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第1章 概论 1

1.1复合材料概述 1

1.1.1复合原理 2

1.1.2复合效应 4

1.2高性能纤维复合材料的发展历程 6

1.2.1高性能纤维复合材料的优异性能 7

1.2.2复合材料的应用及发展前景 9

1.3高性能纤维复合材料面临可持续发展的挑战 14

1.3.1高性能复合材料是高投入、高成本和高能耗产业 15

1.3.2复合材料回收困难 16

1.4绿色复合材料发展现状及前景 17

1.4.1绿色复合材料的研究现状 18

1.4.2绿色复合材料发展前景 22

1.4.3高性能复合材料绿色化技术 23

第2章 绿色复合材料生命周期评价 34

2.1LCA概述 34

2.2LCA技术框架 35

2.2.1目标和范围确定 36

2.2.2清单分析 36

2.2.3影响评价 37

2.2.4生命周期解释 38

2.3LCA在绿色复合材料中的应用 38

2.3.1木塑复合材料的LCA 39

2.3.2天然纤维复合材料的LCA 41

2.3.3复合材料与金属材料的比较 41

2.4基于LCA的复合材料清洁生产 42

2.4.1基于LCA清洁生产的一般方法 43

2.4.2复合材料清洁生产的研究内容 44

第3章 绿色复合材料设计 49

3.1复合材料设计概述 49

3.1.1复合材料设计基础 51

3.1.2复合材料设计原则和方法 54

3.2绿色复合材料设计概述 59

3.2.1绿色设计的价值理念 59

3.2.2绿色复合材料设计原则 60

3.2.3面向产品生命周期的绿色设计 60

3.3绿色复合材料设计选材 62

3.3.1影响设计选材的因素 62

3.3.2设计选材的一般原则 62

3.3.3设计选材步骤 63

3.3.4设计选材的方法 64

3.4面向制造和装配的设计 66

3.4.1复合材料制造工艺质量要求 67

3.4.2复合材料DFM的一般考虑 68

第4章 天然纤维增强体 70

4.1高性能天然纤维概述 71

4.1.1天然植物纤维的化学组成 71

4.1.2天然植物纤维的微结构与性能 72

4.2麻纤维增强体 74

4.2.1麻纤维概述 74

4.2.2几种麻纤维增强体 76

4.3竹纤维增强体 85

4.3.1竹纤维概述 85

4.3.2竹纤维增强热固性树脂基复合材料 88

4.3.3竹纤维增强热塑性树脂基复合材料 91

4.3.4竹纤维增强生物树脂基复合材料 94

4.4再生纤维素纤维和纳米纤维素增强体 95

4.4.1再生纤维素纤维增强体 95

4.4.2纳米纤维素增强体 97

4.5天然纤维表面改性研究 99

4.5.1物理改性 99

4.5.2化学改性 101

4.6天然纤维的发展前景 102

第5章 绿色复合材料基体——热固性树脂 108

5.1热固性树脂基体概述 108

5.2环氧树脂 111

5.2.1环氧树脂的结构及性能特点 111

5.2.2环氧树脂的合成与分类 113

5.2.3环氧树脂固化 117

5.2.4环氧树脂改性 124

5.2.5环氧树脂基绿色复合材料 129

5.3酚醛树脂 132

5.3.1酚醛树脂概述 132

5.3.2酚醛树脂的合成与性能特点 133

5.3.3酚醛树脂固化 138

5.3.4酚醛树脂改性 139

5.3.5酚醛树脂基绿色复合材料 143

5.4不饱和聚酯树脂 145

5.4.1不饱和聚酯树脂的合成、分类及应用 146

5.4.2不饱和聚酯树脂的改性 156

5.4.3不饱和聚酯树脂的应用分类 160

第6章 绿色复合材料基体——热塑性树脂 164

6.1热塑性树脂基体概述 164

6.2常用的热塑性树脂基体 166

6.2.1聚丙烯 166

6.2.2聚乙烯 169

6.2.3聚酰胺树脂 170

6.2.4PBT树脂 172

6.3高性能热塑性树脂基体 173

6.3.1高性能热塑性树脂的性能优点 173

6.3.2高性能热塑性复合材料的应用 175

6.4热塑性树脂基绿色复合材料 177

6.4.1植物纤维增强热塑性复合材料 177

6.4.2长纤维增强热塑性塑料 181

第7章 绿色复合材料树脂基体——生物降解树脂 190

7.1生物降解树脂 190

7.1.1生物降解高分子材料概述 190

7.1.2生物降解高分子材料的降解机理 193

7.2聚乳酸 195

7.2.1聚乳酸的结构与性能 196

7.2.2聚乳酸的合成 198

7.2.3聚乳酸的降解 200

7.2.4聚乳酸的改性 201

7.2.5聚乳酸的应用 203

7.3聚羟基脂肪酸酯 205

7.3.1PHA概述 205

7.3.2PHBV的研究 207

7.3.3PHBV基绿色复合材料 211

7.4聚己内酯 211

7.4.1ε-己内酯 212

7.4.2聚己内酯 215

7.4.3聚己内酯的改性 218

7.4.4聚己内酯的应用 221

7.5聚丁二酸丁二醇酯 222

7.5.1PBS结构与性能 222

7.5.2PBS的合成 224

7.5.3PBS的改性 225

7.5.4PBS基绿色复合材料 226

7.6生物树脂基复合材料研究进展 226

7.6.1生物树脂基复合材料发展现状 227

7.6.2生物树脂基复合材料研究重点 228

第8章 绿色复合材料成型工艺及制造技术 237

8.1树脂基复合材料成型工艺概述 237

8.1.1复合材料成型工艺过程 237

8.1.2复合材料成型制造特点 240

8.1.3复合材料成型工艺发展 241

8.2复合材料成型工艺质量控制 243

8.2.1复合材料成型工艺质量要求 244

8.2.2复合材料工艺质量控制 245

8.3绿色复合材料成型工艺与制造技术 249

8.3.1模具技术 249

8.3.2预浸料技术 252

8.3.3复合材料湿法成型工艺 257

8.3.4树脂传递成型及派生技术 261

8.3.5复合材料干法成型工艺 273

第9章 绿色复合材料表征、测试和性能评价 290

9.1绿色复合材料表征、测试和评价概述 290

9.2原材料表征技术 293

9.2.1红外光谱分析 294

9.2.2色谱分析 298

9.2.3热分析 301

9.3预浸料表征技术 308

9.3.1树脂基体 308

9.3.2增强材料 309

9.3.3预浸料的工艺性能 310

9.4复合材料表征技术 311

9.4.1拉伸试验 312

9.4.2压缩试验 315

9.4.3面内剪切试验 316

9.4.4层间剪切试验 318

9.4.5弯曲试验 318

9.4.6微观检测技术 320

9.5复合材料结构表征技术 321

9.5.1开孔拉伸和开孔压缩 321

9.5.2层间断裂韧性 322

9.5.3冲击后压缩强度 323

9.5.4复合材料环境性能表征 325

9.6复合材料质量评价 328

9.6.1破坏型质量评价 328

9.6.2非破坏型质量评价 328