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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 CNT19

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 TEM46

2.1.2 XRD分析及SAXS49

2.1.3 XRD-TEM联用56

2.1.4 熔体的流变分析58

2.1.5 固态NMR61

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/AFM79

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PS218

5.3.2 LDH与APP膨胀阻燃PA6/PP221

5.3.3 LDH与APP膨胀阻燃PVA222

5.3.4 LDH与APP膨胀阻燃PP224

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PA12240

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SiO2261

6.1.2 纳米CaCO3265

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