聚合物基複合材料（第二版）

聚合物基複合材料（第二版）

作者：顧書英、任傑 編著

出版日期：2013年9月 書號：978-7-122-17733-9

開本：16K　787×1092　1/16 裝幀：平 版次：2版1次 頁數：418頁

全書共分為四大部分：緒論（簡單介紹聚合物基複合材料的改性方法及發展情況）、聚合物合金（第一篇）、填充改性及纖維增強聚合物基複合材料（第二篇）、聚合物基納米複合材料（第三篇）。

教材適合材料科學與工程專業（尤其是高分子材料及複合材料方向）的本科生、專科生及碩士生選用，也可供從事相關領域的技術工作的工程技術人員閱讀參考。

目錄

0緒論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2

013纖維增強2

014化學改性2

015表面改性2

02高分子材料改性的發展3

第1篇聚合物合金

第1章聚合物合金的基本原理5

11基本概念5

111聚合物合金的概念5

112聚合物合金化技術的特點5

113聚合物合金的製備方法6

12聚合物合金的分類7

121按熱力學相容性分類7

122按聚合物合金的組成分類8

123按組分間有無化學鍵分類9

13聚合物間的相容性10

131基本概念10

132相容性的熱力學基礎11

133共混體系的相圖13

134相分離的臨界條件14

135兩種相分離機理16

14相容性的預測及測定方法17

141相容性的預測17

142相容性的測定方法20

143聚合物共混體系的多尺度模擬23

15改善相容性的方法26

151相容聚合物的結構特徵26

152改變鏈結構改善相容性27

153增容劑的套用28

本章小結31

思考題32

第2章聚合物合金的相態結構33

21相態結構的類型33

211海島結構33

212兩相連續結構35

213兩相交錯層狀結構36

214含有結晶組分的相態結構36

22影響相態結構的因素37

221影響相連續性的因素37

222影響微區形態、尺寸的因素38

223含有結晶聚合物共混體系相態結構的影響因素39

23嵌段共聚物的微相分離結構40

231嵌段共聚物微區的結構形態40

232影響微相分離結構的因素42

24界面層的結構和特性44

241相界面的形態45

242相界面的效應46

243界面自由能與共混過程的動態平衡46

25形態結構的研究方法47

251光學顯微鏡法47

252電子顯微鏡法48

253原子力顯微鏡法49

本章小結50

思考題50

第3章聚合物合金的增韌機理52

31橡膠增韌塑膠的增韌機理52

311橡膠增韌塑膠體系的形變特點52

312橡膠增韌塑膠體系的增韌機理56

313影響橡膠增韌塑膠增韌效果的因素58

32剛性有機粒子(ROF)對工程塑膠的增韌原理59

321剛性有機粒子增韌的冷拉機理59

322影響剛性有機粒子增韌效果的因素61

323兩類不同分散相粒子對塑膠增韌作用的比較61

本章小結62

思考題62

第4章聚合物合金的性能64

41聚合物合金的力學性能64

411聚合物合金玻璃化轉變64

412聚合物合金的衝擊強度67

413聚合物合金的其他力學性能68

42聚合物合金的流變特性68

421影響熔體黏度的因素68

422熔體的彈性效應70

43聚合物合金的其他性能72

431聚合物合金的透氣性72

432聚合物合金的透光性72

433聚合物合金的電性能73

434聚合物合金的阻隔性73

本章小結74

思考題75

第5章聚合物合金的共混工藝與共混設備76

51分散相的“分散”過程與“凝聚”過程76

52控制分散相粒徑的方法77

521共混時間的影響77

522共混組分熔體黏度的影響78

523界面張力與相容劑的影響78

53兩階共混分散歷程79

54共混設備簡介79

55共混工藝因素對共混物性能的影響80

本章小結81

思考題81

第6章聚合物合金各論82

61通用塑膠合金82

611聚苯乙烯塑膠的共混改性82

612聚氯乙烯（PVC）的共混改性88

613聚烯烴的共混改性91

62工程塑膠的共混改性95

621概述95

622PA的共混改性96

623聚甲醛的共混改性101

624PET、PBT的共混改性102

625PC的共混改性105

626PPO的共混改性107

627特種工程塑膠合金109

63熱固性塑膠的共混改性111

631環氧樹脂的增韌111

632其他熱固性樹脂的共混改性119

64熱塑性彈性體121

641概述121

642共聚型熱塑性彈性體123

643共混型熱塑性彈性體130

本章小結138

思考題140

第7章聚合物合金的進展141

71合金化的製造技術141

711反應加工技術141

712IPN技術142

713反應器合金147

714增容劑技術149

72功能性聚合物合金149

721生物降解性聚合物合金149

722永久防靜電性聚合物合金152

723高吸水性聚合物合金152

724形狀記憶聚合物合金152

73液晶聚合物的合金化154

731LCP合金的類型154

732LCP合金的相容性155

74具有自組裝相形態的聚合物合金156

741具有自組裝核殼結構相形態的三元不相容聚合物合金156

742固體納米粒子填充的二元不相容聚合物合金體系157

本章小結159

思考題160

參考文獻160

第2篇填充改性及纖維增強聚合物基複合材料

第8章複合材料概述167

81複合材料發展史167

82複合材料的種類168

821聚合物基複合材料168

822碳基複合材料175

823混雜纖維複合材料179

824功能複合材料185

825生物體複合材料195

826智慧型複合材料196

本章小結197

思考題198

第9章填充改性聚合物基複合材料及其製備方法199

91填充劑的種類及基本特徵199

911填充劑的種類199

912填充劑的基本特性201

92填充改性複合材料的製備方法202

921熱塑性塑膠的填充改性202

922填充改性效果應與其他工藝技術環節相結合203

923塑膠擠出成型加工設備203

本章小結204

思考題204

第10章纖維增強聚合物基複合材料及其製備方法205

101增強纖維的種類及基本特性205

102纖維增強聚合物基複合材料的製備方法208

1021聚合物基複合材料的工藝特點208

1022聚合物基複合材料的製造方法208

本章小結215

思考題216

第11章複合材料的界面217

111概述217

112聚合物複合材料界面的形成及作用機理218

1121界面層的形成219

1122界面層的作用機理221

113填充、增強材料的表面處理223

1131粉狀填料的表面處理223

1132玻璃纖維的表面處理225

1133碳纖維的表面處理227

1134Kevlar纖維的表面處理230

1135超高分子量聚乙烯纖維的表面處理231

1136天然纖維的表面處理231

114複合材料界面分析技術232

1141紅外光譜法232

1142電子顯微鏡法233

1143X射線光電子能譜234

1144反氣相色譜法235

1145原子力顯微鏡237

1146界面細觀力學實驗及理論分析238

本章小結239

思考題240

第12章聚合物基複合材料241

121聚合物基複合材料的基本性能241

1211力學性能243

1212疲勞性能244

1213衝擊性能244

1214蠕變性能244

1215低溫衝擊性能245

1216物理性能246

122聚合物基複合材料結構設計247

1221概述247

1222材料設計249

1223結構設計255

123聚合物基複合材料的套用259

1231玻璃纖維增強熱固性塑膠(GFRP)的套用260

1232玻璃纖維增強熱塑性塑膠(FRTP）的套用262

1233高強度、高模量纖維增強塑膠的套用263

1234天然纖維增強可降解塑膠的套用264

1235其他纖維增強塑膠265

本章小結265

思考題266

參考文獻266

第3篇聚合物基納米複合材料

第13章納米複合材料概述269

131納米與納米科技269

132納米複合材料的定義269

133聚合物基納米複合體系271

134納米顆粒的製備方法272

1341溶膠凝膠法（solgel）272

1342複合醇鹽法272

1343微乳液法273

1344沉積法與電漿法273

1345分子及離子插層方法273

135聚合物基納米複合材料的製備方法274

1351溶膠凝膠法274

1352層間插入法275

1353共混法276

1354原位聚合法276

1355分子的自組裝及組裝277

1356輻射合成法277

136聚合物基納米複合材料的特性278

本章小結278

思考題278

第14章聚合物/層狀矽酸鹽納米複合材料279

141層狀矽酸鹽黏土材料279

1411蒙脫土的礦石性質279

1412蒙脫土層狀矽酸鹽資源及其分布280

1413有機黏土的製備281

142聚合物/層狀矽酸鹽納米複合材料283

1421聚合物/層狀矽酸鹽納米複合材料的研究現狀283

1422聚合物/層狀矽酸鹽納米複合材料的性能特點及套用前景283

1423聚合物/層狀矽酸鹽納米複合材料的製備方法284

143插層過程的理論分析285

1431插層過程的熱力學分析285

1432插層過程的平均場理論289

1433插層過程的動力學分析290

1434聚合物/層狀矽酸鹽納米複合材料的結構和分類291

144聚合物/層狀矽酸鹽納米複合材料的結構研究方法292

1441透射電鏡觀察（TEM）292

1442廣角X射線衍射（WAXD）293

1443小角X射線散射（SAXS）295

本章小結296

思考題297

第15章聚合物/層狀矽酸鹽納米複合材料各論298

151聚醯胺/層狀矽酸鹽納米複合材料298

1511原位聚合製備PA/層狀矽酸鹽納米複合材料298

1512熔融插層製備PA/層狀矽酸鹽納米複合材料301

1513PA/層狀矽酸鹽納米複合材料的性能302

1514PA/層狀矽酸鹽納米複合材料的套用308

1515商品尼龍/黏土納米複合材料的性能308

152PET/層狀矽酸鹽納米複合材料310

1521原位聚合製備PET/層狀矽酸鹽納米複合材料311

1522熔體插層製備PET/黏土納米複合材料313

1523利用聚酯低聚物插層製備PET/層狀矽酸鹽納米複合材料314

1524PET/層狀矽酸鹽納米複合材料的性能315

1525PET/層狀矽酸鹽納米複合材料的套用319

153PP/層狀矽酸鹽納米複合材料319

1531插層聚合法製備PP/層狀矽酸鹽納米複合材料320

1532熔融插層製備PP/層狀矽酸鹽納米複合材料321

1533溶液插層製備PP/層狀矽酸鹽納米複合材料323

1534PP/層狀矽酸鹽納米複合材料的性能324

1535PP/層狀矽酸鹽納米複合材料的套用329

154生物降解高分子/層狀矽酸鹽納米複合材料330

1541生物可降解聚合物納米複合材料的製備方法331

1542生物可降解聚合物納米複合材料的性能334

155UHMWPE/層狀矽酸鹽納米複合材料339

1551UHMWPE高嶺土納米複合材料的製備339

1552UHMWPE/高嶺土納米複合材料的流變行為340

1553UHMWPE/高嶺土納米複合材料的摩擦磨損性能342

156熱固性樹脂/層狀矽酸鹽納米複合材料343

1561環氧樹脂/層狀矽酸鹽納米複合材料的結構種類和製備方法343

1562影響黏土在環氧體系中插層/解離的因素343

1563插層/解離的固化熱力學和動力學346

1564環氧樹脂/層狀矽酸鹽納米複合材料的性能346

1565其他熱固性樹脂/層狀矽酸鹽納米複合材料347

157橡膠/層狀矽酸鹽納米複合材料348

158具有特殊性能的聚合物/層狀矽酸鹽納米複合材料349

1581具有剪下誘導有序結構的PS/蒙脫土納米複合材料349

1582低分子液晶/蒙脫土納米複合材料的電控記憶效應349

1583聚苯胺蒙脫土納米複合材料的導電各向異性350

本章小結351

思考題352

第16章聚合物/碳納米管複合材料353

161碳納米管的製備、特性及表面處理353

1611碳納米管的製備354

1612碳納米管的結構和性能356

1613碳納米管的表面處理358

162碳納米管在聚合物基體中的分散以及製備359

1621碳納米管在聚合物基體中的分散359

1622碳納米管/聚合物複合材料的製備方法360

163聚合物/碳納米管複合材料各論360

1631尼龍/碳納米管複合材料360

1632PC/碳納米管複合材料361

1633PS/碳納米管複合材料362

1634環氧樹脂/碳納米管複合材料363

1635橡膠/碳納米管複合材料363

1636PLA/碳納米管複合材料365

1637CNTs/兩親性聚合物複合材料366

164碳納米管與聚合物相互作用機理367

本章小結368

思考題369

第17章聚合物/石墨烯納米複合材料370

171石墨烯的結構與特點370

1711石墨烯的結構370

1712石墨烯的特點370

172石墨烯的製備及表面處理371

1721石墨烯的製備方法371

1722石墨烯的表面處理373

173聚合物/石墨烯複合材料的製備方法374

174聚合物/石墨烯複合材料的性能376

1741力學性能376

1742導電性能376

1743熱學性能378

1744氣體阻隔性能378

175聚合物/石墨烯納米複合材料的套用379

1751太陽能電池379

1752感測器379

1753超級電容器380

1754生物材料380

1755電子存儲器381

1756其他套用381

本章小結381

思考題382

第18章功能納米粒子填充的聚合物基納米複合材料383

181用於發光二極體的聚合物基納米複合材料383

1811共軛聚合物發光材料383

1812用於複合材料的納米粒子385

1813發光聚合物基納米複合材料386

1814量子點與聚合物複合的意義388

1815LED封裝材料388

182磁性聚合物基納米複合材料389

1821磁性納米粒子的基本特性389

1822磁性納米粒子的製備方法390

1823磁性納米粒子表面修飾392

1824磁性聚合物基納米複合材料394

1825磁性納米聚合物基複合材料的實際套用396

183其他聚合物基納米複合材料398

1831聚合物/石墨納米複合材料398

1832聚合物/碳酸鈣納米複合材料401

本章小結405

思考題406

參考文獻406