聚合物：無機納米復(fù)合材料（第三版）

第1章 聚合物納米復(fù)合材料科技總論
1.1　引言 1
1.1.1 背景 1
1.1.2 自然尺度和納米尺度 2
1.1.3 天然和人造納米結(jié)構(gòu) 4
1.1.4 納米概念與發(fā)展簡史 5
1.2　納米科學(xué)與技術(shù)體系 7
1.2.1 納米科技概念和技術(shù)路線 7
1.2.2 納米結(jié)構(gòu)與納米材料術(shù)語 8
1.2.3 納米復(fù)合與納米效應(yīng) 9
1.3　聚合物納米復(fù)合體系 12
1.3.1 聚合物多級結(jié)構(gòu)及分類 12
1.3.2 無機納米材料原料體系分類 16
1.3.3 聚合物納米復(fù)合材料分類及特性 18
1.3.4 納米復(fù)合材料設(shè)計制備方法 19
1.4　層狀材料結(jié)構(gòu)與物性 26
1.4.1 層狀硅酸鹽分類與物性 26
1.4.2 蒙脫石層狀結(jié)構(gòu)特性 27
1.4.3 層狀化合物結(jié)構(gòu)剝離 28
1.5　聚合物層狀結(jié)構(gòu)分散復(fù)合方法 30
1.5.1 納米分散定義和表征方法 30
1.5.2 納米分散與復(fù)合體系 32
1.5.3 插層納米化學(xué)原理及方法 34
1.5.4 插層納米復(fù)合材料學(xué)原理及方法 35
1.5.5 層狀結(jié)構(gòu)材料插層熱力學(xué)與動力學(xué) 38
1.5.6 聚合物層狀納米復(fù)合材料體系與加工特性 40
1.6　高性能多功能聚合物-無機納米復(fù)合材料體系 41
1.6.1 有機-無機納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)功能體系 41
1.6.2 聚合物納米復(fù)合材料多功能體系 44
1.6.3 聚合物納米復(fù)合材料優(yōu)異性與綜合性 45
1.7　聚合物納米復(fù)合材料創(chuàng)新應(yīng)用前景 47
1.7.1 聚合物多尺度納米復(fù)合材料創(chuàng)新體系 47
1.7.2 納米結(jié)構(gòu)載體與催化劑創(chuàng)新體系 48
1.7.3 多功能高性能納米處理劑創(chuàng)新體系 48
1.7.4 油氣與新能源納米材料應(yīng)用前景 49
1.7.5 仿生及信息能源納米材料應(yīng)用前景 50
參考文獻 51
第2章 聚合物-無機納米分散復(fù)合體系設(shè)計
2.1　聚合物聚集態(tài)納米結(jié)構(gòu) 54
2.1.1 聚合物多尺度聚集態(tài) 54
2.1.2 聚合物聚集態(tài)多尺度結(jié)構(gòu)特性 59
2.1.3 聚合物聚集態(tài)納米復(fù)合 62
2.1.4 聚合物聚集態(tài)-無機納米共混復(fù)合 63
2.2　聚合物-無機納米復(fù)合材料界面原理與方法 64
2.2.1 聚合物-無機納米復(fù)合材料界面反應(yīng)與功能化 64
2.2.2 聚合物納米復(fù)合材料聚集態(tài)熔體特性 66
2.3　聚合物-層狀材料納米分散復(fù)合成核原理與方法 67
2.3.1 天然與合成層狀結(jié)構(gòu)材料 67
2.3.2 納米可控成核多功能效應(yīng) 70
2.3.3 納米復(fù)合成核原理與方法 72
2.4　聚合物納米分散復(fù)合材料多相體系設(shè)計 79
2.4.1 聚合物材料和納米材料改性方法 79
2.4.2 聚合物多相體系納米分散方法 80
2.4.3 納米可控分散復(fù)合原理與方法 82
2.4.4 調(diào)制納米中間體及其分散復(fù)合體系 83
2.5　高性能多功能納米中間體可控分散復(fù)合材料設(shè)計 85
2.5.1 納米復(fù)合材料功能性 85
2.5.2 高性能多功能納米復(fù)合材料合成設(shè)計 86
2.6　核-殼結(jié)構(gòu)納米中間體表面反應(yīng)與分散體系 87
2.6.1 核-殼結(jié)構(gòu)納米中間體體系與表面反應(yīng) 87
2.6.2 聚合物納米分散復(fù)合結(jié)構(gòu)固定原理與方法 90
2.6.3 聚合物納米復(fù)合材料結(jié)晶動力學(xué) 93
參考文獻 98
第3章 插層納米化學(xué)和插層納米復(fù)合材料學(xué)原理與方法
3.1　黏土礦物晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)模型 100
3.1.1 黏土礦物分類與組成 100
3.1.2 主要黏土礦物晶體納米結(jié)構(gòu) 101
3.2　層狀黏土納米膠體化學(xué) 110
3.2.1 層狀黏土礦物電性 110
3.2.2 主要黏土礦物水化作用 112
3.2.3 層狀黏土礦物吸附性 114
3.2.4 納米膠體化學(xué)原理 115
3.3　層狀黏土膠體及多功能納米復(fù)合穩(wěn)定體系 117
3.3.1 層狀黏土膠體分散與聚結(jié)穩(wěn)定體系 117
3.3.2 有機-無機納米復(fù)合材料穩(wěn)定功能化方法 120
3.4　插層納米化學(xué)原理與方法 121
3.4.1 插層化學(xué)與插層納米化學(xué) 121
3.4.2 插層納米化學(xué)原理與方法 123
3.4.3 插層納米化學(xué)設(shè)計復(fù)合材料 127
3.4.4 分子間作用力插層復(fù)合原理方法 132
3.4.5 重要特殊分子插層復(fù)合體 134
3.5　插層納米復(fù)合材料學(xué)原理及工藝方法 135
3.5.1 插層納米復(fù)合材料學(xué)原理 135
3.5.2 插層納米化學(xué)與插層納米復(fù)合材料學(xué)工藝 136
3.5.3 層狀結(jié)構(gòu)材料規(guī)?；煽夭鍖蛹{米復(fù)合材料原理 139
3.5.4 插層納米復(fù)合材料熱機械分散與加工成型工藝 140
參考文獻 142
第4層 塑性聚合物-無機納米復(fù)合材料
4.1　塑性聚合物材料多尺度納米分散原理
與方法 145
4.1.1 聚合物材料熱力學(xué)性能 145
4.1.2 聚合物多尺度納米分散復(fù)合體系 146
4.2　聚酰胺-層狀硅酸鹽黏土納米復(fù)合材料 147
4.2.1 聚酰胺原料與單體體系 147
4.2.2 聚酰胺原位聚合納米復(fù)合催化反應(yīng)體系 150
4.2.3 聚酰胺納米復(fù)合材料聚合反應(yīng)原理與方法 151
4.2.4 聚酰胺-黏土納米復(fù)合材料性能調(diào)控方法 153
4.2.5 一步法堿催化合成鑄型尼龍-黏土納米復(fù)合材料 156
4.2.6 尼龍66-黏土納米復(fù)合材料合成 159
4.2.7 尼龍納米復(fù)合材料功能性比較 162
4.3　環(huán)氧樹脂-黏土納米復(fù)合材料 162
4.3.1 環(huán)氧樹脂與低聚物合成特性及計量 162
4.3.2 環(huán)氧樹脂-層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料工藝 166
4.3.3 環(huán)氧樹脂基納米剝離分散復(fù)合材料 167
4.3.4 調(diào)控環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料性能方法 170
4.4　聚酯-蒙脫土納米復(fù)合材料 174
4.4.1 聚酯和聚酯-蒙脫土納米復(fù)合材料 174
4.4.2 聚酯納米復(fù)合材料制備工藝 175
4.4.3 聚酯納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能 178
4.4.4 PBT-蒙脫土納米復(fù)合材料 182
4.4.5 聚酯納米復(fù)合材料的納米效應(yīng)與應(yīng)用特性 186
4.5　聚烯烴-黏土納米復(fù)合材料 187
4.5.1 聚烯烴及其催化劑 187
4.5.2 聚烯烴的聚合工藝 189
4.5.3 聚烯烴納米復(fù)合材料制備工藝 190
參考文獻 192
第5章 水溶性聚合物-無機納米復(fù)合材料
5.1　水溶性聚合物體系及其納米復(fù)合原理與方法 195
5.1.1 水溶性聚合物分子結(jié)構(gòu)與分類 195
5.1.2 水溶性聚合物及其納米復(fù)合材料反應(yīng)體系 197
5.1.3 合成水溶性聚合物縮聚反應(yīng)體系 201
5.1.4 天然水溶性聚合物材料體系 202
5.1.5 水溶性聚合物納米復(fù)合材料合成原理與方法 204
5.1.6 水溶性聚合物納米復(fù)合材料工藝方法 204
5.2　聚丙烯酰胺-無機納米復(fù)合材料 206
5.2.1 聚丙烯酰胺納米復(fù)合材料組成體系方法 206
5.2.2 高性能聚丙烯酰胺納米復(fù)合材料 208
5.2.3 高性能多功能聚丙烯酰胺納米復(fù)合材料 209
5.2.4 丙烯酰胺共聚納米復(fù)合體系納米復(fù)合效應(yīng)表征 212
5.2.5 丙烯酰胺共聚納米復(fù)合材料制備工藝 212
5.2.6 抗高溫丙烯酰胺共聚納米復(fù)合材料 213
5.3　聚丙烯酸及其衍生物納米復(fù)合材料 214
5.3.1 聚丙烯酸及其衍生物聚合反應(yīng) 214
5.3.2 聚丙烯酸及其衍生物納米復(fù)合材料制備原理與方法 217
5.3.3 聚丙烯酸及其衍生物納米復(fù)合材料應(yīng)用特性 219
5.4　聚乙烯醇無機納米復(fù)合材料 219
5.4.1 聚乙烯醇納米復(fù)合材料組成 219
5.4.2 聚乙烯醇及其納米復(fù)合材料物化特性 220
5.4.3 聚乙烯醇納米復(fù)合材料功能體系設(shè)計方法 222
5.5　聚乳酸納米復(fù)合材料 224
5.5.1 聚乳酸納米復(fù)合材料合成體系 224
5.5.2 聚乳酸納米復(fù)合材料合成原理與工藝 226
5.5.3 可降解共聚酯納米復(fù)合材料制備工藝 229
5.6　水溶性聚合物納米復(fù)合材料降解和再用原理與方法 235
5.6.1 水溶性聚合物納米復(fù)合材料催化降解原理與方法 235
5.6.2 水溶性聚合物納米復(fù)合材料催化降解方法 235
5.6.3 水溶性聚合物及其納米復(fù)合材料光催化機理 240
5.6.4 油氣工程聚合物納米復(fù)合流體催化降解再用方法 241
參考文獻 247
第6章 納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)性能及效應(yīng)表征方法
6.1　納米單元與納米結(jié)構(gòu)及納米顆粒復(fù)合效應(yīng)理論 250
6.1.1 產(chǎn)生納米單元和納米結(jié)構(gòu) 250
6.1.2 納米顆粒剛性與柔性體系 252
6.1.3 納米顆粒與復(fù)合效應(yīng)分類表征 253
6.1.4 聚合物納米復(fù)合材料增強增剛增韌機理與模型 256
6.1.5 超微顆粒體系穩(wěn)定理論與方法 263
6.1.6 超微顆粒光散射理論與方法 270
6.1.7 納米復(fù)合成核效應(yīng)原理與表征 272
6.2　層狀納米結(jié)構(gòu)與物性表征 274
6.2.1 層狀硅酸鹽黏土結(jié)構(gòu)組成 274
6.2.2 層狀硅酸鹽孔結(jié)構(gòu)性能表征 279
6.3　納米復(fù)合表面界面結(jié)構(gòu)特性表征 281
6.3.1 納米結(jié)構(gòu)材料界面結(jié)構(gòu)特性 281
6.3.2 納米顆粒復(fù)合表面界面結(jié)構(gòu)表征 283
6.3.3 納米結(jié)構(gòu)材料表面界面特性表征 285
6.4　聚合物納米復(fù)合結(jié)構(gòu)效應(yīng)表征 288
6.4.1 聚酯納米復(fù)合等溫結(jié)晶效應(yīng) 288
6.4.2 納米復(fù)合結(jié)晶成核與熱效應(yīng) 290
6.4.3 聚合物納米復(fù)合材料凝聚結(jié)構(gòu)形態(tài) 292
6.5　聚合物納米復(fù)合多級結(jié)構(gòu)性能及表征方法 295
6.5.1 納米復(fù)合體系多級結(jié)構(gòu)及表征 295
6.5.2 介孔結(jié)構(gòu)合成與表征 298
6.5.3 聚合物納米復(fù)合多級結(jié)構(gòu)及分類 298
6.5.4 聚合物-層狀化合物納米復(fù)合體系多級結(jié)構(gòu) 299
參考文獻 300
第7章 聚合物納米復(fù)合材料原料與中間體應(yīng)用
7.1　無機納米材料原料體系 304
7.1.1 優(yōu)選無機納米材料原料 304
7.1.2 合成納米結(jié)構(gòu)中間體材料 306
7.1.3 納米中間體合成工藝與設(shè)計 309
7.1.4 通用納米材料和納米中間體原料技術(shù)規(guī)范 311
7.1.5 碳層狀納米結(jié)構(gòu)中間體與復(fù)合材料 313
7.2　天然黏土純化改性原料體系 317
7.2.1 主要黏土純化改性體系 317
7.2.2 納米結(jié)構(gòu)中間體通用工藝的優(yōu)化和程序化 319
7.2.3 納米中間體微乳液法合成納米單元和納米材料 320
7.3　納米中間體微孔結(jié)構(gòu)柱撐載體與催化劑體系 323
7.3.1 黏土納米中間體微孔結(jié)構(gòu)柱撐載體 323
7.3.2 黏土納米中間體微孔結(jié)構(gòu)柱撐載體催化劑體系 324
7.3.3 黏土柱撐多孔非均勻結(jié)構(gòu)催化劑 326
7.3.4 納米材料與納米結(jié)構(gòu)中間體聯(lián)合載負催化劑方法 329
7.4　聚合物納米中間體復(fù)合超短纖維工藝 332
7.4.1 聚合物共混納米復(fù)合短纖維工藝 332
7.4.2 聚合物納米復(fù)合材料熔融紡絲和短纖維工藝 334
7.4.3 聚合物納米復(fù)合超短纖維結(jié)構(gòu)性能 335
7.5　聚合物納米中間體復(fù)合材料油氣工程處理劑設(shè)計與應(yīng)用 336
7.5.1 聚合物納米復(fù)合材料處理劑設(shè)計 336
7.5.2 聚合物納米中間體復(fù)合材料鉆井工程應(yīng)用方法 337
7.5.3 凹凸棒土納米中間體及懸浮體形態(tài)特性 340
7.5.4 納米中間體復(fù)合壓裂液多功能體系 341
7.5.5 KLCN納米復(fù)合壓裂液體系評價 344
參考文獻 347
第8章 塑性聚合物納米復(fù)合材料應(yīng)用
8.1　塑性聚合物共混與復(fù)合材料多功能體系 349
8.1.1 塑性聚合物多相體系理論 349
8.1.2 塑性聚合物共混體系 350
8.1.3 塑性聚合物納米復(fù)合材料體系與特性 352
8.2　塑性聚合物納米復(fù)合材料制備原料與方法 355
8.2.1 納米材料原料 355
8.2.2 工業(yè)適用納米結(jié)構(gòu)中間體制備工藝 357
8.2.3 MXene層狀納米中間體制備方法 360
8.2.4 聚合物納米復(fù)合材料設(shè)計原理與方法 362
8.3　聚烯烴納米復(fù)合材料 363
8.3.1 納米中間體與納米材料表面改性方法 363
8.3.2 聚乙烯納米中間體復(fù)合材料熔體成型工藝與方法 365
8.3.3 聚丙烯-聚乙烯共聚納米復(fù)合管 366
8.4　聚酯納米復(fù)合材料及超短纖維 368
8.4.1 聚酯納米復(fù)合材料工藝 368
8.4.2 聚酯共混納米復(fù)合材料與紡絲工藝方法 369
8.4.3 聚酯共混納米復(fù)合材料紡絲及短纖維結(jié)構(gòu)特性 371
8.4.4 聚合物納米復(fù)合超短纖維應(yīng)用特性 373
8.5　聚合物納米復(fù)合光電功能體系 373
8.5.1 聚合物納米復(fù)合光電膜體系 373
8.5.2 聚合物材料鋰基二次電池隔膜 375
8.5.3 聚合物納米復(fù)合材料傳感器工業(yè)體系 379
8.5.4 聚合物納米復(fù)合材料阻隔包裝材料工方法 381
8.5.5 聚烯烴納米復(fù)合材料阻燃增強工程材料 383
8.5.6 聚酯納米復(fù)合材料阻燃增強工程材料 385
8.5.7 聚合物納米復(fù)合材料汽車和紡織應(yīng)用技術(shù) 387
參考文獻 388
第9章 水溶性聚合物納米復(fù)合材料油氣工程多功能應(yīng)用
9.1　水溶性聚合物納米復(fù)合材料應(yīng)用體系 390
9.1.1 水溶性聚合物材料處理劑及納米復(fù)合體系 390
9.1.2 水溶性聚合物納米復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù) 392
9.1.3 水溶性聚合物納米復(fù)合材料工業(yè)應(yīng)用 393
9.2　水溶性聚合物納米復(fù)合材料和處理劑生產(chǎn)工藝與應(yīng)用方法 394
9.2.1 水溶性聚合物納米復(fù)合材料和處理劑生產(chǎn)工藝 394
9.2.2 水溶性聚合物納米復(fù)合材料工藝 395
9.3　水溶性共聚納米復(fù)合材料油氣工程應(yīng)用原理與方法 397
9.3.1 油氣工程聚合物納米復(fù)合材料特性 397
9.3.2 納米復(fù)合鉆井液和完井液應(yīng)用原理與方法 399
9.3.3 納米復(fù)合壓裂液應(yīng)用原理與方法 400
9.3.4 納米復(fù)合驅(qū)油液應(yīng)用原理與方法 402
9.3.5 納米復(fù)合水泥漿應(yīng)用原理與方法 402
9.4　水溶性聚合物納米復(fù)合材料油氣工程應(yīng)用工藝與評價方法 403
9.4.1 油氣工程納米復(fù)合材料應(yīng)用設(shè)計與評價方法 403
9.4.2 鉆井完井工程應(yīng)用工藝與評價方法 404
9.4.3 聚合物納米復(fù)合封堵劑及堵漏堵水應(yīng)用設(shè)計方法 409
9.4.4 聚合物納米復(fù)合材料儲層改造壓裂工程應(yīng)用方法 415
9.4.5 聚合物納米復(fù)合材料固井工程應(yīng)用方法 421
9.5　水溶性聚合物納米復(fù)合材料油氣工程綜合應(yīng)用技術(shù)及規(guī)范 426
9.5.1 水溶性聚合物納米復(fù)合材料體系應(yīng)用設(shè)計 426
9.5.2 鉆井完井工程應(yīng)用技術(shù) 427
9.5.3 封堵與堵漏應(yīng)用技術(shù) 430
9.5.4 儲層改造壓裂工程應(yīng)用技術(shù) 431
9.5.5 固井工程應(yīng)用技術(shù) 433
9.5.6 采油和提高采收率工程應(yīng)用技術(shù) 434
9.5.7 油氣工程納米復(fù)合廢液殘液催化裂解應(yīng)用實例 437
參考文獻 443