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作者簡介
目次
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本書為“高性能高分子材料叢書”之一。聚芳醚腈是特種工程塑料中側基含氰基的一類聚芳醚高分子，是一種新型的高性能高分子材料。聚芳醚腈具有高強度、高模量、耐高溫、自阻燃、低吸水性、耐摩擦等優異性能，在航空航天、電子信息等高精尖領域具有廣闊的應用前景。本書是作者及其團隊多年對聚芳醚腈基礎研究與應用成果的總結。全書共分為7章，分別介紹聚芳醚腈的結構與性能、聚芳醚腈的結晶行為與性能、聚芳醚腈的交聯行為與性能、聚芳醚腈的功能化與性能、聚芳醚腈增強複合材料及應用、聚芳醚腈介電功能材料及應用，以及聚芳醚腈光功能複合材料及應用。本書是以特種高分子聚芳醚腈的合成、結構與性能、複合材料加工及功能化複合材料開發應用為一體的聚芳醚腈專著，是我國具有專著知識產權的聚芳醚腈研究成果。
作者簡介
劉孝波，電子科技大學教授、博士生導師。1995年獲四川大學高分子材料科學與工程專業博士學位，1997年入選中國科學院首批“百人計劃”。曾獲中國產學研合作創新成果獎二等獎、四川省科技進步獎一等獎、四川省科技發明獎二等獎；入選“科學中國人”年度人物、四川省有突出貢獻的優秀專家，享受國務院政府特殊津貼。
長期從事先進功能高分子材料研究工作。在國內外率先提出芳腈基聚合物及先進複合材料研究方向，帶領團隊先後實現“特種高分子聚芳醚腈規模化生產”、“可生物降解聚酯醯胺”、“高性能聚芳醚腈吸附材料”和“耐高溫芳腈基聚合物及其複合材料”等多項研究成果的產業轉化，已成功建成國內外首套年產10000屯的聚芳醚腈規模化生產裝置。曾主持並完成國家“863計劃”項目、國家自然科學基金項目、四川省傑出青年科學基金項目、軍品配套項目及應用技術開發科研項目等三十余項，獲得具有國際先進水平的省部級鑒定成果1 O項，具有國際領先技術水平的鑒定成果兩項，獲授權發明專利40項，發表SCI論文450餘篇。
長期從事先進功能高分子材料研究工作。在國內外率先提出芳腈基聚合物及先進複合材料研究方向，帶領團隊先後實現“特種高分子聚芳醚腈規模化生產”、“可生物降解聚酯醯胺”、“高性能聚芳醚腈吸附材料”和“耐高溫芳腈基聚合物及其複合材料”等多項研究成果的產業轉化，已成功建成國內外首套年產10000屯的聚芳醚腈規模化生產裝置。曾主持並完成國家“863計劃”項目、國家自然科學基金項目、四川省傑出青年科學基金項目、軍品配套項目及應用技術開發科研項目等三十余項，獲得具有國際先進水平的省部級鑒定成果1 O項，具有國際領先技術水平的鑒定成果兩項，獲授權發明專利40項，發表SCI論文450餘篇。
目次
目錄
第1章 聚芳醚腈的結構與性能 1
1.1 聚芳醚腈的合成方法與機理 1
1.1.1 聚芳醚腈的合成方法 1
1.1.2 聚芳醚腈的親核取代反應機理 4
1.1.3 聚芳醚腈產業化研究現狀 6
1.2 聚芳醚腈的結構分類與性能 6
1.2.1 無定形聚芳醚腈 7
1.2.2 結晶型聚芳醚腈 16
1.3 小結 20
參考文獻 20
第2章 聚芳醚腈的結晶行為與性能 22
2.1 結晶型聚芳醚腈的研究方法 22
2.1.1 典型聚芳醚腈的結晶形態 24
2.1.2 聚芳醚腈的結晶動力學分析 25
2.1.3 結晶型聚芳醚腈的結構與性能關係 30
2.2 成核劑對聚芳醚腈結晶行為的影響 31
2.2.1 成核劑對結晶動力學的影響 32
2.2.2 成核劑對結晶過程的影響 37
2.3 熱拉伸對聚芳醚腈結晶性的影響 39
2.4 小結 42
參考文獻 42
第3章 聚芳醚腈的交聯行為與性能 44
3.1 鄰苯二甲腈型聚芳醚腈的交聯與性能 44
3.1.1 鄰苯二甲腈封端聚芳醚腈的合成及交聯行為 45
3.1.2 不同溫度對鄰苯二甲腈型聚芳醚腈的交聯行為與性能的影響 46
3.1.3 不同分子量的鄰苯二甲腈型聚芳醚腈的交聯行為與性能 49
3.1.4 交聯劑對鄰苯二甲腈型聚芳醚腈的交聯與性能的影響 51
3.1.5 催化劑對交聯型聚芳醚腈交聯與性能的影響 57
3.2 烯丙基型聚芳醚腈的交聯行為與性能 58
3.3 側鏈含鄰苯二甲腈基團型聚芳醚腈的交聯行為與性能 61
3.4 小結 63
參考文獻 63
第4章 聚芳醚腈的功能化與性能 65
4.1 含氟聚芳醚腈的結構與性能 65
4.2 磺化聚芳醚腈的結構與性能 68
4.2.1 磺化聚芳醚腈的研究背景 69
4.2.2 磺化聚芳醚腈的合成與性能 71
4.3 側鏈羧酸型聚芳醚腈的結構與性能 78
4.3.1 側鏈羧酸型聚芳醚腈的合成與性能 78
4.3.2 側鏈羧酸型聚芳醚腈的應用 81
4.4 小結 82
參考文獻 83
第5章 聚芳醚腈增強複合材料及應用 84
5.1 碳材料增強聚芳醚腈複合材料 85
5.1.1 粒子填充增強聚芳醚腈複合材料 86
5.1.2 碳納米管增強聚芳醚腈複合材料 88
5.1.3 石墨烯增強聚芳醚腈複合材料 104
5.2 無機氧化物增強聚芳醚腈複合材料 111
5.2.1 鈦酸鋇增強聚芳醚腈複合材料 111
5.2.2 二氧化鈦增強聚芳醚腈複合材料 115
5.2.3 鈦酸銅鈣增強聚芳醚腈複合材料 117
5.3 多尺度粒子增強聚芳醚腈複合材料 119
5.3.1 鈦酸鋇/碳納米管增強聚芳醚腈複合材料 119
5.3.2 釹鐵硼/四氧化三鐵增強聚芳醚腈複合材料 121
5.3.3 釹鐵硼/碳納米管增強聚芳醚腈複合材料 126
5.4 纖維增強聚芳醚腈複合材料 132
5.4.1 纖維增強複合材料的加工方法 133
5.4.2 纖維增強複合材料的界面處理 136
5.4.3 短纖增強聚芳醚腈複合材料 138
5.4.4 連續纖維增強聚芳醚腈複合材料 143
5.5 小結 150
參考文獻 151
第6章 聚芳醚腈介電功能材料及應用 154
6.1 電介質概述 155
6.1.1 極化 155
6.1.2 介電常數和介電損耗 157
6.1.3 電介質的擊穿 159
6.1.4 電介質的儲能密度 160
6.1.5 電介質的分類 161
6.1.6 電介質的應用 163
6.2 高介電常數聚芳醚腈功能材料 166
6.2.1 高介電聚合物電介質簡介 166
6.2.2 聚芳醚腈基體 168
6.2.3 聚合物/無機物複合材料的介電模型 169
6.2.4 高介電常數聚芳醚腈及其複合材料 173
6.3 高擊穿強度聚芳醚腈功能材料 186
6.3.1 擊穿性能概述 186
6.3.2 固體擊穿理論概述 187
6.3.3 影響固體介質擊穿的因素 193
6.3.4 高擊穿強度聚芳醚腈及其複合材料 194
6.4 耐高溫高介電常數聚芳醚腈功能材料 199
6.4.1 高溫介電性能概述 199
6.4.2 介電鬆弛譜 201
6.4.3 耐高溫高介電常數聚芳醚腈及其複合材料 204
6.5 低介電常數聚芳醚腈功能材料 211
6.5.1 低介電性能概述 211
6.5.2 低介電性能基本理論 213
6.5.3 常見低介電常數材料 216
6.5.4 低介電常數聚芳醚腈及其複合材料 220
6.6 小結 225
參考文獻 226
第7章 聚芳醚腈光功能複合材料及應用 232
7.1 本征型熒光聚芳醚腈 232
7.1.1 熒光聚芳醚腈結構與性能 233
7.1.2 聚芳醚腈溶液熒光性質 234
7.1.3 聚芳醚腈薄膜熒光性質 239
7.1.4 新型熒光聚芳醚腈 241
7.2 聚芳醚腈/納米金銀生物傳感器 245
7.2.1 聚芳醚腈/納米金銀生物傳感器製備 247
7.2.2 聚芳醚腈/納米金銀生物傳感器性能 247
7.3 聚芳醚腈/量子點複合材料 253
7.3.1 聚芳醚腈/量子點複合材料製備 254
7.3.2 聚芳醚腈/量子點/超順磁納米複合微球性能及多模態成像應用 255
7.4 小結 262
參考文獻 263
關鍵詞索引 265
第1章 聚芳醚腈的結構與性能 1
1.1 聚芳醚腈的合成方法與機理 1
1.1.1 聚芳醚腈的合成方法 1
1.1.2 聚芳醚腈的親核取代反應機理 4
1.1.3 聚芳醚腈產業化研究現狀 6
1.2 聚芳醚腈的結構分類與性能 6
1.2.1 無定形聚芳醚腈 7
1.2.2 結晶型聚芳醚腈 16
1.3 小結 20
參考文獻 20
第2章 聚芳醚腈的結晶行為與性能 22
2.1 結晶型聚芳醚腈的研究方法 22
2.1.1 典型聚芳醚腈的結晶形態 24
2.1.2 聚芳醚腈的結晶動力學分析 25
2.1.3 結晶型聚芳醚腈的結構與性能關係 30
2.2 成核劑對聚芳醚腈結晶行為的影響 31
2.2.1 成核劑對結晶動力學的影響 32
2.2.2 成核劑對結晶過程的影響 37
2.3 熱拉伸對聚芳醚腈結晶性的影響 39
2.4 小結 42
參考文獻 42
第3章 聚芳醚腈的交聯行為與性能 44
3.1 鄰苯二甲腈型聚芳醚腈的交聯與性能 44
3.1.1 鄰苯二甲腈封端聚芳醚腈的合成及交聯行為 45
3.1.2 不同溫度對鄰苯二甲腈型聚芳醚腈的交聯行為與性能的影響 46
3.1.3 不同分子量的鄰苯二甲腈型聚芳醚腈的交聯行為與性能 49
3.1.4 交聯劑對鄰苯二甲腈型聚芳醚腈的交聯與性能的影響 51
3.1.5 催化劑對交聯型聚芳醚腈交聯與性能的影響 57
3.2 烯丙基型聚芳醚腈的交聯行為與性能 58
3.3 側鏈含鄰苯二甲腈基團型聚芳醚腈的交聯行為與性能 61
3.4 小結 63
參考文獻 63
第4章 聚芳醚腈的功能化與性能 65
4.1 含氟聚芳醚腈的結構與性能 65
4.2 磺化聚芳醚腈的結構與性能 68
4.2.1 磺化聚芳醚腈的研究背景 69
4.2.2 磺化聚芳醚腈的合成與性能 71
4.3 側鏈羧酸型聚芳醚腈的結構與性能 78
4.3.1 側鏈羧酸型聚芳醚腈的合成與性能 78
4.3.2 側鏈羧酸型聚芳醚腈的應用 81
4.4 小結 82
參考文獻 83
第5章 聚芳醚腈增強複合材料及應用 84
5.1 碳材料增強聚芳醚腈複合材料 85
5.1.1 粒子填充增強聚芳醚腈複合材料 86
5.1.2 碳納米管增強聚芳醚腈複合材料 88
5.1.3 石墨烯增強聚芳醚腈複合材料 104
5.2 無機氧化物增強聚芳醚腈複合材料 111
5.2.1 鈦酸鋇增強聚芳醚腈複合材料 111
5.2.2 二氧化鈦增強聚芳醚腈複合材料 115
5.2.3 鈦酸銅鈣增強聚芳醚腈複合材料 117
5.3 多尺度粒子增強聚芳醚腈複合材料 119
5.3.1 鈦酸鋇/碳納米管增強聚芳醚腈複合材料 119
5.3.2 釹鐵硼/四氧化三鐵增強聚芳醚腈複合材料 121
5.3.3 釹鐵硼/碳納米管增強聚芳醚腈複合材料 126
5.4 纖維增強聚芳醚腈複合材料 132
5.4.1 纖維增強複合材料的加工方法 133
5.4.2 纖維增強複合材料的界面處理 136
5.4.3 短纖增強聚芳醚腈複合材料 138
5.4.4 連續纖維增強聚芳醚腈複合材料 143
5.5 小結 150
參考文獻 151
第6章 聚芳醚腈介電功能材料及應用 154
6.1 電介質概述 155
6.1.1 極化 155
6.1.2 介電常數和介電損耗 157
6.1.3 電介質的擊穿 159
6.1.4 電介質的儲能密度 160
6.1.5 電介質的分類 161
6.1.6 電介質的應用 163
6.2 高介電常數聚芳醚腈功能材料 166
6.2.1 高介電聚合物電介質簡介 166
6.2.2 聚芳醚腈基體 168
6.2.3 聚合物/無機物複合材料的介電模型 169
6.2.4 高介電常數聚芳醚腈及其複合材料 173
6.3 高擊穿強度聚芳醚腈功能材料 186
6.3.1 擊穿性能概述 186
6.3.2 固體擊穿理論概述 187
6.3.3 影響固體介質擊穿的因素 193
6.3.4 高擊穿強度聚芳醚腈及其複合材料 194
6.4 耐高溫高介電常數聚芳醚腈功能材料 199
6.4.1 高溫介電性能概述 199
6.4.2 介電鬆弛譜 201
6.4.3 耐高溫高介電常數聚芳醚腈及其複合材料 204
6.5 低介電常數聚芳醚腈功能材料 211
6.5.1 低介電性能概述 211
6.5.2 低介電性能基本理論 213
6.5.3 常見低介電常數材料 216
6.5.4 低介電常數聚芳醚腈及其複合材料 220
6.6 小結 225
參考文獻 226
第7章 聚芳醚腈光功能複合材料及應用 232
7.1 本征型熒光聚芳醚腈 232
7.1.1 熒光聚芳醚腈結構與性能 233
7.1.2 聚芳醚腈溶液熒光性質 234
7.1.3 聚芳醚腈薄膜熒光性質 239
7.1.4 新型熒光聚芳醚腈 241
7.2 聚芳醚腈/納米金銀生物傳感器 245
7.2.1 聚芳醚腈/納米金銀生物傳感器製備 247
7.2.2 聚芳醚腈/納米金銀生物傳感器性能 247
7.3 聚芳醚腈/量子點複合材料 253
7.3.1 聚芳醚腈/量子點複合材料製備 254
7.3.2 聚芳醚腈/量子點/超順磁納米複合微球性能及多模態成像應用 255
7.4 小結 262
參考文獻 263
關鍵詞索引 265
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