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《聚氨酯树脂及其应用》作为国家“十二五”重点图书《合成树脂及应用丛书》的一个分册,该书是化学工业出版社2002版《聚氨酯及应用》的更新,上一版销售12000册。作者不变、内容更新,希望再次引起大家的关注。
●作者队伍:中国石化、中国石油、中国化工集团、中国塑料加工工业协会及相关的科研院所等共20余家单位合力打造;
●内容实用、先进:突出合成工艺、树脂牌号与性能、加工特性以及应用等。
内容简介
《聚氨酯树脂及其应用》全面介绍了聚氨酯树脂的制造与应用,《聚氨酯树脂及其应用》书共分14章,包括聚氨酯树脂的发展情况、聚氨酯树脂合成原理及其化学反应、基本原料和助剂、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯涂料、聚氨酯胶黏剂及密封胶、聚氨酯弹性体及弹性纤维、聚氨酯革树脂、聚氨酯防水材料、聚氨酯塑胶铺地材料、反应注射成型技术、水性聚氨酯、聚氨酯领域的分析和测试技术、聚氨酯材料的安全和环保等内容。《聚氨酯树脂及其应用》既有基本理论,又有应用的实例,几乎涉及聚氨酯材料的方方面面,是一本聚氨酯综合性参考书。
《聚氨酯树脂及其应用》可供从事聚氨酯生产、科研与应用的技术人员以及大专院校师生参考。
目录
第1章 绪论
1.1 聚氨酯树脂的特性
1.2 全球聚氨酯材料的发展概况
1.2.1 聚氨酯的发展情况
1.2.2 全球聚氨酯基本原料的发展情况
1.3 我国聚氨酯工业发展状况
1.3.1 我国聚氨酯的发展简况
1.3.2 我国聚氨酯原料的生产情况
1.4 聚氨酯的新技术和发展趋势
1.4.1 原料的产能进一步扩张
1.4.2 原料新技术的运用
1.4.3 植物油等生物质基多元醇的进一步开发
1.4.4 聚氨酯泡沫塑料发泡剂的替代
1.4.5 非光气法异氰酸酯技术
1.4.6 非异氰酸酯型聚氨酯
1.4.7 其他技术发展
第2章 聚氨酯化学以及结构与性能的关系
2.1 异氰酸酯的各种反应
2.1.1 异氰酸酯的反应性
2.1.2 异氰酸酯与羟基的反应
2.1.3 异氰酸酯与水的反应
2.1.4 异氰酸酯与氨基的反应
2.1.5 异氰酸酯与氨酯基及脲基反应
2.1.6 异氰酸酯的自加聚反应
2.1.7 异氰酸酯的自缩聚反应——碳化二亚胺
2.1.8 异氰酸酯的封闭反应
2.1.9 异氰酸酯的其他反应
2.2 聚氨酯反应的常见影响因素
2.2.1 催化剂对异氰酸酯反应活性的影响
2.2.2 温度对反应速率的影响
2.2.3 溶剂对反应速率的影响
2.3 聚氨酯分子结构与性能的关系
2.3.1 影响性能的基本因素
2.3.2 软段对性能的影响
2.3.3 硬段对性能的影响
2.3.4 聚氨酯的形态结构
第3章 聚氨酯的基本原料和助剂
3.1 概述
3.2 多异氰酸酯
3.2.1 异氰酸酯原料的种类
3.2.2 异氰酸酯的制造工艺及其技术进展
3.2.3 常见的二异氰酸酯
3.2.4 PAPI及液化MDI
3.2.5 其他二异氰酸酯
3.2.6 二异氰酸酯衍生物
3.3 聚酯多元醇
3.3.1 聚酯多元醇的原料
3.3.2 聚酯多元醇的生产方法和物料计算
3.3.3 主要聚酯多元醇品种和特点
3.4 聚醚多元醇
3.4.1 聚醚多元醇的原料
3.4.2 聚醚多元醇生产方法
3.4.3 普通聚醚多元醇
3.4.4 特种聚醚多元醇及聚醚基多元醇
3.5 其他低聚物多元醇及含活性氢低聚物
3.5.1 聚烯烃多元醇
3.5.2 植物油多元醇
3.5.3 松香酯多元醇
3.5.4 端氨基聚醚
3.5.5 脂肪酸二聚体二醇以及二聚体聚酯二醇
3.6 助剂
3.6.1 催化剂
3.6.2 溶剂及增塑剂
3.6.3 扩链剂和交联剂
3.6.4 耐久性助剂
3.6.5 填料
3.6.6 阻燃剂
3.6.7 着色剂
3.6.8 其他助剂
第4章 聚氨酯泡沫塑料
4.1 概述
4.1.1 发展概况
4.1.2 聚氨酯泡沫塑料的主要类型和特点
4.1.3 原料及发泡助剂
4.2 聚氨酯泡沫塑料成型机理及计算
4.2.1 基本反应
4.2.2 泡沫体的形成机理
4.2.3 配方中异氰酸酯用量的基本计算
4.3 软质聚氨酯泡沫塑料
4.3.1 聚氨酯软泡的分类和用途
4.3.2 块状软泡
4.3.3 模塑软泡发泡工艺
4.3.4 特种软质泡沫塑料
4.3.5 聚氨酯软泡生产中的常见问题和解决方案
4.4 硬质聚氨酯泡沫塑料
4.4.1 硬泡的特性、用途和原料体系
4.4.2 硬泡成型工艺
4.4.3 聚异氰脲酸酯泡沫塑料
4.4.4 整皮硬泡和增强硬泡
4.4.5 开孔硬泡
4.5 聚氨酯半硬泡
4.5.1 聚氨酯半硬泡的原料体系
4.5.2 普通半硬泡
4.5.3 整皮半硬泡
4.5.4 超低密度聚氨酯泡沫
4.5.5 微孔聚氨酯
4.6 聚氨酯泡沫塑料的阻燃
4.7 聚氨酯泡沫塑料的应用
4.7.1 聚氨酯软泡的应用
4.7.2 聚氨酯硬泡的应用
4.7.3 聚氨酯泡沫塑料的其他应用
第5章 聚氨酯弹性体
5.1 概述
5.1.1 性能特点
5.1.2 发展概况
5.1.3 基本分类
5.2 原料及其对性能的影响
5.2.1 聚氨酯弹性体的原料
5.2.2 原料对性能的影响
5.3 浇注型聚氨酯弹性体
5.3.1 特性及合成原理
5.3.2 浇注型聚氨酯的合成方法
5.3.3 影响制品性能的工艺因素
5.3.4 浇注弹性体种类、配方及性能
5.3.5 浇注聚氨酯弹性体的发展
5.4 热塑性聚氨酯
5.4.1 概述
5.4.2 TPU基本合成工艺
5.4.3 TPU加工成型工艺
5.5 混炼型聚氨酯弹性体
5.5.1 混炼胶原料体系
5.5.2 生胶的合成工艺
5.5.3 混炼工艺
5.5.4 硫化体系
5.6 聚氨酯纤维
5.6.1 氨纶的发展简况
5.6.2 聚氨酯树脂的原料和制备
5.6.3 氨纶的生产方法
5.6.4 氨纶的性能及应用
5.6.5 氨纶纤维技术发展
5.7 聚氨酯弹性体的应用
5.7.1 在选煤、矿山、冶金等行业的应用
5.7.2 聚氨酯胶辊
5.7.3 聚氨酯胶轮及轮胎
5.7.4 交通运输业及机械配件
5.7.5 鞋材
5.7.6 模具衬里以及钣金零件成型用冲裁模板等
5.7.7 医用弹性制品
5.7.8 管材
5.7.9 薄膜、薄片及层压制品
5.7.10 聚氨酯灌封材料及修补材料
5.7.11 其他应用领域
第6章 聚氨酯涂料
6.1 概述
6.1.1 发展简况
6.1.2 聚氨酯涂料的分类与特性
6.1.3 聚氨酯涂料的部分助剂
6.2 单组分聚氨酯涂料
6.2.1 氨酯油型涂料
6.2.2 湿固化聚氨酯涂料
6.2.3 封闭型聚氨酯涂料和烘烤漆
6.3 双组分聚氨酯涂料
6.3.1 多异氰酸酯组分以及选择
6.3.2 多羟基组分以及选择
6.3.3 双组分聚氨酯涂料的配制及施工
6.3.4 催化固化型双组分聚氨酯涂料
6.4 聚氨酯粉末涂料
6.4.1 聚氨酯粉末涂料的特点
6.4.2 封闭型聚氨酯粉末涂料的制备和性能
6.4.3 其他功能基团的聚氨酯粉末涂料
6.5 水性聚氨酯涂料
6.5.1 水性聚氨酯的分类和特点
6.5.2 单组分水性聚氨酯涂料
6.5.3 双组分水性聚氨酯涂料
6.5.4 用于各领域的水性聚氨酯涂料
6.6 喷涂聚氨酯涂料
6.6.1 发展简况
6.6.2 喷涂聚氨酯涂料的性能特点
6.6.3 原料以及双组分喷涂涂料体系
6.6.4 喷涂设备及施工工艺
6.6.5 喷涂聚氨酯性能以及配方实例
6.6.6 喷涂聚氨酯的应用
第7章 聚氨酯胶黏剂及密封胶
7.1 概述
7.1.1 发展概况
7.1.2 聚氨酯胶黏剂的种类和特性
7.1.3 聚氨酯胶黏剂的粘接机理
7.2 单组分聚氨酯胶黏剂
7.2.1 湿固化型聚氨酯胶黏剂
7.2.2 单组分溶剂挥发型聚氨酯胶黏剂
7.2.3 其他单组分聚氨酯胶黏剂
7.3 双组分聚氨酯胶黏剂
7.3.1 双组分聚氨酯胶黏剂概述
7.3.2 双组分溶剂型聚氨酯胶黏剂
7.3.3 双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂
7.4 聚氨酯热熔胶
7.4.1 聚氨酯热熔胶的特点和应用
7.4.2 热塑性聚氨酯热熔胶
7.4.3 反应性聚氨酯热熔胶
7.5 水性聚氨酯胶黏剂
7.5.1 单组分水性聚氨酯胶黏剂
7.5.2 双组分水性聚氨酯胶黏剂
7.5.3 水性聚氨酯胶黏剂的应用
7.6 聚氨酯密封胶
7.6.1 概述
7.6.2 单组分聚氨酯密封胶
7.6.3 双组分聚氨酯密封胶
7.6.4 聚氨酯密封胶的应用
7.6.5 聚氨酯密封胶的市场演变以及研发动向
7.7 聚氨酯黏合剂及其应用
7.7.1 磁带黏合剂的制备
7.7.2 聚氨酯油墨黏合剂
7.7.3 聚氨酯型砂黏合剂
7.7.4 木材及复合板黏合剂
7.7.5 其他黏合剂应用
第8章 聚氨酯革树脂及PU革
8.1 概述
8.1.1 聚氨酯革的发展
8.1.2 聚氨酯人造革与合成革
8.2 聚氨酯革树脂及辅料
8.2.1 聚氨酯革树脂的制法
8.2.2 聚氨酯革树脂的品种与性能
8.2.3 聚氨酯革的辅料和助剂
8.3 PU革的生产工艺
8.3.1 干法聚氨酯革
8.3.2 湿法聚氨酯革
8.4 聚氨酯革发展动态
8.4.1 超细纤维聚氨酯合成革
8.4.2 水性聚氨酯合成革树脂
第9章 聚氨酯防水材料
9.1 概述
9.1.1 聚氨酯防水材料市场及发展
9.1.2 聚氨酯防水材料的分类
9.1.3 聚氨酯防水材料的特性
9.2 沥青聚氨酯防水材料
9.2.1 沥青聚氨酯防水涂料特点
9.2.2 原料体系及相容性问题
9.2.3 单组分沥青聚氨酯防水涂料
9.2.4 双组分沥青聚氨酯防水涂料
9.3 其他类型的聚氨酯防水涂料
9.3.1 聚醚型聚氨酯防水涂料
9.3.2 水固化聚氨酯防水涂料
9.3.3 喷涂聚氨酯脲防水涂料
9.3.4 双组分聚氨酯防水材料实例
9.3.5 单组分聚氨酯防水材料实例
9.4 聚氨酯防水材料标准和施工方法
9.4.1 聚氨酯防水材料标准
9.4.2 聚氨酯防水施工方法
9.5 聚氨酯灌浆材料
9.5.1 材料的发展和聚氨酯灌浆材料的特点
9.5.2 水溶性聚氨酯灌浆材料
9.5.3 油溶性聚氨酯灌浆材料
9.5.4 聚氨酯灌浆材料的标准
9.5.5 聚氨酯灌浆工艺
9.6 遇水膨胀聚氨酯密封堵漏材料
9.6.1 遇水膨胀聚氨酯密封材料的特点
9.6.2 遇水膨胀聚氨酯密封材料的类型和性能
第10章 聚氨酯铺地材料
10.1 概述
10.1.1 聚氨酯铺地材料的性能特点
10.1.2 聚氨酯铺地材料的应用种类
10.2 聚氨酯铺地材料的制备
10.2.1 原料体系
10.2.2 聚氨酯预聚体的合成和胶浆料配制
10.3 聚氨酯跑道
10.3.1 聚氨酯跑道的优点和特性
10.3.2 聚氨酯跑道的类型和铺设
10.3.3 聚氨酯跑道的物性
10.3.4 聚氨酯跑道的使用、维护与保养
10.3.5 几种特殊的聚氨酯跑道
10.4 聚氨酯球场
10.4.1 球场对聚氨酯材料的性能要求
10.4.2 聚氨酯球场的铺设
10.4.3 慢回弹聚氨酯铅球场地
10.5 聚氨酯地板及地板砖
10.5.1 聚氨酯地板的特点和性能
10.5.2 现场浇注铺设的聚氨酯地板
10.5.3 预成型地板卷材及片材
10.5.4 聚氨酯地板砖
10.5.5 喷涂成型聚氨酯地板
第11章 反应注射成型聚氨酯
11.1 概述
11.1.1 RIM聚氨酯的种类和发展
11.1.2 聚氨酯RIM工艺特点
11.2 原料体系
11.2.1 聚醚
11.2.2 异氰酸酯
11.2.3 扩链剂及交联剂
11.2.4 催化剂及其他助剂
11.2.5 增强材料
11.3 RIM生产设备及工艺参数
11.3.1 聚氨酯RIM、RRIM的制备
11.3.2 生产工艺
11.4 增强RIM材料
11.4.1 RRIM聚氨酯
11.4.2 SRIM聚氨酯
11.4.3 LFI增强聚氨酯
11.5 RIM/RRIM聚氨酯种类与性能
11.5.1 低密度聚氨酯
11.5.2 高密度聚氨酯
11.5.3 聚氨酯脲及聚脲
11.6 RIM聚氨酯的应用
第12章 水性聚氨酯
12.1 概述
12.1.1 水性聚氨酯的发展概况
12.1.2 水性聚氨酯的性能特点
12.1.3 水性聚氨酯的分类
12.2 水性聚氨酯原料体系及制备方法
12.2.1 原料体系
12.2.2 水性聚氨酯的制备
12.3 水性聚氨酯的性能及其影响因素
12.3.1 水性聚氨酯的性能
12.3.2 影响水性聚氨酯性能的因素
12.4 水性聚氨酯的交联
12.4.1 内交联
12.4.2 外交联与双组分水性聚氨酯
12.4.3 封闭型异氰酸酯乳液
12.5 聚氨酯与其他聚合物共混或共聚分散液
12.5.1 水性聚氨酯与其他水性树脂的掺混
12.5.2 PUA复合乳液的合成
12.5.3 水性聚氨酯�灿谢�硅树脂
12.5.4 水性环氧�簿郯滨ソ又θ橐篭n
12.6 水性聚氨酯的应用
12.6.1 水性聚氨酯涂料
12.6.2 水性聚氨酯胶黏剂
12.6.3 皮革涂饰剂
12.6.4 织物整理剂
12.6.5 织物涂层剂
12.6.6 玻璃纤维上浆剂
12.6.7 水性PU的其他应用
第13章 分析和测试
13.1 化学分析方法
13.1.1 化学分析基本技术
13.1.2 多元醇原料的分析
13.1.3 异氰酸酯原料的分析
13.1.4 预聚体中NCO基含量和交联键及弹性体微量NCO含量
13.1.5 水分的测定
13.1.6 色泽
13.2 仪器分析法
13.2.1 红外光谱法
13.2.2 核磁共振谱
13.2.3 热分析法
13.2.4 色谱法
13.2.5 黏度
13.2.6 其他仪器分析方法
13.3 聚氨酯制品性能的测试
13.3.1 拉伸强度及伸长率
13.3.2 撕裂强度
13.3.3 压缩强度、压陷硬度及压缩永久变形
13.3.4 弯曲强度
13.3.5 冲击强度
13.3.6 回弹率
13.3.7 剪切强度
13.3.8 剥离强度
13.3.9 热导率
13.3.1 0阻燃性能
第14章 聚氨酯材料的安全和环保
14.1 有毒原料的操作注意事项
14.2 常见异氰酸酯及其他化学品的毒性和环保数据
14.2.1 异氰酸酯的一般性质
14.2.2 甲苯二异氰酸酯的安全数据
14.2.3 二苯基甲烷二异氰酸酯的安全数据
14.2.4 其他二异氰酸酯的安全数据
14.2.5 其他聚氨酯化学品的安全问题
14.3 有毒原料废弃物的处理
14.4 聚氨酯的回收利用处理
14.4.1 聚氨酯的物理回收法
14.4.2 聚氨酯的化学回收法
14.4.3 聚氨酯的热能回收及填埋处理
参考文献
精彩书摘
12.3.2 影响水性聚氨酯性能的因素
在制备水性聚氨酯时,特别是采用引入离子基团进行水性化的方法时,聚氨酯树脂中羧基或氨基的含量、基团成盐的比例、乳化前预聚体NCO质量分数、聚氨酯分子中硬段含量、交联程度等因素,对乳液的稳定性及聚醚的物性都有较大的影响。
12.3.2.1 低聚物多元醇及异氰酸酯品种
有关低聚物多元醇及异氰酸酯品种对水性聚氨酯胶膜物理性能的影响,遵循聚氨酯弹性体的一般原理。例如,多元醇的分子量越大,软段含量越高,所制成水性聚氨酯的膜越软;反之,聚醚分子量越小以及三官能团聚醚量越多,则胶膜越硬,耐水性也较好。另外,聚酯型聚氨酯强度一般比聚醚型(聚氧化丙烯型)聚氨酯的强度高,但需要耐水解的聚酯多元醇。多元醇及异氰酸酯原料对聚氨酯物性的影响,在弹性体等章节及本章的原料部分已简略地论述过,此处不再赘述。
12.3.2.2 亲水基团的含量
对于水性树脂来说,一般是亲水基团越多,聚合物分子链的亲水性越强,在水中越容易分散,粒径越细。当亲水基团达到一定的含量,聚合物完全溶解于水,形成水溶液。
对于离子型水性聚氨酯,随着离子基团含量的增加,一般来说,对于乳液的性质具有以下影响:乳液的平均粒径变小,乳滚的电位增加,乳液稳定性增加,甚至形成水溶液;在乳液微粒表面的电荷增多,对水中的反离子的吸附力也增强,形成的扩散双电层的排斥力增大,使得乳液的黏度增加;成膜后的耐水性降低,甚至能溶于水。
反之,若在聚氨酯分子链中引入的离子基团不足,则乳化困难,乳化所得的颗粒粒径较大,容易沉淀,即贮存稳定性差。
合成水性聚氨酯,对于离子基团或其他亲水性基团(链段),一般应遵循以下原则:在能乳化成粒径微细而均匀的稳定乳液的前提下,应控制亲水基团的含量尽可能低。但亲水基团含量以多少为宜,没有统一的结论。对于不同的原料体系、不同的乳化设备,有不同的研究结果。一般认为固体成分中羧基的质量分数宜在1%以上,例如1%~1.5%,但有低于该范围而得到稳定乳液的例子。
12.3.2.3 中和程度
对于阴离子型或阳离子型水性聚氨酯,一般采用含羧基二羟基化合物、N-甲基二乙醇胺等所谓的亲水性扩链剂。使用这些扩链剂制得的预聚体并不具有亲水性,未被中和成盐的基团亲水性较弱,预聚体不易分散。聚氨酯分子链上的羧基在碱的中和下,才能变成亲水性良好的羧酸盐基团(-COO- M+);叔氨基在被酸中和(或与硫酸二甲酯、卤代烃等反应)成季铵盐离子才具有较强的亲水性。
若引入的羧基多,则可中和部分的羧基。若中和度过高,会产生过分的亲水性,并且乳液黏度增大。特别是若用氢氧化钠中和羧基,由于成膜时钠离子残留,对膜的性能不利。中和度可在60%~100%之间。若加入过量的中和剂,则有一定程度的增稠效应。
12.3.2.4 三官能度原料的用量
为了改善水性聚氨酯成膜后的耐水性,在聚氨酯预聚体的合成中可采用少量低聚物三醇或三官能度交联剂原料,制得低度交联水性聚氨酯。如果低聚物三元醇或交联剂的用量太大,则导致预聚体体系黏度过高,水中分散困难,粒径粗大,甚至乳化时引起凝胶。
三官能度原料对水性聚氨酯胶膜物性的影响,与一般弹性体聚氨酯一样,交联度的增加,在一定限度内可使得胶膜硬度、拉伸强度和撕裂强度增加,伸长率下降。
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现代高分子材料科学前沿:功能化环氧树脂与复合材料的创新路径 内容简介: 本书聚焦于当前高分子材料科学领域中极具活力与发展前景的功能化环氧树脂体系及其在先进复合材料中的应用。与传统热固性树脂,如聚氨酯(PU)体系的固化机理、结构-性能关系和应用侧重存在显著差异,本书旨在构建一个以环氧树脂为核心,深入探讨其分子结构设计、新型固化剂开发、界面增强技术以及在航空航天、电子封装、高性能结构件等尖端领域应用的完整知识体系。 第一部分:功能化环氧树脂的分子设计与合成 环氧树脂,作为一类重要的热固性聚合物,其优异的粘接性、耐化学腐蚀性和尺寸稳定性使其成为结构材料的首选。然而,为了满足日益严苛的应用需求(如更高的耐热性、更低的介电常数、自修复能力等),对环氧树脂基础骨架的分子修饰和功能化成为关键。 第一章:环氧树脂基础结构与高性能化趋势 本章将详细剖析双酚A型、双酚F型、酚醛环氧树脂(如TGDDM)等传统体系的结构特点及其固化反应动力学。重点在于引入新型环氧单体,如: 高性能脂环族环氧树脂(Cycloaliphatic Epoxies): 探讨其低粘度特性、优异的耐紫外线性能,以及光固化体系中的应用。 含氟或含硅改性环氧树脂: 从分子层面解释氟原子和硅氧键如何降低表面能、改善疏水性以及提升介电性能。 生物基环氧前驱体的合成: 探讨从天然产物(如松香、大豆油)衍生环氧结构,实现材料的可持续性发展。 第二章:新型功能化固化剂体系的构建 环氧树脂的最终性能高度依赖于所选用的固化剂。本书系统地介绍了突破传统胺类和酸酐类固化剂的限制所开发的新型功能化固化剂: 潜伏性固化剂(Latent Curing Agents): 深入研究微胶囊技术在实现单组份体系中的应用,控制固化温度和时间窗口,提高加工窗口的灵活性。 功能性配体固化剂: 探讨引入具有特定催化活性或自我修复能力的官能团(如肼基、马来酰亚胺)到固化剂分子链上,实现反应性的“靶向控制”。 多功能交联剂: 研究如氰酸酯(Cyanate Ester)或苯并噁嗪(Benzoxazine)与环氧树脂的共混固化机制,以期获得兼具环氧树脂的韧性和苯并噁嗪的高Tg特性。 第二章:高级反应动力学与网络结构表征 详细阐述DSC、FTIR等技术在监测环氧/固化剂反应过程中的应用。重点讨论了网络结构参数(如交联密度、自由体积)与宏观性能(如玻璃化转变温度Tg、热膨胀系数CTE)之间的定量关系模型。 第二部分:功能化环氧基复合材料的界面科学与制备技术 环氧树脂在复合材料中主要作为基体,其性能的充分发挥依赖于与增强相(纤维或填料)之间的有效界面传递。本部分着重于如何通过表面改性和先进工艺,提升复合材料的力学、热学和电学性能。 第三章:界面增强技术与纳米填料的协同效应 传统的硅烷偶联剂处理方法将被拓展至更复杂的多尺度界面工程: 纳米粒子功能化: 研究碳纳米管(CNT)、石墨烯(Graphene)和纳米粘土在环氧基体中的分散机制,以及表面氧化或偶联剂修饰如何增强基体与纳米填料的界面粘结力。 纤维表面重构: 深入探讨玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维的等离子体处理、化学接枝技术对润湿性和剪切强度的影响机制。 韧化策略: 探讨引入预制弹性体(如核壳结构橡胶粒子)或热塑性增韧剂(如聚醚砜PES、聚酰亚胺PI)到环氧网络中,实现增韧而不显著牺牲刚度的平衡设计。 第四章:先进成型工艺与复杂结构制造 功能化环氧树脂基复合材料的性能受制于制造工艺的质量。本书覆盖了适用于高精度、高可靠性部件制造的关键技术: 树脂传递模塑(RTM)与真空辅助树脂转移模塑(VARTM): 重点分析低粘度环氧体系在复杂模具中的流动模拟、纤维浸润度和空隙控制技术。 预浸料(Prepreg)技术优化: 讨论了热熔法和溶剂浸渍法制备的预浸料的储存稳定性(Pot Life)、固化窗口控制以及在层压过程中的排气要求。 3D打印应用: 探讨可光固化的环氧树脂体系在SLA/DLP技术中的应用,实现快速原型制造和定制化功能结构体的快速成型。 第三部分:前沿应用领域与结构健康监测 本书的最后一部分将环氧树脂体系的应用拓展至对可靠性要求极高的领域,并结合传感技术实现材料的智能化。 第五章:航空航天用高性能环氧复合材料 分析对耐热性和抗冲击性有极高要求的应用,例如飞机结构件和火箭发动机部件。讨论了超高Tg环氧体系(如基于三嗪结构的环氧树脂)在维持高温下的力学性能方面的优势,以及抗氧化和抗辐射老化措施。 第六章:电子封装与热管理材料 环氧树脂是半导体封装和LED封装的核心材料。本章重点研究: 低CTE与低吸湿性: 如何通过特殊的填料(如球形二氧化硅)和分子设计,使封装材料的CTE与硅芯片匹配,减少热循环应力。 高导热环氧体系: 探讨氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)等陶瓷填料的填充密度优化和界面热阻的降低技术,以满足高功率电子器件的散热需求。 第七章:自传感与健康监测技术集成 探讨将导电填料(如碳黑、CNT)引入环氧基体中,构建具有压阻效应的“自传感”结构。通过监测电阻信号的变化,实现对复合材料内部裂纹扩展、应变和损伤的实时、原位监测,为预测性维护提供数据基础。 总结: 本书系统梳理了功能化环氧树脂从分子设计到先进复合材料应用的完整技术链条,特别强调了界面工程在材料性能提升中的核心作用。内容聚焦于性能突破和结构创新,为材料科学家、工程师及相关领域的研究人员提供了深入的理论指导和实用的工程参考。本书严格聚焦于环氧树脂体系,不涉及聚氨酯树脂(PU)相关的化学结构、固化体系和应用特性。