1 反年高聚物配方設計與原理，內容新穎。


2 列舉大量品種、大量配方，以數據說明問題，內容實用。


3 將理論、應用實例與具體工藝緊密結合，內容繫統。

在科學技術迅速發展的今天，高聚物應用領域廣泛，除了傳統的塑料、橡膠、纖維等應用之外，還被廣泛用於塗料、膠黏劑、高分子復合材能性高聚物等材料，其在體積上已超過了金屬，並且呈現不斷增長的趨勢。高聚物雖然品種越來越多、應用領域越來越廣，但是其自身在一些性能上不能滿足某些特殊條件下的應用要求，在很多應用領域受到限制，因此需要對行配伍，通過各種添加劑和采用特殊的加工工藝以提升其性能，擴大其應用範圍。本書的編寫目的，就是基於高聚物在更多領域的應用，有針對性地介紹其配方設計的基本原理、設計技術與應用。
為推廣高聚物配方設計技年的研究與應用成果，本書主要針對高聚物如塑料、塗料、膠黏劑、高聚物基復合材能性聚合物及高分子納濾膜等，著重且詳細闡述其配方設計原理，並且以豐富的實例概括其特點和具體應用。本書主要內容如下：第1章概述高聚物配方設計原理與應用；第2章闡述聚合物助劑，分類介紹了穩定劑、成核劑、增塑劑、偶聯劑、相容劑等各種聚合物助劑及其在高聚物配方設計中的重要作用和配方設計方法；第3章闡述塑料配方設計原理與應用，分別介紹了熱塑性塑料(聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯 、熱固性塑料和通用工程塑料的配方設計方法和實例；第4章、第5章分別介紹塗料、膠黏劑的配方設計原理與應用；第6章闡述高聚物基復合材料配方設計原理與應用，詳細介紹了高聚物-碳材料括石墨烯、碳納米管、膨脹石墨和炭黑）復合材料和高聚物-硅酸鹽復合材料的配方設計原理與應用；第7章從多組分反應高聚物體繫出能性和反應性高聚物的配方設計原理與應用；第8章以高聚物配方設計原理為指導，闡述高分子納濾膜配方的設計原理與應用。本書集新穎性、實用性、繫統性於一體，可供高聚物領域的工程技術人員及科研人員參考，還可以作為高分子材料與工程、材料科學與工程、化學工程等專業在校師生的教學參考書或教材。
本書由陳英波、劉鼕青、王春浩等編著。其中，第1章、第6.1節由陳英波編寫；第2章、第4章、第5章由劉鼕青編寫；第3.1～3.6節由王薇編寫；第3.7和3.8節由王文一編寫；第6.2節由馬昌編寫；第6.3節由趙孔銀編寫；第7章、第8章由王春浩編寫。
由於編者有限，書中疏漏和不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。

編著者
2020年5月

第一章高聚物配方設計原理與應用概述

pan>．pan>高聚物材料配方設計的意義

到目前為止，已投入工業化生產的高聚物不下幾百種，而且每年都有新的高聚物品種不斷出現。但是．在設計具體的高聚物材料制品時，很少有一種高聚物能滿足制品的性能要求。因此·對高聚行改性是十分必要的．這樣可使高聚物獲得原來不具有的性能。

高分子科學家通過配方設計開發出各種高聚物制品．極大地豐富r高聚物在各個領域的應用括纖維、塑料、橡膠、塗料、膠黏劑、聚合物基復合材料等。

高聚物配方是指為達到某種目的．在高聚物中混入其他物質而形成的復合體繫。高聚物配方設計是指選擇在高聚物中加人何種添加劑．並確定其加入量大小的過程。高聚物配方設計是選擇合理配方的必要手段。更深一層意義上的高聚物配方設計括溫度、壓力、外力、結晶、反應等的條件控制，以便聚物材料產品具有特殊的結構和性能。例如，類似的結晶聚合物配方，當采取不同的退火／淬火條件時，得到的高聚物結晶產物在結晶度、晶型和晶粒大小等方面具有不同的結構和性能。因此．聚合物配方設計不能離開加丁條件單純講配方。在討論聚合物配方設計時．有必要重申以下因素對材料性能的影響：

①制樣條件(如成型方法、成型條件、試樣形狀等)  例如．當采用注射成型、擠出成型和模壓成型制作試樣時，成型壓力依次遞減，試樣的分子取向程度也依次遞減．結果性能也不同。又如，注射成型時，料筒和模具的溫度越高．試樣分子取向的程度越低。而對於薄的試樣，由於表面層所占的比例較大，其對拉伸強度等的影響比厚試樣的大。結晶型高分子成型條件不僅影響分子取向，而且也影響結晶性，所以對性能的影響較顯著。

②性能的測試條件(如升溫速度、作用力的形式及速度等)  通過改變升溫速度和作用力形式及速度·在沒有發生相態變化的情況下，町以改變聚合物分子運動的方式，聚合物的物理性能會發生很大變化。一般來說，升溫速度越快，玻璃化溫度(玻璃化溫度為玻璃化轉變溫度的簡稱，以下全書同)T 越高．鏈段的運動；升溫速度越慢，玻璃化溫度rr。越低，阻礙鏈段運動。當作用力的形式為張應力時．促使鏈段發生運動，從而使丁。降低，張應力越大一T。降低越多；當作用力的形式為圍壓力時，壓力的增大使自由體積減小．所以隨著壓力增大，聚合物T。提高。作用力速度較快意味著作用力作用時間短，因此隻有當鏈段松弛時間較短時纔會發生玻璃化轉變．所以隻有在較高溫度下纔能發生玻璃化轉變。作用力速度較慢時，在較低溫度下即可發生玻璃化轉變。因此，性能測試條件如作用力形式、作用力速度、升溫速度等也是值得注意的影響因素。

④外界因素(如溫度、濕度、使用環境及光的波長等)如耐熱性受氧的影響大；耐候性受光，尤其是紫外線的影響顯著。岡此．一方面．聚合物制品對性能的要求是多方面的，也是千差萬別的；另一方面，測定性能是受制樣條件、測試條件及外界因素等影響的。

作為從事聚合物材料成型加工的技術人員必須了解上述影響因素，並在聚合物制品和聚合物配方設計時充分考慮這些影響。pan>．2高聚物材料配方設計的目的和作用

高聚物材料配方設計的目的是通過合理選擇高聚物品種和各種助劑，優化並確定助劑的用量和加工條件·使獲得的高聚物材料具有較高的，既能滿足制品的使用要求和經濟要求，又能滿足成型加工的需要。具體來說。高聚物配方設計的主要目的如下：

(pan>改善內在性能  聚合物在阻燃性、抗靜電性、導電性、阻隔性、降解性、防老化、耐熱、耐磨、外觀性、強度和韌性等方面不足以滿足使用需求，在高聚物產品配方設計和加工過程中·需要對這些內在性行，從而開發出性能優異、品種多樣的高聚物新產品：如聚丙烯(PP)耐光、熱老化配方；聚酰胺(PA)耐磨性能要求更高，則需加入二硫化鉬、石墨和聚四氟乙烯(PTFE)粉末來提高其耐磨性；加入碳纖維等提高PP強度，也可以加入一定量的熱塑性橡膠以提高PP的韌性和尺穩定性。

(2)改善成型加工性能  部分高聚物耐高溫性能差、黏度高、流動性差等造成加工困難，需添加增塑劑、潤滑劑和加工改性劑以改善物料在成型加工中的流動性，防止熔體與加工機械表面的粘連。如聚氯乙烯很容易熱降解，加工性能很差，加入增塑劑可提高其熱分解溫度．改善加工性能。

(3)降低成本在滿足使用要求的基礎上降低原材料成本．其途徑大致有三個方面：①選擇成本較低的高聚物和助劑；②減輕制品總重量；③對相對價格較低的高聚物材行改性以替代價格較高的高聚物品能聚合物。常用的填充、發泡、增能化配方均屬於此類。pan>．3高聚物材料配方設計的基本原則

高聚物材料配方設計絕不是各種聚合物和助劑之間簡單地、經驗性地組合。而是在對聚合物材料結構與性能關繫充分研究基礎上綜合的結果。一個好的高聚物材料配方設計絕不於配方組合．它還涉及成型加工工藝設計及成型設備的選型．制品的外觀設計及結構設計、模具設計等。而配方設計是其核心部分．隻有好的配方設計，再加上其他要素的配合，纔能獲得好的產品。

高聚物產品設計是在對產品形狀、結構和使用性行科學預測和判定的前提下，通過充分把握並正確選用聚合物材料．確定出一套完整制品制造過程的實施方案和程序。

產品設計必須貫徹“實用、、經濟”的原則，即產品的實用性要強、成型加工工藝性要好、生產效率要高、成本要低．可滿足持續發展的要求。然而，由於可選擇的高聚物品種、牌號的多樣性．可采用的成型加工工藝和成型設備的可變性以及制品應用領域的特殊

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