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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2

0.1.3纤维增强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3

第1篇 聚合物合金5

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聚合物合金化技术的特点5

1.1.3聚合物合金的制备方法6

1.2聚合物合金的分类7

1.2.1按热力学相容性分类7

1.2.2按聚合物合金的组成分类8

1.2.3按组分间有无化学键分类9

1.3聚合物间的相容性10

1.3.1基本概念10

1.3.2相容性的热力学基础11

1.3.3共混体系的相图13

1.3.4相分离的临界条件14

1.3.5两种相分离机理16

1.4相容性的预测及测定方法17

1.4.1相容性的预测17

1.4.2相容性的测定方法20

1.4.3聚合物共混体系的多尺度模拟23

1.5改善相容性的方法26

1.5.1相容聚合物的结构特征26

1.5.2改变链结构改善相容性27

1.5.3增容剂的应用28

本章小结31

思考题32

第2章 聚合物合金的相态结构33

2.1相态结构的类型33

2.1.1海岛结构33

2.1.2两相连续结构35

2.1.3两相交错层状结构36

2.1.4含有结晶组分的相态结构36

2.2影响相态结构的因素37

2.2.1影响相连续性的因素37

2.2.2影响微区形态、尺寸的因素38

2.2.3含有结晶聚合物共混体系相态结构的影响因素39

2.3嵌段共聚物的微相分离结构40

2.3.1嵌段共聚物微区的结构形态40

2.3.2影响微相分离结构的因素42

2.4界面层的结构和特性44

2.4.1相界面的形态45

2.4.2相界面的效应46

2.4.3界面自由能与共混过程的动态平衡46

2.5形态结构的研究方法47

2.5.1光学显微镜法47

2.5.2电子显微镜法48

2.5.3原子力显微镜法49

本章小结50

思考题50

第3章 聚合物合金的增韧机理52

3.1橡胶增韧塑料的增韧机理52

3.1.1橡胶增韧塑料体系的形变特点52

3.1.2橡胶增韧塑料体系的增韧机理56

3.1.3影响橡胶增韧塑料增韧效果的因素58

3.2刚性有机粒子（ROF）对工程塑料的增韧原理59

3.2.1刚性有机粒子增韧的冷拉机理59

3.2.2影响刚性有机粒子增韧效果的因素61

3.2.3两类不同分散相粒子对塑料增韧作用的比较61

本章小结62

思考题62

第4章 聚合物合金的性能64

4.1聚合物合金的力学性能64

4.1.1聚合物合金玻璃化转变64

4.1.2聚合物合金的冲击强度67

4.1.3聚合物合金的其他力学性能68

4.2聚合物合金的流变特性68

4.2.1影响熔体黏度的因素68

4.2.2熔体的弹性效应70

4.3聚合物合金的其他性能72

4.3.1聚合物合金的透气性72

4.3.2聚合物合金的透光性72

4.3.3聚合物合金的电性能73

4.3.4聚合物合金的阻隔性73

本章小结74

思考题75

第5章 聚合物合金的共混工艺与共混设备76

5.1分散相的“分散”过程与“凝聚”过程76

5.2控制分散相粒径的方法77

5.2.1共混时间的影响77

5.2.2共混组分熔体黏度的影响78

5.2.3界面张力与相容剂的影响78

5.3两阶共混分散历程79

5.4共混设备简介79

5.5共混工艺因素对共混物性能的影响80

本章小结81

思考题81

第6章 聚合物合金各论82

6.1通用塑料合金82

6.1.1聚苯乙烯塑料的共混改性82

6.1.2聚氯乙烯（PVC）的共混改性88

6.1.3聚烯烃的共混改性91

6.2工程塑料的共混改性95

6.2.1概述95

6.2.2 PA的共混改性96

6.2.3聚甲醛的共混改性101

6.2.4 PET、 PBT的共混改性102

6.2.5 PC的共混改性105

6.2.6 PPO的共混改性107

6.2.7特种工程塑料合金109

6.3热固性塑料的共混改性111

6.3.1环氧树脂的增韧111

6.3.2其他热固性树脂的共混改性119

6.4热塑性弹性体121

6.4.1概述121

6.4.2共聚型热塑性弹性体123

6.4.3共混型热塑性弹性体130

本章小结138

思考题140

第7章 聚合物合金的进展141

7.1合金化的制造技术141

7.1.1反应加工技术141

7.1.2 IPN技术142

7.1.3反应器合金147

7.1.4增容剂技术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永久防静电性聚合物合金152

7.2.3高吸水性聚合物合金152

7.2.4形状记忆聚合物合金152

7.3液晶聚合物的合金化154

7.3.1 LCP合金的类型154

7.3.2 LCP合金的相容性155

7.4具有自组装相形态的聚合物合金156

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156

7.4.2固体纳米粒子填充的二元不相容聚合物合金体系157

本章小结159

思考题160

参考文献160

第2篇 填充改性及纤维增强聚合物基复合材料167

第8章 复合材料概述167

8.1复合材料发展史167

8.2复合材料的种类168

8.2.1聚合物基复合材料168

8.2.2碳基复合材料175

8.2.3混杂纤维复合材料179

8.2.4功能复合材料185

8.2.5生物体复合材料195

8.2.6智能复合材料196

本章小结197

思考题198

第9章 填充改性聚合物基复合材料及其制备方法199

9.1填充剂的种类及基本特征199

9.1.1填充剂的种类199

9.1.2填充剂的基本特性201

9.2填充改性复合材料的制备方法202

9.2.1热塑性塑料的填充改性202

9.2.2填充改性效果应与其他工艺技术环节相结合203

9.2.3塑料挤出成型加工设备203

本章小结204

思考题204

第10章 纤维增强聚合物基复合材料及其制备方法205

10.1增强纤维的种类及基本特性205

10.2纤维增强聚合物基复合材料的制备方法208

10.2.1聚合物基复合材料的工艺特点208

10.2.2聚合物基复合材料的制造方法208

本章小结215

思考题216

第11章 复合材料的界面217

11.1概述217

11.2聚合物复合材料界面的形成及作用机理218

11.2.1界面层的形成219

11.2.2界面层的作用机理221

11.3填充、增强材料的表面处理223

11.3.1粉状填料的表面处理223

11.3.2玻璃纤维的表面处理225

11.3.3碳纤维的表面处理227

11.3.4 Kevlar纤维的表面处理230

11.3.5超高分子量聚乙烯纤维的表面处理231

11.3.6天然纤维的表面处理231

11.4复合材料界面分析技术232

11.4.1红外光谱法232

11.4.2电子显微镜法233

11.4.3 X射线光电子能谱234

11.4.4反气相色谱法235

11.4.5原子力显微镜237

11.4.6界面细观力学实验及理论分析238

本章小结239

思考题240

第12章 聚合物基复合材料241

12.1聚合物基复合材料的基本性能241

12.1.1力学性能243

12.1.2疲劳性能244

12.1.3冲击性能244

12.1.4蠕变性能244

12.1.5低温冲击性能245

12.1.6物理性能246

12.2聚合物基复合材料结构设计247

12.2.1概述247

12.2.2材料设计249

12.2.3结构设计255

12.3聚合物基复合材料的应用259

12.3.1玻璃纤维增强热固性塑料（GFRP）的应用260

12.3.2玻璃纤维增强热塑性塑料（FR-TP）的应用262

12.3.3高强度、高模量纤维增强塑料的应用263

12.3.4天然纤维增强可降解塑料的应用264

12.3.5其他纤维增强塑料265

本章小结265

思考题266

参考文献266

第3篇 聚合物基纳米复合材料269

第13章 纳米复合材料概述269

13.1纳米与纳米科技269

13.2纳米复合材料的定义269

13.3聚合物基纳米复合体系271

13.4纳米颗粒的制备方法272

13.4.1溶胶-凝胶法（sol-gel）272

13.4.2复合醇盐法272

13.4.3微乳液法273

13.4.4沉积法与等离子体法273

13.4.5分子及离子插层方法273

13.5聚合物基纳米复合材料的制备方法274

13.5.1溶胶-凝胶法274

13.5.2层间插入法275

13.5.3共混法276

13.5.4原位聚合法276

13.5.5分子的自组装及组装277

13.5.6辐射合成法277

13.6聚合物基纳米复合材料的特性278

本章小结278

思考题278

第14章 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料279

14.1层状硅酸盐黏土材料279

14.1.1蒙脱土的矿石性质279

14.1.2蒙脱土层状硅酸盐资源及其分布280

14.1.3有机黏土的制备281

14.2聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料283

14.2.1聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的研究现状283

14.2.2聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的性能特点及应用前景283

14.2.3聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法284

14.3插层过程的理论分析285

14.3.1插层过程的热力学分析285

14.3.2插层过程的平均场理论289

14.3.3插层过程的动力学分析290

14.3.4聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的结构和分类291

14.4聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的结构研究方法292

14.4.1透射电镜观察（TEM）292

14.4.2广角X射线衍射（WAXD）293

14.4.3小角X射线散射（SAXS）295

本章小结296

思考题297

第15章 聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料各论298

15.1聚酰胺／层状硅酸盐纳米复合材料298

15.1.1原位聚合制备PA／层状硅酸盐纳米复合材料298

15.1.2熔融插层制备PA／层状硅酸盐纳米复合材料301

15.1.3 PA／层状硅酸盐纳米复合材料的性能302

15.1.4 PA／层状硅酸盐纳米复合材料的应用308

15.1.5商品尼龙／黏土纳米复合材料的性能308

15.2 PET／层状硅酸盐纳米复合材料310

15.2.1原位聚合制备PET／层状硅酸盐纳米复合材料311

15.2.2熔体插层制备PET/黏土纳米复合材料313

15.2.3利用聚酯低聚物插层制备PET／层状硅酸盐纳米复合材料314

15.2.4 PET／层状硅酸盐纳米复合材料的性能315

15.2.5 PET／层状硅酸盐纳米复合材料的应用319

15.3 PP／层状硅酸盐纳米复合材料319

15.3.1插层聚合法制备PP／层状硅酸盐纳米复合材料320

15.3.2熔融插层制备PP／层状硅酸盐纳米复合材料321

15.3.3溶液插层制备PP／层状硅酸盐纳米复合材料323

15.3.4 PP／层状硅酸盐纳米复合材料的性能324

15.3.5 PP／层状硅酸盐纳米复合材料的应用329

15.4生物降解高分子／层状硅酸盐纳米复合材料330

15.4.1生物可降解聚合物纳米复合材料的制备方法331

15.4.2生物可降解聚合物纳米复合材料的性能334

15.5 UHMWPE／层状硅酸盐纳米复合材料339

15.5.1 UHMWPE高岭土纳米复合材料的制备339

15.5.2 UHMWPE／高岭土纳米复合材料的流变行为340

15.5.3 UHMWPE／高岭土纳米复合材料的摩擦磨损性能342

15.6热固性树脂／层状硅酸盐纳米复合材料343

15.6.1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343

15.6.2影响黏土在环氧体系中插层／解离的因素343

15.6.3插层／解离的固化热力学和动力学346

15.6.4环氧树脂／层状硅酸盐纳米复合材料的性能346

15.6.5其他热固性树脂／层状硅酸盐纳米复合材料347

15.7橡胶／层状硅酸盐纳米复合材料348

15.8具有特殊性能的聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料349

15.8.1具有剪切诱导有序结构的PS／蒙脱土纳米复合材料349

15.8.2低分子液晶／蒙脱土纳米复合材料的电控记忆效应349

15.8.3聚苯胺蒙脱土纳米复合材料的导电各向异性350

本章小结351

思考题352

第16章 聚合物／碳纳米管复合材料353

16.1碳纳米管的制备、特性及表面处理353

16.1.1碳纳米管的制备354

16.1.2碳纳米管的结构和性能356

16.1.3碳纳米管的表面处理358

16.2碳纳米管在聚合物基体中的分散以及制备359

16.2.1碳纳米管在聚合物基体中的分散359

16.2.2碳纳米管／聚合物复合材料的制备方法360

16.3聚合物／碳纳米管复合材料各论360

16.3.1尼龙／碳纳米管复合材料360

16.3.2 PC/碳纳米管复合材料361

16.3.3 PS／碳纳米管复合材料362

16.3.4环氧树脂／碳纳米管复合材料363

16.3.5橡胶／碳纳米管复合材料363

16.3.6 PLA／碳纳米管复合材料365

16.3.7 CNTs／两亲性聚合物复合材料366

16.4碳纳米管与聚合物相互作用机理367

本章小结368

思考题369

第17章 聚合物／石墨烯纳米复合材料370

17.1石墨烯的结构与特点370

17.1.1石墨烯的结构370

17.1.2石墨烯的特点370

17.2石墨烯的制备及表面处理371

17.2.1石墨烯的制备方法371

17.2.2石墨烯的表面处理373

17.3聚合物／石墨烯复合材料的制备方法374

17.4聚合物／石墨烯复合材料的性能376

17.4.1力学性能376

17.4.2导电性能376

17.4.3热学性能378

17.4.4气体阻隔性能378

17.5聚合物／石墨烯纳米复合材料的应用379

17.5.1太阳能电池379

17.5.2传感器379

17.5.3超级电容器380

17.5.4生物材料380

17.5.5电子存储器381

17.5.6其他应用381

本章小结381

思考题382

第18章 功能纳米粒子填充的聚合物基纳米复合材料383

18.1用于发光二极管的聚合物基纳米复合材料383

18.1.1共轭聚合物发光材料383

18.1.2用于复合材料的纳米粒子385

18.1.3发光聚合物基纳米复合材料386

18.1.4量子点与聚合物复合的意义388

18.1.5 LED封装材料388

18.2磁性聚合物基纳米复合材料389

18.2.1磁性纳米粒子的基本特性389

18.2.2磁性纳米粒子的制备方法390

18.2.3磁性纳米粒子表面修饰392

18.2.4磁性聚合物基纳米复合材料394

18.2.5磁性纳米聚合物基复合材料的实际应用396

18.3其他聚合物基纳米复合材料398

18.3.1聚合物／石墨纳米复合材料398

18.3.2聚合物／碳酸钙纳米复合材料401

本章小结405

思考题406

参考文献406