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高分子工程技术

高分子工程技术

  • 作者
  • 范星河、范兆虎编著

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...


  • ¥58.00

ISBN: 978-7-122-35048-0

版次: 1

出版时间: 2019-11-01

图书介绍

ISBN:978-7-122-35048-0

语种:汉文

开本:16

出版时间:2019-11-01

装帧:平

页数:234

作者简介

范星河,北京大学,教授,主要研究领域为高分子可控制备、超分子有序结构构筑与功能化;液晶高分子设计、合成、凝聚态结构调制与功能化;高性能聚合物及其功能材料制备与性能研究。主持完成教育部科学技术研究重点项目1项、国家自然科学基金重点项目1项、国家自然科学基金面上项目六项;正在主持承担国家自然科学基金面上项目二项;参与完成国家重点基础研究发展计划(973)和国家高技术研究发展计划(863计划)各1项、中国工程院重大咨询项目1项、国家自然科学基金重点项目2项。在国外刊物上已发表学术论文100余篇;取得中国发明专利8个。

精彩书摘

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。

目录

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

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