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高聚物配方设计原理与应用

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作者陈英波,刘冬青,王春浩

出版社化学工业出版社

ISBN9787122345127

出版时间2020-11

装帧平装

开本16开

定价78元

货号10824484

上书时间2024-12-22

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品相描述：全新
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无

目录
第1章高聚物配方设计原理与应用概述 

1.1高聚物材料配方设计的意义001 

1.2高聚物材料配方设计的目的和作用002 

1.3高聚物材料配方设计的基本原则002 

1.4高聚物材料配方中各组分的关系003 

1.5高聚物材料配方的表示方法004 

1.6高聚物材料的配方设计方法005 

参考文献007 

第2章聚合物助剂 

2.1热稳定性助剂008 

2.1.1抗氧剂008 

2.1.2光稳定剂012 

2.1.3热稳定剂014 

2.2成核剂019 

2.3增塑剂022 

2.3.1有机酸酯类增塑剂022 

2.3.2环氧类增塑剂024 

2.3.3聚酯类增塑剂024 

2.3.4多元醇酯类增塑剂025 

2.3.5烷基吡咯烷酮类增塑剂026 

2.3.6含氯增塑剂027 

2.3.7柠檬酸酯类增塑剂027 

2.4偶联剂027 

2.4.1硅烷偶联剂028 

2.4.2钛酸酯偶联剂029 

2.4.3双金属偶联剂032 

2.4.4木质素偶联剂032 

2.4.5锡偶联剂033 

2.5相容剂033 

2.5.1相容性原理及相容性判定方法033 

2.5.2增容剂分类及作用机理034 

参考文献036 

第3章塑料配方设计原理与应用 

3.1概述038 

3.2塑料配方设计原则038 

3.2.1根据制品的用途设计039 

3.2.2各类助剂间的组合搭配、相互影响及其协同/对抗效应039 

3.2.3加工性能039 

3.2.4加工及使用时的环保和卫生问题040 

3.2.5成本等因素042 

3.2.6其他因素042 

3.3配方物料的选择042 

3.3.1树脂的选择042 

3.3.2助剂的选择044 

3.3.3助剂与其他组分的关系047 

3.4聚氯乙烯（PVC）配方设计048 

3.4.1树脂的选择048 

3.4.2增塑剂体系049 

3.4.3稳定剂体系051 

3.4.4润滑剂052 

3.4.5填充体系053 

3.4.6着色剂054 

3.4.7发泡剂054 

3.4.8阻燃剂054 

3.5PVC材料配方实例054 

3.5.1PVC普通压延膜配方054 

3.5.2PVC普通管材配方055 

3.5.3PVC透明软管配方055 

3.6热固性塑料加工配方设计055 

3.6.1酚醛树脂配方设计055 

3.6.2其他热固性树脂配方设计056 

3.7其他热塑性塑料配方设计057 

3.7.1聚丙烯（PP）配方设计057 

3.7.2聚乙烯（PE）配方设计060 

3.7.3聚苯乙烯（PS）配方设计062 

3.8通用工程塑料配方设计简介063 

3.8.1聚酰胺(PA)配方设计063 

3.8.2聚碳酸酯（PC）配方设计065 

3.8.3聚苯醚（PPO）配方设计066 

3.8.4聚甲醛（POM）配方设计067 

3.8.5聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）配方设计067 

参考文献068 

第4章涂料配方设计原理与应用 

4.1涂料的分类069 

4.2成膜机理070 

4.2.1物理成膜070 

4.2.2化学成膜070 

4.2.3乳胶的成膜073 

4.3新配方设计的思路074 

4.3.1成分的改性与创新074 

4.3.2配方设计的操作方法074 

4.4热固性涂料的储存稳定性与固化速度问题075 

4.5涂装技术077 

4.5.1被涂物的表面处理077 

4.5.2涂装方法078 

4.6涂料发展概述079 

4.6.1环境友好涂料079 

4.6.2重点开发应用的涂料类型——功能性涂料及专用性涂料081 

参考文献081 

第5章胶黏剂配方设计原理与应用 

5.1胶黏剂的分类082 

5.2胶黏剂的组成084 

5.3粘接技术简介085 

5.4粘接表面的处理087 

5.5胶黏剂的配方设计088 

5.5.1配方设计的基本原则089 

5.5.2配方设计的基本内容089 

5.5.3配方设计的基本方法089 

5.5.4胶黏剂的配制及使用090 

参考文献093 

第6章高聚物基复合材料配方设计原理与应用 

6.1高聚物基复合材料设计原理094 

6.1.1热固性树脂基复合材料094 

6.1.2热塑性树脂基复合材料100 

6.1.3高聚物基复合材料的增强体101 

6.2高聚物-碳材料（石墨烯、碳纳米管、膨胀石墨和炭黑）复合材料配方设计107 

6.2.1高聚物-石墨烯复合材料107 

6.2.2高聚物-碳纳米管复合材料124 

6.2.3高聚物-膨胀石墨复合材料137 

6.2.4高聚物-炭黑复合材料140 

6.3高聚物-硅酸盐复合材料设计147 

6.3.1层状硅酸盐概述147 

6.3.2层状硅酸盐的改性147 

6.3.3高聚物-层状硅酸盐纳米复合材料概述149 

6.3.4高聚物-蒙脱土纳米复合材料150 

6.3.5高聚物-膨润土纳米复合材料156 

6.3.6高聚物-高岭土纳米复合材料157 

6.3.7层状硅酸盐纳米插层复合水凝胶159 

参考文献160 

第7章基于多组分反应的高聚物配方设计原理与应用 

7.1多组分反应主要类型及机理167 

7.1.1Passerini反应167 

7.1.2Ugi反应169 

7.1.3Biginelli反应175 

7.2利用多组分反应合成单体及寡聚物177 

7.2.1ROMP单体的合成配方设计177 

7.2.2PNA的合成配方设计179 

7.3利用多组分反应合成高聚物181 

7.3.1线型聚合物的配方设计182 

7.3.2体型聚合物的配方设计187 

7.4采用多组分反应进行高分子膜修饰189 

参考文献193 

第8章高分子纳滤膜配方设计原理与应用 

8.1概述195 

8.2对称膜配方196 

8.3复合膜配方198 

8.3.1无机-无机复合膜配方198 

8.3.2有机-无机复合膜配方202 

8.3.3有机-有机复合膜配方203 

参考文献216

内容摘要
第一章高聚物配方设计原理与应用概述

1．1高聚物材料配方设计的意义

到目前为止，已投入工业化生产的高聚物不下几百种，而且每年都有新的高聚物品种不断出现。但是．在设计具体的高聚物材料制品时，很少有一种高聚物能完全满足制品的性能要求。因此·对高聚物进行改性是十分必要的．这样可使高聚物获得原来不具有的性能。

高分子科学家通过配方设计开发出各种高聚物制品．极大地丰富r高聚物在各个领域的应用·包括纤维、塑料、橡胶、涂料、胶黏剂、聚合物基复合材料等。

高聚物配方是指为达到某种目的．在高聚物中混入其他物质而形成的复合体系。高聚物配方设计是指选择在高聚物中加人何种添加剂．并确定其加入量大小的过程。高聚物配方设计是选择合理配方的必要手段。更深一层意义上的高聚物配方设计还包括温度、压力、外力、结晶、反应等的条件控制，以便最终高聚物材料产品具有特殊的结构和性能。例如，类似的结晶聚合物配方，当采取不同的退火／淬火条件时，得到的高聚物结晶产物在结晶度、晶型和晶粒大小等方面具有完全不同的结构和性能。因此．聚合物配方设计不能离开加丁条件单纯讲配方。在讨论聚合物配方设计时．有必要重申以下因素对材料性能的影响：

①制样条件(如成型方法、成型条件、试样形状等)  例如．当采用注射成型、挤出成型和模压成型制作试样时，成型压力依次递减，试样的分子取向程度也依次递减．结果性能也不同。又如，注射成型时，料筒和模具的温度越高．试样分子取向的程度越低。而对于薄的试样，由于表面层所占的比例较大，其对拉伸强度等的影响比厚试样的大。结晶型高分子成型条件不仅影响分子取向，而且也影响结晶性，所以对性能的影响较显著。

②性能的测试条件(如升温速度、作用力的形式及速度等)  通过改变升温速度和作用力形式及速度·在没有发生相态变化的情况下，町以改变聚合物分子运动的方式，聚合物的物理性能会发生很大变化。一般来说，升温速度越快，玻璃化温度(玻璃化温度为玻璃化转变温度的简称，以下全书同)T 越高．促进链段的运动；升温速度越慢，玻璃化温度rr。越低，阻碍链段运动。当作用力的形式为张应力时．促使链段发生运动，从而使丁。降低，张应力越大一T。降低越多；当作用力的形式为围压力时，压力的增大使自由体积减小．所以随着压力增大，聚合物T。提高。作用力速度较快意味着作用力作用时间短，因此只有当链段松弛时间较短时才会发生玻璃化转变．所以只有在较高温度下才能发生玻璃化转变。作用力速度较慢时，在较低温度下即可发生玻璃化转变。因此，性能测试条件如作用力形式、作用力速度、升温速度等也是值得注意的影响因素。

④外界因素(如温度、湿度、使用环境及光的波长等)如耐热性受氧的影响大；耐候性受光，尤其是紫外线的影响显著。冈此．一方面．聚合物制品对性能的要求是多方面的，也是千差万别的；另一方面，测定性能是受制样条件、测试条件及外界因素等影响的。

作为从事聚合物材料成型加工的技术人员必须了解上述影响因素，并在聚合物制品和聚合物配方设计时充分考虑这些影响。1．2高聚物材料配方设计的目的和作用

高聚物材料配方设计的目的是通过合理选择高聚物品种和各种助剂，优化并确定助剂的用量和加工条件·使获得的高聚物材料具有较高的性价比，既能满足制品的使用要求和经济要求，又能满足成型加工的需要。具体来说。高聚物配方设计的主要目的如下：

(1)改善内在性能  聚合物在阻燃性、抗静电性、导电性、阻隔性、降解性、防老化、耐热、耐磨、外观性、强度和韧性等方面不足以满足使用需求，在高聚物产品配方设计和加工过程中·需要对这些内在性能进行改进，从而开发出性能优异、品种多样的高聚物新产品：如聚丙烯(PP)耐光、热老化配方；聚酰胺(PA)耐磨性能要求更高，则需加入二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯(PTFE)粉末来提高其耐磨性；加入碳纤维等提高PP强度，也可以加入一定量的热塑性橡胶以提高PP的韧性和尺寸稳定性。

(2)改善成型加工性能  部分高聚物耐高温性能差、黏度高、流动性差等造成加工困难，需添加增塑剂、润滑剂和加工改性剂以改善物料在成型加工中的流动性，防止熔体与加工机械表面的粘连。如聚氯乙烯很容易热降解，加工性能很差，加入增塑剂可提高其热分解温度．改善加工性能。

(3)降低成本在满足使用要求的基础上降低原材料成本．其途径大致有三个方面：①选择成本较低的高聚物和助剂；②减轻制品总重量；③对相对价格较低的高聚物材料进行改性以替代价格较高的高聚物品种及功能聚合物。常用的填充、发泡、增强、功能化配方均属于此类。1．3高聚物材料配方设计的基本原则

高聚物材料配方设计绝不是各种聚合物和助剂之间简单地、经验性地组合。而是在对聚合物材料结构与性能关系充分研究基础上综合的结果。一个好的高聚物材料配方设计绝不仅仅局限于配方组合．它还涉及成型加工工艺设计及成型设备的选型．制品的外观设计及结构设计、模具设计等。而配方设计是其核心部分．只有好的配方设计，再加上其他要素的配合，才能获得好的产品。

高聚物产品设计是在对产品形状、结构和使用性能进行科学预测和判定的前提下，通过充分把握并正确选用聚合物材料．确定出一套完整制品制造过程的实施方案和程序。

产品设计必须贯彻“实用、高效、经济”的原则，即产品的实用性要强、成型加工工艺性要好、生产效率要高、成本要低．可满足持续发展的要求。然而，由于可选择的高聚物品种、牌号的多样性．可采用的成型加工工艺和成型设备的可变性以及制品应用领域的特殊

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