聚合物共混改性原理与应用PDF电子书下载

1.1　聚合物共混发展概述 1

第1章　绪论 1

1.2　聚合物共混的优势 2

1.3　聚合物共混的应用与研究 3

参考文献 3

第2章　聚合物共混的基本概念 4

2.1　聚合物共混的定义 4

2.1.1　狭义的与广义的共混 4

2.1.2　与共混相关的多元体系范畴 4

2.2　共混改性的主要方法 5

2.3　组分含量的表示方法 6

2.4　关于共混物形态的基本概念 6

2.4.1　共混物形态的三种基本类型 7

2.4.2　聚合物共混物的形态学要素 7

2.4.5　两相体系概念的扩展 8

2.4.3　分散相颗粒的平均粒径和粒径分布与性能的关系 8

2.4.4　共混物“均相”的判定 8

2.5　关于相容性的基本概念 9

2.5.1　热力学相容性 9

2.5.2　溶混性 9

2.5.3　广义的相容性 9

2.5.4　广义相容性与热力学相容性的关系 11

2.5.5　关于相容性术语的补充说明 11

2.6　聚合物共混物的分类 12

2.7　共混理论体系与应用研究的基本框架 13

2.7.1　理论研究：共混物性能与共混过程-组成-形态-相容性的关系 13

2.7.2　应用研究：共混物性能与组成-过程-形态的关系 14

习题 14

参考文献 14

3.1.2　分散混合 16

3.1.1　分布混合 16

第3章　聚合物共混过程及其调控 16

3.1　混合的基本方式与基本过程 16

3.1.3　分布混合与分散混合的关系 17

3.1.4　分散混合机理 17

3.1.5　流动场的形式：剪切流动与拉伸流动 18

3.1.6　影响熔融共混过程的5个主要因素 19

3.2　聚合物共混过程的理论模型 20

3.2.1　分散相粒子的运动与变形过程 20

3.2.2　作用在分散相粒子上的外力和内力 26

3.2.3　层流混合 28

3.2.4　分散相的平衡粒径 29

3.2.5　小结 31

3.3.2　形态学方法 32

3.3.3　对共混产物性能的评估 32

3.3.4　研究方法进展 32

3.3.1　流变学方法 32

3.3　共混过程的实验研究方法 32

3.4　共混过程的调控方法 33

3.4.1　共混组分熔体黏度及弹性的影响与调控 33

3.4.2　界面张力与相容剂 38

3.4.3　共混时间 38

3.4.4　其它因素 39

习题 39

参考文献 40

第4章　聚合物共混物的微观形态 41

4.1　共混物微观形态研究的基本目的和主要研究内容 41

4.1.1　共混物组成、共混过程、共混物性能与共混物形态的基本关系 41

4.1.2　形态研究指导聚合物共混材料的开发 42

4.1.3　共混物形态在机理研究中起重要作用 42

4.1.4　共混物形态研究的主要内容 42

4.2　共混物形态的观测研究方法 43

4.2.1　电子显微镜观测及其制样方法 43

4.2.3　形态观测中应注意的问题 45

4.2.2　光学显微镜观测及其制样方法 45

4.3　共混物形态的表征与研究 46

4.3.1　连续相和分散相的区分 46

4.3.2　分散相分散状况的定量表征 47

4.3.3　分散相粒子的形貌 49

4.3.4　形态学要素与共混物性能的关系 49

4.4　聚合物共混物形态的影响因素 52

4.4.1　影响连续相、分散相形成的因素 52

4.4.2　影响分散相粒径的因素 54

4.4.3　影响分散相粒子形貌的因素 60

4.5　多组分共混体系的形态 61

4.5.1　多种聚合物的共混体系 61

4.5.2　含助剂的多组分体系 62

4.5.3　多组分体系形态的影响因素与调控 62

4.6.1　结晶结构的基本类型 63

4.6　共混物的结晶结构 63

4.6.2　结晶结构研究在共混研究中的意义 64

4.6.3　共混物结晶结构研究实例 64

4.7　聚合物共混物形态测试技术进展 65

4.7.1　原子力显微镜 65

4.7.2　激光共聚焦扫描显微镜 66

4.7.3　X射线光电子能谱 68

习题 68

参考文献 69

第5章　共混物的相容热力学和相界面 71

5.1　共混物相容热力学 71

5.1.1　概述 71

5.1.2　热力学相容的必要条件 72

5.1.3　相分离行为与均相结构稳定性的条件 72

5.1.4　Flory-Huggins模型与相关参数 77

5.1.6　相容性的判定：二元相互作用模型与溶解度参数 79

5.1.5　状态方程理论 79

5.2　相容性的实验研究方法 85

5.2.1　玻璃化转变温度法 85

5.2.2　绘制相图的方法 85

5.2.3　其它方法 86

5.3　共混物的相界面 86

5.3.1　概述 87

5.3.2　表面张力与界面张力 87

5.3.3　界面层与界面作用 92

5.3.4　相界面的研究方法 94

5.4　相容剂 95

5.4.1　非反应性共聚物 95

5.4.2　反应性共聚物 96

习题 97

参考文献 97

5.4.3　原位聚合方法 97

第6章　聚合物共混物的性能 99

6.1　共混物性能的影响因素 99

6.1.1　各组分的性能与配比 99

6.1.2　共混物形态的影响 100

6.1.3　制样方法和条件的影响 100

6.1.4　测试方法与条件 100

6.2.1　简单关系式：并联与串联 101

6.2　共混物性能的预测 101

6.2.2　均相共混体系 102

6.2.3　“海-岛”结构两相体系 102

6.2.4 “海-海”结构两相体系 104

6.2.5　预测方法的适用性与局限性 104

6.3　共混物试样制备与测试 104

6.3.1　共混物试样制备 104

6.3.2　实验结果的可比性和可再现性 105

6.4　共混物熔体的流变性能 106

6.4.1　共混物熔体黏度与剪切速率的关系 107

6.4.3　共混物熔体黏度与共混组成的关系 108

6.4.2　共混物熔体黏度与温度的关系 108

6.4.4　共混物熔体的黏弹性行为 111

6.4.5　共混物的动态流变性能 111

6.4.6　本体流动与单元流动 112

6.5　共混物的力学性能 113

6.5.1　塑料的韧性与增韧改性概述 113

6.5.2　弹性体增韧塑料的机理 117

6.5.3　结构形态因素对增韧效果的影响 119

6.5.4　塑料增韧的定量分析 120

6.5.5　弹性体增韧塑料实例 123

6.5.6　非弹性体增韧 124

6.5.7　共混体系的其它力学性能 127

6.6　共混体系的其它性能 128

6.6.1　耐老化性能 128

6.6.4　透气性 129

6.6.2　电性能 129

6.6.3　光学性能 129

6.6.5　阻隔性能 130

6.6.6　表面性能 130

习题 130

参考文献 131

第7章　聚合物共混的应用 133

7.1　聚合物共混应用体系的选取 133

7.1.1　相容性因素 133

7.1.2　结晶性因素 134

7.1.3　性能的改善或引入新性能 134

7.1.4　价格因素 134

7.2　通用塑料的共混改性 135

7.2.1　聚氯乙烯（PVC）的共混改性 135

7.2.2　聚丙烯（PP）的共混改性 142

7.2.3　聚乙烯（PE）的共混改性 145

7.2.4　聚苯乙烯（PS）及ABS的共混改性 149

7.3　工程塑料的共混改性 150

7.3.1　聚酰胺（PA）的共混改性 150

7.3.2　聚碳酸酯（PC）的共混改性 153

7.3.3　PET、PBT的共混改性 155

7.3.4　聚苯醚（PPO）的共混改性 156

7.3.5　聚甲醛（POM）的共混改性 157

7.3.6　高性能工程塑料的共混改性 158

7.4　橡胶的共混改性 160

7.4.1　橡胶共混的基本知识 160

7.4.2　通用橡胶的共混改性 162

7.4.3　特种橡胶的共混改性 165

7.4.4　共混型热塑性弹性体 166

习题 167

参考文献 167

8.1.2　无机填充剂 171

8.1.1　填充剂的种类 171

第8章　聚合物填充体系与短纤维增强体系 171

8.1　填充剂与增强纤维简介 171

8.1.3　增强纤维及晶须 174

8.1.4　天然材料填充剂 175

8.2　填充剂及填充体系的性能 175

8.2.1　填充剂的基本特性 175

8.2.2　填充剂对填充体系性能的影响 177

8.3　填充剂的表面改性 178

8.3.1　表面改性剂的种类 179

8.3.2　表面改性的方法 181

8.3.3　表面改性工艺条件 182

8.4　聚合物填充体系的界面 182

8.4.1　界面的形成与界面结构 182

8.4.2　界面的作用及机理 183

8.5.1　短纤维增强热塑性塑料 184

8.5　聚合物增强体系 184

8.6　聚合物填充阻燃体系 186

8.6.1　阻燃剂的基本分类 186

8.5.2　其它增强体系 186

8.6.2　填充型阻燃剂的主要品种 187

8.6.3　填充型阻燃剂的表面改性 188

8.6.4　填充型阻燃剂的协同效应 188

8.6.5　填充型阻燃剂在聚合物中的应用 189

8.7　天然材料／聚合物复合体系 190

8.7.1　概述 190

8.7.2　加工工艺概述 191

8.7.3　性能与应用 191

8.7.4　研究与开发概况 191

8.7.5　木塑复合材料 192

8.7.6　麻纤维复合材料 194

8.7.8　秸秆／塑料复合材料 195

8.7.7　竹／塑复合材料 195

习题 196

参考文献 196

第9章　无机纳米粒子／聚合物复合材料 197

9.1　无机纳米粒子及纳米复合材料的制备 197

9.1.1　无机纳米粒子的制备方法简介 197

9.1.2　无机纳米粒子／聚合物复合材料的制备方法 198

9.2　无机纳米粒子／聚合物复合材料的性能 199

9.2.1　力学性能 199

9.2.2　其它性能 199

9.3　无机纳米粒子在聚合物基体中的分散 200

9.3.1　纳米粒子团聚与分散的基本原理 200

9.3.2　表面改性 202

9.3.3　纳米粒子的母料 204

9.4.1　纳米CaCO3聚合物共混体系 205

9.4　无机纳米粒子／聚合物共混体系研究进展 205

9.4.2　蒙脱土／聚合物纳米复合材料 213

9.4.3　纳米SiO2／聚合物复合材料 215

9.4.4　其它无机纳米粒子／聚合物复合材料 215

9.5　无机纳米粒子增韧机理的研究进展 216

9.5.1　逾渗模型与无机刚性粒子增韧理论 216

9.5.2　微观力学机理的综合分析 217

9.5.3　无机刚性粒子团模型 217

9.5.4　沙袋结构增韧理论 217

9.5.5　无机纳米粒子与弹性体协同增韧 218

9.5.6　无机纳米粒子对结晶结构的影响 218

9.5.7　无机纳米粒子增韧机理小结 218

习题 219

参考文献 219

10.1.1　共混工艺概述 222

10.1　共混工艺路线的设计 222

第10章　聚合物共混工艺与设备 222

10.1.2　两阶共混分散历程 223

10.1.3　聚合物共混的其它方式 224

10.2　共混设备简介 224

10.2.1　概述 224

10.2.2　双螺杆挤出机的种类与特性 225

10.2.3　双螺杆挤出机的设备参数 227

10.2.4　双螺杆挤出机螺杆元件的特性与功能 228

10.2.5　双螺杆挤出机混合过程的表征 230

10.2.6　双螺杆挤出过程的阶段划分 231

10.3　挤出共混设备与工艺的调控 232

10.3.1　主变量与因变量 232

10.3.2　调控的基本内容 232

10.3.3　共混过程的要素在挤出过程中的体现 234

习题 236

参考文献 236