高分子材料的反应加工PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1高分子材料反应加工的发展现状 1

1.2高分子材料反应加工的特点 1

1.3高分子材料反应加工在国民经济中的作用 2

1.4高分子材料反应加工的主要研究领域 3

参考文献 5

第2章 单体反应挤出聚合基础 6

2.1反应挤出聚合的类型 6

2.1.1引言 6

2.1.2反应挤出聚合技术实施的前提 6

2.1.3缩聚反应 8

2.1.4开环聚合反应 12

2.1.5烯类单体的聚合反应 16

2.2反应挤出聚合的控制原理 27

2.2.1数学模拟 27

2.2.2反应动力学模型 28

2.2.3停留时间分布模型 30

2.2.4流动模型 31

2.2.5 黏度模型 32

2.2.6传热模型 33

2.3工业放大以及热量传递过程中冷却水流量的确定 34

2.3.1有限元分析 35

2.3.2聚合系统实际水流量确定 36

2.4静态实验法与数值计算相结合对苯乙烯聚合反应挤出过程的模拟 37

2.4.1挤出传递过程模型需求解的微分方程及物性参数 37

2.4.2模型方程的简化处理 39

2.4.3模型方程的无量纲化 39

2.4.4模型方程的时间化 40

2.4.5模型方程的求解 40

2.5嵌段共聚合的前期准备 43

2.5.1嵌段共聚合的可行性 43

2.5.2二烯烃扩散性研究 43

参考文献 48

第3章 嵌段高聚物的本体反应挤出聚合与过程控制对分子构建的影响 51

3.1引言 51

3.2嵌段共聚物本体反应挤出聚合及其机理 51

3.2.1混合单体本体反应挤出共聚合 52

3.2.2共聚物结构剖析 53

3.2.3多嵌段共聚物反应挤出聚合模型的提出与验证 58

3.3分子构建的过程控制 69

3.3.1过程控制下极性调节剂的反常规作用 69

3.3.2螺杆转速对反应挤出S/B共聚物结构的影响 87

3.3.3混合单体进料速率对反应挤出S/B共聚物结构与性能的影响 93

3.3.4聚合温度对反应挤出S/B共聚物结构的影响 96

3.3.5三嵌段共聚物的反应挤出聚合 98

3.4多嵌段共聚物微观结构与性能关系 102

3.4.1异戊二烯单体反应挤出共聚物结构与性能 102

3.4.2不同丁二烯含量下共聚物微观结构与性能关系 113

3.4.3不同相对分子质量S/B共聚物微观结构与性能关系 122

3.4.4双端头长PS嵌段的S/B共聚物的结构与性能 127

参考文献 136

第4章 聚合反应挤出过程的有限体积模拟 138

4.1引言 138

4.1.1反应挤出过程数值模拟的研究意义 138

4.1.2国内外研究现状与分析 139

4.2反应挤出机的等效反应器模型建立 140

4.2.1同向旋转双螺杆挤出机的建模假设 140

4.2.2特征参数计算 140

4.2.3异向旋转双螺杆挤出机的等效反应器模型建立 144

4.2.4初边值条件的设定 145

4.3自由基聚合反应挤出过程的有限体积模拟 146

4.3.1自由基聚合反应动力学模型与数值计算 146

4.3.2自由基聚合体系的化学结构方程与数值计算 150

4.3.3自由基聚合体系的化学流变模型与数值计算 153

4.3.4自由基聚合体系的化学热效应与数值计算 155

4.3.5自由基聚合体系的凝胶效应与数值计算 157

4.3.6算例与讨论 158

4.4阴离子聚合反应挤出过程的有限体积模拟 163

4.4.1阴离子聚合反应动力学模型与数值计算 163

4.4.2阴离子聚合体系的化学结构方程与数值计算 163

4.4.3算例与讨论 165

参考文献 169

第5章 聚乙烯反应挤出接枝功能单体 173

5.1功能单体的合成 173

5.1.1引言 173

5.1.2含醚、酯、羟基等官能团的功能单体的合成 174

5.1.3含氟功能单体的合成 179

5.1.4含异氰酸酯基团的功能单体的合成 181

5.2聚乙烯与功能单体的反应挤出接枝 182

5.2.1有机过氧化物引发的聚乙烯与功能单体的接枝反应 182

5.2.2预辐照法产生的大分子自由基引发的聚乙烯与功能单体的接枝反应 188

5.3聚乙烯反应挤出接枝AA、MAA和MMA的动力学研究 199

5.4 Friedel-Crafts烷基化反应对LLDPE/PS、LLDPE/HIPS的原位增容作用 203

5.4.1形成LLDPE-g-PS接枝共聚物的实验验证 203

5.4.2原位反应增容的LLDPE/PS和LLDPE/HIPS共混物的力学性能 205

5.4.3原位反应增容的LLDPE/PS和LLDPE/HIPS共混物的形貌 206

5.4.4原位反应增容的LLDPE/PS共混物的降解行为 208

5.4.5原位反应增容的LLDPE/PS共混物的结晶行为 209

参考文献 209

第6章 聚丙烯反应挤出接枝功能单体及功能化聚烯烃参与的反应共混 213

6.1过氧化物引发聚丙烯接枝马来酸酐的反应机理探讨 213

6.1.1引言 213

6.1.2反应机理 213

6.1.3反应机理的实验验证 214

6.2蒙脱土负载过氧化物用于引发聚丙烯接枝马来酸酐 216

6.2.1引言 216

6.2.2反应模型及实验结果 217

6.3镧系稀土氧化物用作聚丙烯反应挤出接枝功能单体的助催化剂 218

6.3.1镧系稀土氧化物对PP接枝MAH的助催化作用 218

6.3.2镧系稀土氧化物的选择依据 220

6.3.3三价镧系稀土氧化物在接枝反应中的作用及其机理 223

6.3.4三价镧系稀土氧化物在接枝反应中助催化作用机理的验证 226

6.4预辐照产生的聚丙烯大分子自由基引发聚丙烯接枝马来酸酐 229

6.5功能化聚烯烃在反应共混中的原位反应增容作用 230

6.5.1通过酸酐和胺基反应实施的原位反应增容 231

6.5.2通过环氧基和胺基反应实施的原位反应增容 231

6.5.3通过环氧基和羧基反应实施的原位反应增容 233

6.5.4通过羟基和羧基反应实施的原位反应增容 235

6.5.5通过胺基与异氰酸酯反应实施的原位反应增容 237

6.6增容聚烯烃／聚酰胺合金的流变行为与形态之间的关系 239

参考文献 244

第7章 聚烯烃接枝及其反应动力学的Monte Carlo模拟 248

7.1引言 248

7.2聚烯烃接枝及其反应动力学的Monte Carlo模拟原理及算法 249

7.2.1聚丙烯接枝马来酸酐的Monte Carlo模拟原理及算法 249

7.2.2线型聚乙烯接枝马来酸酐的Monte Carlo模拟原理及算法 252

7.3聚丙烯接枝马来酸酐及其反应动力学的Monte Carlo模拟 252

7.4聚乙烯接枝马来酸酐及其反应动力学的Monte Carlo模拟 256

参考文献 260

第8章 加工过程中聚丙烯降解和反应的控制原理及应用 262

8.1加工过程中聚丙烯的降解和反应 262

8.1.1聚丙烯降解的主要类型 262

8.1.2影响聚丙烯降解的主要因素 264

8.1.3加工过程中聚丙烯的可控降解 265

8.2降解聚丙烯的结构和性能 269

8.2.1降解聚丙烯的微观结构 269

8.2.2降解聚丙烯的流变行为分析 270

8.2.3降解聚丙烯的性能 272

8.3降解聚丙烯的应用 278

8.3.1高性能PP合金化树脂和纤维 278

8.3.2高强PP纤维 293

参考文献 294

第9章 聚合物反应挤出过程的在线分析 297

9.1引言 297

9.2研究方法 301

9.2.1显微分析 301

9.2.2光散射 315

9.2.3显微图像的傅里叶变换 327

9.3多相聚合物体系形成（加工）过程的在线分析 341

9.3.1聚合物共混体系相结构的形成与演变 343

9.3.2双螺杆挤出过程的在线分析 365

参考文献 377

第10章 聚合物挤出过程中相结构的形成及演变 384

10.1聚合物共混体系相结构形成过程中的物理问题 384

10.1.1聚合物共混体系相结构形成与演变的机制和动力学 384

10.1.2聚合物共混体系相形态结构的特征 399

10.2聚合物共混体系形成与演变过程中分散相的分形行为 404

10.2.1分形维数的计算方法 405

10.2.2聚合物共混体系的标度和分形特征 407

10.2.3多相共混体系相形成过程中相结构空间涨落的分形 416

10.3聚合物共混体系相结构归并行为 427

10.3.1静态归并过程中结构参数分析 427

10.3.2剪切诱导归并过程中相结构的形成与演变 433

10.3.3相归并过程数学行为分析 435

参考文献 445

第11章 聚合物反应加工流变学 448

11.1引言 448

11.1.1单体聚合反应 451

11.1.2热固性树脂固化 452

11.1.3大分子反应 454

11.2流变实验与理论分析方法 454

11.2.1研究大分子反应的流变学实验方法 455

11.2.2数据分析方法 458

11.3剪切流场对反应速率的影响 469

11.3.1均相体系中大分子／大分子的偶合反应 469

11.3.2均相体系中大分子的断链反应 471

11.3.3液-液界面处大分子／大（小）分子的反应 474

11.4剪切流场的反应选择性 475

11.4.1剪切流场中聚乙烯长支化的选择性 475

11.4.2剪切流场中共聚聚烯烃大分子断链的选择性 476

11.5流变反应动力学方程 478

11.5.1以大分子蠕动模型为基础的流变动力学理论 478

11.5.2大分子构象依赖的流变动力学理论 481

11.6实际加工流场中反应过程模拟 483

11.6.1理论模型 483

11.6.2双螺杆挤出机反应挤出过程的一维模拟 486

11.6.3密炼机中大分子偶合反应的二维模拟 488

11.6.4双螺杆挤出机啮合块中大分子偶合反应的三维模拟 489

参考文献 490

第12章 高速挤出流场中聚合物熔体的异常流变性质——现象、机理及对策 495

12.1高速挤出成型过程中的挤出畸变现象 495

12.1.1挤出物的有规畸变和无规畸变 495

12.1.2线型聚合物和支化聚合物熔体挤出行为的差异 498

12.1.3鲨鱼皮畸变和挤出压力振荡的量化描述 506

12.1.4壁滑速度和临界外推滑动长度的计算及流变学意义 515

12.1.5 LLDPE及其反应接枝料的非线性流变性 518

12.2挤出畸变现象的机理研究 522

12.2.1挤出流场中的流动应力集中现象和扰动源 522

12.2.2口模入口处、口模壁处、口模出口处发生流场扰动的机理 526

12.2.3关于口模内壁上熔体发生壁滑的讨论 530

12.2.4反应控制降解聚丙烯熔体的高速流变特性 539

12.3提高聚合物熔体稳定挤出速率的对策 545

12.3.1精确控制口模温度场，提高稳定挤出速率 545

12.3.2改造口模形状及界面状态 547

12.3.3特种添加剂（如润滑剂、加工助剂）的效能 549

12.3.4熔体壁滑行为的控制和利用价值 554

参考文献 560

第13章 双螺杆挤出机物料挤出过程的停留时间分布 563

13.1引言 563

13.1.1双螺杆挤出机中的分布混合与分散混合 563

13.1.2双螺杆机中反应挤出过程 564

13.1.3双螺杆挤出机中停留时间分布的重要性 565

13.2双螺杆挤出机中停留时间分布的测量方法 567

13.2.1停留时间分布的定义与表征 567

13.2.2获取RTD的一般方法 568

13.2.3双螺杆挤出RTD的离线测量 570

13.2.4双螺杆挤出RTD在线测量方法 571

13.3双螺杆挤出机中全局停留时间分布 574

13.3.1实验装置与方法 574

13.3.2在线和离线测量方法比较 577

13.3.3螺杆转速和喂料量对RTD的影响 578

13.3.4小结 579

13.4螺杆挤出机中局部停留时间的求解方法 580

13.4.1卷积和去卷积数值计算方法的推导 582

13.4.2卷积和去卷积计算方法的验证 583

13.4.3挤出机中局部RTD求解 588

13.4.4小结 591

13.5双螺杆挤出机中局部停留时间分布（LRTD） 591

13.5.1停留转速分布（RRD）和停留体积分布（RVD）定义 591

13.5.2部分RTD、 RRD和RVD 592

13.5.3局部RTD、RRD和RVD 597

13.5.4小结 599

13.6双螺杆挤出机中停留时间分布的演变 600

13.6.1全局停留时间分布的演变 600

13.6.2局部停留时间分布的演变 602

13.6.3小结 608

参考文献 608

第14章 超临界技术在聚烯烃反应挤出中的应用 612

14.1引言 612

14.2超临界流体在聚合物中的溶胀行为 613

14.2.1实验方法 614

14.2.2模型预测 616

14.3长支链结构聚丙烯 622

14.3.1长支链结构 623

14.3.2超临界反应挤出制备长支链结构的聚丙烯 624

14.3.3结构与性能 629

14.4马来酸酐接枝聚丙烯 640

14.4.1加料方式对反应挤出产物接枝率的影响 640

14.4.2马来酸酐用量对接枝率的影响 641

14.4.3超临界态对接枝产物相对分子质量的影响 643

参考文献 643