聚合物基复合材料PDF电子书下载

0 绪论 1

0.1 高分子材料改性的主要方法 1

0.1.1 共混改性 1

0.1.2 填充改性 1

0.1.3 纤维增强复合材料 2

0.1.4 化学改性 2

0.1.5 表面改性 2

0.2 高分子材料改性的发展 2

第1篇 聚合物合金 4

第1章 聚合物合金的基本原理 4

1.1 基本概念 4

1.1.1 聚合物合金的概念 4

1.1.2 聚合物合金化技术的特点 4

1.1.3 聚合物合金的制备方法 5

1.2 聚合物合金的分类 5

1.2.1 按热力学相容性分类 5

1.2.2 按聚合物合金的组成分类 6

1.2.3 按组分间有无化学键分类 6

1.3 聚合物间的相容性 8

1.3.1 基本概念 8

1.3.2 相容性的热力学基础 9

1.3.3 共混体系的相图 10

1.3.4 相分离的临界条件 12

1.3.5 两种相分离机理 13

1.4 相容性的预测及测定方法 15

1.4.1 相容性的预测 15

1.4.2 相容性的测定方法 17

1.5 改善相容性的方法 20

1.5.1 相容聚合物的结构特征 20

1.5.2 改变链结构改善相容性 21

1.5.3 增容剂的应用 22

第2章 聚合物合金的相态结构 25

2.1 相态结构的类型 25

2.1.1 海岛结构 25

2.1.2 两相连续结构 26

2.1.3 两相交错层状结构 27

2.1.4 含有结晶组分的相态结构 27

2.2 影响相态结构的因素 28

2.2.1 影响相连续性的因素 28

2.2.2 影响微区形态、尺寸的因素 29

2.2.3 含有结晶聚合物共混体系相态结构的影响因素 30

2.3 嵌段共聚物的微相分离结构 31

2.3.1 嵌段共聚物微区的结构形态 31

2.3.2 影响微相分离结构的因素 32

2.4 界面层的结构和特性 33

2.4.1 相界面的形态 33

2.4.2 相界面的效应 34

2.4.3 界面自由能与共混过程的动态平衡 34

2.5 形态结构的研究方法 35

2.5.1 光学显微镜法 35

2.5.2 电子显微镜法 36

2.5.3 原子力显微镜法 37

第3章 聚合物合金的增韧机理 38

3.1 橡胶增韧塑料的增韧机理 38

3.1.1 橡胶增韧塑料体系的形变特点 38

3.1.2 橡胶增韧塑料体系的增韧机理 42

3.1.3 影响橡胶增韧塑料增韧效果的因素 43

3.2 刚性有机粒子对工程塑料的增韧原理 45

3.2.1 刚性有机粒子增韧的冷拉机理 45

3.2.2 影响刚性有机粒子增韧效果的因素 46

3.2.3 两类不同分散相粒子对塑料增韧作用的比较 46

第4章 聚合物合金的性能 48

4.1 聚合物合金的力学性能 48

4.1.1 聚合物合金玻璃化转变 48

4.1.2 聚合物合金的冲击强度 49

4.1.3 聚合物合金的其他力学性能 50

4.2 聚合物合金的流变特性 50

4.2.1 影响熔体黏度的因素 51

4.2.2 熔体的弹性效应 53

4.3 聚合物合金的其他性能 54

4.3.1 聚合物合金的透气性 54

4.3.2 聚合物合金的透光性 55

4.3.3 聚合物合金的电性能 55

4.3.4 聚合物合金的阻隔性 55

第5章 聚合物合金的共混工艺与共混设备 57

5.1 分散相的分散过程与集聚过程 57

5.2 控制分散相粒径的方法 58

5.2.1 共混时间的影响 58

5.2.2 共混组分熔体黏度的影响 59

5.2.3 界面张力与相容剂的影响 59

5.3 两阶共混分散历程 60

5.4 共混设备简介 60

5.5 共混工艺因素对共混物性能的影响 61

第6章 聚合物合金各论 62

6.1 通用塑料合金 62

6.1.1 聚苯乙烯塑料的共混改性 62

6.1.2 聚氯乙烯的共混改性 67

6.1.3 聚烯烃的共混改性 70

6.2 工程塑料的共混改性 73

6.2.1 概述 73

6.2.2 PA的共混改性 73

6.2.3 POM的共混改性 75

6.2.4 PET、PBT的共混改性 76

6.2.5 PC的共混改性 78

6.2.6 PPO的共混改性 80

6.2.7 特种工程塑料合金 81

6.3 热固性塑料的共混改性 82

6.3.1 环氧树脂的增韧 82

6.3.2 其他热固性树脂的共混改性 91

6.4 热塑性弹性体 92

6.4.1 概述 92

6.4.2 共聚型热塑性弹性体 93

6.4.3 共混型热塑性弹性体 96

第7章 聚合物合金的进展 102

7.1 合金化的制造技术 102

7.1.1 反应加工技术 102

7.1.2 IPN技术 102

7.1.3 增容剂技术 104

7.2 功能性聚合物合金 105

7.2.1 生物降解性聚合物合金 105

7.2.2 永久防静电性聚合物合金 107

7.2.3 高吸水性聚合物合金 107

7.3 液晶聚合物的合金化 107

7.3.1 LCP合金的类型 108

7.3.2 LCP合金的相容性 108

7.4 具有自组装相形态的聚合物合金 109

7.4.1 具有自组装核－壳结构相形态的三元不相容聚合物合金 109

7.4.2 固体纳米粒子填充的二元不相容聚合物合金体系 110

参考文献 113

第2篇 填充改性及纤维增强复合材料 115

第1章 绪论 115

1.1 复合材料发展史 115

1.2 复合材料的种类 116

1.2.1 聚合物基复合材料 116

1.2.2 碳基复合材料 122

1.2.3 混杂纤维复合材料 126

1.2.4 功能复合材料 131

1.2.5 生物体复合材料 137

1.2.6 智能复合材料 138

第2章 填充改性复合材料及其制备方法 140

2.1 填充剂的种类及基本特征 140

2.1.1 填充剂的种类 140

2.1.2 填充剂的基本特性 142

2.2 填充改性复合材料的制备方法 143

2.2.1 热塑性塑料的填充改性 143

2.2.2 填充改性效果应与其他工艺技术环节结合 143

2.2.3 塑料挤出成型加工设备 144

第3章 纤维增强复合材料及其制备方法 145

3.1 增强纤维的种类及基本特性 145

3.2 纤维增强复合材料的制备方法 147

3.2.1 聚合物基复合材料的工艺特点 147

3.2.2 聚合物基复合材料的制备方法 148

第4章 复合材料的界面 156

4.1 概述 156

4.2 高聚物复合材料界面的形成及作用机理 157

4.2.1 界面层的形成 157

4.2.2 界面层的作用机理 160

4.3 填充、增强材料的表面处理 161

4.3.1 粉状填料的表面处理 162

4.3.2 玻璃纤维的表面处理 162

4.3.3 碳纤维的表面处理 165

4.3.4 Kevlar纤维的表面处理 167

4.3.5 超高分子量聚乙烯纤维的表面处理 167

4.3.6 金属纤维的表面处理 167

4.4 复合材料界面分析技术 168

4.4.1 红外光谱研究 168

4.4.2 电子显微镜法 170

4.4.3 X射线光电子能谱 170

第5章 聚合物基复合材料 172

5.1 聚合物基复合材料的基本性能 172

5.1.1 力学性能 172

5.1.2 疲劳性能 175

5.1.3 冲击性能 175

5.1.4 蠕变性能 175

5.1.5 物理性能 175

5.2 聚合物基复合材料结构设计 177

5.2.1 概述 177

5.2.2 材料设计 178

5.2.3 结构设计 184

5.3 聚合物基复合材料的应用 188

5.3.1 玻璃纤维增强热固性塑料的应用 188

5.3.2 玻璃纤维增强热塑性塑料的应用 190

5.3.3 高强度、高模量纤维增强塑料的应用 191

5.3.4 其他纤维增强塑料 192

参考文献 193

第3篇 聚合物基纳米复合材料 194

第1章 概论 194

1.1 纳米与纳米科技 194

1.2 纳米复合材料的定义 194

1.3 聚合物基纳米复合体系 195

1.4 纳米颗粒的制备方法 196

1.4.1 溶胶－凝胶法 197

1.4.2 复合醇盐法 197

1.4.3 微乳液法 197

1.4.4 沉积法与等离子体法 198

1.4.5 分子及离子插层方法 198

1.5 聚合物基纳米复合材料的制备方法 198

1.5.1 溶胶－凝胶法 198

1.5.2 层间插入法 199

1.5.3 共混法 199

1.5.4 原位聚合法 200

1.5.5 分子的自组装及组装 200

1.5.6 辐射合成法 201

1.6 聚合物基纳米复合材料的特性 201

第2章 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料 203

2.1 层状硅酸盐黏土材料 203

2.1.1 蒙脱土的矿石性质 203

2.1.2 蒙脱土层状硅酸盐资源及其分布 204

2.1.3 有机黏土的制备 204

2.2 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料 206

2.2.1 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的研究现状 206

2.2.2 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的性能特点及应用前景 207

2.2.3 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法 208

2.3 插层过程的理论分析 208

2.3.1 插层过程的热力学分析 208

2.3.2 插层过程的平均场理论 212

2.3.3 插层过程的动力学分析 213

2.3.4 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的结构和分类 215

2.4 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的结构研究方法 216

2.4.1 透射电镜观察 216

2.4.2 广角X射线衍射 216

2.4.3 小角X射线散射 218

第3章 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料各论 220

3.1 聚酰胺／层状硅酸盐纳米复合材料 220

3.1.1 原位聚合制备PA／层状硅酸盐纳米复合材料 220

3.1.2 熔融插层制备PA／层状硅酸盐纳米复合材料 223

3.1.3 PA／层状硅酸盐纳米复合材料的性能 224

3.1.4 PA／层状硅酸盐纳米复合材料的应用 229

3.1.5 商品尼龙／黏土纳米复合材料的性能 230

3.2 PET／层状硅酸盐纳米复合材料 231

3.2.1 原位聚合制备PET／层状硅酸盐纳米复合材料 232

3.2.2 熔体插层制备PET／黏土纳米复合材料 234

3.2.3 利用聚酯低聚物插层制备PET／层状硅酸盐纳米复合材料 234

3.2.4 PET／层状硅酸盐纳米复合材料的性能 236

3.2.5 PET／层状硅酸盐纳米复合材料的应用 239

3.3 PP／层状硅酸盐纳米复合材料 240

3.3.1 插层聚合法制备PP／层状硅酸盐纳米复合材料 240

3.3.2 熔融插层制备PP／层状硅酸盐纳米复合材料 241

3.3.3 溶液插层制备PP／层状硅酸盐纳米复合材料 244

3.3.4 PP／层状硅酸盐纳米复合材料的性能 244

3.3.5 PP／层状硅酸盐纳米复合材料的应用 250

3.4 生物降解高分子／层状硅酸盐纳米复合材料 251

3.4.1 生物可降解聚合物纳米复合材料的制备方法 251

3.4.2 生物可降解聚合物纳米复合材料的性能 254

3.5 UHMWPE／层状硅酸盐纳米复合材料 259

3.5.1 UHMWPE高岭土纳米复合材料的制备 259

3.5.2 UHMWPE／高岭土纳米复合材料的流变行为 260

3.5.3 UHMWPE／高岭土纳米复合材料的摩擦磨损性能 262

3.6 热固性树脂／层状硅酸盐纳米复合材料 263

3.6.1 环氧树脂／层状硅酸盐纳米复合材料的结构种类和制备方法 263

3.6.2 影响黏土在环氧体系中插层／解离的因素 263

3.6.3 插层／解离的固化热力学和动力学 265

3.6.4 环氧树脂／层状硅酸盐纳米复合材料的性能 266

3.6.5 其他热固性树脂／层状硅酸盐纳米复合材料 267

3.7 橡胶／层状硅酸盐纳米复合材料 268

3.8 具有特殊性能的聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料 269

3.8.1 具有剪切诱导有序结构的PS／蒙脱土纳米复合材料 269

3.8.2 低分子液晶蒙脱土纳米复合材料的电控记忆效应 269

3.8.3 聚苯胺／蒙脱土纳米复合材料的导电各向异性 270

参考文献 271