第1章高分子材料改性基礎

1.1高分子材料改性的目的、意義和發展

1.2高分子材料的結構與性能

1.2.1聚合物的結構

1.2.2聚合物的分子運動和熱轉變

1.2.3聚合物的黏彈性

1.2.4高分子材料的力學性能

1.3聚合物加工流變學

1.4高分子材料加工基礎

1.4.1加工過程中的結晶

1.4.2加工過程中聚合物的取向

1.4.3聚合物在加工過程中的降解

1.4.4加工過程中的交聯

1.5注塑成型

1.6塑料擠出成型

1.7幾個重要性能的測試

1.7.1拉伸強度和楊氏模量

1.7.2彎曲強度和模量

1.7.3衝擊強度

1.7.4熱性能

1.7.5老化性能試驗

1.7.6燃燒性能

1.7.7熔體流動速率

1.7.8橡膠門尼黏度

參考文獻

第2章高分子材料改性原理

2.1概述

2.2填充改性

2.2.1填料的定義、分類與性質

2.2.2常用填料

2.2.3填料表面處理

2.2.4表面處理劑

2.2.5填充改性塑料的力學性能

2.3共混改性

2.3.1聚合物共混理論及改性技術的

發展

2.3.2聚合物.聚合物相容性

2.3.3聚合物共混物的形態結構

2.3.4共混改性的界面層

2.3.5共混改性的增容

2.3.6增韌理論

2.4增強改性

2.4.1熱塑性增強材料的性能特點

2.4.2增強材料

2.4.3玻璃纖維的表面處理

2.4.4聚合物.纖維材料的界面

2.5阻燃改性

2.5.1聚合物燃燒過程與燃燒反應

2.5.2鹵.銻繫阻燃劑的阻燃機理

2.5.3磷繫、氮繫阻燃劑的阻燃機理

2.5.4膨脹阻燃及無鹵阻燃阻燃機理

2.5.5高分子材料的抑煙技術

2.5.6成炭及防熔滴技術

2.6高分子材料的化學改性

2.6.1接枝與嵌段共聚改性

2.6.2互穿聚合物網絡

2.6.3等離子改性

2.6.4表面化學改性

2.6.5光接枝聚合改性

參考文獻

第3章高分子材料改性工藝與設備

3.1混合與混煉的基本概念

3.1.1分布混合與分散混合

3.1.2混合三要素

3.2聚合物改性通用設備

3.2.1初混設備

3.2.2間歇式熔融混合設備

3.3混煉型單螺杆擠出機

3.3.1單螺杆擠出機的螺杆結構

3.3.2分離型螺杆的結構與混合特點

3.3.3屏障螺杆的結構與特點

3.3.4銷釘型螺杆

3.3.5波狀螺杆

3.3.6組合型螺杆

3.4混煉型雙螺杆擠出機

3.4.1結構

3.4.2分類

3.4.3囓合型同向旋轉雙螺杆擠出機

輸送機理

3.4.4雙螺杆擠出機的主要技術參數

3.4.5囓合型同向旋轉雙螺杆擠出機的

擠出過程

3.4.件

3.4.7囓合型同向平行雙螺杆擠出機的

料筒結構

3.5往復式單螺杆混煉擠出機

3.5.1工作原理

3.5.2結構

3.5.3性能特點

3.5.4應用

3.6行星式擠出機

3.7連續轉子(FCM)混煉機

3.8高分子材料改性工藝流程

3.8.1常用工藝流程

3.8.2切粒方法的選擇

3.8.件的組合

3.8.4玻璃纖維增強塑料制備工藝

流程

3.8.5雙螺杆擠出機填充改性工藝

流程

3.8.6聚合物共混工藝流程

3.8.7雙螺杆擠出機和單螺杆擠出機

組成的雙階擠出機組

3.9反應擠出改性工藝

3.9.1反應擠出改性的原理和概念

3.9.2反應擠出技術實施要點

3.9.3反應擠出在塑料改性中完成的

反應類型

3.9.4反應擠出就地增容

3.10高分子材料改性工廠設計

參考文獻

第4章通用塑料的高性能化、精細化和

功能化改性

4.1概述

4.2聚丙烯的高性能化、精細化和

功能化

4.2.1聚丙烯的化學改性

4.2.2聚丙烯的共混改性

4.2.3聚丙烯的填充改性

4.2.4聚丙烯的阻燃改性

4.2.5聚丙烯的抗老化性改性

4.3聚乙烯的高性能化、精細化和

功能化

4.3.1聚乙烯的化學改性

4.3.2聚乙烯的填充改性

4.3.3聚乙烯的共混改性

4.3.4聚乙烯的阻燃改性

4.4聚氯乙烯的高性能化、精細化和

功能化

4.4.1聚氯乙烯的共聚改性

4.4.2聚氯乙烯的共混改性

4.4.3聚氯乙烯的填充改性

4.4.4聚氯乙烯的阻燃改性

4.4.5聚氯乙烯的發泡改性

4.5通用塑料高性能化、精細化和功能化

實例及應用

4.5.1耐超低溫無毒SPVC冰箱門

封條

4.5.2新型高剛超韌UPVC門窗

異型材

4.5.3高光效(光轉換膜)農業

大棚膜

4.5.4納米SiO2-x填充LDPE

復合保溫大棚膜

4.5.5汽車用塑料燃油箱

4.5.6電力電纜包覆層——交聯

聚乙烯

4.5.7空調室外機殼——耐候PP

4.5.8汽車保險杠專用料——高剛

超韌PP

4.5.9超耐候性PP/POE汽車保險杠

新材料

4.5.10汽車儀表板專用料——增強

耐熱PP

參考文獻

第5章工程塑料改性及應用

5.1 概述

5.2ABS的改性

5.2.1ABS的發展

5.2.2ABS的化學改性

5.2.3ABS的共混改性

5.2.4ABS的增強改性

5.2.5ABS的阻燃改性

5.2.6ABS的抗老化和抗靜電改性

5.2.7實例及應用

5.3尼龍的改性

5.3.1概述

5.3.2尼龍的共混改性

5.3.3尼龍的增強、填充改性

5.3.4尼龍的阻燃改性

5.3.5實例及應用

5.4聚碳酸酯的改性

5.4.1概述

5.4.2聚碳酸酯的共混改性

5.4.3聚碳酸酯的增強改性

5.4.4聚碳酸酯的阻燃改性

5.4.5實例及應用

5.5聚酯的改性

5.5.1概述

5.5.2聚酯的共混改性

5.5.3聚酯的增強改性

5.5.4聚酯的填充改性

5.5.5聚酯的阻燃改性

5.5.6實例及應用

5.6聚甲醛的改性

5.6.1概述

5.6.2聚甲醛的增韌改性

5.6.3聚甲醛的增強改性

5.6.4聚甲醛的耐磨改性

5.6.5實例及應用

參考文獻

第6章橡膠的改性

6.1概述

6.2天然橡膠的改性及應用

6.2.1天然橡膠的性能特點

6.2.2天然橡膠的化學改性

6.2.3天然橡膠的共混改性

6.2.4天然橡膠的填充改性

6.2.5實例及應用

6.3丁苯橡膠的改性

6.3.1丁苯橡膠的性能特點

6.3.2丁苯橡膠的化學改性

6.3.3丁苯橡膠的增強改性

6.3.4丁苯橡膠的填充改性

6.3.5丁苯橡膠的共混改性

6.3.6應用舉例

6.4順丁橡膠的改性

6.4.1順丁橡膠的性能特點

6.4.2順丁橡膠的化學改性

6.4.3順丁橡膠的共混改性

6.4.4應用舉例

6.5異戊橡膠的改性

6.5.1異戊橡膠的性能特點

6.5.2異戊橡膠的化學改性

6.5.3異戊橡膠的共混改性

6.5.4應用舉例

6.6氯丁橡膠的改性

6.6.1氯丁橡膠的性能特點

6.6.2氯丁橡膠的化學改性

6.6.3氯丁橡膠的共混改性

6.6.4氯丁橡膠的增強改性

6.6.5應用舉例

6.7乙丙橡膠的改性

6.7.1乙丙橡膠的性能特點

6.7.2乙丙橡膠的化學改性

6.7.3乙丙橡膠的共混改性

6.7.4乙丙橡膠的填充改性

6.7.5應用舉例

6.8丁基橡膠的改性

6.8.1丁基橡膠的性能特點

6.8.2丁基橡膠的鹵化改性

6.8.3丁基橡膠的共混改性

6.8.4丁基橡膠的阻尼改性

6.8.5應用舉例

6.9丁腈橡膠的改性

6.9.1丁腈橡膠的性能特點

6.9.2丁腈橡膠的化學改性

6.9.3丁腈橡膠的共混改性

6.9.4丁腈橡膠的增強改性

6.9.5丁腈橡膠的耐磨改性

6.9.6應用舉例

6.10硅橡膠的改性

6.10.1硅橡膠的性能特點

6.10.2硅橡膠的化學改性

6.10.3硅橡膠的共混改性

6.10.4硅橡膠的增強改性

6.10.5硅橡膠的阻燃改性

6.10.6硅橡膠的功能化改性

6.10.7應用舉例

參考文獻

第7章合成纖維的改性

7.1概述

7.2聚酯纖維的改性

7.2.1聚酯纖維的性能特點

7.2.2聚酯纖維的染色改性

7.2.3聚酯纖維的吸濕改性

7.2.4聚酯纖維的阻燃改性

7.2.5聚酯纖維的功能化改性

7.3聚酰胺纖維的改性

7.3.1聚酰胺纖維的性能特點

7.3.2尼龍纖維的改性

7.3.3芳綸纖維的改性

7.4聚乙烯醇纖維的改性

7.4.1聚乙烯醇纖維的性能特點

7.4.2聚乙烯醇纖維的接枝改性

7.4.3聚乙烯醇纖維的增強改性

7.4.4聚乙烯醇纖維的共混改性

7.4.5聚乙烯醇離子交換纖維

7.5聚丙烯腈纖維的改性

7.5.1聚丙烯腈纖維的性能特點

7.5.2聚丙烯腈纖維的染色改性

7.5.3聚丙烯腈纖維的吸濕改性

7.5.4聚丙烯腈纖維的抗靜電改性

7.5.5聚丙烯腈纖維的功能改性

7.6聚丙烯纖維的改性

7.6.1聚丙烯纖維的性能特點

7.6.2聚丙烯纖維的染色改性

7.6.3聚丙烯纖維的抗靜電改性

7.6.4聚丙烯纖維的阻燃改性

7.6.5聚丙烯纖維的抗老化改性

7.6.6聚丙烯纖維的功能化改性

參考文獻

隨著工農業的快速發展，國民經濟各行業對材料的需求大大加快，這不僅表現在需求量上，同時也表現在對性能的需求上，即隨著各種產品品質的提高，其對所用材料的性能要求也隨之提高。因此對材料本身性能提高的研究是科技工作者正在進行大力研究的課題。正是由於對材料研究的力度加大，所以具有嶄新性能的新材料層出不窮，發展很快。因此新材料產業是朝陽產業，充滿著無限的發展前景和商機，是各國都在大力發展的產業之一。


高分子材料是新材料發展的重要內容，其發展突飛猛進，特別是工程塑料、功能高分子材料等更是以驚人的速度發展。據統計，2010年世界塑料總產量已達2?5億多噸，近十年總的年均增長率達5?5％。我國高分子材料工業發展速度也很快，2010年塑料制品總產量達到5800多萬噸，年均增長率達10％以上。從產品結構看，塑料薄膜（包括塑料農膜）和日用品塑料占我國塑料消費量的一半以上，而這些塑料制品對材料的性能要求不高，技術含量低，附加值低。所以我國目前也正在調整塑料產業結構，向高技術含量、高附加值產品轉移。其中，隨著汽車、家電、信息通信、交通運輸的快速發展，對高性能塑料材料的需求急劇加大。針對這一情況，加大開發、生產高性能塑料新材料是目前我國塑料工業結構調整的重要內容。


高性能高分子新材料的生產主要有兩個途徑。一是聚合方法，如目前出現的定向聚合、茂金屬催化結合、模板聚合、管道聚合等聚合新技術，來合成具有人們所需要的結構及性能的新材料。這種工藝投資較大，研發周期較長，實現工業化生產難度較大，適合大型石化企業的超大規模化生產。二是通過共混、填充、增強、阻燃等改性的方法來改進高分子材料的性能，通過控制不同聚合物的比例、相容性、界面結構等來實現新功能、高性能的新材料的生產。這一方法具有研發周期短、投資少、見效快、容易工業化生產等優點，因此得到了廣泛發展，其發展速度之快，已超過了預想，在汽車、家電、通信、計算機、工具等領域需求量很大。


隨著科技飛速發展和人民生活水平大幅度提高，消費者、生產者對汽車、家電、計算機、手機等產品質量、功能和外觀設計的要求不斷提高和多樣化，這就要求新材料的功能化和多樣化，促使企業不斷提高對新材料的研發和應用，以提高產品的競爭力，保障企業快速、高效的發展。改性塑料由於其特有的性能、市場和經濟性的適應性與快速反應性，在汽車、家用電器和電子通信等領域大有用武之地，對推動我國汽車、家用電器和電子通信產品的性能提升，提高同國外著名品牌的市場競爭能力，將起到十分重要的作用，具有顯著的社會效益和經濟效益。


因此，高分子材料改性是制備新材料的重要手段，極大地豐富了高分子材料的種類和功能，擴展了高分子材料的應用範圍和領域，極大地推動了高分子材料的發展。


本書全面論述了高分子材料的改性原理、工藝和應用，采用循序漸進的手法讓讀者理解高分子材料改性的原理和工藝，利用大量的實例來加深讀者對高分子材料改性的理解，並投入應用。本書首先從第1章“高分子材料改性基礎”入手，講述了我國及世界高分子材料改性的發展現狀和前景，然後對高分子材料改性的原理、設備、工藝和工廠設計進行了較為詳細的論述（第2章），使讀者在了解基本知識和原理後進入實用性很強的後續章節。第3章到第7章按高分子材料種類對現在在國民經濟各行業大量應用的高分子材料進行了詳細的改性論述，同時加入了大量的應用實例，使讀者閱讀後馬上能在實際中應用。本書的特點是繫統性強和實用性強，結合了作者20多年的高分子材料改性經驗，加入了作者在研發和產業化中投入實際應用的實用配方和工藝，特別是在家電、汽車、電子等領域的實際應用實例。本書作者在20多年的實踐中，積累了豐富的經驗，許多高分子材料改性成果已經產業化，並在家電、汽車、電子、通信等行業實際應用，收到了很好的經濟和社會效益。


本書第1～4章和第5章的前半部分由北京石油化工學院楊明山教授編著，第5章的後半部分和第6、7章由浙江大學寧波理工學院郭正虹副教授編著，全書由楊明山教授審閱定稿。


在本書的編著過程中，作者的學生孫效雷、劉冰、楊金娟、顏宇宏、李光等給予了極大的幫助，在此表示感謝。由於作者的局限性，書中可能有不當之處，敬請同仁批評指正！




楊明山2013年6月於北京