第1章 聚合物-无机纳米复合材料总论 1
1.1 概述 1
1.1.1 引言 1
1.1.2 自然界的纳米结构 2
1.1.3 纳米概念的形成概述 3
1.2 纳米材料与技术的概念 5
1.2.1 纳米概念 5
1.2.2 纳米复合 5
1.3 聚合物纳米复合体系分类 9
1.3.1 聚合物的分类 11
1.3.2 聚合物纳米复合体系 12
1.3.3 无机纳米材料及纳米前驱体 13
1.3.4 纳米复合材料制备方法 14
1.3.5 聚合物纳米复合材料的优缺点 22
1.4 多功能的层状硅酸盐黏土材料 24
1.4.1 蒙脱土的矿石性质 24
1.4.2 我国蒙脱石层状硅酸盐资源及其分布 25
1.5 聚合物-无机黏土纳米复合材料 33
1.5.1 聚合物-层状硅酸盐纳米复合材料 33
1.5.2 聚合物-蒙脱土纳米复合材料 35
1.5.3 纳米前驱体材料与纳米复合材料 36
1.5.4 原位聚合方法 37
1.5.5 聚合物-层状硅酸盐复合物材料分类 40
1.5.6 挤出成型方法 41
1.5.7 插层及层间膨胀的热力学理论 42
1.6.1 无机纳米及其复合材料概览 43
1.6 聚合物-无机纳米复合材料 43
1.6.2 控制形态的有机-无机纳米复合材料 46
1.6.3 聚合物纳米功能复合材料 46
1.6.4 纳米敏感复合材料 47
1.6.5 纳米磁性复合材料 48
1.7 生物有机-无机纳米复合材料 49
1.7.1 生物替代材料的性能 49
1.7.2 组装与复合方法 50
1.7.3 纳米复合材料的问题 51
1.8 有机-无机纳米复合材料的功能、设计与制备 51
1.8.1 纳米复合材料的功能 51
1.8.2 纳米复合材料的功能设计 52
1.8.4 纳米复合材料的稳定化设计 53
1.8.3 纳米复合材料的合成设计 53
1.9 纳米复合应用展望 55
1.9.1 PLS 纳米复合材料的性能与应用前景 55
1.9.2 聚合物纳米晶 55
1.9.3 形态可控的纳米催化剂 56
1.9.4 组装或者自组装阵列的纳米级载体 58
1.9.5 纳米添加剂 58
1.9.6 多功能的纳米涂料 59
1.9.7 纳米机械的过去和未来 60
参考文献 62
第2章 黏土矿物、无机材料及其纳米复合 65
2.1 黏土矿物的晶体构造 65
2.1.1 黏土矿物的分类和化学组成 65
2.1.2 几种主要黏土矿物的晶体构造 67
2.2.1 黏土矿物的电性 77
2.2 黏土矿物的性质及胶体化学原理 77
2.2.2 黏土的水化作用 85
2.2.3 黏土矿物的吸附特性 88
2.2.4 阳离子固定作用 92
2.2.5 黏土-有机物之间的相互作用 92
2.2.6 黏土胶体化学的基本原理 94
2.3 纳米复合的溶胶-凝胶法 107
2.3.1 制备金属纳米颗粒 107
2.3.2 制备纳米稀土 108
2.3.3 制备有机-无机纳米功能材料 111
2.4 插层反应方法 113
2.4.1 插层方法涉及的指标与标准 115
2.4.2 层间插入法的要素 120
2.4.3 层间插入型纳米复合材料制法的改进 121
2.4.4 利用共聚物制备纳米复合材料的方法 122
2.4.5 利用聚合催化剂制纳米复合材料的方法 122
2.4.6 利用相容剂制纳米复合材料的方法 123
2.4.7 插层交换制备处理土 124
2.5 插层-复合方法 125
2.5.1 层状化合物的插层复合方法 125
2.5.2 插层复合纳米前驱体负载催化剂的制备与应用 131
2.5.3 插层复合纳米前驱体负载聚烯烃催化剂 137
2.6 自组装复合与成型方法 141
2.6.1 挤出成型 141
2.6.2 注塑成型 141
参考文献 143
3.1.1 简介 146
3.1 聚酰胺-黏土纳米复合材料 146
第3章 聚合物-无机纳米复合材料的制备与性能 146
3.1.2 聚酰胺的单体 147
3.1.3 聚酰胺的催化剂 149
3.1.4 聚酰胺的聚合 151
3.1.5 聚酰胺-蒙脱土纳米复合材料的物化性能 155
3.1.6 尼龙6-黏土纳米复合材料 161
3.1.7 尼龙6-蒙脱土纳米复合材料工业成品的性能 164
3.1.8 NPA6的纳米结构-性能关系 166
3.1.9 前景 169
3.1.10 尼龙66-黏土纳米复合材料合成 169
3.1.11 其他聚酰胺类纳米复合材料 175
3.1.12 国内聚酰胺生产装置概况 177
3.1.13 应用 177
3.2 环氧树脂-无机黏土纳米复合材料 181
3.2.1 PEO-环氧树脂 182
3.2.2 无机硅酸盐-环氧树脂纳米复合材料 190
3.2.3 PEO-黏土纳米复合材料的制备及剥离行为的影响因素 193
3.2.4 PEO-黏土纳米复合材料的性能 216
3.2.5 环氧树脂-高岭土纳米复合材料 225
3.2.6 应用前景展望 227
3.3 聚酯-蒙脱土纳米复合材料 228
3.3.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯-蒙脱土纳米复合材料 228
3.3.2 聚对苯二甲酸丁二醇酯-蒙脱土纳米复合材料 261
3.3.3 聚酯-无机纳米复合材料应用展望 275
3.4 聚烯烃-黏土纳米复合材料 277
3.4.1 概论 277
3.4.2 聚烯烃催化剂 278
3.4.3 聚烯烃的聚合工艺 286
3.4.4 聚烯烃的纳米复合材料 292
3.4.5 纳米前驱体载负茂金属催化剂制备聚乙烯 302
3.4.6 无机纳米形态与复合材料性能关系 308
参考文献 310
第4章 纳米结构、纳米复合与组装实例 314
4.1 纳米结构自组织和分子自组织合成和性能 315
4.2 厚膜模板合成纳米阵列 322
4.2.1 模板的制备和分类 323
4.2.2 纳米结构的模板合成方法和技术要点 324
4.3 介孔固体和介孔复合体的合成和特性 329
4.3.1 介孔固体的合成与表征 330
4.3.2 介孔固体和介孔复合体荧光增强效应 335
4.4.1 分子自组装 343
4.4 有机-无机自组装纳米复合材料的功能性 343
4.4.2 微型功能新器件的纳米技术 348
4.5 表面活性剂-金属纳米自组装与复合材料 355
4.5.1 银金属纳米粒子的制备方法 355
4.5.2 银金属纳米-有机体的组装 357
4.5.3 聚合物电解质-金属纳米复合材料的成核与组装 358
4.6 聚合物-非金属纳米复合材料 369
4.7 高分子聚合物的有序相分离结构 371
4.7.1 高分子共混体系的相分离结构 371
4.7.2 高分子图样形成的动力学 372
4.7.3 通过嵌段共聚物的共混形成超晶格有序结构 373
4.7.4 高分子相分离的范例 375
4.7.5 聚合物大分子溶液自组装体系 381
4.8.2 单分散二氧化硅颗粒 383
4.8 可与聚合物组装的单分散无机颗粒体系 383
4.8.1 单分散二氧化硅颗粒及其用于自组装 383
4.8.3 单分散颗粒的制备基础研究 384
4.8.4 单分散颗粒的应用研究 387
参考文献 393
第5章 纳米复合材料的理论与表征方法 398
5.1 超微粒子与纳米复合材料理论 398
5.1.1 超微粒子理论 398
5.1.2 胶体稳定性理论 401
5.1.3 光散射理论 409
5.2 界面理论 416
5.2.1 界面形态 416
5.2.2 黏土与聚合物间的界面 416
5.2.3 纳米表面的研究——BET 方法 418
5.3 无机纳米及黏土纳米结构与物性测试 421
5.3.1 黏土结构的测试 421
5.3.2 蒙脱石结构性能的表征测试 425
5.3.3 凹凸棒土的结构测试研究 428
5.3.4 黏土的纳米结构 439
5.4 纳米复合材料结构性能表征 440
5.4.1 纳米粒子的成核 440
5.4.2 粒子形态与凝聚粒子 449
5.4.3 组装或者自组装 450
5.5 纳米复合材料的结构研究 458
5.5.1 前言 458
5.5.2 聚酰胺-黏土纳米复合材料的多级结构 458
5.6 纳米结构与形态的表征方法 462
5.6.1 X 射线衍射方法 463
5.6.2 激光光散射方法 464
5.6.3 TEM 方法 467
5.6.4 AFM 方法 468
5.6.5 SEM 与图像分析仪 473
5.6.6 库尔特粒度仪 474
5.6.7 颗粒检测分析系统 474
参考文献 478
第6章 聚合物-无机纳米复合材料的应用 483
6.1 无机纳米颗粒的应用与测试 483
6.1.1 金属及金属氧化物 483
6.1.2 特殊的无机纳米材料 484
6.1.3 无机纳米前驱体的应用性能测试 485
6.1.4 纳米材料的应用方法 486
6.2 载体与催化剂 488
6.2.1 催化剂载体 488
6.2.2 载负金属催化剂用于加氢转化 491
6.2.3 利用黏土柱层空间模板合成方法制备多孔黏土非均匀结构 495
6.2.4 纳米催化剂 500
6.3 涂料 503
6.3.1 概述 503
6.3.2 纳米粒子的基本物性 504
6.3.3 环保仿磁与粉末涂料 505
6.3.4 特殊应用 507
6.3.5 无机涂料的应用标准 508
6.3.6 工业化生产示例 508
6.3.7 明显优点综述 509
6.4.1 聚丙烯-黏土纳米复合阻隔薄膜材料的制备 510
6.4 膜材料 510
6.4.2 纳米镀膜用于辐射防护 512
6.5 阻隔材料 513
6.6 阻燃材料 516
6.6.1 LDHS 作为阻燃材料 516
6.6.2 阻燃增强纳米 PET 516
6.6.3 阻燃材料的应用 517
6.7 工程塑料 518
6.7.1 纳米在工程塑料中的应用 518
6.7.2 纳米在工程塑料抗菌中的应用 519
6.7.3 PP 纳米复合管材 520
6.8 工业规模应用材料 521
6.8.1 工业规模的工艺 521
6.8.2 在化学建材中的工业规模应用 525
6.9 几种特殊层状无机材料及其应用性能 527
6.9.1 层状硅酸盐在多相微乳液中应用 527
6.9.2 层状硅酸盐有序阵列的应用 528
6.9.3 凹凸棒土作为纳米前驱体的性能利用 528
6.10 2D 层状纳米材料的结构可控性与应用 531
6.10.1 结构特性 531
6.10.2 应用与市场 534
6.11 展望 534
6.11.1 纳米材料技术与传统产业 535
6.11.2 纳米技术变革传统产业 539
6.11.3 国内外的市场 539
6.11.4 无机类纳米材料的应用前景 541
6.11.5 纳米材料与技术综合应用 541
参考文献 547