热塑性聚合物微孔发泡原理与技术

图书标准信息

• 作者 赵国群
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2024-03
• 版次 1
• ISBN 9787030781192
• 定价 228.00元
• 装帧 精装
• 开本 其他
• 页数 372页
• 字数 486千字

【内容简介】

:
本书为“材料先进成型与加工技术丛书”之一。微孔聚合物是指聚合物基体内含有大量微米级泡孔结构的一类高分子材料，不仅可实现聚合物构件的轻量化，而且赋予聚合物构件或制品隔热、隔声、缓冲和吸附等诸多功能，适应轻量化和功能化材料及构件的发展趋势和应用需求。但微孔发泡成型加工工艺过程及参数调控难度大，影响构件的轻量化、使用性能和外观质量。阐明微孔发泡成型原理和凝聚态结构演变行为、建立成型过程工艺控制方法与模具技术、实现其构件的高质高效成型加工，已成为学术与工程界急需解决的瓶颈问题。本书详述了热塑性聚合物微孔发泡成型原理及机理，提出了成型加工的新工艺新方法，旨在为解决轻量化高性能聚合物微孔发泡构件成型加工难题提供基础理论和技术指导。
    本书可作为普通高等院校机械类相关专业学生和教师的课程参考书，也可用作研究机构和企业中相关工作人员的技术参考书。

【作者简介】

:
赵国群，国家杰出青年科学基金获得者、教育部“长江学者”特聘教授，“新世纪百千万人才工程”国家级人选，享受国务院政府特殊津贴。现为山东大学材料科学与工程学院教授、金属成形高端装备与先进技术全国重点实验窒执行主任、教育部科技委材料学部委员、中国机械工程学会理事、中国机械工程学会塑性工程分会理事长、中国金属学会材料科学分会委员、ChemPhysMater期刊副主编、Chinese Journal of Mechanical Engineering期刊副主编、Journal of Materials Processing Technology期刊编委等。
    长期从事材料成形理论、成形工艺和模具技术等研究与应用工作，包括快速热循环高光注塑成型、微孔发泡注塑成型、金属塑性成形理论与建模方法、铝合金挤压加工形性协调控制理论与技术等。在学术期刊上发表SCl论文400余篇，获授权国家发明专利100余项，出版《快速热循环注塑成型技术》等专著3部，主编《中国工程材料大典》第一卷第4篇、《中国模具设计大典》第一《锻模设计手册》等。以第一完成人获国家科技进步奖二等奖2项、山东省技术发明奖一等奖1项、山东省科技进步奖一等奖2项、教育部科技进步奖一等奖2项等诸多荣誉。

【目录】

目录
总序
前言
第1章 概述 1
1.1 引言 1
1.2 微孔发泡聚合物分类与功能 1
1.2.1 微孔发泡聚合物的分类 2
1.2.2 微孔发泡聚合物的特点 2
1.2.3 微孔发泡聚合物的应用 3
1.3 微孔发泡聚合物及其成型工艺发展历程 5
1.3.1 间歇发泡成型技术 5
1.3.2 珠粒发泡成型技术 6
1.3.3 连续挤出发泡成型技术 7
1.3.4 注塑发泡成型技术 8
1.3.5 新兴的微孔发泡注塑成型技术 9
1.4 本书提纲 11
参考文献 11
第2章 聚合物/发泡剂气体均相体系 14
2.1 引言 14
2.2 物理发泡剂 15
2.3 化学发泡剂 17
2.4 扩散理论 18
2.4.1 扩散行为 18
2.4.2 扩散系数的测量 19
2.4.3 扩散系数的预测 21
2.5 溶解度 24
2.5.1 溶解度的测量 25
2.5.2 溶解度的预测模型 28
2.5.3 典型材料体系的溶解度 31
2.6 流变行为 33
2.6.1 实验测量 34
2.6.2 流变模型 37
2.7 热力学温度 39
2.7.1 测试研究 39
2.7.2 预测模型 41
参考文献 42
第3章 聚合物/发泡剂气体混合体系的结晶 47
3.1 引言 47
3.2 晶体形貌 48
3.3 结晶度的变化速率 55
3.4 晶体生长速率 57
3.5 二次形核理论模型 61
3.5.1 物理模型 62
3.5.2 数学模型 63
3.5.3 理论计算与分析 68
3.6 晶型转变 71
参考文献 75
第4章 泡孔形核、长大与形态演变 81
4.1 引言 81
4.2 气泡形核 82
4.2.1 经典形核理论 82
4.2.2 经典形核理论的发展 83
4.2.3 考虑熔体黏弹性的形核理论 85
4.2.4 黏弹性形核理论的实验论证 88
4.3 气泡长大 92
4.3.1 气泡长大模型的发展 92
4.3.2 考虑黏弹性的气泡长大模型 93
4.3.3 黏弹性气泡长大模型计算结果及讨论 99
4.4 气泡形态演变 104
4.4.1 数学建模 105
4.4.2 计算方法 108
4.4.3 数值模拟结果 109
参考文献 114
第5章 微孔发泡注塑成型技术及装置 119
5.1 引言 119
5.2 微孔发泡注塑成型技术发展与现状 120
5.2.1 微孔发泡注塑成型技术的发展 120
5.2.2 微孔发泡注塑成型技术的研究现状 125
5.3 微孔发泡注塑成型装备 126
5.3.1 超临界流体发生、计量与注入系统 127
5.3.2 微孔发泡注塑专用螺杆与料筒 135
5.3.3 其他配件 142
5.4 动态模具温度控制系统 145
5.4.1 蒸汽加热动态模温控制系统及模具 147
5.4.2 电热式动态模温控制系统及模具 151
5.5 微孔发泡注塑成型系统组成 157
参考文献 158
第6章 微孔发泡注塑件泡孔结构与性能 162
6.1 引言 162
6.2 微孔发泡注塑工艺中泡孔生长过程 164
6.3 微孔发泡注塑件内部泡孔的形成过程与演变规律 165
6.3.1 泡孔结构形貌对比分析 167
6.3.2 内部泡孔结构的形成过程 169
6.4 微孔发泡注塑件不发泡皮层的形成过程与结构特点 171
6.4.1 不发泡皮层结构形态分析 173
6.4.2 不发泡皮层的形成过程与机理分析 174
6.4.3 不发泡皮层的结构特点 175
6.4.4 不发泡皮层形成的厚度影响因素分析 178
6.4.5 微孔发泡注塑工艺生产实践 180
6.5 动态模温控制技术辅助微孔发泡注塑成型工艺 181
6.5.1 模具温度对发泡注塑件表面质量的影响 181
6.5.2 模具温度对塑件内部泡孔结构的影响 187
参考文献 193
第7章 开合模辅助微孔发泡注塑成型技术 196
7.1 工艺原理 197
7.2 聚苯乙烯开合模辅助微孔发泡注塑成型工艺 198
7.2.1 材料、设备、制备工艺及分析测试 198
7.2.2 保压时间对泡孔形貌的影响 199
7.2.3 冷却时间对泡孔形貌的影响 202
7.2.4 开模距离对泡孔形貌的影响 204
7.2.5 开模速度对泡孔形貌的影响 205
7.2.6 模具温度对泡孔形貌的影响 205
7.2.7 发泡注塑件的隔热性能 206
7.2.8 发泡注塑件的介电性能 207
7.3 聚丙烯开合模辅助微孔发泡注塑成型工艺 208
7.3.1 材料、设备、制备工艺及分析测试 209
7.3.2 保压时间对泡孔形貌的影响 209
7.3.3 保压压力对泡孔形貌的影响 211
7.3.4 开模距离对泡孔形貌的影响 212
7.3.5 聚四氟乙烯改性对泡孔形貌的影响 212
7.3.6 发泡注塑件的隔热性能 216
7.3.7 发泡注塑件的压缩性能 218
7.4 尼龙弹性体开合模辅助微孔发泡注塑成型工艺 219
7.4.1 材料、设备、制备工艺及分析测试 219
7.4.2 保压时间对泡孔形貌的影响 220
7.4.3 开模距离对泡孔形貌的影响 221
7.4.4 气体含量对泡孔形貌的影响 223
7.4.5 保压压力对泡孔形貌的影响 223
7.4.6 注射速率对泡孔形貌的影响 224
7.4.7 发泡注塑件的弹性 225
7.4.8 发泡注塑件的隔热性能 227
7.4.9 发泡注塑件的隔声性能 228
参考文献 229
第8章 高压气体辅助微孔发泡注塑成型技术 233
8.1 内部气体辅助微孔发泡注塑成型技术 233
8.1.1 成型原理 234
8.1.2 内部气体辅助微孔发泡注塑件的性能与质量 236
8.2 气体反压辅助微孔发泡注塑成型技术 247
8.2.1 气体反压辅助注塑工艺 247
8.2.2 模具型腔气体压力控制系统 250
8.2.3 气体反压对微孔发泡注塑件表面质量和泡孔形态的影响 255
8.3 气体反压辅助化学发泡注塑成型技术 262
8.3.1 气体反压对熔体发泡行为和泡孔形态的影响 263
8.3.2 气体反压对熔体流动前沿的影响 264
8.3.3 气体反压对塑件表面光泽度的影响 265
8.3.4 气体反压对塑件内部泡孔形态的影响 267
8.4 气体反压参数和注塑参数对塑件内部泡孔的影响 269
8.4.1 气体反压参数对塑件内部泡孔的影响 269
8.4.2 发泡剂含量对塑件内部泡孔的影响 272
8.4.3 熔融温度对塑件内部泡孔的影响 273
8.4.4 注射压力对塑件内部泡孔的影响 275
8.4.5 注射速率对塑件内部泡孔的影响 276
参考文献 278
第9章 釜压发泡成型技术 280
9.1 引言 280
9.2 降压发泡工艺 281
9.2.1 工艺原理与过程 281
9.2.2 聚丙烯的降压发泡工艺 282
9.3 升温发泡工艺 288
9.3.1 工艺原理与过程 288
9.3.2 聚丙烯腈的升温发泡工艺 289
9.4 熔融降压发泡工艺 294
9.4.1 工艺原理与过程 294
9.4.2 聚丙烯的熔融降压发泡工艺 294
9.5 预等温降压发泡工艺 302
9.5.1 工艺原理与过程 302
9.5.2 聚乳酸的预等温降压发泡工艺 302
9.6 珠粒发泡工艺 308
9.6.1 工艺原理与过程 309
9.6.2 珠粒发泡工艺中的预发泡 310
9.6.3 湿法发泡与干法发泡 311
参考文献 314
第10章 特殊功能微孔聚合物制备技术 317
10.1 引言 317
10.2 导电微孔聚合物 318
10.2.1 聚合物导电原理 318
10.2.2 本征型导电聚合物 319
10.2.3 复合型导电聚合物 320
10.2.4 本征型导电微孔聚合物实例 321
10.2.5 复合型导电微孔聚合物实例 325
10.3 电磁屏蔽微孔聚合物 329
10.3.1 电磁屏蔽基本原理 329
10.3.2 微孔聚合物的电磁屏蔽机理 331
10.3.3 电磁屏蔽微孔聚合物实例 332
10.4 油水分离微孔聚合物 335
10.4.1 开孔发泡聚合物的制备方法 335
10.4.2 聚丙烯油水分离微孔聚合物及其性能 337
10.4.3 PLA/PBS油水分离微孔聚合物及其性能 341
10.5 隔热微孔聚合物 345
10.5.1 热传递基本原理 345
10.5.2 微孔聚合物的隔热性能测量方法及原理 346
10.5.3 微孔聚合物的传热原理 348
10.5.4 微孔聚合物的微观传热机理 349
10.5.5 大发泡倍率PMMA/CNT微孔复合材料及其隔热性能 353
10.6 其他特殊功能微孔聚合物 357
10.6.1 用于组织工程支架的微孔聚合物 357
10.6.2 用于压阻传感器的微孔聚合物 359
10.6.3 用于摩擦发电的微孔聚合物 360
参考文献 361
关键词索引 366