聚合物/天然硅酸鹽黏土納米復(fù)合材料

前言

　　自從1987年日本豐田汽車公司首次成功地開發(fā)出天然蒙脫石改性尼龍納米復(fù)合材料并將其用于汽車保險(xiǎn)杠以后，全球紛紛開展了黏土改性聚合物基納米復(fù)合材料的研究。天然硅酸鹽黏土具有高長徑比、廉價(jià)及易于解離等特點(diǎn)，可賦予聚合物基納米復(fù)合材料高強(qiáng)度及良好的耐熱性、韌性、電性能，因而成為近年來塑料納米改性的一種有力手段。　　本書從離子晶體的結(jié)構(gòu)人手，介紹了幾類常用于聚合物改性的天然硅酸鹽黏土及其結(jié)構(gòu)特征，其中包括在我國具有較大儲藏量、高品質(zhì)的累托石黏土。在此基礎(chǔ)上，分析總結(jié)了近年來有關(guān)聚合物／黏土納米復(fù)合材料的最新研究成果，并對納米復(fù)合材料中黏土插層／解離的熱力學(xué)及動力學(xué)因素、改性納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及其影響因素、納米復(fù)合材料的性能等方面進(jìn)行了論述；介紹了黏土復(fù)合聚合物電解質(zhì)材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能，黏土改性的熱固性樹脂基納米復(fù)合材料的固化反應(yīng)動力學(xué)，固化樹脂的機(jī)械性能和熱性能。其內(nèi)容涉及復(fù)合材料形貌的表征方法、納米復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)與分子動力學(xué)研究新思路、復(fù)合材料流變學(xué)、高聚物固化動力學(xué)、高聚物復(fù)合材料的介電性等高分子科學(xué)與材料領(lǐng)域的基本物理‘化學(xué)等問題。另外，從應(yīng)用角度介紹了多種用于黏土改性的有機(jī)改性劑及商品化的有機(jī)黏土、多種黏土改性的聚合物體系，其中大部分是著者及其課題組在這一領(lǐng)域所做的研究工作。書中所涉及的天然黏土改性聚烯烴復(fù)合材料、尼龍納米復(fù)合材料等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車零部件的制備?！　”緯鴱母叻肿游锢砼c化學(xué)的角度探討聚合物復(fù)合材料的多層次結(jié)構(gòu)以及多層次結(jié)構(gòu)形成的物理化學(xué)條件及其規(guī)律、結(jié)構(gòu)一與.陛能的關(guān)系，為高分子材料與科學(xué)專業(yè)學(xué)生及這一領(lǐng)域的科研工作者在多尺度下認(rèn)識聚合物基復(fù)合材料的形貌、界面，了解結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系提供一個(gè)很好的思路；為進(jìn)一步開發(fā)高性能聚合物／黏土納米復(fù)合材料新品種、提升傳統(tǒng)材料的性能并擴(kuò)大其工程化應(yīng)用范圍提供理論基礎(chǔ)。書中所涉及的納米復(fù)合材料制備技術(shù)、結(jié)構(gòu)表征、界面性能研究等方法對研究其他納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系具有一定的借鑒價(jià)值。

內(nèi)容概要

　　《聚合物、天然硅酸鹽黏土納米復(fù)合材料》系統(tǒng)論述了近幾年來聚合物／天然硅酸鹽黏土納米復(fù)合材料研究領(lǐng)域的主要研究成果，內(nèi)容包括天然硅酸鹽蒙脫土、累托石等的結(jié)構(gòu)與性能，黏土的有機(jī)改性，聚合物基黏土納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能，黏土在聚合物中解離的熱力學(xué)、動力學(xué)問題，黏土對熱固性樹脂固化反應(yīng)動力學(xué)的影響，黏土對聚合物熔體流變性、結(jié)晶性、力學(xué)性能、熱機(jī)械性能等的影響，論述并建立了黏土納米復(fù)合材料微觀力學(xué)模型。書中的大部分內(nèi)容為作者課題組近幾年來的研究成果，另外還包括國際、國內(nèi)相關(guān)學(xué)者的最新研究成果?！　　毒酆衔?、天然硅酸鹽黏土納米復(fù)合材料》可供高分子科學(xué)與工程及相關(guān)領(lǐng)域的研究者閱讀，也可作為高等院校材料學(xué)及高分子化學(xué)與物理等相關(guān)專業(yè)師生的參考用書。

書籍目錄

前言第1章 硅酸鹽黏土礦物的晶體結(jié)構(gòu)及性能1.1 離子化固體結(jié)構(gòu)1.1.1 最緊密堆積與原子間空隙1.1.2 離子晶體結(jié)構(gòu)1.2 層狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)與礦物類型1.2.1 黏土礦物層型1.2.2 黏土礦物的分類1.3 層狀硅酸鹽表面官能團(tuán)及Lewis酸堿性1.4 層狀硅酸鹽帶電表面1.5 硅酸鹽膠粒的雙電層及電動電位1.5.1 雙電層的形成及電荷分布1.5.2 ζ電勢及其計(jì)算1.6 聚合物改性用納米硅酸鹽黏土1.6.1 蒙脫土1.6.2 累托石1.6.3 海泡石參考文獻(xiàn)第2章 聚合物基黏土納米復(fù)合材料的制備2.1 黏土的有機(jī)改性2.1.1 有機(jī)改性劑的選擇原則2.1.2 幾種有機(jī)黏土的結(jié)構(gòu)與性能2.1.3 有機(jī)黏土的分散性2.2 黏土在聚合物中的插層與解離2.2.1 黏土插層／解離的熱力學(xué)基礎(chǔ)2.2.2 黏土插層／解離的動力學(xué)條件2.3 黏土／聚合物納米復(fù)合材料的制備2.3.1 原位插層聚合法制備黏土／聚合物納米復(fù)合材料2.3.2 溶液共混法制備黏土／聚合物納米復(fù)合材料2.3.3 熔融共混法制備黏土／聚合物納米復(fù)合材料參考文獻(xiàn)第3章 黏土／熱塑性聚合物納米復(fù)合材料的形貌3.1 黏土在聚合物中解離的規(guī)律3.1.1 有機(jī)蒙脫土在極性聚合物中的解離3.1.2 有機(jī)蒙脫土在非極性聚合物中的解離3.1.3 有機(jī)蒙脫土在共聚物中的解離3.1.4 熔融共混工藝與黏土的解離狀態(tài)3.1.5 黏土在納米復(fù)合材料中分散與解離狀態(tài)的表征方法3.2 黏土／聚合物納米復(fù)合材料的結(jié)晶形貌3.2.1 聚丙烯納米復(fù)合材料的結(jié)晶形貌3.2.2 有機(jī)蒙脫土對尼龍結(jié)晶性能的影響3.3 黏土對共混體系形貌的影響3.3.1 有機(jī)累托石在聚丙烯／聚烯烴彈性體體系的分散與解離3.3.2 POE在復(fù)合材料中的分布3.3.3 改性體系的結(jié)晶形貌3.4 黏土納米復(fù)合材料的界面相互作用3.4.1 復(fù)合材料的界面相互作用3.4.2 界面研究方法概述3.4.3 反氣相色譜法研究納米復(fù)合材料界面相互作用3.4.4 理論模擬方法研究納米復(fù)合材料界面相互作用參考文獻(xiàn)第4章 黏土／熱塑性聚合物納米復(fù)合材料的性能4.1 概論4.2 聚氨酯黏土納米復(fù)合材料4.2.1 有機(jī)累托石對聚氨酯熔融流變性能的影響4.2.2 有機(jī)累托石對聚氨酯硬度的影響4.2.3 復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能4.2.4 力學(xué)性能與微觀結(jié)構(gòu)4.2.5 復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能4.2.6 復(fù)合材料的耐介質(zhì)性能4.2.7 復(fù)合材料的熱性能4.3 聚丙烯黏土納米復(fù)合材料4.3.1 黏土對聚丙烯等溫結(jié)晶性能的影響4.3.2 有機(jī)累托石對聚丙烯非等溫結(jié)晶性能的影響4.3.3 納米復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能4.3.4 納米復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能4.4 黏土／聚烯烴共混體系納米復(fù)合材料4.4.1 有機(jī)累托石改性聚丙烯／聚烯烴彈性體體系的性能4.4.2 有機(jī)蒙脫土改性的熱塑性聚烯烴4.5 有機(jī)蒙脫土／尼龍納米復(fù)合材料4.6 有機(jī)蒙脫土／EVA納米復(fù)合材料4.6.1 EVA黏土納米復(fù)合材料的機(jī)械性能4.6.2 納米復(fù)合材料的微觀力學(xué)模型參考文獻(xiàn)第5章 黏土復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能5.1 概論5.2 有機(jī)蒙脫土改性聚氧乙烯基聚合物電解質(zhì)5.3 有機(jī)蒙脫土改性丙烯酸甲酯類聚合物電解質(zhì)5.4 溶液共混有機(jī)累托石／PMMA納米復(fù)合電解質(zhì)5.4.1 OREC與組分間的相互作用5.4.2 OREC對保液性的影響5.4.3 黏土對凝膠電解質(zhì)離子電導(dǎo)率的影響5.4.4 黏土對電解質(zhì)體系熱性能的影響5.5 原位聚合黏土納米復(fù)合PMMA凝膠電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)與電性能5.5.1 原位聚合凝膠電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)形貌5.5.2 原位聚合有機(jī)黏土納米復(fù)合凝膠電解質(zhì)的性能參考文獻(xiàn)第6章 黏土／熱固性樹脂納米復(fù)合材料的形貌與性能6.1 納米黏土解離的影響規(guī)律6.2 有機(jī)黏土對納米復(fù)合材料固化工藝的影響6.2.1 有機(jī)黏土對樹脂體系黏度的影響6.2.2 黏土改性樹脂體系固化反應(yīng)行為6.2.3 有機(jī)黏土的催化性和體系轉(zhuǎn)化率6.3 OMMT／環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料的形貌與性能6.3.1 0MMT／環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料的形貌6.3.2 OMMT／環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料力學(xué)性能及影響規(guī)律6.3.3 納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性6.3.4 復(fù)合有機(jī)蒙脫土改性環(huán)氧樹脂6.3.5 納米復(fù)合材料固化反應(yīng)動力學(xué)6.3.6 復(fù)合有機(jī)蒙脫土改性體系的性能6.4 有機(jī)海泡石／環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料6.4.1 納米復(fù)合材料制備工藝6.4.2 納米復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)6.4.3 納米復(fù)合材料的斷口形貌6.4.4 納米復(fù)合材料的性能6.4.5 改性體系的非等溫固化動力學(xué)行為6.5 有機(jī)累托石／環(huán)氧樹脂體系的結(jié)構(gòu)與性能6.5.1 累托石／環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料形貌6.5.2 有機(jī)累托石對環(huán)氧樹脂流變行為的影響6.6 氰酸酯改性有機(jī)蒙脫土／環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料6.6.1 三元體系的固化與微觀結(jié)構(gòu)6.6.2 三元體系的力學(xué)性能6.6.3 三元體系的介電性能6.7 纖維增強(qiáng)的樹脂基黏土納米復(fù)合材料6.7.1 環(huán)氧樹脂／有機(jī)蒙脫土／玻璃纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能6.7.2 有機(jī)蒙脫土改性／低溫固化環(huán)氧樹脂／碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能6.7.3 不飽和聚酯／有機(jī)累托石／玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 硅酸鹽黏土礦物的晶體結(jié)構(gòu)及性能　　隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對晶體的認(rèn)識不斷深化。晶體最本質(zhì)的特點(diǎn)是其內(nèi)部的原子或離子以一定周期性方式在三維空間中做有規(guī)則的排列。從這個(gè)意義上來說，晶體是分布極其廣泛的一類物質(zhì)。天然硅酸鹽礦物就是氧與硅、鋁、鎂等元素以硅氧四面體形式連接成的不同的晶體結(jié)構(gòu)，它是構(gòu)成地殼的主要成分，也是水泥、陶瓷、耐火材料等硅酸鹽工業(yè)的主要原料。在硅酸鹽晶體中，除了硅和氧以外，組成中的各種陽離子多達(dá)50多種，因此硅酸鹽晶體的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。根據(jù)硅酸鹽中硅氧四面體的連接方式，硅酸鹽可以分成島狀、鏈狀、層狀及架狀四種晶體類型Ⅲ?！　」杷猁}中硅氧鍵的離子性和共價(jià)性各占50％，而鋁一氧鍵、鎂一氧鍵的離子性分別占60％和70％，因此人們常把硅酸鹽礦物的結(jié)構(gòu)當(dāng)作離子化晶格來對待。本章從晶體結(jié)構(gòu)的基本原理出發(fā)，闡明層狀硅酸鹽的礦物結(jié)構(gòu)、表面功能結(jié)構(gòu)和性能，并在此基礎(chǔ)上，介紹了幾種適用于聚合物改性的層狀硅酸鹽?！　　?/pre>








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