根据教育部拓宽专业知识面的指导思想，本教材从聚合物合金化原理及应用、填充改性及纤维增强聚合物基复合材料及聚合物基纳米复合材料三个方面，综合了聚合物基复合材料的理论基础、性能及应用领域，知识覆盖面广，既阐述了各种复合材料的制备及相关原理，又列举了大量的实例。
全书共分为四大部分：绪论（简单介绍聚合物基复合材料的改性方法及发展情况）、聚合物合金（第一篇）、填充改性及纤维增强聚合物基复合材料（第二篇）、聚合物基纳米复合材料（第三篇）。教材每章开头以简短的本章提要开始，引出该章将要讲述的问题，每章末尾作一小结，提炼该章所讲的主要内容和结论，并添加启发性思考题，有利于激发学生的学习兴趣和创新思维能力的培养。
本教材适合材料科学与工程专业（尤其是高分子材料及复合材料方向）的本科生、专科生及硕士生选用，也可供从事相关领域的技术工作的工程技术人员阅读参考。
0绪论1
0?1高分子材料改性的主要方法1
0?1?1共混改性1
0?1?2填充改性2
0?1?3纤维增强2
0?1?4化学改性2
0?1?5表面改性2
0?2高分子材料改性的发展3
第1篇聚合物合金
第1章聚合物合金的基本原理5
1?1基本概念5
1?1?1聚合物合金的概念5
1?1?2聚合物合金化技术的特点5
1?1?3聚合物合金的制备方法6
1?2聚合物合金的分类7
1?2?1按热力学相容性分类7
1?2?2按聚合物合金的组成分类8
1?2?3按组分间有无化学键分类9
1?3聚合物间的相容性10
1?3?1基本概念10
1?3?2相容性的热力学基础11
1?3?3共混体系的相图13
1?3?4相分离的临界条件14
1?3?5两种相分离机理16
1?4相容性的预测及测定方法17
1?4?1相容性的预测17
1?4?2相容性的测定方法20
1?4?3聚合物共混体系的多尺度模拟23
1?5改善相容性的方法26
1?5?1相容聚合物的结构特征26
1?5?2改变链结构改善相容性27
1?5?3增容剂的应用28
本章小结31
思考题32
第2章聚合物合金的相态结构33
2?1相态结构的类型33
2?1?1海岛结构33
2?1?2两相连续结构35
2?1?3两相交错层状结构36
2?1?4含有结晶组分的相态结构36
2?2影响相态结构的因素37
2?2?1影响相连续性的因素37
2?2?2影响微区形态、尺寸的因素38
2?2?3含有结晶聚合物共混体系相态结构的影响因素39
2?3嵌段共聚物的微相分离结构40
2?3?1嵌段共聚物微区的结构形态40
2?3?2影响微相分离结构的因素42
2?4界面层的结构和特性44
2?4?1相界面的形态45
2?4?2相界面的效应46
2?4?3界面自由能与共混过程的动态平衡46
2?5形态结构的研究方法47
2?5?1光学显微镜法47
2?5?2电子显微镜法48
2?5?3原子力显微镜法49
本章小结50
思考题50
第3章聚合物合金的增韧机理52
3?1橡胶增韧塑料的增韧机理52
3?1?1橡胶增韧塑料体系的形变特点52
3?1?2橡胶增韧塑料体系的增韧机理56
3?1?3影响橡胶增韧塑料增韧效果的因素58
3?2刚性有机粒子(ROF)对工程塑料的增韧原理59
3?2?1刚性有机粒子增韧的冷拉机理59
3?2?2影响刚性有机粒子增韧效果的因素61
3?2?3两类不同分散相粒子对塑料增韧作用的比较61
本章小结62
思考题62
第4章聚合物合金的性能64
4?1聚合物合金的力学性能64
4?1?1聚合物合金玻璃化转变64
4?1?2聚合物合金的冲击强度67
4?1?3聚合物合金的其他力学性能68
4?2聚合物合金的流变特性68
4?2?1影响熔体黏度的因素68
4?2?2熔体的弹性效应70
4?3聚合物合金的其他性能72
4?3?1聚合物合金的透气性72
4?3?2聚合物合金的透光性72
4?3?3聚合物合金的电性能73
4?3?4聚合物合金的阻隔性73
本章小结74
思考题75
第5章聚合物合金的共混工艺与共混设备76
5?1分散相的“分散”过程与“凝聚”过程76
5?2控制分散相粒径的方法77
5?2?1共混时间的影响77
5?2?2共混组分熔体黏度的影响78
5?2?3界面张力与相容剂的影响78
5?3两阶共混分散历程79
5?4共混设备简介79
5?5共混工艺因素对共混物性能的影响80
本章小结81
思考题81
第6章聚合物合金各论82
6?1通用塑料合金82
6?1?1聚苯乙烯塑料的共混改性82
6?1?2聚氯乙烯（PVC）的共混改性88
6?1?3聚烯烃的共混改性91
6?2工程塑料的共混改性95
6?2?1概述95
6?2?2PA的共混改性96
6?2?3聚甲醛的共混改性101
6?2?4PET、PBT的共混改性102
6?2?5PC的共混改性105
6?2?6PPO的共混改性107
6?2?7特种工程塑料合金109
6?3热固性塑料的共混改性111
6?3?1环氧树脂的增韧111
6?3?2其他热固性树脂的共混改性119
6?4热塑性弹性体121
6?4?1概述121
6?4?2共聚型热塑性弹性体123
6?4?3共混型热塑性弹性体130
本章小结138
思考题140
第7章聚合物合金的进展141
7?1合金化的制造技术141
7?1?1反应加工技术141
7?1?2IPN技术142
7?1?3反应器合金147
7?1?4增容剂技术149
7?2功能性聚合物合金149
7?2?1生物降解性聚合物合金149
7?2?2永久防静电性聚合物合金152
7?2?3高吸水性聚合物合金152
7?2?4形状记忆聚合物合金152
7?3液晶聚合物的合金化154
7?3?1LCP合金的类型154
7?3?2LCP合金的相容性155
7?4具有自组装相形态的聚合物合金156
7?4?1具有自组装核?壳结构相形态的三元不相容聚合物合金156
7?4?2固体纳米粒子填充的二元不相容聚合物合金体系157
本章小结159
思考题160
参考文献160
第2篇填充改性及纤维增强聚合物基复合材料
第8章复合材料概述167
8?1复合材料发展史167
8?2复合材料的种类168
8?2?1聚合物基复合材料168
8?2?2碳基复合材料175
8?2?3混杂纤维复合材料179
8?2?4功能复合材料185
8?2?5生物体复合材料195
8?2?6智能复合材料196
本章小结197
思考题198
第9章填充改性聚合物基复合材料及其制备方法199
9?1填充剂的种类及基本特征199
9?1?1填充剂的种类199
9?1?2填充剂的基本特性201
9?2填充改性复合材料的制备方法202
9?2?1热塑性塑料的填充改性202
9?2?2填充改性效果应与其他工艺技术环节相结合203
9?2?3塑料挤出成型加工设备203
本章小结204
思考题204
第10章纤维增强聚合物基复合材料及其制备方法205
10?1增强纤维的种类及基本特性205
10?2纤维增强聚合物基复合材料的制备方法208
10?2?1聚合物基复合材料的工艺特点208
10?2?2聚合物基复合材料的制造方法208
本章小结215
思考题216
第11章复合材料的界面217
11?1概述217
11?2聚合物复合材料界面的形成及作用机理218
11?2?1界面层的形成219
11?2?2界面层的作用机理221
11?3填充、增强材料的表面处理223
11?3?1粉状填料的表面处理223
11?3?2玻璃纤维的表面处理225
11?3?3碳纤维的表面处理227
11?3?4Kevlar纤维的表面处理230
11?3?5超高分子量聚乙烯纤维的表面处理231
11?3?6天然纤维的表面处理231
11?4复合材料界面分析技术232
11?4?1红外光谱法232
11?4?2电子显微镜法233
11?4?3X射线光电子能谱234
11?4?4反气相色谱法235
11?4?5原子力显微镜237
11?4?6界面细观力学实验及理论分析238
本章小结239
思考题240
第12章聚合物基复合材料241
12?1聚合物基复合材料的基本性能241
12?1?1力学性能243
12?1?2疲劳性能244
12?1?3冲击性能244
12?1?4蠕变性能244
12?1?5低温冲击性能245
12?1?6物理性能246
12?2聚合物基复合材料结构设计247
12?2?1概述247
12?2?2材料设计249
12?2?3结构设计255
12?3聚合物基复合材料的应用259
12?3?1玻璃纤维增强热固性塑料(GFRP)的应用260
12?3?2玻璃纤维增强热塑性塑料(FR?TP）的应用262
12?3?3高强度、高模量纤维增强塑料的应用263
12?3?4天然纤维增强可降解塑料的应用264
12?3?5其他纤维增强塑料265
本章小结265
思考题266
参考文献266
第3篇聚合物基纳米复合材料
第13章纳米复合材料概述269
13?1纳米与纳米科技269
13?2纳米复合材料的定义269
13?3聚合物基纳米复合体系271
13?4纳米颗粒的制备方法272
13?4?1溶胶?凝胶法（sol?gel）272
13?4?2复合醇盐法272
13?4?3微乳液法273
13?4?4沉积法与等离子体法273
13?4?5分子及离子插层方法273
13?5聚合物基纳米复合材料的制备方法274
13?5?1溶胶?凝胶法274
13?5?2层间插入法275
13?5?3共混法276
13?5?4原位聚合法276
13?5?5分子的自组装及组装277
13?5?6辐射合成法277
13?6聚合物基纳米复合材料的特性278
本章小结278
思考题278
第14章聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料279
14?1层状硅酸盐黏土材料279
14?1?1蒙脱土的矿石性质279
14?1?2蒙脱土层状硅酸盐资源及其分布280
14?1?3有机黏土的制备281
14?2聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料283
14?2?1聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的研究现状283
14?2?2聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的性能特点及应用前景283
14?2?3聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法284
14?3插层过程的理论分析285
14?3?1插层过程的热力学分析285
14?3?2插层过程的平均场理论289
14?3?3插层过程的动力学分析290
14?3?4聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的结构和分类291
14?4聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的结构研究方法292
14?4?1透射电镜观察（TEM）292
14?4?2广角X射线衍射（WAXD）293
14?4?3小角X射线散射（SAXS）295
本章小结296
思考题297
第15章聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料各论298
15?1聚酰胺/层状硅酸盐纳米复合材料298
15?1?1原位聚合制备PA/层状硅酸盐纳米复合材料298
15?1?2熔融插层制备PA/层状硅酸盐纳米复合材料301
15?1?3PA/层状硅酸盐纳米复合材料的性能302
15?1?4PA/层状硅酸盐纳米复合材料的应用308
15?1?5商品尼龙/黏土纳米复合材料的性能308
15?2PET/层状硅酸盐纳米复合材料310
15?2?1原位聚合制备PET/层状硅酸盐纳米复合材料311
15?2?2熔体插层制备PET/黏土纳米复合材料313
15?2?3利用聚酯低聚物插层制备PET/层状硅酸盐纳米复合材料314
15?2?4PET/层状硅酸盐纳米复合材料的性能315
15?2?5PET/层状硅酸盐纳米复合材料的应用319
15?3PP/层状硅酸盐纳米复合材料319
15?3?1插层聚合法制备PP/层状硅酸盐纳米复合材料320
15?3?2熔融插层制备PP/层状硅酸盐纳米复合材料321
15?3?3溶液插层制备PP/层状硅酸盐纳米复合材料323
15?3?4PP/层状硅酸盐纳米复合材料的性能324
15?3?5PP/层状硅酸盐纳米复合材料的应用329
15?4生物降解高分子/层状硅酸盐纳米复合材料330
15?4?1生物可降解聚合物纳米复合材料的制备方法331
15?4?2生物可降解聚合物纳米复合材料的性能334
15?5UHMWPE/层状硅酸盐纳米复合材料339
15?5?1UHMWPE高岭土纳米复合材料的制备339
15?5?2UHMWPE/高岭土纳米复合材料的流变行为340
15?5?3UHMWPE/高岭土纳米复合材料的摩擦磨损性能342
15?6热固性树脂/层状硅酸盐纳米复合材料343
15?6?1环氧树脂/层状硅酸盐纳米复合材料的结构种类和制备方法343
15?6?2影响黏土在环氧体系中插层/解离的因素343
15?6?3插层/解离的固化热力学和动力学346
15?6?4环氧树脂/层状硅酸盐纳米复合材料的性能346
15?6?5其他热固性树脂/层状硅酸盐纳米复合材料347
15?7橡胶/层状硅酸盐纳米复合材料348
15?8具有特殊性能的聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料349
15?8?1具有剪切诱导有序结构的PS/蒙脱土纳米复合材料349
15?8?2低分子液晶/蒙脱土纳米复合材料的电控记忆效应349
15?8?3聚苯胺蒙脱土纳米复合材料的导电各向异性350
本章小结351
思考题352
第16章聚合物/碳纳米管复合材料353
16?1碳纳米管的制备、特性及表面处理353
16?1?1碳纳米管的制备354
16?1?2碳纳米管的结构和性能356
16?1?3碳纳米管的表面处理358
16?2碳纳米管在聚合物基体中的分散以及制备359
16?2?1碳纳米管在聚合物基体中的分散359
16?2?2碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法360
16?3聚合物/碳纳米管复合材料各论360
16?3?1尼龙/碳纳米管复合材料360
16?3?2PC/碳纳米管复合材料361
16?3?3PS/碳纳米管复合材料362
16?3?4环氧树脂/碳纳米管复合材料363
16?3?5橡胶/碳纳米管复合材料363
16?3?6PLA/碳纳米管复合材料365
16?3?7CNTs/两亲性聚合物复合材料366
16?4碳纳米管与聚合物相互作用机理367
本章小结368
思考题369
第17章聚合物/石墨烯纳米复合材料370
17?1石墨烯的结构与特点370
17?1?1石墨烯的结构370
17?1?2石墨烯的特点370
17?2石墨烯的制备及表面处理371
17?2?1石墨烯的制备方法371
17?2?2石墨烯的表面处理373
17?3聚合物/石墨烯复合材料的制备方法374
17?4聚合物/石墨烯复合材料的性能376
17?4?1力学性能376
17?4?2导电性能376
17?4?3热学性能378
17?4?4气体阻隔性能378
17?5聚合物/石墨烯纳米复合材料的应用379
17?5?1太阳能电池379
17?5?2传感器379
17?5?3超级电容器380
17?5?4生物材料380
17?5?5电子存储器381
17?5?6其他应用381
本章小结381
思考题382
第18章功能纳米粒子填充的聚合物基纳米复合材料383
18?1用于发光二极管的聚合物基纳米复合材料383
18?1?1共轭聚合物发光材料383
18?1?2用于复合材料的纳米粒子385
18?1?3发光聚合物基纳米复合材料386
18?1?4量子点与聚合物复合的意义388
18?1?5LED封装材料388
18?2磁性聚合物基纳米复合材料389
18?2?1磁性纳米粒子的基本特性389
18?2?2磁性纳米粒子的制备方法390
18?2?3磁性纳米粒子表面修饰392
18?2?4磁性聚合物基纳米复合材料394
18?2?5磁性纳米聚合物基复合材料的实际应用396
18?3其他聚合物基纳米复合材料398
18?3?1聚合物/石墨纳米复合材料398
18?3?2聚合物/碳酸钙纳米复合材料401
本章小结405
思考题406
参考文献406
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