塑料、弹性体、复合材料手册 性能及加工 原著第4版PDF电子书下载

第1章 热塑性塑料 1

1.1 概述 1

1.2 聚合物结构和合成 2

1.3 聚合物的固态性能 4

1.3.1 玻璃化转变温度 4

1.3.2 结晶和熔融行为 4

1.4 力学性能 5

1.4.1 黏弹性 6

1.4.2 断裂失效行为 7

1.4.3 填料的影响 8

1.5 常见的聚合物品种 10

1.5.1 聚甲醛 10

1.5.2 可生物降解聚合物 11

1.5.3 纤维素 13

1.5.4 含氟聚合物 15

1.5.5 聚酰胺 18

1.5.6 聚丙烯腈 21

1.5.7 聚酰胺-酰亚胺 22

1.5.8 聚芳酯 23

1.5.9 聚苯并咪唑 23

1.5.10 聚丁烯 24

1.5.11 聚碳酸酯 25

1.5.12 热塑性聚酯 26

1.5.13 聚醚酰亚胺 31

1.5.14 聚乙烯 31

1.5.15 PE共聚物 34

1.5.16 改性聚乙烯 36

1.5.17 聚酰亚胺 37

1.5.18 聚醚酮 38

1.5.19 聚甲基丙烯酸甲酯 39

1.5.20 聚4-甲基-1-戊烯 40

1.5.21 聚苯醚 41

1.5.22 聚苯硫醚 41

1.5.23 聚邻苯二酰胺 42

1.5.24 聚丙烯 42

1.5.25 聚氨酯 45

1.5.26 苯乙烯系树脂 46

1.5.27 砜树脂 49

1.5.28 乙烯基树脂 51

1.5.29 添加剂 54

1.5.30 聚合物共混 56

1.6 热塑性塑料加工 57

1.6.1 挤出 57

1.6.2 注射成型 60

1.6.3 热成型 64

1.6.4 中空吹塑 68

1.6.5 旋转模塑 69

1.6.6 泡沫塑料成型 70

参考文献 71

第2章 热固性增强塑料及复合材料 89

2.1 树脂 89

2.2 热固性树脂家族 89

2.2.1 烯丙基类：邻苯二甲酸二烯丙酯与间苯二甲酸二烯丙酯 89

2.2.2 氨基类：脲醛和三聚氰胺 90

2.2.3 双马来酰亚胺类 91

2.2.4 环氧树脂类 92

2.2.5 酚醛树脂类：甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂 92

2.2.6 聚酯类（热固性） 93

2.2.7 聚酰亚胺类（热固性） 94

2.2.8 聚氨酯类 95

2.2.9 聚硅氧烷类 97

2.3 树脂的特性 97

2.4 树脂的种类 98

2.5 液体树脂加工 98

2.5.1 浇铸加工 98

2.5.2 浇铸树脂选择 98

2.5.3 铸造过程 102

2.6 复合材料 110

2.6.1 复合材料 110

2.6.2 树脂 110

2.6.3 增强材料 110

2.6.4 加工 113

2.6.5 性质 113

2.7 模塑混合物 115

2.7.1 树脂类 115

2.7.2 烯丙基类：邻苯二甲酸二烯丙酯和间苯二甲酸二烯丙酯 115

2.7.3 氨基树脂（脲醛-三聚氰胺） 119

2.7.4 环氧树脂 122

2.7.5 酚醛树脂 125

2.7.6 热固性聚酯 126

2.7.7 硅树脂 130

2.7.8 复合材料 132

2.7.9 物料成型加工过程 135

参考文献 147

第3章 弹性体材料及其加工 149

3.1 概述 149

3.2 热塑性弹性体 149

3.2.1 苯乙烯类 150

3.2.2 烯烃类和热塑性聚烯烃类弹性体 154

3.3 聚氨酯类热塑性弹性体 156

3.3.1 共聚聚酯型热塑性弹性体 160

3.4 聚酰胺 164

3.5 可熔融加工橡胶 165

3.6 热塑性硫化橡胶 167

3.7 合成橡胶 171

3.7.1 丁腈橡胶 173

3.7.2 顺丁橡胶和聚丁二烯 174

3.7.3 丁基橡胶 175

3.7.4 氯磺化聚乙烯 176

3.7.5 氯醚橡胶 176

3.7.6 丙橡胶 176

3.7.7 氟橡胶 178

3.7.8 聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯橡胶 180

3.7.9 氯丁橡胶 180

3.7.10 聚异戊二烯 181

3.7.11 聚硫橡胶 181

3.7.12 硅橡胶 181

3.7.13 丁苯橡胶 182

3.8 天然橡胶 182

3.9 小结 184

参考文献 184

第4章 复合材料与加工 187

4.1 概述 187

4.2 材料体系 189

4.2.1 纤维 190

4.2.2 基体材料 195

4.2.3 纤维基体体系 199

4.2.4 单向层叠复合材料的特性 201

4.3 层片取向、对称、平衡 202

4.3.1 层片取向 202

4.3.2 对称 204

4.3.3 平衡 204

4.4 准各向同性薄片复合材料制品 205

4.5 分析 206

4.5.1 微观结构分析 206

4.5.2 毡片式图 207

4.6 复合材料破坏与合理的设计 208

4.6.1 破坏 208

4.6.2 破坏理论 209

4.6.3 合理的设计 209

4.7 复合材料生产技术 216

4.7.1 生产方法的选择 216

4.7.2 工艺装置 218

4.7.3 布设技术 220

4.7.4 树脂传递模塑法 225

4.7.5 纤维的铺设 226

4.7.6 纤维的缠绕 226

4.7.7 拉挤成型混合与编织 229

4.7.8 机加工技术 232

4.8 分析 234

4.8.1 复合材料的力学分析 234

4.9 复合材料结构的设计 235

4.9.1 薄片复合材料制品的设计 235

4.9.2 零件设计的建议 237

4.9.3 零件制造的建议 238

4.10 对破坏的承受能力 239

4.10.1 减少损坏 240

4.11 复合材料的修理 241

4.12 黏结技术和机械连接 243

4.12.1 螺栓连接或黏结的设计指导 245

4.13 环境的影响 247

4.14 复合材料的检测 248

4.14.1 购入材料的检测 248

4.14.2 过程检测 249

4.14.3 最后产品的检验 250

4.15 复合材料的安全问题 252

参考文献 253

第5章 金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料和导热型聚合物基复合材料 255

5.1 概述 255

5.2 复合材料的可比性能 258

5.3 力学和物理性能概述 259

5.4 制造时需要考虑的事项 260

5.5 聚合物基复合材料 261

5.6 金属基复合材料 266

5.7 碳复合材料 267

5.8 陶瓷基复合材料 269

5.9 致谢 271

参考文献 271

第6章 涂料和饰面材料 274

6.1 概述 274

6.2 环境和安全 277

6.3 表面预加工 277

6.3.1 金属表面的清洁 278

6.3.2 金属表面的预处理 279

6.3.3 塑料表面的清洁 280

6.3.4 塑料表面的预处理 280

6.3.5 涂底漆 282

6.4 涂料和饰面材料的选择 282

6.4.1 依据精饰体系进行选择 282

6.4.2 依据物理状态进行选择 283

6.4.3 依据树脂类型进行选择 283

6.4.4 依据电性能进行选择 290

6.5 涂料和饰面材料 300

6.5.1 通用涂料树脂 300

6.5.2 其他类型的涂料树脂 303

6.6 使用方法 311

6.6.1 浸涂 312

6.6.2 电涂 312

6.6.3 喷涂 313

6.6.4 粉末涂覆 314

6.6.5 其他的应用方法 316

6.7 固化 317

6.7.1 空气干燥 317

6.7.2 烘烤 318

6.7.3 辐射固化 318

6.7.4 强制干燥 319

6.7.5 蒸汽固化 319

6.7.6 软溶发亮处理 319

6.8 小结 319

参考文献 320

第7章 黏合剂用塑料和弹性体 321

7.1 黏合剂概述 321

7.1.1 胶接的优点和缺点 321

7.1.2 黏结理论 325

7.1.3 好的黏结效果的必要条件 327

7.1.4 胶接接头的老化机理 328

7.1.5 黏合剂分类 329

7.1.6 胶接步骤 331

7.2 胶接的设计和测试 331

7.2.1 应力类型 331

7.2.2 结合效率 332

7.2.3 接头设计 333

7.2.4 测试方法 337

7.3 表面预处理 344

7.3.1 表面预处理的重要性 344

7.3.2 常用的表面预处理方法 345

7.3.3 聚合物的表面处理 348

7.3.4 黏结前后表面预处理的评价 349

7.3.5 基材平衡 349

7.3.6 底漆和附着力促进剂 349

7.3.7 特殊的表面处理及特性 350

7.4 黏合剂种类 364

7.4.1 黏合剂组成 364

7.4.2 结构黏合剂 368

7.4.3 非结构性黏合剂 373

7.5 黏合剂的选择 377

7.5.1 影响黏合剂选择的因素 377

7.5.2 用于黏结金属的黏合剂 383

7.5.3 用于黏结塑料的黏合剂 383

7.5.4 用于黏结弹性体的黏合剂 385

7.5.5 用于黏结木材的黏合剂 385

7.5.6 用于黏结玻璃的黏合剂 386

7.6 环境的影响 386

7.6.1 高温 387

7.6.2 低温 390

7.6.3 湿度和水浸透 390

7.6.4 户外风化 391

7.6.5 化学制剂和溶剂 393

7.6.6 真空 393

7.6.7 辐射 394

7.7 黏结接头的加工及质量控制 394

7.7.1 检测和混合 395

7.7.2 黏合剂的应用 395

7.7.3 黏结设备 396

7.7.4 质量控制 398

7.7.5 环境和安全问题 401

参考文献 401

第8章 塑料连接 404

8.1 概述 404

8.2 塑料材料的一般种类 405

8.3 塑料连接过程的类型 406

8.4 直接热焊接 410

8.4.1 加热器焊接 410

8.4.2 热气焊接 413

8.4.3 电阻丝焊接 415

8.4.4 激光焊接 416

8.4.5 红外焊接 417

8.5 间接加热方法 418

8.5.1 感应焊接 418

8.5.2 非传导性焊接 421

8.6 摩擦焊接 422

8.6.1 旋转焊接 422

8.6.2 超声波焊接 424

8.6.3 振动焊接 429

8.7 溶剂连接 431

8.8 机械连接的方法 433

8.8.1 机械连接 434

8.8.2 自组装的设计 437

8.9 对于普通塑料推荐的组装程序 440

8.9.1 聚甲醛均聚物及共聚物 440

8.9.2 丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物 441

8.9.3 纤维素（醋酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、硝酸纤维素及乙烯基纤维素等） 442

8.9.4 氟塑料（聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、氟化乙丙烯等） 443

8.9.5 聚酰胺（尼龙） 443

8.9.6 聚碳酸酯 444

8.9.7 聚乙烯、聚丙烯和聚甲基戊烯 445

8.9.8 聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯 445

8.9.9 聚醚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳砜、聚醚砜 446

8.9.10 聚酰亚胺 446

8.9.11 聚甲基丙烯酸甲酯（丙烯酸类树脂） 446

8.9.12 聚苯醚 447

8.9.13 聚苯硫醚 447

8.9.14 聚苯乙烯 448

8.9.15 聚砜 448

8.9.16 聚氯乙烯 448

8.9.17 热塑性聚酯 449

8.9.18 热固性塑料（环氧树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯、聚酯、蜜胺、酚醛树脂和脲醛树脂、聚氨酯等） 449

8.10 有关塑料连接的其他信息 449

参考文献 450

第9章 塑料制品的设计与成型 452

9.1 概述 452

9.2 设计过程 452

9.3 原型制造 453

9.4 塑料制品的成型工艺 454

9.4.1 液态成型 454

9.4.2 旋转模塑（转塑法成型） 454

9.4.3 手糊成型（用于复合材料） 455

9.4.4 树脂传递模塑 455

9.4.5 缠绕成型 456

9.4.6 热成型工艺 456

9.4.7 挤出成型、共挤出成型和拉挤成型 457

9.4.8 中空吹塑成型 458

9.4.9 模压成型 459

9.4.10 传递模塑成型 461

9.4.11 真空辅助排气传递模塑工艺 462

9.4.12 热固性塑料的注射成型工艺 463

9.4.13 热塑性塑料的注射成型工艺 465

9.4.14 微注射成型（纳米注射成型） 468

9.5 塑料制品的装配与机加工概述 468

9.5.1 塑料的黏结与焊接 469

9.5.2 螺纹连接 470

9.5.3 机械加工 471

9.6 后处理操作 473

9.6.1 塑料制品去飞边 473

9.6.2 热塑性塑料制品的去飞边 474

9.6.3 导线的脱除与成型 474

9.6.4 冷却时的定型工艺 474

9.6.5 后固化 475

9.7 塑料成型工艺涉及的相关知识 475

9.7.1 物料流动 475

9.7.2 塑料的拉伸 478

9.7.3 最终产品的尺寸 478

9.8 模具的结构与制造 480

9.8.1 模具的类型 480

9.8.2 单型腔模具 481

9.8.3 多型腔模具 481

9.8.4 带有抽芯结构的模具 481

9.8.5 带有镶嵌件的模具 482

9.9 小结 482

第10章 塑料与弹性体在汽车行业的应用 483

10.1 概述 483

10.2 塑料部分 486

10.2.1 热塑性树脂 486

10.2.2 热固性树脂 499

10.3 弹性体 502

10.3.1 热塑性弹性体 502

10.3.2 热塑性弹性体及合成橡胶 507

10.4 声明 509

参考文献 509

第11章 包装用塑料 515

11.1 包装用塑料 516

11.1.1 聚乙烯 516

11.1.2 聚丙烯 521

11.1.3 聚氯乙烯 522

11.1.4 偏二氯乙烯共聚物 523

11.1.5 聚苯乙烯 524

11.1.6 乙烯-乙烯醇共聚物 525

11.1.7 尼龙 526

11.1.8 聚对苯二甲酸乙二醇酯 527

11.1.9 聚萘二甲酸乙二醇酯 528

11.1.10 聚碳酸酯 528

11.2 包装用塑料的性质 529

11.2.1 形态和密度 529

11.2.2 热物理性质 532

11.2.3 力学性能 534

11.2.4 阻隔性能 536

11.2.5 表面和黏合性能 536

11.2.6 光学外观 538

11.2.7 电性能 538

11.3 聚合物包装体系的物质迁移 539

11.3.1 包装中存在的相互作用 539

11.3.2 交互作用形式 540

11.3.3 扩散和吸附等式 541

11.3.4 单层平板扩散 543

11.3.5 复合结构扩散 547

11.3.6 渗透率的测定 551

11.3.7 渗透剂的传递和封装产品的保存期限 553

11.3.8半无限大聚合物平板的迁移和吸附 556

11.3.9平衡状态下的迁移和吸附 564

参考文献 566

第12章 塑料回收 569

12.1 概述 569

12.1.1 城市固体废物 569

12.1.2 城市固体废物中的塑料制品 572

12.1.3 塑料回收率 572

12.1.4 循环利用的好处 577

12.2 回收过程 577

12.2.1 材料的收集 578

12.2.2 分离和污染的问题 584

12.2.3 质量问题 588

12.3 聚对苯二甲酸乙二醇酯的回收 589

12.3.1 软饮料瓶的回收 592

12.3.2 商用PET瓶的回收 593

12.3.3 PET瓶的机械回收 593

12.3.4 非瓶子PET料的回收 594

12.3.5 PET的原料回收 595

12.3.6 食品等级PET的机械回收 595

12.3.7 回收PET的性质 597

12.3.8 回收PET的市场 597

12.4 高密度聚乙烯的回收 598

12.4.1 HDPE瓶的回收 599

12.4.2 其他HDPE的回收 600

12.4.3 HDPE的回收程序 601

12.4.4 回收HDPE的市场 602

12.5 低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯的回收 603

12.6 聚丙烯的回收 605

12.7 聚苯乙烯的回收 606

12.8 聚氯乙烯的回收 609

12.9 尼龙及尼龙地毯的回收 613

12.10 聚氨酯的回收 615

12.11 聚碳酸酯的回收 616

12.12 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的回收 617

12.13 其他塑料的回收 617

12.14 混合塑料及木塑混合物 617

12.15 从电脑及电子产品中回收塑料 619

12.16 汽车用塑料制品的回收 622

12.17 设计问题 624

12.17.1 生命周期评价 624

12.17.2 有关回收的设计 624

12.17.3 环境认证程序 625

12.17.4 绿色市场 625

12.18 立法 625

12.18.1 树脂编码 626

12.18.2 回收率及回收对象 626

12.18.3 扩大化的制造商以及产品责任 627

参考文献 628

附录A 塑料工业常用缩略语（英汉对照） 635

附录B 塑料设计常用性能参数 639

附录C 树脂和混合料的电性能数据 700

附录D 塑料和复合材料的性能规格及标准来源 702