书 名 | 高分子工程技术 | 作 者 | 范星河 |
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出版社 | 化学工业出版社 | 页 数 | 234 页 |
开 本 | 16K 787×1092 1/16 | 装 帧 | 平 |
ISBN | 978-7-122-35048-0 |
绪论高分子工程技术概论
0.1基本科研技能2
0.1.1高分子工程要素3
0.1.2高分子材料概论4
0.1.3高分子材料关注点6
0.2高分子工程导论6
0.3高分子工程9
0.3.1聚合反应工程11
0.3.2高分子成型加工12
0.3.3高分子工程三个科学问题14
0.3.4高分子工程主要研究方向14
0.3.5高分子流变学概论16
第1章高分子流变学
1.1高分子流变学主要研究内容18
1.2高分子流变学研究意义19
1.3高分子流变学主要研究方法20
1.4拉伸流变行为22
1.4.1单组分聚合物拉伸流变行为23
1.4.2含纳米粒子聚合物拉伸流变行为23
1.4.3共混体系拉伸流变行为23
1.5剪切流变行为24
1.5.1聚合物流体剪切黏性因素25
1.5.2非牛顿流体在受限空间内流动分析29
1.6聚合物反应体系流变行为30
1.7液晶聚合物流变行为31
第2章纺丝学导论
2.1纺丝工艺概论34
2.1.1纤维成形基础35
2.1.2纺丝类型36
2.1.3聚合物溶解过程热力学39
2.1.4纺丝原液所用溶剂工艺要求39
2.1.5干喷湿法纺丝40
2.2纺丝仿真模型构建42
2.2.1流场仿真44
2.2.2成形过程仿真45
2.2.3熔融纺丝动力学模拟45
2.2.4结构与性能46
第3章高分子工程案例——PBO
3.1PBO纤维发展过程50
3.1.1国外PBO及其纤维发展历史及现状50
3.1.2国内PBO及其纤维发展51
3.2PBO复合材料52
3.3PBO树脂制备52
3.3.1单体DAR制备52
3.3.2PBO树脂制备53
3.3.3PBO聚合机理与聚合动力学56
3.4搅拌聚合釜传递特性和放大技术58
3.5PBO纤维制备59
3.5.1液晶相浓溶液干喷湿纺丝60
3.5.2PBO纤维物理性能60
3.5.3PBO复合材料64
3.6PBO原丝直接转化为碳纤维67
第4章高分子工程案例——碳纤维
4.1碳纤维概论69
4.1.1碳纤维工业现状69
4.1.2碳纤维分类70
4.1.3碳纤维应用与发展72
4.1.4碳纤维主要产品74
4.2中国碳纤维75
4.3日本碳纤维77
4.3.1一则报纸简讯77
4.3.2一位年轻科学家77
4.3.3一项发明专利79
4.3.4一家科研机构80
4.3.5一位美国来访者80
4.3.6一批创新企业80
4.3.7一次商业机遇81
4.3.8一份国家标准81
4.4碳纤维市场挑战83
4.4.1碳纤维发展简史83
4.4.2AN原丝和PAN碳纤维的创新发展84
4.5碳纤维工艺流程84
4.5.1PAN碳纤维制备84
4.5.2PAN碳纤维制备技术要点86
4.6PAN碳纤维进展87
4.7国产PAN碳纤维进展88
4.8PAN碳纤维复合材料90
4.9PAN碳纤维原丝的制备92
4.9.1PAN碳纤维树脂改性93
4.9.2聚合物分子量及其分散性95
4.9.3聚合物流变学96
4.10PAN纤维主要纺丝技术97
4.10.1湿法纺丝98
4.10.2干法纺丝99
4.10.3干喷湿纺纺丝99
4.10.4凝胶纺丝101
4.10.5静电纺丝101
4.10.6熔融纺丝101
4.10.7国内外比较102
4.11纺丝工艺学与PAN溶液可纺性103
4.11.1纺丝成形103
4.11.2纺丝原液凝固成型时的影响因素104
4.11.3原丝改性107
4.11.4PAN原丝高取向和高强化108
4.11.5原材料及原丝纯度110
4.11.6PAN原丝致密化110
4.11.7PAN原丝细纤度化112
4.11.8PAN原丝细晶化112
4.11.9原丝上油112
4.12PAN碳纤维制备112
4.12.1纺丝过程工程化113
4.12.2PAN原丝制备碳纤维过程114
4.12.3PAN纤维缺陷遗传性117
4.12.4氧化炉内气流场和温度场分布118
4.12.5氧化碳化过程中张力控制118
4.12.6碳化过程118
4.12.7碳化过程中工程化问题123
4.12.8碳纤维表面处理124
4.13PAN碳纤维结构127
4.14PAN碳纤维力学性能128
4.15PAN碳纤维制备进展129
4.16碳纤维织物及复合材料130
4.16.1碳纤维增强热固性复合材料133
4.16.2碳纤维增强热塑性复合材料133
4.16.3碳纤维复合用树脂133
4.16.4碳纤维复合材料成型工艺135
4.16.5碳纤维复合材料回收利用141
4.17PAN碳纤维未来发展142
4.17.1T1000、超T1000基础142
4.17.2国内外PAN碳纤维生产技术发展趋势142
4.18碳纤维复合材料缺陷与检测143
第5章高分子成型加工
5.1成型加工控制技术147
5.1.1形态控制技术147
5.1.2温度控制技术148
5.2高分子材料加工特性148
5.2.1高分子材料的成型加工技术149
5.2.2聚合物特性与成型加工的关系149
5.3高分子成型加工原理149
5.4材料成型与模具151
5.5塑料加工成型152
5.5.1塑料加工方法分类152
5.5.2塑料制品153
5.6挤出成型(挤塑、挤压、模塑)154
5.6.1连续挤塑工艺过程及主要设备154
5.6.2管材挤出成型工艺流程156
5.6.3板材挤出生产线158
5.6.4复合板材生产线158
5.7注射成型161
5.7.1注塑机的基本结构及工作原理162
5.7.2快速注射与慢速注射162
5.8挤压成型163
5.9吹塑成型164
5.10压延法成型165
5.11压制成型(压缩模塑)168
5.12真空成型169
5.13滚塑成型169
5.14反应注射成型(RIM)169
5.14.1RIM设备要求170
5.14.2RIM对设备要求和工艺控制要点171
5.14.3预成型体制备171
5.14.4RIM注射工艺控制171
5.15成型加工工艺171
5.16新型成型技术172
5.16.1激光成型技术172
5.16.2激光塑性成型技术172
5.16.3半结晶塑料激光焊接成型技术172
5.16.4激光烧结成型技术173
5.16.5光固化成型技术173
5.16.6激光熔体静电纺丝成形技术173
5.16.73D打印成型技术173
第6章高分子工程案例——PET
6.1概论176
6.2PET制备方法177
6.3PET聚合工艺178
6.3.1酯交换法或间接酯化法179
6.3.2直接酯化法180
6.4瓶级PET生产技术发展趋势182
6.5控制PET黏度(分子量)稳定关键措施182
6.6PET结晶行为184
6.6.1影响PET结晶速率因素184
6.6.2提高PET结晶速率方法185
6.7规模化聚酯装置酯化过程的机理模型185
6.7.1PET缩聚过程反应与传质185
6.7.2规模化聚对PET终缩聚的流程模拟186
6.7.3PET终缩聚工艺与反应机理186
6.7.4PET终缩聚的传质模型187
6.7.5传质因子对PET的Mn的影响188
6.7.6PET终缩聚过程模拟188
6.8提高PET熔体强度方法189
6.9PET成型加工189
6.10注射过程模拟191
6.11PET发泡成型工艺193
6.12微发泡注射成型工艺196
6.13PET薄膜制备工艺199
6.14PET材料的回收利用及意义201
6.14.1PET的回收利用203
6.14.2废PET回收的意义205
第7章聚合模拟与过程控制
7.1导论207
7.1.1聚合过程调节与控制210
7.1.2聚合反应器设计与模拟控制211
7.2工业流化床聚乙烯树脂制备模拟214
7.3高抗冲聚苯乙烯(HIPS)制备模拟217
7.4聚丙烯环管聚合反应器模拟220
7.5双螺杆聚合反应挤出模拟222
7.6苯乙烯热聚合搅拌反应器模拟226
7.7尼龙连续聚合过程模拟227
7.7.1尼龙6227
7.7.2尼龙66229
7.8发泡体系气泡生长过程模拟231
参考文献
高分子工程是研究高分子材料与制品规模化制备的一门新兴的综合性学科。
本书对高分子工程的基础科学问题进行了系统全面、深入浅出的论述,以案例的形式分析讨论了实验室的研究成果如何应用于工业化生产中的关键技术及面临的问题。主要内容包括:聚合模拟与过程控制、高分子流变学、高分子成型加工工艺方法与基本原理等;以聚对亚苯基苯并双唑(PBO)、碳纤维(聚丙烯腈基)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为例,说明高分子工程课程的基本内容及科研成果转变成工业化产品过程中单体、聚合物的制备与聚合物成型加工工艺及规模化生产中遇到的工程技术问题的解决方法等。
本书可作为高等院校化学、化工、材料等相关专业研究生和高年级本科生的教材使用,也可供从事高分子化学、高分子材料技术开发、研究、推广应用人员参考。
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高性能高分子;highperformancepolymer;高性能工程塑料。含义很广,大体上可分为两方面:一是指高模量、高强度及耐高温高分子材料等;二是指具有某种重要的功能的高分子材料,如高模量高强度...
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高分子概论高分子合成材料
结课论文开题报告 题 目 : 聚氨酯树脂及其应用 学 院 : 化学工程学院 专 业 班 级 : 材料化学专业 112班 学 生 姓 名 : 周荣潇 学 号: 2011121303 指 导 教 师 : 马娟娟 2014 年 04 月 14 日 聚氨酯树脂及其应用 摘要: 聚氨酯树脂作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料 , 在日常生活、工农业生产、医学等领域广泛应用。 本文简述了聚氨酯树脂的结构、 性能及其相对应的实际应用。 关键词: 聚氨酯 结构 应用 液晶 阻燃剂 聚硅氧烷 德国 化 学 家 拜 尔 于 1937 年 发 现 了 异氰 酸 酯 与 活 泼 氢 的 反 应 (-NCO+HO--NHCO-),开始了聚氨酯 (PU)树脂的研究和应用 [1] 。二战期间 ,德国已 经建立起了具有一定生产能力的聚氨酯实验厂。战后 ,美英等国从德国引进了制 造方法。日本于 1
本专业培养德、智、体、美全面发展,具有良好职业道德和人文素养,掌握高分子材料 原材料、配方及配合基本知识,具备高分子材料工程的基本操作、物理机械性能常规测试, 分析和制定高分子材料加工基本规程,设计高分子材料配方、制品结构能力,从事高分子材 料生产、管理、技术、检测等工作的高素质技术技能人才。 2100433B
高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中,被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展,但目前已大规模生产的还是只能在寻常条件下使用的高分子物质,即所谓的通用高分子,它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代工程技术的发展,则向高分子材料提出了更高的要求,因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜,以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力,使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,具有省能、高效和洁净等特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种,一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如,利用离子交换膜电解食盐可减少污染、节约能源:利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小;利用气体分离膜从空气中富集氧可大大提高氧气回收率等。
高分子磁性材料,是人类在不断开拓磁与高分子聚合物(合成树脂、橡胶)的新应用领域的同时,而赋予磁与高分子的传统应用以新的涵义和内容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石,以后才利用磁铁矿(铁氧体)烧结或铸造成磁性体,现在工业常用的磁性材料有三种,即铁氧体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁等。它们的缺点是既硬且脆,加工性差。为了克服这些缺陷,将磁粉混炼于塑料或橡胶中制成的高分子磁性材料便应运而生了。这样制成的复合型高分子磁性材料,因具有比重轻、容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品,还能与其它元件一体成型等特点,而越来越受到人们的关注。
高分子磁性材料主要可分为两大类,即结构型和复合型。所谓结构型是指并不添加无机类磁粉而高分子中制成的磁性体。目前具有实用价值的主要是复合型。
所谓光功能高分子材料,是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。目前,这一类材料已有很多,主要包括光导材料、光记录材料、光加工材料、光学用塑料(如塑料透镜、接触眼镜等)、光转换系统材料、光显示用材料、光导电用材料、光合作用材料等。光功能高分子材料在整个社会材料对光的透射,可以制成品种繁多的线性光学材料,像普通的安全玻璃、各种透镜、棱镜等;利用高分子材料曲线传播特性,又可以开发出非线性光学元件,如塑料光导纤维、塑料石英复合光导纤维等;而先进的信息储存元件兴盘的基本材料就是高性能的有机玻璃和聚碳酸脂。此外,利用高分子材料的光化学反应,可以开发出在电子工业和印刷工业上得到广泛使用的感光树脂、光固化涂料及粘合剂;利用高分子材料的能量转换特性,可制成光导电材料和光致变色材料;利用某些高分子材料的折光率随机械应力而变化的特性,可开发出光弹材料,用于研究力结构材料内部的应力分布等。
高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长,如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质,根据应用目的,选取高分子材料和其他具有特殊性质的材料,制成满足需要的复合材料。高分子复合材料分为两大类:高分子结构复合材料和高分子功能复合材料。以前者为主。高分子结构复合材料包括两个组分:①增强剂。为具有高强度、高模量、耐温的纤维及织物,如玻璃纤维、氮化硅晶须、硼纤维及以上纤维的织物。②基体材料。主要是起粘合作用的胶粘剂,如不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂,这种复合材料的比强度和比模量比金属还高,是国防、尖端技术方面不可缺少的材料。
说到“高分子”这个词,老百姓或许会觉得有点陌生,但利用高分子材料制成的物品,在我们的周围却比比皆是。轮胎、塑料袋、尼龙绳甚至计算机的外壳…….这些都是利用高分子材料制成的,高分子在我们的生活中几乎无处不在。