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目录 1

第一章 概述 1

1.1 基础知识 1

1.1.1 定义与范畴 1

1.1.2 纳米复合材料的分类 1

1.1.3 纳米复合材料的发展 2

1.2 纳米增强改性剂及其纳米复合材料的性能 4

1.2.1 纳米改性剂（粒子）结构 4

1.2.2 纳米改性剂（粒子）的特征 4

1.2.3 纳米复合材料的性能 8

1.2.4 纳米复合材料表征技术 12

1.3 纳米复合材料制备技术 13

1.3.1 纳米复合材料的设计 13

1.3.2 纳米增强改性剂制备技术简介 14

1.3.3 纳米材料表面改性 16

1.3.4 树脂与橡胶基纳米复合材料制备技术 17

1.3.5 陶瓷与金属基纳米复合材料制备技术 40

1.3.6 模板制备技术 45

第二章 纳米增强改性剂 50

2.1 纳米粘土增强改性剂 50

2.1.1 纳米粘土的组成与特点 50

2.1.2 蒙脱石的特殊晶体结构与特点 50

2.1.3 高纯度蒙脱石的提取 51

2.1.4 插层剂的选择 51

2.1.5 熔融插层改性技术 52

2.1.6 纳米粘土改性复合材料结构表征 53

2.1.7 纳米粘土改性复合材料的性能 54

2.2.1 概述 57

2.1.8 纳米粘土改性复合材料的应用前景 57

2.2 刚性纳米碳酸钙增强改性剂 57

2.2.2 纳米碳酸钙的制备 59

2.2.3 纳米碳酸钙的表面改性 60

2.2.4 纳米碳酸钙的性能 61

2.2.5 纳米碳酸钙的应用 62

2.2.6 改性效果 62

2.2.7 纳米CaCO3/SiO2复合粒子改性剂 64

2.3 无机纳米粒子增强改性剂 66

2.3.1 概述 66

2.3.2 纳米二氧化钛（TiO2）改性剂 81

2.3.3 纳米SiO2改性剂 90

2.3.4 纳米ZnO改性剂 102

2.3.5 纳米A12O3改性剂 109

2.3.6 纳米SiC改性剂 111

2.3.7 纳米V2O5改性剂 112

2.4 纳米碳管增强改性剂 114

2.4.1 概述 114

2.4.2 纳米碳管的制备技术 116

2.4.3 纳米碳管（CNT）的结构与性质 128

2.4.4 纳米碳管的性能及应用 134

2.4.5 纳米碳管的研究进展 138

2.5 纳米纤维增强改性剂 140

2.5.1 概述 140

2.5.2 纳米碳纤维改性剂 143

2.5.3 纳米级聚丙烯腈碳纤维毡 150

2.5.4 纳米石墨纤维的储氢性能 154

2.5.5 纳米导电纤维及其在改性增强塑料中的应用 156

2.5.6 抗菌纳米纤维改性剂及其抗菌母料 158

2.6 纳米级生物纤维——蜘蛛丝 161

2.6.1 概述 162

2.6.2 人造蜘蛛丝（又称生物钢） 162

2.6.3 蜘蛛丝的应用 167

第三章 热固性树脂基纳米复合材料 169

3.1 环氧树脂基纳米复合材料 169

3.1.1 概述 169

3.1.2 插层法制备纳米粘土／环氧树脂复合材料 169

3.1.3 直接共混法制备纳米粒子／环氧树脂复合材料 182

3.1.4 原位聚合法制备纳米粒子／环氧树脂复合材料 191

3.2 酚醛树脂基纳米复合材料 199

3.2.1 插层法制备纳米蒙脱土／酚醛树脂复合材料 199

3.2.2 共混法制备纳米碳粉／酚醛树脂复合材料 202

3.2.3 原位聚合法制备纳米TiO2／钼酚醛树脂复合材料 206

3.2.4 原位插层反应法制备纳米蒙脱土／聚萘并噁嗪复合材料 208

3.3 不饱和聚酯基纳米复合材料 210

3.3.1 插层法纳米粘土／不饱和聚酯复合材料 211

3.3.2 共混法制备有机纳米累托石改性不饱和聚酯／玻璃纤维增强复合材料 213

3.3.3 纳米CaCO3增韧增强不饱和聚酯复合材料 216

3.3.4 共混法制备纳米SiO2改性不饱和聚酯 218

3.3.5 纳米SiO2粒子与微米Al2O3粒子改性不饱和聚酯对比 220

3.3.6 原位聚合法制备纳米SiO2改性不饱和聚酯树脂复合材料 222

3.3.7 纳米SiOx改性不饱和聚酯树脂 225

3.4 聚氨酯基纳米复合材料 229

3.4.1 插层法制备纳米蒙脱土／聚氨酯复合材料 229

3.4.2 共混法制备纳米碳／聚氨酯复合材料 237

3.4.3 原位聚合法制备纳米碳酸钙／聚氨酯硬质泡沫复合材料 240

3.4.4 溶胶－凝胶法制备纳米SiO2／聚氨酯（PU）复合材料 242

第四章 通用树脂基纳米复合材料 245

4.1 聚乙烯纳米复合材料 245

4.1.1 纳米CaCO3/HDPE复合材料 245

4.1.2 纳米SiO2粒子改性高密度聚乙烯 251

4.1.3 纳米CaCO3填充LDPE复合材料 256

4.1.4 纳米CaCO3/LLDPE复合材料 258

4.1.5 保温性棚膜用纳米SiO2/LLDPE复合材料 262

4.1.6 纳米CaCO3改性聚乙烯复合土工膜的生产 265

4.1.7 纳米SiO2/LLDPE复合材料薄膜 267

4.1.8 纳米TiO2改性聚乙烯抗菌膜 271

4.1.9 纳米凹凸棒石／聚乙烯复合材料 272

4.1.10 纳米碳管改性超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE） 274

4.1.11 纳米CuO填充UHMWPE复合材料 277

4.1.12 纳米蒙脱土／UHMWPE复合材料 278

4.2 聚丙烯纳米复合材料 280

4.2.1 概述 280

4.2.2 纳米粘土／PP复合材料 286

4.2.3 纳米CaCO3/PP复合材料 308

4.2.4 纳米SiO2/P P复合材料 335

4.2.5 纳米TiO2/PP复合材料 344

4.2.6 纳米Mg/PP复合材料 352

4.2.7 纳米碳纤维增强PP复合材料结晶特性 354

4.3 PVC纳米复合材料 357

4.3.1 纳米粘土／PVC复合材料 357

4.3.2 纳米CaCO3改性PVC复合材料 371

4.3.3 纳米水滑石／PVC复合材料 404

4.3.4 无机纳米粒子增强改性PVC复合材料 408

4.4 聚苯乙烯纳米复合材料 414

4.4.1 纳米蒙脱土／PS复合材料 415

4.4.2 纳米CaCO3/pS复合材料 423

4.4.3 纳米TiO2/HIPS复合材料 429

4.4.4 原位聚合制备纳米石墨薄片／PS导电复合材料 432

4.4.5 乳液聚合制备纳米银／PS核壳复合材料 435

4.5 聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料 437

4.5.1 粘土本体聚合法制备PMMA纳米复合材料 438

4.5.2 纳米SiO2/PMMA复合材料 440

4.5.3 溶胶－凝胶法制备PMMA纳米复合材料 446

4.5.4 纳米LDH改性PMMA复合材料 449

4.6 其它通用树脂基纳米复合材料 451

4.6.1 一步法制备纳米MMT/EVA复合材料 451

4.6.2 水镁石纳米纤维／EVA复合材料 453

4.6.3 辐照法制备纳米蒙脱土／PVAc复合材料 456

第五章 通用工程树脂基纳米复合材料 459

5.1 聚酰胺纳米复合材料 459

5.1.1 插层法制备纳米粘土／聚酰胺复合材料 459

5.1.2 纳米CaCO3／尼龙复合材料 484

5.1.3 纳米无机粒子／尼龙复合材料 488

5.2 纳米SiO2／聚碳酸酯（PC）复合材料 494

5.2.1 纳米SiO/PC复合材料 494

5.2.2 烷基化钠米SiO2/MMA乳液／PC复合材料 495

5.3 纳米CaCO3／聚甲醛（POM）复合材料 498

5.4 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纳米复合材料 501

5.4.1 纳米蒙脱土／PET复合材料 501

5.4.2 纳米TiO2/PET复合材料 511

5.5.1 纳米层状硅酸盐（LS）／PBT复合材料 517

5.5 PBT纳米复合材料 517

5.5.2 溶胶－凝胶法制备纳米TiO2与TiO2/SiO2/PBT复合材料 519

5.6 原位聚合法制备纳米蒙脱土／聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）复合材料 521

第六章 特种工程树脂基纳米复合材料 525

6.1 聚酰亚胺（PI）纳米复合材料 525

6.1.1 简介 525

6.1.2 纳米蒙脱土／聚酰亚胺复合材料与薄膜 532

6.1.3 纳米无机粒子／P1复合材料 537

6.1.4 纳米TiO2／双马来酰亚胺（BMI）复合材料 543

6.2 聚四氟乙烯（PTFE）纳米复合材料 546

6.2.1 纳米Al2O3/PTFE复合材料 546

6.2.2 PTFE纳米复合材料滑动轴承 548

6.3 聚苯硫醚纳米复合材料 553

6.4 聚醚醚酮（PEEK）纳米复合材料 555

7.1.1 纳米光电增强改性剂 557

第七章 纳米功能复合材料 557

7.1 纳米光电复合材料 557

7.1.2 纳米光电复合材料制备与研究实例 570

7.2 纳米磁性复合材料 586

7.2.1 纳米磁性材料增强改性剂 586

7.2.2 纳米磁性塑料用树脂基体 595

7.2.3 纳米晶双相复合永磁合金 597

7.3 纳米隐身复合材料 608

7.3.1 纳米隐身吸波增强改性剂 608

7.3.2 纳米隐身材料用基体材料 622

7.3.3 纳米吸波隐身材料的设计 622

7.3.4 制备实例——纳米碳管3ABS复合材料 630

7.4 纳米电磁流变液 632

7.4.1 简介 632

7.4.2 纳米复合材料制备方法 633

7.4.3 电磁流变液的制备 634

第八章 橡胶基纳米复合材料 637

8.1 天然橡胶基纳米复合材料 637

8.1.1 纳米粘土／天然橡胶复合材料 637

8.1.2 纳米红粘土／天然橡胶复合材料 638

8.1.3 纳米SiO2改性彩色天然橡胶复合材料 639

8.1.4 纳米氧化锌／天然橡胶复合材料 642

8.2 合成橡胶基纳米复合材料 645

8.2.1 丁腈橡胶基纳米复合材料 645

8.2.2 丁苯橡胶基纳米复合材料 660

8.2.3 三元乙丙橡胶（EPDM）基纳米复合材料 676

8.2.4 原位插层聚合纳米蒙脱土／聚丁二烯复合材料 681

8.2.5 纳米SiO2改性氯化聚乙烯复合材料 682

8.3.1 硅橡胶基纳米复合材料 685

8.3 高性能橡胶基纳米复合材料 685

8.3.2 纳米金刚石／氟橡胶复合材料 697

8.4 热塑性弹性体基纳米复合材料 699

8.4.1 纳米粘土／苯乙烯－丁二烯－苯乙烯（SBS）复合材料 699

8.4.2 原位聚合制备纳米聚甲基丙烯酸锌（PZDMA）／乙烯－α－辛烯（PDE）共聚物复合材料 700

8.5 聚氨酯弹性体纳米复合材料——纳米累托石／聚氨酯复合材料 703

第九章 陶瓷基纳米复合材料 708

9.1 概述 708

9.1.1 陶瓷改性的必要性 708

9.1.2 纳米陶瓷粉体的制备技术 708

9.1.3 纳米粉体的分散技术 713

9.1.4 纳米陶瓷的成型方法 716

9.1.5 烧结 716

9.1.7 纳米颗粒复合陶瓷的强韧化机制 717

9.1.6 存在问题与展望 717

9.1.8 陶瓷基纳米复合材料性能 719

9.1.9 接近实用化的纳米复合陶瓷 721

9.2 Al2O3纳米复合材料 721

9.2.1 沉淀法制备高性能纳米SiC/Al2O3陶瓷复合材料 721

9.2.2 添加法制备Al2O3陶瓷基复合材料 723

9.2.3 微波烧结法制备纳米Al2O3/ZrO2（3Y）复合陶瓷 724

9.2.4 刀具用纳米Al2O3／亚微米TiC纳米复合材料 727

9.2.5 Al2O3/Fe3Al纳米粒子增强复合材料 729

9.3 纳米TiO2-MnO2复合材料 731

9.4 纳米TiN/TiC复合材料 733

9.5 纳米TTiC/Si3N4复合材料 736

10.1 纳米金属粒子 738

10.1.1 纳米金属钨粒子 738

第十章 金属基纳米复合材料 738

10.1.2 纳米M50钢粒子 740

10.1.3 碳弧法制备碳包铁纳米粒子 742

10.2 铁基钠米复合材料 743

10.3 铝基纳米复合材料 745

10.3.1 冶金法制备纳米SiC/Al复合材料 745

10.3.2 热压法制纳米SiC/Al复合材料 746

10.3.3 纳米Al/Al2O3复合材料 747

10.3.4 单壁纳米管3纳米铝基复合材料 751

10.4 纳米SiO2改性Cu、Co基复合材料 753

10.5 纳米TiO2-Co复合材料 755

10.6 γ射线辐照－溶胶－凝胶法制备非晶SiO2-Ag纳米复合材料 758

10.7 锆基纳米复合储氢材料 759

参考文献 762