聚合物-无机纳米复合材料(第2版)

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柯扬船 著
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  • 聚合物复合材料
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出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787122286802
版次:2
商品编码:12147994
包装:精装
开本:16开
出版时间:2017-04-01
用纸:胶版纸
页数:395
字数:6960000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书可供高等院校研究生学习参考,也可作为考研重点参考书。
本书对纳米中间体、插层剥离、纳米可控分散与复合、纳米载负、复合处理剂工艺、纳米结构性能及纳米效应系统详细论述。阐述纳米成核及其诱导固体与液体凝聚行为的内容,突出了纳米体系在聚合物体系的分散复合形态及其界面匹配效应,是探究纳米复合多相作用和多功能应用效应的窗口。本书许多实例说明,简单掺混纳米复合体系与微米复合体系性能的极大局限性及其根源。
本书特点之一,主要内容基于作者及合作者的研究工作,只涉及了国内外密切关联的前沿与经典理论内容;本书特点之二,就同一个问题提供各自不同观点的纳米科技方案,与国内外重要成果关联比较,融合于本书的部分实施例中;本书特点之三,采纳成熟连贯的内容,从新的视角和作者新成果与进展进行结合与阐述,提供读者前沿技术状态及新观点。

内容简介

本再版书在原版内容基础上,涉及纳米复合材料技术及其纳米效应与应用设计,纳米科技向工程、建筑、汽车等传统产业渗透及其显著效应与发展趋势,并围绕“纳米科技在复杂油气开采的科学技术体系”等新领域进行拓展,多方位反映纳米科技日新月异飞速发展与巨大成就。
本书对纳米中间体、插层剥离、纳米可控分散与复合、纳米载负、复合处理剂工艺、纳米结构性能及纳米效应系统详细论述。阐述纳米成核及其诱导固体与液体凝聚行为的内容,突出了纳米体系在聚合物体系的分散复合形态及其界面匹配效应,是探究纳米复合多相作用和多功能应用效应的窗口。本书基于作者及合作者的研究工作,涉及了国内外密切关联的前沿与经典理论内容;就同一个问题提供各自不同观点的纳米科技方案,与国内外重要成果关联比较,融合于本书的部分实施例中;采纳成熟连贯的内容,从新的视角和新成果与进展进行结合与阐述,提供读者新技术状态及新观点。

作者简介

柯扬船,中国石油大学,教授,研究员,柯扬船,中国石油大学(北京),理学院,教授
教育经历(从大学本科开始,按时间倒序排序;请列出攻读研究生学位阶段导师姓名):
1.1993/09–1996/07, 吉林大学, 高分子化学与物理, 博士, 导师:吴忠文
2.1989/09–1991/07, 吉林大学, 地学院矿业工程, 硕士, 导师:李永信
3.1982/09–1986/07, 中国石油大学(华东), 石油开发系, 学士, 导师:

科研与学术工作经历(按时间倒序排序;如为在站博士后研究人员或曾进入博士后流动站(或工作站)从事研究,请列出合作导师姓名):
1.2010/10-至今,中国石油大学(北京),理学院(能源纳米科技中心),教授、主任
2.2003/01-2010/10,中国石油大学(北京),化学工程学院(重质油国家重点实验室),教授
3.2001/11-2003/01,中国石油大学(北京),化学工程学院(重质油国家重点实验室),研究员
4.1999/12-2001/10,中国石化集团,聚烯烃国家工程中心,高级工程师、技术委员会委员
5.1998/11-1999/03,中国科学院,化学所,副研究员
6.1996/07-1998/11,中国科学院,化学所,博士后
7.1991/07-1993/07,吉林大学,地学院矿业工程,讲师
8.1996/07-1998/11,中国科学院,博士后,合作导师:漆宗能、王佛松

主持或参加科研项目(课题)及人才计划项目情况(按时间倒序排序):
1.国家自然基金面上项目,51274223,新颖的油气层孔道插层反应及润湿分布与导流性调控方法,起止时间2013/01-2016/12,80万,在研,主持。
2.国家自然科学基金创新研究群体项目,51221003,复杂油气井钻井与完井基础研究,起止时间2013/01-2015/12,15万元,已结题,核心成员参加。
3.国家自然基金面上项目,21076229,多核芳烃共轭骨架结构的调控与光电转化效应,起止时间2011/01-2013/12,35万元,已结题,主持。
代表性研究成果和学术奖励情况
一、期刊论文
(1)Ke, Yangchuan (#) (*),Field of high-performance polymer material - I. Composites from polymerizing heavy oil,Polymer Materials Science and Engineering,2012,28(6):159-162+168
(2)Yang, Li,Wang, Yu-Guo Ke, Yang-Chuan (#) (*),Preparation and property of polypropylene composite super-short fiber,Polymer Materials Science and Engineering,2010,26(12):141-143
(3)Wang Yuguo,Yang Li Ke Yangchuan(#) (*),Improving the hydrophobic,water barrier and crystallization properties of poly(ethylene terephthalate) by incorporating monodisperse SiO2 particles,Polymer International,2010,59(10):1350-1359
另:通讯作者论文
(1)Guoliang Zhang,Yangchuan Ke (*),Jing He,Meiru Qin,Hua Shen,Shichao Lu,Jingshui Xu,Effects of organo-modified montmorillonite on the tribology performance of bismaleimide-based nanocomposites,Materials and Design,2015,86:138-145
(2)Guoliang Zhang , Youzhi Song,Shichao Lu,Zhaobin Wang,Yangchuan Ke (*),Preparing copolyester–titanium dioxide nanocomposites with low melting point via in situ hydrolysis, catalysisand esterification process,High Performance Polymers,2015,1(1):1-8
(3)Jingshui Xu,Denglong Chen, Li Yang,Xin Bai,Guoliang Zhang,Zheling Zeng,Wenshuai Gao,Deming Gong (#) (#)Yangchuan Ke (*),Synthesis and characterization of partially hydrolyzed polyacrylamide nanocomposite weak gels with high molecular weights,Journal of Applied Polymer
Science,2015,132(41):1-12
(4)Jingshui Xu ,Denglong Chen,Xianglong Hu, Qian Zhou,Wensuai Gao,Zheling Zeng,Guoliang Zhang, Yangchuan Ke (*),Preparation and characterization of poly(MMAEGDMA-AMPS) microspheres by soap-free emulsion polymerization,Journal of Polymer Engineering,2015,1(1):1-11
(5)Jingshui Xu,Yangchuan Ke (*) ,Qian Zhou,Xianglong Hu, Zijuan Tan,Liyan Yang,Youzhi Song,Yangyang Zhao,Guoliang Zhang,Preparation,Structure, and Properties of Poly (vinylacetate-co-methyl methacrylate) Nanocomposite Microspheres With Exfoliated Montmorillonite Through Using Two-Stage In Situ Suspension Polymerization,Polymer Composites,2014,35(6):1104-1116
(6)张国亮,柯扬船 (*) ,杨丽燕,赵洋洋,杜守琴,纳米SiO2复合润滑脂流体的触变效应,石油学报(石油加工),2014,30(2):283-291
(7)张国亮,柯扬船 (*) ,杨丽燕,金属表面纳米复合抗磨防腐保护技术的研究进展,腐蚀科学与防护技术,2014,26(2):187-190
(8)Xu, Jingshui,Ke, Yangchuan (*),Zhou, Qian,Hu, Xianglong,Tan, Zijuan,Yang, Liyan,Song, Youzhi,Zhao, Yangyang,Zhang, Guoliang,Preparation, structure, and properties of poly(vinyl acetate-co-methyl methacrylate) nanocomposite microspheres with exfoliated montmorillonite through using two-stage in situ suspension polymerization,Polymer Composites,2014,35(6):1104-1116
(9)Zhang, Guoliang,Ke, Yangchuan (*),Yang, Liyan,Zhao, Yangyang,Du Shouqin,Thixotropy effects of Nano-SiO2 composite grease fluids,Acta Petrolei Sinica / Petroleum Processing Section,2014,30(2):283-290
(10)Liyan Yang, Yangchuan Ke (*),Synthesis of polystyrene nanolatexes via emulsion polymerization using sodium dodecyl sulfonate as the emulsifier,High Performance Polymers,2014,26(8):900-905
(11)Ke, Yangchuan (*),Tan, Zijuan ,New utilization of residue oil utilization in synthesizing photosensitizer,

内页插图

目录

第1章 聚合物纳米复合材料总论1
1.1概述1
1.1.1背景1
1.1.2纳米尺度自然发展2
1.1.3天然与人造纳米结构3
1.1.4纳米概念与发展简史4
1.2纳米科学与技术体系5
1.2.1纳米科技概念5
1.2.2纳米结构与纳米材料6
1.2.3纳米复合与纳米效应6
1.3聚合物纳米复合体系9
1.3.1聚合物多级结构及分类9
1.3.2机纳米材料制备及其体系分类11
1.3.3聚合物机纳米复合体系与分类14
1.3.4纳米复合材料制备方法14
1.4层状硅酸盐与层状化合物18
1.4.1层状硅酸盐黏土矿分类18
1.4.2层状硅酸盐结构性能表征18
1.4.3蒙脱土结构性能与表征20
1.4.4层状结构化合物分类21
1.5聚合物-黏土纳米复合材料22
1.5.1纳米分散定义和表征22
1.5.2层状硅酸盐插层复合方法24
1.5.3层状化合物插层热力学与动力学27
1.5.4聚合物-层状硅酸盐复合材料分类及加工成型29
1.6聚合物-机纳米复合材料31
1.6.1有机-机纳米复合材料体系概述31
1.6.2聚合物-机纳米复合功能体系32
1.6.3纳米复合材料多功能体系34
1.6.4生物有机-机纳米复合材料体系37
1.6.5纳米复合材料性能比较38
1.7多样化纳米复合体系及其应用40
1.7.1聚合物多尺度凝聚态纳米复合材料特性40
1.7.2纳米组装载体与催化剂41
1.7.3通用和多功能纳米添加剂技术42
1.7.4传统能源和新能源纳米技术与应用43
1.7.5生物、仿生及信息与能源纳米技术应用44
参考文献46

第2章 聚合物机纳米分散复合体系设计48
2.1聚合物凝聚态纳米结构48
2.1.1聚合物高分子凝聚态48
2.1.2聚合物高分子凝聚态结构性能52
2.1.3聚合物纳米复合凝聚态特性55
2.1.4聚合物纳米复合成核效应原理57
2.2有机-机纳米复合材料设计61
2.2.1纳米复合材料的功能性61
2.2.2纳米复合材料多功能高性能及合成设计62
2.2.3设计功能聚合物纳米复合材料体系63
2.3聚合物纳米分散与复合方法67
2.3.1聚合物和纳米材料改性方法67
2.3.2聚合物多相体系纳米分散方法69
2.3.3纳米可控分散复合方法71
2.3.4调制纳米中间体及其分散复合体系73
2.4纳米核-壳颗粒分散方法75
2.4.1单分散核-壳结构粒子设计75
2.4.2多分散核-壳结构体系设计方法78
2.4.3核-壳颗粒聚合物分散方法80
2.4.4单分散颗粒在其他介质中分散复合85
2.5纳米复合材料结晶熔融行为与表征86
2.5.1纳米粒子表面基团与结晶熔融特性86
2.5.2聚酯交联共聚物纳米分散复合结构的固定效应89
2.5.3聚合物纳米复合材料特殊结晶熔融行为92
2.5.4聚合物纳米复合材料结晶动力学95
参考文献103

第3章 层状纳米结构插层化学及复合方法105
3.1黏土矿物晶体结构与结构模型105
3.1.1黏土矿物分类及组成106
3.1.2主要黏土矿物晶体与纳米结构106
3.2黏土电性与胶体化学114
3.2.1黏土矿物电性114
3.2.2主要黏土矿物水化作用118
3.2.3黏土矿物的吸附性119
3.2.4纳米胶体化学基本原理121
3.3黏土矿物纳米复合溶胶-凝胶体系124
3.3.1黏土水胶体分散与聚结稳定体系124
3.3.2金属和稀土纳米溶胶-凝胶体系128
3.3.3有机-机纳米复合溶胶-凝胶体系设计129
3.4插层过程模型模拟与插层化学130
3.4.1层状结构物质插层反应模型与模拟计算130
3.4.2层状物质插层化学131
3.4.3层状结构体系插层过程与插层复合体系134
3.4.4插层反应工艺比较及分类体系138
3.5层状结构物质规模化纳米分散复合的原理方法141
3.5.1层状结构物质规模化可控纳米分散复合的原理141
3.5.2聚合物纳米复合材料的相容剂142
3.5.3纳米复合材料热机械分散与热加工成型143
3.5.4几类层状化合物插层分散与复合方法146
参考文献152

第4章 聚合物机纳米复合材料设计制备与性能155
4.1聚合物中规模化纳米分散原则155
4.1.1聚合物多尺度纳米分散155
4.1.2聚合物规模化和大跨度纳米分散性156
4.1.3聚合复合纳米效应原则156
4.2聚酰胺-黏土纳米复合材料157
4.2.1聚酰胺高分子及其原料与纳米复合体系157
4.2.2聚酰胺及其纳米复合催化剂158
4.2.3聚酰胺的聚合159
4.2.4聚酰胺-黏土纳米复合材料的物化性能161
4.2.5一步法合成碱催化及铸型尼龙黏土纳米复合材料164
4.2.6尼龙66-黏土纳米复合材料合成168
4.2.7尼龙纳米复合材料的应用与发展170
4.3环氧树脂-黏土纳米复合材料171
4.3.1环氧树脂的合成反应与制备方法171
4.3.2环氧树脂层状硅酸盐纳米复合材料工艺174
4.3.3PEO-黏土纳米复合材料制备与剥离行为175
4.3.4PEO-黏土纳米复合材料的性能181
4.3.5其他黏土纳米复合材料及其应用展望185
4.4聚酯-蒙脱土纳米复合材料186
4.4.1聚酯PET-蒙脱土纳米复合材料186
4.4.2聚酯PBT-蒙脱土纳米复合材料195
4.4.3聚酯机纳米复合材料的纳米效应与应用前景199
4.5聚烯烃-黏土纳米复合材料200
4.5.1聚烯烃及其催化剂200
4.5.2聚烯烃的聚合工艺202
4.5.3聚烯烃纳米复合材料工艺方法203
4.5.4纳米前驱体载负茂金属聚乙烯催化剂208
4.6功能高聚物纳米复合材料209
4.6.1水溶性高分子纳米复合材料209
4.6.2水溶性高分子纳米复合纳米效应211
参考文献212

第5章 纳米结构可控分散及组装复合体系215
5.1纳米结构与组装体系215
5.1.1纳米结构体系215
5.1.2纳米结构自组装与规模化重现技术217
5.1.3纳米结构规模化技术219
5.2宏观尺度模板合成纳米阵列结构220
5.2.1模板法合成纳米结构特性220
5.2.2主要模板分类和合成方法221
5.2.3模板合成纳米结构的方法222
5.3分子自组装介孔与纳米复合结构及性能225
5.3.1分子自组装体系225
5.3.2纳米孔结构自组织体系228
5.3.3介孔固体及复合体体系结构与荧光增强效应230
5.3.4多孔纳米复合材料的功能效应232
5.4表面纳米组装及光电转化效应239
5.4.1表面造孔及功能涂膜与光电转化体系239
5.4.2多晶硅纳米涂膜光伏电池239
5.4.3纳米晶太阳能电池243
5.4.4单分散粒子及光子晶体半导体效应246
5.5金属纳米粒子及其胶束自组装复合材料251
5.5.1小尺度金属纳米粒子乳液合成方法251
5.5.2银金属纳米粒子与有机体组装252
5.5.3聚电解质金属纳米复合的成核与组装253
5.6高聚物纳米复合材料相分离体系258
5.6.1高聚物有序相分离结构258
5.6.2聚酯纳米复合相分离体系263
参考文献267

第6章 纳米复合材料的结构性能及效应表征方法270
6.1纳米微粒与纳米复合效应理论270
6.1.1聚合物纳米复合增强增刚增韧效应与方法270
6.1.2超微粒和胶体稳定理论276
6.1.3超微粒子光散射理论与方法281
6.1.4纳米效应和纳米复合效应分类283
6.1.5重要纳米复合效应原理与实例285
6.2纳米复合表界面与表征289
6.2.1纳米材料界面结构特性289
6.2.2纳米粒子复合表界面结构表征290
6.2.3纳米材料表界面调控表征293
6.3层状纳米结构与物性表征297
6.3.1层状硅酸盐黏土结构组成297
6.3.2层状硅酸盐结构性能表征300
6.3.3层状硅酸盐孔结构性能表征305
6.4聚合物纳米复合结构与效应表征307
6.4.1聚酯纳米复合等温结晶效应307
6.4.2纳米复合结晶成核与热效应310
6.4.3纳米粒子组装形态313
6.5聚合物纳米复合多级结构性能及表征方法319
6.5.1聚合物纳米复合多级结构及分类319
6.5.2纳米复合多级结构调控与表征319
6.5.3聚合物层状化合物纳米复合体系多级结构322
6.5.4纳米结构与形态表征方法324
参考文献330

第7章 聚合物机纳米复合材料工艺与应用334
7.1机纳米材料与工艺设计334
7.1.1甄选机原材料334
7.1.2纳-微米中间体材料336
7.1.3纳米材料微乳液合成工艺338
7.1.4纳米材料工艺原理与设计340
7.1.5纳米粉体材料工业化工艺342
7.2纳米载体催化剂与聚合物纳米复合材料346
7.2.1纳米催化剂和载体346
7.2.2黏土柱撑多孔非均匀结构催化剂349
7.2.3纳米材料载负催化剂352
7.3纳米复合涂料354
7.3.1涂料及纳米复合涂料功能体系354
7.3.2纳米复合环保仿磁与粉末涂料355
7.3.3纳米复合功能涂料与标准357
7.4纳米复合膜工艺与应用358
7.4.1高聚物纳米复合膜设计原理及制备方法358
7.4.2纳米镀与纳米复合辐射防护膜359
7.4.3纳米镀与防护膜应用工艺技术360
7.5聚合物纳米复合超短纤维工艺与应用360
7.5.1聚合物共混纳米复合短纤维工艺360
7.5.2聚合物熔融纺丝合成短纤维工艺362
7.5.3聚合物纳米复合短纤维结构性能364
7.5.4聚合物纳米复合超短纤维应用特性366
7.6聚合物纳米复合材料功能应用367
7.6.1聚合物纳米复合光学功能性367
7.6.2纳米复合材料阻隔性369
7.6.3纳米复合阻隔包装功能370
7.7聚合物纳米复合工程材料372
7.7.1聚合物纳米复合工程塑料372
7.7.2阻燃增强聚酯纳米复合材料374
7.7.3阻燃增强聚合物纳米复合专用材料375
7.7.4纳米复合材料汽车和纺织应用377
7.7.5纳米复合材料建材及应用379
7.8纳米复合处理剂及石油工业应用380
7.8.1纳米复合处理剂设计制备与应用标准380
7.8.2纳米复合悬浮液、微乳液及储层保护381
7.9聚合物纳米复合材料应用与前景386
7.9.1纳米材料和纳米复合材料综合应用386
7.9.2纳米材料技术融合与变革传统产业387
7.9.3纳米材料技术新能源应用390
参考文献392

致谢395

前言/序言

纳米技术自20世纪80年代问世至今,已在概念、基础、试验和应用等诸多方面取得显著进展。纳米技术在芯片、电子、材料、新能源、军事、印刷等前沿高科技领域取得的成就举世瞩目。然而,纳米技术在化工、油气、煤炭、环保、气候等领域,迫切需要取得所期待的显著效应,形成完整高效的技术和产业群体。
当前纳米科技的多样化发展,不同于20世纪40~80年代科技权威林立、新概念与学说常归结于几个大家的状况,这种纳米科技发展呈现知识爆炸、技术多样化和信息不对称及万象形态特征。同一纳米科技概念及理论技术,由众多学者演绎出多样化的内涵。原创性理论技术加速翻新,组合跟踪技术效益也巨大。
纳米科技正由众多科学家衍化发展为多种内涵和解释的科技体系。化学家强调合成纳米结构及100nm或几百纳米尺度物质;物理学家强调限定100nm以内的纳米效应;工程学家强调几纳米至几十纳米的多孔体系;应用科学家提出100nm尺度材料及其应用团聚效应。可见,每一领域的科学家都提出了各自的纳米科技概念。纳米概念向化学、化工与其它工程领域渗透,并未出现统一而是呈现更加分化的态势。
当然,这一局面正在改变之中。纳米技术向能源领域深化顺应了国内外政治、经济、文化发展潮流,将提供越来越多丰富的纳米效应实例,在基础层面上,趋向于提出普遍意义的纳米技术和崭新纳米效应概念。
利用聚合物的可加工、可塑与多功能性,使其作为纳米复合主要载体之一,发展聚合物纳米复合材料,是我们长期在这一国际前沿孜孜以求的目标。聚合物纳米复合材料以有机聚合物为连续相,纳米粒子、纳米中间体或前驱体为分散相,形成复合组装体系。聚合物纳米复合科技已发展为纳米科技重要组成部分,已成为高性能多功能聚合物材料的重要方法之一。迄今,我国纳米科技领域论文和成果已居国际前列,纳米基础研究、纳米芯片、纳米电池与太阳能、量子传输领域处于世界最前沿水平。
基于上述背景,我们在《聚合物-机纳米复合材料》第一版的基础上,围绕“纳米科技在复杂油气开采的科学技术体系”,进行有关重要内容扩充、增删和修改,对原书进行了修订再版。本次再版书,基于新问题、新方法与新需求,在较大程度上满足不同读者对纳米复合材料技术的深入理解。本书对纳米中间体、插层剥离、纳米可控分散与复合、纳米载负、复合处理剂工艺、纳米结构性能及纳米效应系统详细论述。阐述纳米成核及其诱导固体与液体凝聚行为的内容,突出了纳米体系在聚合物体系的分散复合形态及其界面匹配效应,其为探究纳米复合多相作用和多功能应用效应的窗口。本书许多实例说明,简单掺混纳米复合体系与微米复合体系性能的极大局限性及其根源。
本书特点之一,主要内容基于笔者及合作者的研究工作,只涉及极少的国内外密切关联的前沿与经典理论内容;本书特点之二,就同一个问题提供各自不同观点的纳米科技方案,与国内外最重要成果关联比较,融合于本书的部分实施例中;本书特点之三,采纳成熟连贯的内容,从新的视角和我们最新成果与进展进行结合与阐述,提供读者最新技术状态及新观点。

著者
2016年秋
《高性能聚合物基复合材料:设计、制备与应用》(第二版) 本书是《高性能聚合物基复合材料:设计、制备与应用》的最新修订版,深入探讨了现代高性能聚合物基复合材料的科学与技术前沿。全书围绕材料的分子设计、宏观性能调控、先进制备工艺以及在航空航天、汽车、能源、生物医学等关键领域的创新应用展开,力求为材料科学家、工程师以及相关领域的研究生提供一本全面、权威的参考著作。 第一部分:基础理论与微观结构 本书的开篇,我们将从聚合物基复合材料的基本构成单元——聚合物基体和增强体——的微观结构与性能入手。深入分析不同种类聚合物基体的分子链结构、链段运动、玻璃化转变温度、结晶行为等对复合材料整体性能的影响。随后,我们将聚焦于增强体材料,详细介绍纤维(碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等)、颗粒(纳米粒子、微米颗粒)、薄片(石墨烯、云母)等不同形式增强体的微观形貌、晶体结构、表面特性以及它们如何为复合材料带来优异的力学、热学、电学等性能。 在这一部分,我们将着重阐述界面在聚合物基复合材料中的关键作用。详细介绍聚合物基体与增强体之间的界面相互作用机制,包括物理吸附、化学键合、浸润性等。深入分析界面区的结构、厚度、连续性如何直接影响应力传递效率、断裂韧性、疲劳寿命等宏观性能。我们将介绍各种表征界面结构和性能的先进技术,例如扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及界面剪切强度测试等。 第二部分:设计原则与性能调控 在扎实的基础理论之上,本书将系统性地阐述聚合物基复合材料的设计原则。我们将探讨如何根据实际应用需求,选择合适的基体材料和增强体,以及确定它们的体积分数、取向、尺寸和形态。重点介绍增强体的设计策略,包括长纤维、短纤维、连续纤维、随机取向纤维等,以及不同增强体排列方式对各向同性或各向异性性能的影响。 此部分将详细论述增强体与基体之间的相容性设计。我们将介绍表面改性技术,例如物理化学处理、表面接枝、涂层等,如何提高增强体的表面能,改善其与聚合物基体的浸润性,从而增强界面结合强度。同时,我们也将探讨聚合物基体的设计,包括引入功能性基团、共聚、交联等,以提高其韧性、耐热性、耐溶剂性或赋予其特定的导电、导热等功能。 本书还将深入研究复合材料宏观性能的调控策略。我们将介绍如何通过纤维的排布密度、取向、长度分布来优化材料的拉伸强度、弯曲强度、剪切强度以及模量。对于热性能,将重点讨论如何通过引入导热填料或设计纤维的导热路径来提高材料的导热系数,以及如何通过选择低热膨胀系数的基体或增强体来降低材料的热膨胀系数。在电学性能方面,我们将阐述如何通过引入导电增强体(如碳纳米管、石墨烯)来制备导电复合材料,并讨论其电导率的调控因素。 第三部分:先进制备工艺与成型技术 为了实现高性能聚合物基复合材料的精确设计与制造,本书将详细介绍各种先进的制备工艺与成型技术。从传统的模压成型、真空辅助树脂灌注(VARI)、拉挤成型等,到更为先进的纤维缠绕、预浸料热压罐成型、熔融挤出复合、3D打印技术等,都将进行深入的解析。 对于每种工艺,我们将详细介绍其基本原理、工艺流程、设备要求、优缺点以及适用的材料体系。特别地,我们将重点关注如何通过优化工艺参数(如温度、压力、固化时间、注射速度等)来控制材料的微观结构,例如纤维的取向、基体的固化程度、孔隙率等,从而获得理想的宏观性能。 本书还将介绍纳米复合材料的特殊制备方法,例如原位聚合、溶液混合、熔融共混、超声辅助分散等。着重分析这些方法如何有效地将纳米填料分散在聚合物基体中,避免团聚,并实现纳米填料的均匀分布。 第四部分:关键应用领域与未来展望 在本书的最后部分,我们将聚焦于聚合物基复合材料在多个关键应用领域的广泛应用。 航空航天领域: 详细探讨复合材料在飞机结构(如机翼、机身)、发动机部件、航天器外壳等方面的应用,以及其在减轻结构重量、提高燃油效率、增强结构可靠性方面的显著优势。 汽车工业: 阐述复合材料在汽车车身、底盘、发动机罩、内饰件等方面的应用,分析其在提高汽车碰撞安全性、降低整车重量、提升燃油经济性方面的贡献。 新能源领域: 探讨复合材料在风力发电机叶片、太阳能电池板背板、储能设备(如电池隔膜)等领域的应用,分析其在提高设备效率、延长使用寿命方面的作用。 生物医学领域: 介绍医用复合材料在骨骼修复支架、人造器官、药物缓释载体、医疗器械等方面的应用,重点关注其生物相容性、可降解性以及与生物组织的相互作用。 体育器材与消费品: 简述复合材料在高性能自行车架、网球拍、高尔夫球杆、滑雪板等体育器材以及其他消费品中的应用,分析其在提升产品性能与轻量化方面的优势。 最后,本书将对聚合物基复合材料的未来发展趋势进行展望。我们将讨论智能复合材料、自修复复合材料、多功能复合材料、生物基复合材料以及先进的增材制造技术(3D打印)等前沿研究方向,并预测这些技术将如何推动复合材料行业迈向新的高度。 《高性能聚合物基复合材料:设计、制备与应用》(第二版) 旨在为读者提供一个系统、深入的学习平台,帮助理解并掌握高性能聚合物基复合材料的设计、制备与应用的核心知识,激发创新思维,为推动该领域的科学研究与产业发展贡献力量。

用户评价

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我是一名材料科学的本科生,正在学习高分子材料和纳米材料的相关课程。《聚合物-无机纳米复合材料(第2版)》这本书,对我来说是一本非常好的入门读物。它用清晰易懂的语言,系统地介绍了聚合物-无机纳米复合材料的基础知识,让我对这个领域有了全面的认识。书中关于“基本概念”和“性能表征”的章节,是我学习的重点。书中详细介绍了聚合物-无机纳米复合材料的定义、分类、组分选择以及关键的结构-性能关系。特别是关于纳米填料在聚合物基体中的分散状态、界面相互作用以及宏观性能的影响,书中都进行了非常详细的解释,并配有大量的图示和示意图,这大大加深了我对这些抽象概念的理解。书中关于“性能表征”的部分,详细介绍了各种用于研究纳米复合材料性能的表征技术,如扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)以及力学性能测试等。书中还对如何解读这些表征结果,以及如何将表征结果与材料的结构和性能联系起来进行了深入的讲解,这对我今后的实验研究非常有帮助。这本书不仅帮助我巩固了课堂上学到的知识,更激发了我对这个领域进一步探索的兴趣。

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作为一名在聚合物加工领域摸爬滚打多年的工程师,我深知理论知识与实际生产之间的差距。而《聚合物-无机纳米复合材料(第2版)》这本书,在这一点上做得尤为出色。它不仅提供了扎实的理论基础,更将这些理论知识与实际的制备工艺紧密结合,让我能够将书中的内容直接应用到我的工作中。书中关于纳米复合材料制备方法的章节,是我最看重的内容。它详细介绍了各种主流的制备技术,包括溶液混合法、熔融共混法、原位聚合法、层层自组装法等等,并对每种方法的优缺点、适用范围以及关键工艺参数进行了深入的分析。我尤其对书中关于“分散性”和“界面设计”的探讨印象深刻。如何有效地将纳米填料分散到聚合物基体中,并确保其均匀分布,避免团聚,是制备高性能纳米复合材料的关键。书中提供了多种解决这一难题的策略,例如表面改性、使用分散剂、优化混合工艺等,并结合具体的案例进行讲解,这对于我们这些一线工程师来说,无疑是宝贵的经验。此外,书中还详细介绍了如何通过调整纳米填料的尺寸、形貌、表面化学性质以及填料的含量来调控复合材料的宏观性能。书中对不同加工方法对纳米结构和性能的影响进行了详细的比较分析,让我能够根据具体的应用需求,选择最合适的制备工艺。读完这本书,我感觉自己对纳米复合材料的制备过程有了更深层次的理解,也更有信心去解决生产中遇到的技术难题,不断提升产品的性能和质量。

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我是一名退休的材料工程师,虽然已经离开了科研一线,但我依然对材料科学的发展保持着浓厚的兴趣。《聚合物-无机纳米复合材料(第2版)》这本书,让我以一种全新的视角重新审视了高分子材料的演变。书中关于“历史发展与未来展望”的章节,为我梳理了这个领域的发展脉络,让我看到了材料科学的巨大进步。从早期简单的填料填充,到如今精细的纳米结构设计,聚合物-无机纳米复合材料的发展历程可谓波澜壮阔。书中对未来发展趋势的预测,也让我对这个领域充满了期待。例如,书中提到了“智能可编程材料”的概念,即材料能够根据外部环境的变化,自主地改变其结构和性能。这让我联想到许多科幻电影中的场景,不禁感慨科技发展的无限可能。书中还对“可持续发展”和“绿色制造”在纳米复合材料领域的应用进行了探讨,例如如何利用生物基聚合物作为基体,如何开发环境友好的纳米填料制备方法等。这让我看到了材料科学在应对全球性挑战中的重要作用。虽然有些章节的内容对我来说已经有些晦涩,但我依然能够从中感受到作者的热情和对这个领域的深刻理解。这本书让我感到,科学的魅力在于不断探索和创新,而聚合物-无机纳米复合材料,无疑是这个时代最具潜力的材料之一。

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作为一名长期关注新材料发展的产业分析师,我一直在寻找能够全面、系统地介绍新兴材料及其应用前景的专业书籍。《聚合物-无机纳米复合材料(第2版)》这本书,恰好满足了我的这一需求。它以一种非常宏观的视角,清晰地勾勒出了聚合物-无机纳米复合材料这一领域的整体图景,并对其在各个产业中的潜在应用进行了深入的分析。书中关于“应用领域”的章节,是我最看重的部分。它详细介绍了聚合物-无机纳米复合材料在航空航天、汽车制造、电子电器、能源存储、环境治理、生物医药等众多领域的广泛应用。例如,在航空航天领域,书中介绍了如何利用纳米复合材料提高飞机的结构强度和抗疲劳性能,减轻飞机重量,从而降低燃油消耗。在电子电器领域,书中探讨了纳米复合材料在导电、绝缘、电磁屏蔽等方面的应用,例如在柔性电子、传感器、储能器件等方面的潜力。在能源领域,书中详细阐述了纳米复合材料在太阳能电池、锂离子电池、燃料电池等方面的应用,以及如何通过优化材料结构来提高能源转换效率和存储密度。书中还对纳米复合材料在环保方面的应用进行了介绍,例如用于水处理、空气净化等。这本书的价值在于,它不仅列举了大量的应用实例,更重要的是,它分析了每种应用背后的材料科学原理,以及未来发展趋势。这对于我进行市场分析和产业预测,无疑提供了宝贵的信息和参考。

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我是一名博士生,正在从事生物医用材料的研究,对功能性聚合物纳米复合材料特别感兴趣。《聚合物-无机纳米复合材料(第2版)》这本书,为我提供了大量关于这方面的前沿知识和研究思路。书中关于“功能化纳米复合材料”的章节,让我耳目一新。它详细介绍了如何通过引入特定的无机纳米填料,赋予聚合物基体以特殊的性能,例如抗菌性、生物相容性、药物缓释性、传感特性、光学特性等。我尤其关注书中关于“生物医用纳米复合材料”的部分。书中不仅介绍了用于组织工程、药物递送、生物成像等领域的聚合物-无机纳米复合材料,还深入探讨了材料的生物安全性、降解行为以及体内相互作用等关键问题。书中列举了大量的实例,包括各种生物活性陶瓷纳米颗粒、磁性纳米粒子、光敏纳米粒子等在生物医用领域的应用,这为我的研究提供了丰富的参考。书中还对如何通过纳米复合材料的设计来实现仿生功能进行了探讨,例如模拟骨骼的结构和力学性能,这对我启发很大。此外,书中对“响应性纳米复合材料”的介绍,也让我对未来的研究方向有了新的思考。例如,如何设计能够对温度、pH值、光照等外部刺激做出响应的纳米复合材料,以实现智能化的药物递送或组织修复。这本书不仅拓宽了我的视野,也为我的博士论文选题和研究方向的确定提供了重要的指导。

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这本书真是让我眼前一亮,虽然我不是这个领域的专业研究者,但作为一名对材料科学充满好奇的爱好者,我一直想找一本能够系统梳理聚合物-无机纳米复合材料这一热门领域的书籍。而《聚合物-无机纳米复合材料(第2版)》恰恰满足了我的需求。我尤其欣赏它在内容深度和广度上的平衡。它不像一些过于偏重理论的书籍那样让人望而却步,而是深入浅出地讲解了从基础理论到实际应用的各个方面。开篇就对聚合物基纳米复合材料的定义、分类以及其独特的性能优势进行了清晰的阐述,让我对这个概念有了初步但深刻的认识。接着,书中详细介绍了各种常见的无机纳米填料,如碳纳米管、石墨烯、纳米粒子(氧化物、金属、半导体等)的制备方法、形貌特征以及它们与聚合物基体之间的相互作用机制。我特别喜欢书中关于“界面”这一概念的深入探讨,因为它直接关系到复合材料的宏观性能,书中通过大量的实验数据和理论模型来解释界面对力学、热学、电学等性能的影响,这一点让我受益匪浅。此外,书中还对不同类型的聚合物基体,如热塑性、热固性、弹性体等,以及它们与无机纳米填料的相容性问题进行了细致的分析。读完这部分,我不仅了解了常见的材料组合,也对如何选择合适的聚合物和纳米填料来优化复合材料性能有了更清晰的思路。总体而言,这本书为我打开了一扇通往聚合物-无机纳米复合材料世界的大门,为我后续更深入的学习和探索奠定了坚实的基础。

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作为一名多年从事高分子分析的博士后,我对材料的微观结构和性能之间的关系有着深入的研究。《聚合物-无机纳米复合材料(第2版)》这本书,为我提供了关于这一领域的最新研究进展和理论认识。书中关于“界面科学”的章节,是我非常看重的。书中深入探讨了聚合物与无机纳米填料之间的界面相互作用,包括化学键合、物理吸附、静电作用等,以及这些相互作用如何影响纳米填料的分散性、迁移性和在力学载荷下的传递。书中对“表面改性技术”的详细介绍,为我提供了多种优化界面相互作用的策略,例如通过接枝共聚、化学吸附、等离子体处理等方法,来改善纳米填料与聚合物基体之间的相容性。我尤其欣赏书中关于“多尺度模拟”的应用。书中结合了量子力学、分子动力学等模拟方法,来预测和理解纳米复合材料的微观结构和性能,这为实验研究提供了重要的理论指导和补充。书中还对“先进表征技术”的应用进行了介绍,例如原子力显微镜(AFM)、纳米压痕技术、X射线光电子能谱(XPS)等,这些技术能够更精细地研究材料的界面结构和性能。这本书为我提供了宝贵的理论框架和实验思路,能够帮助我更深入地理解和设计高性能的聚合物-无机纳米复合材料。

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我是一名对物理化学有着浓厚兴趣的爱好者,并且对材料的微观世界充满了好奇。《聚合物-无机纳米复合材料(第2版)》这本书,以一种深入浅出的方式,向我展示了纳米材料在聚合物中的奇妙应用。书中关于“纳米填料的制备与表征”的章节,让我对各种纳米材料有了初步的了解。书中详细介绍了纳米颗粒、纳米管、纳米片等不同形貌的无机填料的制备方法,以及如何通过电镜、衍射等手段来表征它们的尺寸、形貌和晶体结构。我尤其对书中关于“量子效应”的解释印象深刻。书中通过形象的比喻,解释了当材料尺寸缩小到纳米级别时,其电子能级会发生变化,从而导致材料的光学、电学性能发生显著改变。这让我对“为何是纳米?”这个基本问题有了更深刻的理解。书中还详细介绍了聚合物与无机纳米填料之间的“界面相互作用”。书中通过理论计算和实验结果,揭示了不同表面能的材料之间如何通过范德华力、氢键、静电作用等发生相互作用,从而影响复合材料的力学、热学和电学性能。读完这本书,我仿佛打开了一个全新的微观世界,让我对材料的本质有了更深的认识,也对未来材料的发展充满了憧憬。

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我是一名高分子化学的研究人员,主要从事新型高分子材料的设计与合成。《聚合物-无机纳米复合材料(第2版)》这本书,为我提供了许多关于如何将无机纳米材料引入到高分子体系中,以获得创新性材料的思路。书中关于“多功能纳米复合材料”的章节,让我印象深刻。它详细介绍了如何通过巧妙的纳米结构设计和组分选择,赋予聚合物复合材料多种功能。例如,书中讨论了如何通过引入导电纳米填料,制备具有优异导电性能的聚合物,用于抗静电、电磁屏蔽或导电高分子器件。又如,书中介绍了如何利用具有特殊光学性质的纳米填料,制备具有光学响应、光致变色或发光功能的聚合物材料。我特别感兴趣的是书中关于“自修复纳米复合材料”的讨论。如何设计能够在损伤后自动修复的聚合物基体,是当前材料科学研究的热点之一。书中介绍了多种利用微胶囊、血管网络或自组装机制实现自修复的策略,并结合了无机纳米填料在其中的作用,这为我的研究提供了新的方向。此外,书中对“智能纳米复合材料”的探讨,也让我对未来材料的发展趋势有了更清晰的认识。例如,如何设计能够响应外部刺激,如温度、湿度、电场、磁场等,从而改变自身性能的材料,这在传感器、执行器、可穿戴设备等领域具有广阔的应用前景。

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我是一名材料科学的爱好者,对各种新奇的材料充满好奇。《聚合物-无机纳米复合材料(第2版)》这本书,虽然篇幅较长,内容也相当专业,但我仍然觉得读起来津津有味。它以一种非常严谨但又不失趣味性的方式,向我展示了聚合物-无机纳米复合材料的奇妙世界。书中关于“纳米结构与性能”的章节,是我最着迷的部分。它深入浅出地解释了为什么纳米尺度的材料会表现出与宏观材料截然不同的性能。例如,书中通过生动的例子,解释了表面效应、量子尺寸效应等,如何影响纳米材料的力学、光学、电学和催化性能。我尤其喜欢书中关于“碳纳米管增强聚合物”和“石墨烯改性聚合物”的介绍。书中详细对比了这两种不同纳米填料的特性,以及它们如何与聚合物基体相互作用,从而显著提高复合材料的力学强度、导电性和热导率。书中还对不同形貌的纳米填料(如纳米线、纳米片、纳米球)对复合材料性能的影响进行了详细的分析,让我对如何通过“形状控制”来优化材料性能有了初步的认识。这本书让我意识到,微观世界的奇妙变化,竟然能够带来如此巨大的宏观性能提升,这实在是太令人惊叹了。

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