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第1章 聚合物纳米复合物 1

1.1 聚合物纳米复合物概述 1

1.1.1 概况 1

1.1.2 世界聚合物纳米复合材料市场 7

1.1.3 PNC制备方法比较 9

1.1.4 PNC的检测技术 10

1.1.5 纳米复合物与常规阻燃剂间的协同作用 11

1.2 几种重要的纳米填料 13

1.2.1 蒙脱土 13

1.2.2 层状双羟基化物 14

1.2.3 海泡石 17

1.2.4 CNT 19

1.3 聚合物阻燃纳米复合物与网络结构 20

1.3.1 形成纳米复合物的驱动力 21

1.3.2 纳米填料对材料热稳定性与结晶度的影响 23

1.3.3 纳米复合物的逾渗网络与阻燃 31

1.4 环保问题 37

1.4.1 关于纳米材料的毒性 37

1.4.2 CNT的“毒性”问题 38

参考文献 39

第2章 聚合物纳米复合材料的形貌与界面表征 44

2.1 纳米粒子的分散性与形貌控制 44

2.1.1 TEM 46

2.1.2 XRD分析及SAXS 49

2.1.3 XRD-TEM联用 56

2.1.4 熔体的流变分析 58

2.1.5 固态NMR 61

2.1.6 自由程间隔测定法 64

2.2 聚合物阻燃纳米复合物研究示例 66

2.2.1 PA6、PBT与PP的阻燃纳米复合物 67

2.2.2 膨胀型阻燃纳米复合物 71

2.2.3 网络结构的生成 75

2.3 多相纳米体系的表面／界面表征：XPS/AFM 79

2.3.1 取样深度 79

2.3.2 表面阻挡层 80

2.3.3 表面（界面）富集 83

2.3.4 纳米效应的显示 87

2.3.5 AFM实例分析 89

2.3.6 有关XPS的几点注释 92

2.4 本章小结 93

参考文献 94

第3章 聚合物纳米复合物的流变行为 98

3.1 聚合物流体流变特性 98

3.1.1 概况 98

3.1.2 非牛顿流动 98

3.1.3 聚合物流体的动态黏弹性 104

3.2 聚合物／MMT纳米复合物的流变行为与热稳定／阻燃性能 107

3.2.1 黏土及其含量、长径比的影响 108

3.2.2 相容剂的作用 114

3.2.3 基体聚合物及其他组分的影响 118

3.3 聚合物／CNT纳米复合物的流变行为与热稳定／阻燃性能 123

3.3.1 CNT类型的比较 123

3.3.2 CNT含量、长径比的影响 126

3.3.3 CNT表面处理及官能化的作用 135

3.4 聚合物／SiO2纳米粒子复合物的流变与热稳定性 139

3.5 本章小结 143

参考文献 145

第4章 聚合物纳米复合物的加工技术 149

4.1 概述 149

4.2 PNC的几种制备加工技术 151

4.3 熔态挤出法 153

4.3.1 螺杆设计的基本参数 153

4.3.2 挤出机类型 154

4.3.3 拉伸流混合装置EFM的使用 161

4.3.4 特殊螺杆设计 166

4.3.5 有机黏土的降解 168

4.3.6 相容剂与流变行为 172

4.3.7 螺杆组合与分散性 175

4.3.8 结晶与分散 182

4.4 黏土浆液法 186

4.5 逾渗网络与流变行为 192

4.5.1 纳米黏土网络与流变行为 192

4.5.2 CNT加工与网络结构 195

参考文献 196

第5章 膨胀阻燃与纳米技术 199

5.1 概述 199

5.1.1 膨胀阻燃发展概述 199

5.1.2 膨胀阻燃的概念及作用机理 200

5.1.3 协同膨胀阻燃研究进展 201

5.2 MMT与膨胀阻燃 203

5.2.1 聚烯烃 203

5.2.2 聚酯类 212

5.3 LDH与膨胀阻燃 218

5.3.1 LDH与APP膨胀阻燃PS 218

5.3.2 LDH与APP膨胀阻燃PA6/PP 221

5.3.3 LDH与APP膨胀阻燃PVA 222

5.3.4 LDH与APP膨胀阻燃PP 224

5.4 碳纳米填料与膨胀阻燃 227

5.4.1 CNT表面接枝膨胀型阻燃剂 228

5.4.2 CNT表面缠绕膨胀型阻燃剂 232

5.4.3 C60表面接枝膨胀型阻燃剂 236

5.4.4 CNF协效膨胀阻燃PA11与PA12 240

5.5 其他纳米填料与膨胀阻燃体系的结合 244

5.5.1 层状纳米磷酸锆与膨胀阻燃 244

5.5.2 纳米多孔镍磷酸盐与膨胀阻燃 246

5.5.3 POSS与膨胀阻燃 250

5.6 膨胀型纳米阻燃聚合物材料展望 255

参考文献 256

第6章 非层状无机纳米粒子／聚合物复合物的加工与性能 261

6.1 非层状无机纳米粒子的特性 261

6.1.1 纳米SiO2 261

6.1.2 纳米CaCO3 265

6.1.3 其他非层状无机纳米粒子 269

6.2 非层状无机纳米粒子／聚合物复合材料的加工分散技术 274

6.2.1 非层状无机纳米粒子的表面改性 274

6.2.2 接枝改性-熔融共混加工分散技术 279

6.2.3 预牵伸加工分散技术 290

6.2.4 原位反应性增容加工分散技术 298

6.3 非层状无机纳米粒子／聚合物复合材料的性能 302

6.3.1 力学性能 302

6.3.2 热性能 313

6.3.3 阻燃性能 323

6.3.4 抗磨损性能 335

参考文献 345

第7章 聚合物／笼形低聚硅倍半氧烷纳米复合物的热行为与阻燃性能 356

7.1 POSS化合物概述 356

7.1.1 POSS笼的结构性质与合成方法 356

7.1.2 POSS基聚合物与分子链运动 361

7.1.3 POSS／聚合物复合材料的优点 373

7.2 POSS与聚合物的相容性 375

7.2.1 POSS接枝聚合物相容性 375

7.2.2 POSS与聚合物共混相容性 383

7.2.3 POSS交联聚合物相容性 397

7.3 聚合物／POSS复合物的热降解与阻燃性质 407

7.3.1 聚合物／POSS复合物的热降解 407

7.3.2 聚合物／POSS复合物的阻燃性能 424

7.3.3 POSS对聚合物涂层性能的影响 442

7.4 POSS应用展望 445

参考文献 445

第8章 聚合物／碳纳米管复合材料的热性能和阻燃行为 451

8.1 碳纳米管概述 451

8.1.1 CNT的结构与制备 451

8.1.2 CNT的性能 452

8.2 CNT表面修饰及其在聚合物基体中的分散和取向 453

8.2.1 CNT表面修饰方法 454

8.2.2 CNT在聚合物基体中的分散 465

8.2.3 CNT在聚合物基体中的取向 472

8.3 聚合物／CNT复合材料的热性能 478

8.3.1 聚合物／CNT复合材料导热性能 478

8.3.2 聚合物／CNT复合材料的热稳定性 481

8.4 聚合物／CNT复合材料的阻燃行为 487

8.4.1 CNT对聚合物阻燃的影响 488

8.4.2 CNT与其他物质的协同阻燃作用 495

8.5 聚合物／CNT复合材料的发展方向和应用前景 502

参考文献 503

第9章 热固性聚合物纳米复合物 512

9.1 概述 512

9.2 热固性聚合物纳米复合物的制备方法与结构形成机理 514

9.2.1 层状无机物插层聚合法 515

9.2.2 溶胶-凝胶原位生成法 519

9.2.3 原位分散聚合法 520

9.2.4 影响热固性聚合物纳米复合物结构形成的主要因素 523

9.3 热固性聚合物纳米复合物的化学流变、微观结构形态与力学行为 533

9.3.1 概况 533

9.3.2 热固性聚合物纳米复合物固化过程中的化学流变行为 535

9.3.3 热固性聚合物纳米复合物的微观结构形态、界面行为与材料的增韧增强 544

9.3.4 热固性聚合物纳米复合物加工条件的设计 552

9.4 热固性聚合物纳米复合物的热降解与阻燃 563

9.4.1 热固性聚合物纳米复合物的热行为 564

9.4.2 热固性聚合物纳米复合物的燃烧行为和阻燃机理 578

9.4.3 热固性聚合物纳米复合物的阻燃综合改性技术 583

9.5 热固性聚合物纳米复合物的发展前景 591

9.6 本章小结 593

参考文献 593

第10章 弹性体纳米复合材料的热性能及阻燃性能 605

10.1 概述 605

10.2 弹性体纳米复合材料的基本结构与基本性能 606

10.2.1 纳米粉体／橡胶纳米复合材料 606

10.2.2 层状硅酸盐／橡胶纳米复合材料 610

10.2.3 纳米颗粒原位生成的复合材料 618

10.2.4 丙烯酸金属盐／橡胶纳米复合材料 619

10.2.5 纳米纤维／橡胶复合材料及其纳米复合技术 622

10.2.6 木质素／橡胶复合材料 624

10.2.7 纳米微区自增强的嵌段型弹性体 624

10.3 弹性体纳米复合材料的热性能与阻燃性能 625

10.3.1 弹性体纳米复合材料的热性能 627

10.3.2 弹性体纳米复合材料的阻燃性能 629

10.4 生物弹性体纳米复合材料的生物降解性能 646

参考文献 648

第11章 纳米阻燃添加剂的工业应用 654

11.1 纳米填充复合物简介 654

11.1.1 概况 654

11.1.2 高耐热有机黏土的新进展 658

11.2 纳米填充复合物的工业应用实例及纳米复合物的现状与讨论 660

11.2.1 工业应用实例 660

11.2.2 有机黏土纳米复合物的现状与讨论 661

11.2.3 CNT复合物的现状与讨论 668

11.3 本章小结 676

参考文献 677