高分子材料及應用（簡體書）

本書以高分子材料的結構?性能?應用為主線，聯繫其他材料科學，闡述了高分子材料的製備、結構、性能和主要應用領域，簡要介紹了各類高分子材料的基礎知識和相關的加工成型方法。全書共八章：材料科學概述、塑料、橡膠、纖維、塗料及膠黏劑、高分子共混和複合材料、功能高分子材料、高分子材料的新發展。重點闡述了高分子材料的基本理論，同時注重知識的實用性，有利於培養學生的學習興趣和創新精神，可滿足工科院校材料科學知識方面的共同需要。
本書為高等工科院校高分子類專業教科書，也可供從事高分子材料及其他材料科學的教學、科研和生產技術人員參考。

高分子材料科學是材料科學與工程學科的一個重要組成部分，是高等學校相關專業的一門重要課程。隨著高等教育的迅速發展，有材料類專業的高校都設置了高分子材料與工程專業，特別是應用型專業人才在我國當前的產業結構中顯得尤為重要，迫切需要實際、實用、實踐為原則的教材。編者在多年從事教學和科研工作的基礎上，重點闡述了高分子材料的基本理論，同時注重其實用性知識的傳授，使之更適合教學的需要，有利於培養學生的創業精神，滿足工科院校材料科學方面的共同需要。
本教材的特點在於突出基礎性、系統性、實用性，並加強了與其他材料學科的相互貫通。材料科學的發展對人才的培養提出了新的要求，高分子材料專業的學生不僅需要懂得塑料、橡膠、纖維、塗料和膠黏劑、功能高分子材料等方面的知識和加工技能，也需要熟悉高分子材料各個領域，甚至高分子材料科學發展前沿現狀。為此，在第1章講述了材料科學的共性問題，以後各章按主要品種從材料的製備開始，依次為性能和它們的應用等幾方面展開，特別是對於高分子共混材料和復合材料等當今發展的重點和熱點領域進行了專門的論述，在最後一章對高分子材料的發展前景進行了展望。本書可作為高等學校高分子材料與工程專業本科生的教科書，同時對於從事高分子材料生產、加工、應用和研究的工程技術人員也具有重要的參考價值。
本教材共8章，第1章、第2章、第4章由丁會利編寫，第3章、第5章由袁金鳳編寫，第6章和第7章由鍾國倫編寫，第8章由王農躍編寫，全書由王農躍進行統稿，初稿完成後由張留成教授、瞿雄偉教授對全書稿進行了仔細的審稿，並提出了許多寶貴的意見和建議，在此深致謝忱。
儘管我們多年來從事高分子材料科學與工程方面的教學和科研工作，但限於水平，加之時間緊迫，書中錯誤及疏漏實屬難免，誠望使用本教材的師生和工程技術人員給予批評指正，便於修改、完善本教材。同時，對支持此項工作的教育部“高分子材料與工程”教學指導委員會、河北工業大學與寧波理工大學同仁表示衷心的感謝。

第1章材料科學概述
1．1材料的定義及其分類
1．1．1材料的定義
1．1．2材料的分類
1．2材料的發展與材料科學
1．2．1材料的利用與發展
1．2．2材料科學的確立
1．2．3材料科學的範疇及任務
1．3材料工藝與材料結構及性能的關係
1．3．1材料的工藝過程
1．3．2材料工藝與其結構及性能的關係
1．4高分子材料基礎知識
1．4．1高分子材料基本概念與分類
1．4．2高分子材料結構與性能特點
1．4．3高分子材料的製備
1．5本課程的教學目的、內容與學習
方法
習題與思考題
參考文獻

第2章塑料
2．1概述
2．2塑料定義及其分類
2．3塑料性能評價的一般標準
2．3．1力學性能
2．3 ．2耐熱性及耐寒性
2．3．3電性能
2．3．4光學性能
2．3．5化學性能
2．3．6耐老化性能
2．4塑料配方設計及其添加劑
2．4． 1塑料配方設計
2．4．2塑料添加劑
2．5塑料成型與加工
2．5．1擠出成型
2．5．2注射成型
2．5．3壓延成型
2．5．4模壓成型
2．5．5吹塑成型
2．5．6澆鑄成型
2．6通用熱塑性塑料
2．6．1聚乙烯塑料
2．6．2聚丙烯塑料
2．6．3聚氯乙烯塑料
2．6．4聚苯乙烯塑料
2．6．5聚丙烯酸酯塑料
2．7通用熱固性塑料
2．7．1酚醛樹脂
2．7．2不飽和聚酯樹脂
2．7．3環氧樹脂
2．8工程塑料
2．8．1聚酰胺
2．8．2聚碳酸酯
2．8．3聚甲醛
2．8．4聚酯
2．8．5聚苯醚
2．8．6聚苯硫醚
2．9特種塑料
2．9．1氟塑料
2．9．2有機矽塑料
2．9．3聚醚醚酮塑料
習題與思考題
參考文獻

第3章橡膠
3．1概述
3．1．1橡膠的定義及其分類
3．1．2橡膠的結構、性能及其選用
3．1．3橡膠組成及配方設計
3．1．4橡膠加工工藝
3．2通用橡膠
3．2．1天然橡膠
3．2．2丁苯橡膠
3．2．3異戊橡膠
3．2．4氯丁橡膠
3．2．5乙丙橡膠
3．3特種橡膠
3．3．1矽橡膠
3．3．2氟橡膠
3．3．3氯醚橡膠
3．3．4聚氨酯橡膠
3．4橡膠的新發展
3 ．4．1熱塑性彈性體
3．4．2微孔高分子材料
習題與思考題
參考文獻

第4章纖維
4．1引言
4．2纖維及其分類
4．2．1纖維的定義
4．2． 2纖維的分類
4．3成纖聚合物的基本性能與纖維衡量標準
4．3．1成纖聚合物的基本性能
4．3．2纖維主要性能衡量標準
4．4合成纖維的生產工藝
4． 4．1合成纖維的生產過程
4．4．2紡絲方法
4．4．3纖維後加工
4．5天然纖維與人造纖維
4．5．1天然纖維
4．5．2人造纖維
4．6合成纖維的主要品種
4．6．1聚酰胺纖維
4．6．2聚酯纖維
4．6．3聚丙烯腈纖維
4．6．4聚乙烯醇纖維
4．7高性能合成纖維
4．7．1耐高溫纖維
4．7．2彈性纖維
4．7．3吸濕性纖維和抗靜電纖維
習題與思考題
參考文獻

第5章塗料及膠黏劑
5．1塗料
5．1．1概述
5．1．2溶劑型塗料
5．1．3水性塗料
5．1．4粉末塗料
5．1．5塗料的環保問題
5 ．2膠黏劑
5．2．1概述
5．2．2熱固性膠黏劑
5．2．3熱熔性膠黏劑
5．2．4壓敏型膠黏劑
5．2．5膠黏劑環保問題
習題與思考題
參考文獻

第6章高分子共混和復合材料
6．1概述
6．1．1基本概念
6．1．2高分子材料改性方法
6．2共混改性
6．2． 1高分子共混物及其製備方法
6．2．2共混物相容性
6．2．3高分子共混物的形態結構
6．2．4高分子共混物的界面層
6．2 ．5高分子共混物相容性的表徵
6．2．6高分子共混物的應用
6．3共聚改性
6．3．1無規共聚
6．3．2交替共聚
6．3．3嵌段共聚
6．3．4接枝共聚
6．3．5交聯
6．4橡膠增韌塑料的增韌機理
6．4．1引言
6．4．2增韌機理
6．5填充和纖維增強改性--複合材料
6．5．1概述
6．5．2複合材料的分類
6．5．3高分子基複合材料製備及成型方法
6．5．4複合材料的應用
習題與思考題
參考文獻

第7章功能高分子材料
7．1概述
7 ．1．1功能高分子定義
7．1．2功能高分子材料的分類
7．2高分子膜材料
7．2．1基本概念
7．2．2膜材料種類
7．2．3分離機理
7． 2．4膜材料製備方法
7．2．5膜材料的應用
7．3高分子吸附材料
7．3．1概述
7．3．2高分子吸附材料種類
7．3．3吸附機理
7．3． 4吸附材料的製備方法
7．3．5吸附材料的應用
7．4光功能高分子材料
7．4．1基本概念
7．4．2種類
7．5電功能高分子材料
7．5．1概述
7．5．2導電高分子材料
7．5．3電致發光高分子材料
7．5．4電致變色高分子材料
習題與思考題
參考文獻

第8章高分子材料的新發展
8．1未來對高分子材料的新要求
8．2高分子微球材料
8．2．1高分子微球的一般製備方法
8．2．2功能高分子微球的製備
8．3高分子基納米複合材料
8．3．1高分子基納米複合材料的類型
8．3．2高分子基納米複合材料的製備方法
8．3．3高分子基納米複合材料的性能改善及改性機理
8．4環境敏感性高分子材料
8．4．1水凝膠作用機理
8．4．2常見的敏感性水凝膠
8．4．3敏感性水凝膠的應用
8．5可降解高分子材料
8．5．1高分子材料的生物降解機理
8．5．2澱粉基生物降解塑料
8．5．3聚羥基脂肪酸酯
8．5．4聚乳酸
8．5．5聚己內酯
8．5．6聚丁二酸丁二酯
8．5．7幾種可生物降解高分子材料的綜合比較和發展前景
8．6先驅體高分子材料
8．6．1碳化矽陶瓷先驅體
8．6．2氮化矽陶瓷先驅體
8．6．3氮化硼陶瓷先驅體
8．6．4氧化矽陶瓷先驅體
8．6．5先驅體材料展望
8．7高分子新材料展望
習題與思考題

參考文獻

③鋁及鋁合金鋁合金具有密度小、導熱性好、易於成形、價格低廉等優點，已廣泛應用於航空航天、交通運輸、輕工建材等部門，是輕合金中應用最廣、用量最多的合金。隨著電力工業的發展和冶煉技術的突破，其性價比大為提高，目前交通運輸業已成為鋁合金材料的第一大用戶。在世界範圍內，2001年交通運輸業消耗鋁佔全世界原鋁產量的27.6％，有些國家達30％以上。隨著交通運輸業現代化進程的加快，鋁及鋁合金材料在航空航天和汽車三大領域的應用日益增加。鋁合金是亞音速飛機的主要用材，目前民用飛機結構上的用量為70％～80％，其中僅鋁合金鉚釘一項每架飛機就有40萬～150萬個；據波音飛機公司的統計，製造各類民用飛機31.6萬架，共用鋁材710萬噸，平均每架用鋁22.5t。鋁製零部件在先進軍用飛機中的比例雖低一些，但仍佔其自身總質量的40％～60％。2010年全球航空航天鋁材的消費量達60萬噸，年平均增長率約為4.5％。航空航天鋁材的價格比普通民用鋁材的價格高得多，為後者的18倍左右，是一個非常重要的市場，而其政治與軍事意義則尤為重大。2002年美國航空航天鋁材的價格為33000～44100美元／噸，而普通民用鋁材的價格只不過2200～3500美元／噸。美國是世界航空航天工業巨頭，其用鋁約佔全球此領域用鋁量的50％以上，其他國家如法國、俄羅斯、中國、日本、巴西、加拿大、英國等國的用量約為50％。2002年，全世界航空航天用鋁量約42萬噸，其中美國的用量為21. 4萬噸。美國鋁業公司（Alcoa）是世界航空航天鋁材的主要供應者，佔全球總供應量的35％以上，為了保持其在該領域的世界霸主地位，獲得更大的利潤，經過精心而全面的調查研究與策劃後，於2002年提出了一個名為“20—20攻關計劃（20—20 Initiative）”的計劃。計劃內容與目標包括：在20年時間內，開發一批新的高性能鋁合金，改進鋁製零部件的設計，採用高技術製造工藝，使鋁製零部件的質量下降20％，使鋁製零部件的製造成本與維護費用減少20％。鋁鋰合金具有低密度、高比強度、高比剛度、優良的低溫性能、良好的耐腐蝕性能和卓越的超塑成型性能，用其取代常規的鋁合金可使構件質量減輕15％，剛度提高15％～20％，被認為是航空航天工業中的理想結構材料。在航天領域，鋁鋰合金已在許多航天構件上取代了常規高強鋁合金。鋁鋰合金作為儲箱、儀器艙等結構材料具有較大優勢。國外預測，含鋁一鎂合金及其他系列的鋁合金有可能成為下一代飛機的重要結構材料。TiAl基合金的板材除了有望直接用作結構材料外，還可以用作超塑性成型的預成型材料，並用於製作成型航空、航天發動機的零部件及超高速飛行器的翼、殼體等。