在本段中，铜焊即结合了使用合金的连接技术，其温度在450℃以上、 　　9. 作为豁免，第8段不可应用铜焊填料于防护或航空，且铜焊填料用于安全原因。 　　10. 若含量高于0.01%，则其不可投放市场： 　　(i) 用于制造珠宝的金属珠或其他金属组件 　　(ii) 珠宝的金属部分和仿造珠宝及头饰，包括： 　　——手镯、项链和戒指 　　——穿透性的珠宝 　　——腕表和腕带 　　——胸针和袖口。 　　11. 作为豁免，第10段在2012年1月10日前不可应用于产品投放市场、超过50年的首饰在2012年1月10日时不可投放市场。 　　详情可参考条例(EC)No 494/2011。

中国第一台真正意义上的高温全内置三检测器（示差折光指数检测器RI/毛细管粘度检测器DV/光散射检测器LS）联用凝胶渗透色谱仪PL-GPC220在中国顺利完成安装验收工作，该用户为著名石化企业中石油的合资石化公司，仪器的温度稳定性、流速精度及进样进度均完全满足多检测器联用的要求；对高密度聚乙烯和聚丙烯的样品进行了实验，实验结果完全优于美国国家标准ASTM6474的要求，有极好的数据重现性；同时对低密度聚乙烯的长链支化进行了研究，取得了很好的研究结果。这标志着Polymer laboratories公司的三检测器高温凝胶渗透色谱仪开始逐步进入中国市场，相信会为中国的石化企业在生产质控及研发上提供丰富可靠的数据。

消毒湿巾本身就是细菌源、PVC保鲜膜含有增塑剂，一次性发泡餐盒沾油加热就有毒、五颜六色的吸管危害健康…… 　　核心提示 　　户外净手常用湿巾，家庭加热、保存食物常用保鲜膜，上班族谁没有吃过盒饭?用五颜六色的吸管喝果汁、饮料、牛奶，更不用说了，那不仅是孩子们的最爱，小白领们也个个难逃……可是，看了记者调查的结果，你要当心了：也许这些东东，正在毒害着你的健康。 　　劣质湿巾无法“消毒” 　　春天来了，不少人开始外出旅游。很多人用湿巾擦手擦脸擦水果。殊不知，湿巾选不对路反而会误事。 　　“没想到在酒店用了一下湿巾，回到家中眼睛就有了问题。”近日，郑州的刘先生在一酒店用餐时，用了酒店提供的独立包装的湿巾擦了擦手和眼睛，可吃完饭没过多长时间，他感觉眼睛不但发痒还干涩。第二天一早，他发现自己不但变成了“兔眼”，而且疼痛难忍，无奈之下只好去医院检查，结果诊断为“红眼病”。 　　记者走访市场发现，在部分湿巾的外包装上，很难找到“卫生消准字、执行标准、生产单位厂址、批号”俱全的产品。 　　据了解，消毒湿巾的产品分两类：一类是产品自身经过消毒，但不具备消毒其他物品的功能 另一类湿巾不仅“自己”被消毒，对擦拭对象也有消毒功能，但对大部分细菌不具有杀灭作用，甚至有些湿纸巾本身就细菌超标。 　　“目前市场上的一些消毒湿巾存在两个问题，一是细菌超标，二是添加荧光增白剂、工业级香精等物质。”著名环保专家、国际食品包装协会秘书长董金狮教授说，优质湿巾会有一种柔和淡雅的香味，没有任何刺激性气味，多采用无纺布，质地洁白，没有任何杂质，劣质湿巾会有明显的杂质。在使用中，优质湿巾不会起毛，劣质湿巾则有明显起毛，有刺激性气味。 　　董金狮提醒人们，选购湿巾时，一定要看标志、生产企业名称、执行标准、生产日期、有效日期等，一个也不能少。 　　PVC保鲜膜、一次性发泡餐盒有毒 　　对于保鲜膜，大家并不陌生，很多家庭常用保鲜膜封住碗碟口放进冰箱，或者将保鲜膜包裹的食物放进微波炉加热。 　　3月12日中午，记者在丰乐路一水果摊前看到，摊主切开一个西瓜后，顺手拿起一个大卷的保鲜膜熟练地覆盖在西瓜的横切面上。“根据国标规定，保鲜膜一般有3种材质，即PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PVDC(聚偏二氯乙烯)。”董金狮说，其中，PE和PVDC这两种材质的保鲜膜对人体安全，因为PVDC材质价格相对较贵，所以市场上的保鲜膜以PE材质为主。 　　“那种特别透亮的保鲜膜就是PVC保鲜膜，在加工生产过程中一般会添加35%左右的增塑剂。”董金狮说，PVC保鲜膜不能接触带油脂的食品，不能在微波炉中加热，不能在高温下使用，否则增塑剂就会溶解出来，进而影响婴儿发育，导致一些女孩的性早熟，或男性不育症。 　　对于PVC和PE保鲜膜用肉眼辨别不太容易，但也有方法。董金狮说，特别透亮的是PVC保鲜膜，不透亮的是PE保鲜膜 PVC保鲜膜韧性强，大幅度拉伸不易断，容易粘在手上，PE保鲜膜柔软，韧性较差 PVC保鲜膜燃烧时会冒浓烟，而且呛鼻子，PE保鲜膜燃烧状态跟蜡烛较像。 　　同样，很多人使用的一次性餐盒，也可能存在安全隐患。 　　记者在一家小吃店购买了一份卤面要求打包。老板拿出准备好的一次性塑料餐盒进行打包，记者观察发现，餐盒的盖子上印有“环保餐盒”字样，但没有国家规定的QS标志。 　　“一次性发泡塑料餐具的原材料是聚苯乙烯，含有苯乙烯单体、二聚体等低聚物，长期摄入会损伤生育功能，造成残疾。”董金狮说，一次性发泡餐具不适合盛装含油多的产品，也不适合在100摄氏度以上使用，更不适合在微波炉中加热。 　　董金狮说，有些一次性发泡塑料餐具企业为了欺骗消费者和执法人员，还在产品模具或包装上印制“降解餐盒”、“环保餐盒”等字样。要辨别是否为合格的一次性餐盒，先看有没有QS标志，之后要用手摸 如果是软绵绵的，轻撕就破裂，遇热变形还渗漏，一折会出白印的，就不是环保餐盒。 　　吸管越鲜艳危害越大 　　每到早晨的上班高峰期，都会看到匆匆忙忙的人们，手上拿着各式各样的早点，边走边吃，并用吸管喝着豆浆、牛奶。然而，这小小的塑料吸管可能存在着极大的危险。 　　记者在市内一批发市场(注：黄河小商品批发市场)的塑料制品摊位看到，一些吸管的透明包装袋上什么字都没有，既没有厂家，也没有生产日期 还有一包包彩色吸管，包装上也是没有任何图案和文字 除了一些三无吸管外，有少部分吸管的外包装上标有生产厂家，而且标明了QS标志。 　　随后，记者走访了几家大型超市，发现那里的吸管包装袋上详细标明了材质、保质期、生产商、联系电话、生产许可标志，还明确了耐热和耐冷温度。记者平均算了一下，每根将近1角钱，是批发市场价格的5倍。 　　“吸管的原料一般是高密度的PE(聚乙烯)，而PE原料分为食品级和非食品级的，食品级的要比非食品级的贵。”董金狮说，“三无”塑料吸管的生产原料可能用的是工业级PE，或是废塑料等，容易产生低分子的有害物质，长期使用会影响人体肝脏，导致血液疾病或神经系统疾病。 　　“有些无良商家为了掩盖用废塑料制作的吸管的杂色，会给吸管染色。”董金狮说，染色的颜料里面通常含有铅、镉等重金属和苯胺类的有机染料，对肝脏、肾脏都可能造成伤害，遇热后会分解出来。因此，颜色越鲜艳，安全隐患越大。 　　如何挑选优质吸管呢? 　　董金狮说，首先是“看”，看生产包装袋上的信息，生产日期、保质期、生产许可和编号(QS标志) 再辨颜色，五颜六色的尽量别买，颜色深的要特别引起注意 最后要“闻”，在吸管未接触饮料前要闻一闻有无刺鼻的异味，如有异味，说明肯定是问题吸管。

一、引言美国已开始限制某些邻苯二甲酸酯在儿童产品中的使用，包括DEHP、DBP、BBP、DINP、DIDP和DIOP。消费品安全委员会（CPSC）已发布了这些受监管的邻苯二甲酸酯的测试方法。双酚A（BPA）的监管仍在讨论中。本研究检查了从当地折扣店或“一元”类型商店购买的26件儿童玩具中的邻苯二甲酸酯和BPA含量。 创建并优化了微波提取方法，与Spex CertiPrep认证的固体参考材料进行对比，以比较玩具中发现的邻苯二甲酸酯和BPA水平。样品使用GC/MS进行检查。大多数PVC玩具中检测到高水平的邻苯二甲酸酯和BPA。在许多样品中，邻苯二甲酸酯的浓度远远超过了CPSC设定的限制。二、材料与方法样品制备26件玩具按照材质类型和颜色进行了分类。复合玩具被进一步拆分成不同的部分和材料。这26件玩具被分成了超过58个样品。油漆未从涂漆表面移除，但在进一步处理之前，表面的贴纸已被移除。 图1. 原始玩具，细分部分和最终研磨成粉。 玩具被切割成5毫米的小块，并使用Spex SamplePrep 冷冻/研磨机® 配合多试管适配器和6571试管研磨成细粉。两到三克的玩具材料通过以下低温程序进行研磨：二十分钟的预冷，然后是五个循环的研磨，每个循环2分钟。每个循环后都会有2分钟的冷却时间。研磨的冲击率是每秒16次冲击。 在没有红外系统的情况下，通过密度和化学测试来识别塑料玩具。58个样品被识别如下：22个低密度聚乙烯（LDPE）样品，18个聚氯乙烯（PVC）样品，7个聚碳酸酯（PC）样品，6个高密度聚乙烯（HDPE）样品，2个聚丙烯（PP）样品，1个布料纺织品样品和1个硅胶样品。大多数儿童玩具和产品由聚乙烯（28个样品）和聚氯乙烯（18个样品）组成。样品提取为了确定提取效率，采用了两种不同的提取方法来对应相应的塑料标准。第一种方法是CPSC方法中概述的溶解/沉淀法：CPSC-CH-C1001-09.03。 将0.05克的PVC样品溶解于5毫升THF中，然后用10毫升己烷沉淀。使用这种方法提取了PVC和HDPE玩具样品，并使用了含有邻苯二甲酸酯的PE和PVC认证参考材料（分别为CRM-PE001和CRM-PVC001）。对于这种方法，恢复数据显示PE基质的提取效率为50%，而PVC基质的提取效率为83-94%。 PVC基质的效率高于PE基质，但随后GC/MS的相对标准偏差（RSD）范围为35-60%，显示出溶液中的聚合物可能对GC/MS系统造成污染问题。 为了蕞大化从每种塑料基质中回收邻苯二甲酸酯，开发了使用微波消化从聚乙烯和聚氯乙烯中提取邻苯二甲酸酯的方法。使用CEM Mars微波系统和XPress容器提取了0.2克样品。聚乙烯提取方法：&bull 10毫升环己烷：丙酮（30:70）&bull 升温&bull 10分钟至140°C&bull 保持10分钟&bull 搅拌：开启 聚氯乙烯提取方法：&bull 10 mL Cyclohexane:IPA (50:50)&bull 升温至130°C&bull 保持10分钟&bull 搅拌：开启 CPSC湿法和优化微波提取法的比较显示，恢复率增加且%RSD结果减少。通过使用优化的微波提取法，PVC的恢复率从85-94％增加到 95％。微波方法的%RSD对所有目标邻苯二甲酸酯均小于2.5％。 表1. CPSC湿法与优化微波法提取PVC中邻苯二甲酸酯的%RSD比较。 分析条件仪器：使用扫描模式的GC/MS，配备EIC (35-450 m/z)色谱柱：CA-5毛细管柱 (30 m x 0.25 mm x 0.25 μm)程序运行：l初始温度55°C，持续1分钟；以20°C/分钟的速率升温至200°C，保持1分钟；再以30°C/分钟的速率升温至310°C，保持3分钟。l检测器和进样口温度：检测器温度为280°C，进样口温度为150°CMS离子监测：在六个邻苯二甲酸酯中，四个的主要监测离子为149 m/z。由于DINP和DIDP部分共流出，因此使用293 m/z（DINP）和307 m/z（DIDP）作为次级离子进行监测。双酚A的定量测定使用213 m/z。所有样品中均添加了内标（Spex CertiPrep CLPS-I90），并与配置在多个浓度水平的外标邻苯二甲酸酯混合标准品（SS-CRM-PVC001）进行比较，以获得校准曲线。同时，也在多个浓度水平下测定了BPA标准品（S-509），以构建BPA的校准曲线。图2. 双酚A和邻苯二甲酸酯的分析色谱图。三、结果高密度聚乙烯玩具在此处讨论的两种塑料玩具中，PVC和HDPE，HDPE玩具显示出蕞低的邻苯二甲酸酯含量。在6个HDPE玩具中的5个检测到了低水平的DNOP，含量低于130微克/克。这个水平远低于CPSC对DNOP的0.1%的限制。在这些HDPE玩具中未检测到双酚A。聚氯乙烯玩具PVC玩具含有高水平的几种不同的邻苯二甲酸酯。这些玩具中主要的邻苯二甲酸酯是DEHP。十七个PVC玩具中有十五个含有DEHP。十二个玩具超过了CPSC的0.1%的限制。最高的DEHP含量在一个橡皮鸭玩具中检测到，含有28,000微克/克的DEHP。十一个玩具含有超过10,000微克/克的DEHP。 在PVC玩具中发现了其他三种邻苯二甲酸酯：DIDP、DINP和DNOP。玩具中DNOP的平均含量约为100微克/克。DIDP和DINP主要在一个驴型玩具中检测到，其中检测到了最高的总体邻苯二甲酸酯水平，DINP的含量为100毫克/克。 在四个玩具中检测到了双酚A。双酚A的蕞高水平是在时装玩偶的头部检测到的1,200微克/克，以及在橡皮鸭玩具中检测到的700微克/克。四、结论在所有经过测试的塑料类型中，PVC玩具含有蕞高水平的邻苯二甲酸酯和双酚A。PVC主要含有DEHP，其含量超过了当前CPSC的0.1%限制。在四个PVC玩具中发现了BPA，其中两个的含量接近或超过1,000微克/克。 确保从不同塑料聚合物中准确回收邻苯二甲酸酯的关键是正确的样品制备和提取。每种聚合物类型都需要不同的方法来实现优化的回收率。未能认识到一种提取方法（主要是CPSC PVC方法）不适用于不同类型的聚合物，可能会改变这些受限制的邻苯二甲酸酯的回收率和分析结果。引用文献1. Consumer Product Safety Commision, Test Method: CPSC-CH-C1001-09.3. Standard Operating Procedure for Determination of Phthalates2.CEM Corporation, Application Note for Solvent Extraction: HDPE3.CEM Corporation, Application Note for Solvent Extraction: PVC4. Spex SamplePrep, Application Note SP007, GrindingPolymers for Qualitative and Quantitative Analysis

安东帕MCR流变仪与Cora 5001拉曼光谱仪的组合拉曼光谱技术已经与多种技术实现联用，如微波合成-拉曼、SEM-Raman、AFM-Raman、DSC-Raman等，今天为大家介绍另一种与拉曼联用的完美组合——流变-拉曼组合！流变学——提供复杂流体的宏观材料函数，获取聚合物黏弹性特征。拉曼光谱——提供复杂流体的微观结构变化信息，提供分子结构、 应力、 修饰、 晶型等化学信息。安东帕Cora5001拉曼光谱仪流变-拉曼联用可以实时评估聚合物的某些特性，包括成分、分子结构、剪切流变性能等，还可以获得加工稳定性等重要信息。非常适合固体以及熔融体聚合物的表征分析。之所以拉曼光谱技术在“联用界”这么受青睐，主要是由拉曼技术的三大优势成就的：拉曼光谱一般采用的是非接触式、非破坏式的测量方式，这使得与之结合的另一种测量方法不会受到任何干扰；拉曼光谱可以很方便的使用拉曼探头收集信号，探头可使仪器的固定和组装变得更易实现；拉曼光谱采集过程非常方便，样品不需前处理，因此样品在进行另一项测试过程中无论发生相变、熔融、变形都可以随时获取光谱。有不少分析专家已慢慢认识到拉曼光谱或许可以成为原位-实时测量应用中光谱传感器的较优选择之一，当它与其他技术进行联用时，可以得到“1+12”的功效。下面就以一次聚乙烯的流变-拉曼联用实验展示这个完美组合的魅力吧！实验样品与仪器聚乙烯是半结晶热塑性弹性体，是工业中较常用的聚合物，实验采用HDPE（高密度聚乙烯）和LDPE（低密度乙烯）。HDPE的分子量超过300.000 g/mol，主要由无支链聚合物链组成，导致紧密堆积，因此在固态下具有高度结晶性。然而，LDPE却表现出长度不均匀的大分支。聚合物结晶度会影响其对形变的响应能力，这对于聚合物加工过程中的流动特性等非常重要。通过将拉曼光谱与流变学结合，可以用于监测熔融和结晶过程中黏弹性参数的变化，从而了解本体材料的物理特性，同时还可将其与化学结构和微观分子环境关联起来。图1：流变和拉曼联用设备示意图将安东帕的Cora 5001拉曼光谱仪通过特殊高温探头与安东帕的基于空气轴承的模块化紧凑型流变仪（MCR）结合起来（图1），用于实验测量。流变仪配置了帕尔帖温控系统（PTD）和测量平板（直径25mm）。为了防止热降解，在实验过程中采用连续氮气氛围。对于HDPE的测量，可以使用刻痕转子防止样品滑动。拉曼测量则使用785 nm的激发波长。实验过程首先分别将HDPE和LDPE颗粒加热至150℃和130℃，以获得均匀样品。随后，仪器以1K/min的速率降温，分别降至100℃和80℃，样品在降温过程中发生结晶。之后以相同的加热速率重新加热至最 高温度。每30s记录一个流变测量点，同时采集一条拉曼光谱，拉曼光谱的积分时间为10s。实验结果流变实验结果图2：HDPE和LDPE在温度扫描测量中的黏弹性行为比较HDPE和LDPE的流变数据如图2。在升温过程中，聚合物的无定形区域分子链活动性增强，发生软化，从而导致储能模量G‘和损耗模量G˝降低；当温度升至G˝大于G‘的交点之后，则表明熔融状态中主要表现的是黏性流动行为。对比LDPE和HDPE的黏弹性，可以看出HDPE比LDPE表现出更高的刚度，这是由于二者结晶性能不同。HDPE由于其支化度较低，其结晶度较高。G‘描述了材料的弹性行为，而G˝提供了有关材料行为的黏性贡献的信息，该黏性行为是由聚合物分子之间发生相对运动所损失的形变能决定的。拉曼实验结果图3：HDPE和LDPE的液体和固体的拉曼光谱拉曼光谱可以反映固液态的相变，如图2所示：对于HDPE和LDPE，固相中的1064cm-1特征峰，在液相中移向更高波数，且峰强变弱，半峰宽变宽；固相中1128cm-1和1169cm-1特征峰在液相中完全消失。这3个特征峰谱带与聚合物链内连续反式构象C-C伸缩振动有关。在固态中，由于反式构象有更好的填充能力，因此该构象数量非常多；而在液态中存在很多种不同构象的低序结构，且连续反式构象的占比非常低，因此在液相中与连续反式构象相关的拉曼谱带消失。1250cm-1-1450cm-1之间的光谱区域也出现了类似现象。拉曼特征峰向更高波数的移动表明分子内键能更强，这可能是由于液相中分子间相互作用弱于固相，从而有助于分子内相关化学键的振动导致的。图4：由MCR-ALS算法分解得到的成分1和成分2分别与液体和固体的拉曼光谱吻合根据样品的先验知识使用MCR-ALS算法将混合光谱分解为成分1和成分2，并同时得到各成分的载荷。MCR-ALS比手动摘选特征峰更有优势，因为它是将整个光谱视为目标组分来进行分析的。图4为HDPE的拉曼光谱分解结果：通过MCR-ALS得到的成分1和成分2的谱图分别与非晶态和晶态的拉曼光谱相吻合，表明该方法可以完全重构非晶态和结晶态的组分信息。流变-拉曼结合的实验结果图5：80℃-150℃温度区间内HDPE和LDPE各自的成分2的载荷与G’变化的比对图样品从80℃升温至150℃的过程中由结晶态转变至非晶态。基于拉曼光谱，通过MCR-ALS算法得到了在该温度范围内HDPE和LDPE的成分2及其对应的载荷，并与样品的储能模量G’进行对比，结果如图5。成分2（即C2）以及储能模量G’均与聚合物的结晶态有关。对于HDPE，在冷却曲线中C2约在113℃时开始大幅增加。在加热曲线中，C2在125℃之后开始降低，表明HDPE经历了从半晶态到完全非晶态的转变，并且化学成分与力学性质的变化趋势基本吻合。然而对于LDPE，分解出的成分2的光谱与HDPE的不同，而且在冷却及加热曲线中C2的变化斜率非常小，这表明LDPE的结晶似乎受到了阻碍，且C2变化曲线参数与力学性质相差很大，这点与HDPE有很大差异性。HDPE和LDPE的流变-拉曼实验可以充分说明流体所表现出来的流变性质与其组成、分子结构有密切关系。结论安东帕的流变仪与Cora 5001拉曼光谱仪的结合可实现原位监测，即在同一时间尺度上洞察宏观力学行为和微观分子的变化。当聚合物的物理化学特性强烈依赖于它经历的应力、应变、应变率、环境温度时，可以通过流变-拉曼的组合获取聚合物的较为真实的参数，为聚合物制造和加工提供更加全面科学的分析。