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第1章 材料科学概述 1

1.1 材料与材料科学 1

1.1.1 材料及材料化过程(材料工艺过程) 1

1.1.2 材料的类别 1

1.1.3 材料科学的范畴及任务 6

1.2 材料结构简述 7

1.2.1 原子结构 7

1.2.2 结合键 8

1.2.3 原子排列 9

1.2.4 非晶态结构 9

1.2.5 晶体结构 10

1.2.6 结构缺陷 11

1.3.1 特征性能 15

1.3 材料的性能 15

1.3.2 功能物性(效应物性) 16

1.4 材料工艺及其与结构和性能的关系 16

1.4.1 材料工艺过程(材料化过程) 16

1.4.2 材料工艺与材料结构及性能的关系 17

1.5 材料的强化机制 18

1.5.1 冷变形强化(应变硬化) 18

1.5.2 细晶强化 18

1.5.3 固溶强化 19

1.5.4 多相强化 19

1.5.5 分散强化 19

1.5.6 马氏体强化 19

1.6 高分子材料的发展 20

参考文献 20

2.1.2 命名 22

2.1.1 基本概念 22

第2章 高分子材料的结构与性能 22

2.1 高分子与高分子材料 22

2.1.3 分类 23

2.1.4 聚合反应 24

2.1.5 高分子材料的组成和成型加工 25

2.2 聚合物结构 25

2.2.1 大分子链的近程结构 25

2.2.2 大分子链的远程结构 28

2.2.3 聚合物聚集态结构 31

2.3 聚合物的分子运动及物理状态 37

2.3.1 聚合物分子运动的特点 37

2.3.2 聚合物的物理状态 38

2.3.3 聚合物的玻璃化转变及次级转变 40

2.3.4 聚合物熔体的流动 42

2.4.1 力学性能的基本指标 46

2.4 高分子材料的力学性能 46

2.4.2 高弹性能 48

2.4.3 粘弹性 50

2.4.4 聚合物的力学屈服 53

2.4.5 聚合物的力学强度 56

2.4.6 摩擦与磨耗 58

2.4.7 疲劳强度 59

2.5 高分子材料的物理性能 60

2.5.1 热性能 60

2.5.2 电性能 61

2.5.3 光性能 63

2.5.4 溶解性和渗透性 64

2.6 高分子材料的老化 67

2.6.1 光氧化 67

2.7.1 燃烧过程及机理 68

2.7 高分子材料的燃烧特性 68

2.6.2 热氧化 68

2.6.4 生物侵蚀 68

2.6.3 化学侵蚀 68

2.7.2 氧指数 70

2.7.3 聚合物的阻燃 70

2.8 力化学性能 71

2.8.1 力化学过程 71

2.8.2 力降解 72

2.8.3 力化学合成 73

2.8.4 力化学过程的应用前景 73

参考文献 74

第3章 塑料 75

3.1 概述 75

3.1.1 类型及特性 75

3.1.2 塑料的组分及其作用 76

3.1.3 塑料的成型加工方法 78

3.2 热塑性塑料 82

3.2.1 聚烯烃塑料 82

3.2.2 聚氯乙烯塑料 88

3.2.3 聚偏氯乙烯塑料 90

3.2.4 聚乙烯醇及其衍生物塑料 90

3.2.5 丙烯酸塑料 91

3.2.6 纤维素塑料 92

3.3 工程塑料 93

3.3.1 聚酰胺 94

3.3.2 聚碳酸酯 97

3.3.3 聚甲醛 98

3.3.4 聚苯醚 98

3.3.6 聚酰亚胺 99

3.3.5 聚对苯二甲酸丁二醇酯及乙二醇酯 99

3.3.7 氟塑料 101

3.3.8 聚砜 101

3.3.9 聚苯硫醚 102

3.3.10 聚芳酯 102

3.3.11 聚苯酯 103

3.3.12 聚醚醚酮 103

3.3.13 氯化聚醚 104

3.4 热固性塑料 104

3.4.1 酚醛塑料 104

3.4.2 氨基塑料 105

3.4.3 呋喃塑料 106

3.4.4 环氧塑料 106

3.4.5 不饱和聚酯塑料 107

参考文献 108

3.4.6 有机硅塑料 108

第4章 橡胶 109

4.1 概述 109

4.1.1 橡胶及其制品的分类 109

4.1.2 橡胶的主要性能指标 110

4.2 结构及其与性能的关系 111

4.2.1 结构特征 111

4.2.2 结构与性能的关系 111

4.3 配方 113

4.3.1 橡胶制品的原材料 113

4.3.2 橡胶制品的配方 115

4.4 橡胶加工工艺 115

4.4.1 塑炼 115

4.4.3 压延和压出 116

4.4.2 混炼 116

4.4.4 成型 117

4.4.5 硫化 117

4.5 天然橡胶 118

4.5.1 天然橡胶的品种 118

4.5.2 天然橡胶的组成与结构 119

4.5.3 天然橡胶的性能与用途 120

4.6 合成橡胶 121

4.6.1 二烯类橡胶 121

4.6.2 氯丁橡胶 124

4.6.3 聚异丁烯和丁基橡胶 125

4.6.4 以乙烯为基础的橡胶 127

4.6.5 其它合成橡胶 129

4.7.3 苯乙烯类热塑性弹性体 130

4.7.2 聚烯烃类热塑性弹性体 130

4.7.1 结构特征 130

4.7 热塑性弹性体 130

4.7.4 聚酯型热塑性弹性体 131

4.7.5 热塑性聚氨酯弹性体 131

4.7.6 其它热塑性弹性体 131

4.8 微孔高分子材料 131

参考文献 131

第5章 纤维 133

5.1 概述 133

5.1.1 纤维的分类 133

5.1.2 纤维的主要性能指标 133

5.2 纤维加工的一般过程 135

5.2.1 纤维加工的一般工艺 135

5.2.2 纤维加工过程中结构的变化 140

5.3.1 分子结构 142

5.3 结构与性能的一般关系 142

5.3.2 形态结构 143

5.4 天然纤维和人造纤维 146

5.4.1 天然纤维 146

5.4.2 人造纤维 146

5.5 合成纤维 148

5.5.1 聚酰胺纤维 149

5.5.2 聚酯纤维 150

5.5.3 聚丙烯腈纤维 152

5.5.4 其它纤维 152

参考文献 155

第6章 胶粘剂、涂料与功能高分子 157

6.1 胶粘剂 157

6.1.1 胶粘剂的分类及组成 157

6.1.2 胶接及其机理 158

6.1.3 各类材料的胶接 161

6.1.4 环氧树脂胶粘剂 162

6.1.5 酚醛树脂胶粘剂 163

6.1.6 丙烯酸酯类胶粘剂 164

6.1.7 其它常用胶粘剂 165

6.2 涂料 166

6.2.1 涂料的组成 166

6.2.2 涂料的类型 167

6.2.3 油基树脂漆 167

6.2.4 合成树脂漆 169

6.2.5 水性树脂涂料 170

6.2.6 粉末涂料 170

6.3 功能高分子 171

6.3.1 螯合树脂及配位高分子 171

6.3.2 离子交换树脂 173

6.3.3 感光性高分子 175

6.3.4 高分子催化剂 178

6.3.5 医用高分子 179

6.3.6 高吸水性树脂 179

6.3.7 导电性高分子材料 179

参考文献 180

第7章 聚合物共混材料 181

7.1 聚合物共混物及其制备方法 181

7.1.1 基本概念 181

7.1.2 制备方法 182

7.2 形态结构 186

7.2.1 形态结构的基本类型 186

7.2.3 混溶性对形态结构的影响 189

7.2.2 聚合物共混物的界面层 189

7.2.4 制备方法的影响 192

7.2.5 形态结构的测定方法 192

7.3 聚合物共混物的性能 194

7.3.1 聚合物共混物性能与其组分性能的一般关系 194

7.3.2 力学松弛性能 195

7.3.3 模量和强度 196

7.3.4 聚合物共混物熔体的流变特性 198

7.3.5 其它性能 199

7.4 主要品种 200

7.4.1 以聚乙烯为基的共混物 200

7.4.2 以聚丙烯为基的共混物 201

7.4.3 以聚氯乙烯为基的共混物 201

7.4.4 以聚苯乙烯为基的共混物 203

参考文献 204

7.4.5 其它聚合物共混物 204

第8章 聚合物基复合材料 205

8.1 概述 205

8.1.1 复合材料复合结构的类型 205

8.1.2 聚合物基复合材料的类型及特点 206

8.2 增强剂 206

8.2.1 主要品种 206

8.2.2 增强材料的表面处理 208

8.3 聚合物基体 210

8.3.1 塑料 210

8.3.2 橡胶 211

8.4 聚合物基复合材料的制造及成型方法 211

8.4.1 预漫料的制造 211

8.4.2 制件成型固化工艺 212

8.5.1 界面的形成与界面结构 213

8.5 聚合物基复合材料的界面 213

8.5.2 界面的作用 214

8.5.3 界面作用机理 215

8.6 聚合物基复合材料的性能 217

8.6.1 复合效果 217

8.6.2 弹性模量 218

8.6.3 强度 220

8.6.4 其它性能 222

8.7 聚合物基复合材料的应用 224

8.7.1 宇航和航空 224

8.7.2 造船 225

8.7.3 车辆制造 225

8.7.4 其它 226

参考文献 226

附录 227