聚合物基複合材料

本書主要從聚合物合金化原理及應用、填充改性和纖維增強複合材料及聚合物基納米複合材料三個方面綜合了聚合物基複合材料的理論基礎及應用。知識覆蓋面廣，既闡述了各種複合材料的製備及相關原理，又列舉了大量的實例。本書同時具有技術先進性和工藝應用性，反映了該技術領域國內外最新的研發成果。本書為高分子材料及複合材料專業本科生及研究生教材，也可供從事相關領域技術工作的工程技術人員閱讀參考。

0緒論1

01高分子材料改性的主要方法1

011共混改性1

012填充改性1

013纖維增強複合材料2

014化學改性2

015表面改性2

02高分子材料改性的發展2

第1篇聚合物合金

第1章聚合物合金的基本原理4

11基本概念4

111聚合物合金的概念4

112聚合物合金化技術的特點4

113聚合物合金的製備方法5

12聚合物合金的分類5

121按熱力學相容性分類5

122按聚合物合金的組成分類6

123按組分間有無化學鍵分類6

13聚合物間的相容性8

131基本概念8

132相容性的熱力學基礎9

133共混體系的相圖10

134相分離的臨界條件12

135兩種相分離機理13

14相容性的預測及測定方法15

141相容性的預測15

142相容性的測定方法17

15改善相容性的方法20

151相容聚合物的結構特徵20

152改變鏈結構改善相容性21

153增容劑的應用22

第2章聚合物合金的相態結構25

21相態結構的類型25

211海島結構25

212兩相連續結構26

213兩相交錯層狀結構27

214含有結晶組分的相態結構27

22影響相態結構的因素28

221影響相連續性的因素28

222影響微區形態、尺寸的因素29

223含有結晶聚合物共混體系相態結構的影響因素30

23嵌段共聚物的微相分離結構31

231嵌段共聚物微區的結構形態31

232影響微相分離結構的因素32

24界面層的結構和特性33

241相界面的形態33

242相界面的效應34

243界面自由能與共混過程的動態平衡34

25形態結構的研究方法35

251光學顯微鏡法35

252電子顯微鏡法36

253原子力顯微鏡法37

第3章聚合物合金的增韌機理38

31橡膠增韌塑料的增韌機理38

311橡膠增韌塑料體系的形變特點38

312橡膠增韌塑料體系的增韌機理42

313影響橡膠增韌塑料增韌效果的因素43

32剛性有機粒子對工程塑料的增韌原理45

321剛性有機粒子增韌的冷拉機理45

322影響剛性有機粒子增韌效果的因素46

323兩類不同分散相粒子對塑料增韌作用的比較46

第4章聚合物合金的性能48

41聚合物合金的力學性能48

411聚合物合金玻璃化轉變48

412聚合物合金的衝擊強度49

413聚合物合金的其他力學性能50

42聚合物合金的流變特性50

421影響熔體黏度的因素51

422熔體的彈性效應53

43聚合物合金的其他性能54

431聚合物合金的透氣性54

432聚合物合金的透光性55

433聚合物合金的電性能55

434聚合物合金的阻隔性55

第5章聚合物合金的共混工藝與共混設備57

51分散相的分散過程與集聚過程57

52控制分散相粒徑的方法58

521共混時間的影響58

522共混組分熔體黏度的影響59

523界面張力與相容劑的影響59

53兩階共混分散歷程60

54共混設備簡介60

55共混工藝因素對共混物性能的影響61

第6章聚合物合金各論62

61通用塑料合金62

611聚苯乙烯塑料的共混改性62

612聚氯乙烯的共混改性67

613聚烯烴的共混改性70

62工程塑料的共混改性73

621概述73

622PA的共混改性73

623POM的共混改性75

624PET、PBT的共混改性76

625PC的共混改性78

626PPO的共混改性80

627特種工程塑料合金81

63熱固性塑料的共混改性82

631環氧樹脂的增韌82

632其他熱固性樹脂的共混改性91

64熱塑性彈性體92

641概述92

642共聚型熱塑性彈性體93

643共混型熱塑性彈性體96

第7章聚合物合金的進展102

71合金化的製造技術102

711反應加工技術102

712IPN技術102

713增容劑技術104

72功能性聚合物合金105

721生物降解性聚合物合金105

722永久防靜電性聚合物合金107

723高吸水性聚合物合金107

73液晶聚合物的合金化107

731LCP合金的類型108

732LCP合金的相容性108

74具有自組裝相形態的聚合物合金109

741具有自組裝核殼結構相形態的三元不相容聚合物合金109

742固體納米粒子填充的二元不相容聚合物合金體系110

參考文獻113

第2篇填充改性及纖維增強複合材料

第1章緒論115

11複合材料發展史115

12複合材料的種類116

121聚合物基複合材料116

122碳基複合材料122

123混雜纖維複合材料126

124功能複合材料131

125生物體複合材料137

126智能複合材料138

第2章填充改性複合材料及其製備方法140

21填充劑的種類及基本特徵140

211填充劑的種類140

212填充劑的基本特性142

22填充改性複合材料的製備方法143

221熱塑性塑料的填充改性143

222填充改性效果應與其他工藝技術環節結合143

223塑料擠出成型加工設備144

第3章纖維增強複合材料及其製備方法145

31增強纖維的種類及基本特性145

32纖維增強複合材料的製備方法147

321聚合物基複合材料的工藝特點147

322聚合物基複合材料的製備方法148

第4章複合材料的界面156

41概述156

42高聚物複合材料界面的形成及作用機理157

421界面層的形成157

422界面層的作用機理160

43填充、增強材料的表面處理161

431粉狀填料的表面處理162

432玻璃纖維的表面處理162

433碳纖維的表面處理165

434Kevlar纖維的表面處理167

435超高分子量聚乙烯纖維的表面處理167

436金屬纖維的表面處理167

44複合材料界面分析技術168

441紅外光譜研究168

442電子顯微鏡法170

443X射線光電子能譜170

第5章聚合物基複合材料172

51聚合物基複合材料的基本性能172

511力學性能172

512疲勞性能175

513衝擊性能175

514蠕變性能175

515物理性能175

52聚合物基複合材料結構設計177

521概述177

522材料設計178

523結構設計184

53聚合物基複合材料的應用188

531玻璃纖維增強熱固性塑料的應用188

532玻璃纖維增強熱塑性塑料的應用190

533高強度、高模量纖維增強塑料的應用191

534其他纖維增強塑料192

參考文獻193

第3篇聚合物基納米複合材料

第1章概論194

11納米與納米科技194

12納米複合材料的定義194

13聚合物基納米複合體系195

14納米顆粒的製備方法196

141溶膠凝膠法197

142複合醇鹽法197

143微乳液法197

144沉積法與等離子體法198

145分子及離子插層方法198

15聚合物基納米複合材料的製備方法198

151溶膠凝膠法198

152層間插入法199

153共混法199

154原位聚合法200

155分子的自組裝及組裝200

156輻射合成法201

16聚合物基納米複合材料的特性201

第2章聚合物/層狀硅酸鹽納米複合材料203

21層狀硅酸鹽黏土材料203

211蒙脫土的礦石性質203

212蒙脫土層狀硅酸鹽資源及其分佈204

213有機黏土的製備204

22聚合物/層狀硅酸鹽納米複合材料206

221聚合物/層狀硅酸鹽納米複合材料的研究現狀206

222聚合物/層狀硅酸鹽納米複合材料的性能特點及應用前景207

223聚合物/層狀硅酸鹽納米複合材料的製備方法208

23插層過程的理論分析208

231插層過程的熱力學分析208

232插層過程的平均場理論212

233插層過程的動力學分析213

234聚合物/層狀硅酸鹽納米複合材料的結構和分類215

24聚合物/層狀硅酸鹽納米複合材料的結構研究方法216

241透射電鏡觀察216

242廣角X射線衍射216

243小角X射線散射218

第3章聚合物/層狀硅酸鹽納米複合材料各論220

31聚醯胺/層狀硅酸鹽納米複合材料220

311原位聚合製備PA/層狀硅酸鹽納米複合材料220

312熔融插層製備PA/層狀硅酸鹽納米複合材料223

313PA/層狀硅酸鹽納米複合材料的性能224

314PA/層狀硅酸鹽納米複合材料的應用229

315商品尼龍/黏土納米複合材料的性能230

32PET/層狀硅酸鹽納米複合材料231

321原位聚合製備PET/層狀硅酸鹽納米複合材料232

322熔體插層製備PET/黏土納米複合材料234

323利用聚酯低聚物插層製備PET/層狀硅酸鹽納米複合材料234

324PET/層狀硅酸鹽納米複合材料的性能236

325PET/層狀硅酸鹽納米複合材料的應用239

33PP/層狀硅酸鹽納米複合材料240

331插層聚合法製備PP/層狀硅酸鹽納米複合材料240

332熔融插層製備PP/層狀硅酸鹽納米複合材料241

333溶液插層製備PP/層狀硅酸鹽納米複合材料244

334PP/層狀硅酸鹽納米複合材料的性能244

335PP/層狀硅酸鹽納米複合材料的應用250

34生物降解高分子/層狀硅酸鹽納米複合材料251

341生物可降解聚合物納米複合材料的製備方法251

342生物可降解聚合物納米複合材料的性能254

35UHMWPE/層狀硅酸鹽納米複合材料259

351UHMWPE高嶺土納米複合材料的製備259

352UHMWPE/高嶺土納米複合材料的流變行為260

353UHMWPE/高嶺土納米複合材料的摩擦磨損性能262

36熱固性樹脂/層狀硅酸鹽納米複合材料263

361環氧樹脂/層狀硅酸鹽納米複合材料的結構種類和製備方法263

362影響黏土在環氧體系中插層/解離的因素263

363插層/解離的固化熱力學和動力學265

364環氧樹脂/層狀硅酸鹽納米複合材料的性能266

365其他熱固性樹脂/層狀硅酸鹽納米複合材料267

37橡膠/層狀硅酸鹽納米複合材料268

38具有特殊性能的聚合物/層狀硅酸鹽納米複合材料269

381具有剪切誘導有序結構的PS/蒙脫土納米複合材料269

382低分子液晶蒙脫土納米複合材料的電控記憶效應269

383聚苯胺/蒙脫土納米複合材料的導電各向異性270

參考文獻271