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第1章材料科学概述1

1.1 材料与材料科学1

1.1.1 材料及材料化过程(材料工艺过程)1

1.1.2 材料的类别1

1.1.3 材料科学的范畴及任务6

1.2 材料结构简述7

1.2.1 原子结构7

1.2.2 结合键8

1.2.3 原子排列9

1.2.4 非晶态结构9

1.2.5 晶体结构10

1.2.6 结构缺陷11

1.3.1 特征性能15

1.3 材料的性能15

1.3.2 功能物性(效应物性)16

1.4 材料工艺及其与结构和性能的关系16

1.4.1 材料工艺过程(材料化过程)16

1.4.2 材料工艺与材料结构及性能的关系17

1.5 材料的强化机制18

1.5.1 冷变形强化(应变硬化)18

1.5.2 细晶强化18

1.5.3 固溶强化19

1.5.4 多相强化19

1.5.5 分散强化19

1.5.6 马氏体强化19

1.6 高分子材料的发展20

参考文献20

2.1.2 命名22

2.1.1 基本概念22

第2章高分子材料的结构与性能22

2.1 高分子与高分子材料22

2.1.3 分类23

2.1.4 聚合反应24

2.1.5 高分子材料的组成和成型加工25

2.2 聚合物结构25

2.2.1 大分子链的近程结构25

2.2.2 大分子链的远程结构28

2.2.3 聚合物聚集态结构31

2.3 聚合物的分子运动及物理状态37

2.3.1 聚合物分子运动的特点37

2.3.2 聚合物的物理状态38

2.3.3 聚合物的玻璃化转变及次级转变40

2.3.4 聚合物熔体的流动42

2.4.1 力学性能的基本指标46

2.4 高分子材料的力学性能46

2.4.2 高弹性能48

2.4.3 粘弹性50

2.4.4 聚合物的力学屈服53

2.4.5 聚合物的力学强度56

2.4.6 摩擦与磨耗58

2.4.7 疲劳强度59

2.5 高分子材料的物理性能60

2.5.1 热性能60

2.5.2 电性能61

2.5.3 光性能63

2.5.4 溶解性和渗透性64

2.6 高分子材料的老化67

2.6.1 光氧化67

2.7.1 燃烧过程及机理68

2.7 高分子材料的燃烧特性68

2.6.2 热氧化68

2.6.4 生物侵蚀68

2.6.3 化学侵蚀68

2.7.2 氧指数70

2.7.3 聚合物的阻燃70

2.8 力化学性能71

2.8.1 力化学过程71

2.8.2 力降解72

2.8.3 力化学合成73

2.8.4 力化学过程的应用前景73

参考文献74

第3章塑料75

3.1 概述75

3.1.1 类型及特性75

3.1.2 塑料的组分及其作用76

3.1.3 塑料的成型加工方法78

3.2 热塑性塑料82

3.2.1 聚烯烃塑料82

3.2.2 聚氯乙烯塑料88

3.2.3 聚偏氯乙烯塑料90

3.2.4 聚乙烯醇及其衍生物塑料90

3.2.5 丙烯酸塑料91

3.2.6 纤维素塑料92

3.3 工程塑料93

3.3.1 聚酰胺94

3.3.2 聚碳酸酯97

3.3.3 聚甲醛98

3.3.4 聚苯醚98

3.3.6 聚酰亚胺99

3.3.5 聚对苯二甲酸丁二醇酯及乙二醇酯99

3.3.7 氟塑料101

3.3.8 聚砜101

3.3.9 聚苯硫醚102

3.3.10 聚芳酯102

3.3.11 聚苯酯103

3.3.12 聚醚醚酮103

3.3.13 氯化聚醚104

3.4 热固性塑料104

3.4.1 酚醛塑料104

3.4.2 氨基塑料105

3.4.3 呋喃塑料106

3.4.4 环氧塑料106

3.4.5 不饱和聚酯塑料107

参考文献108

3.4.6 有机硅塑料108

第4章橡胶109

4.1 概述109

4.1.1 橡胶及其制品的分类109

4.1.2 橡胶的主要性能指标110

4.2 结构及其与性能的关系111

4.2.1 结构特征111

4.2.2 结构与性能的关系111

4.3 配方113

4.3.1 橡胶制品的原材料113

4.3.2 橡胶制品的配方115

4.4 橡胶加工工艺115

4.4.1 塑炼115

4.4.3 压延和压出116

4.4.2 混炼116

4.4.4 成型117

4.4.5 硫化117

4.5 天然橡胶118

4.5.1 天然橡胶的品种118

4.5.2 天然橡胶的组成与结构119

4.5.3 天然橡胶的性能与用途120

4.6 合成橡胶121

4.6.1 二烯类橡胶121

4.6.2 氯丁橡胶124

4.6.3 聚异丁烯和丁基橡胶125

4.6.4 以乙烯为基础的橡胶127

4.6.5 其它合成橡胶129

4.7.3 苯乙烯类热塑性弹性体130

4.7.2 聚烯烃类热塑性弹性体130

4.7.1 结构特征130

4.7 热塑性弹性体130

4.7.4 聚酯型热塑性弹性体131

4.7.5 热塑性聚氨酯弹性体131

4.7.6 其它热塑性弹性体131

4.8 微孔高分子材料131

参考文献131

第5章纤维133

5.1 概述133

5.1.1 纤维的分类133

5.1.2 纤维的主要性能指标133

5.2 纤维加工的一般过程135

5.2.1 纤维加工的一般工艺135

5.2.2 纤维加工过程中结构的变化140

5.3.1 分子结构142

5.3 结构与性能的一般关系142

5.3.2 形态结构143

5.4 天然纤维和人造纤维146

5.4.1 天然纤维146

5.4.2 人造纤维146

5.5 合成纤维148

5.5.1 聚酰胺纤维149

5.5.2 聚酯纤维150

5.5.3 聚丙烯腈纤维152

5.5.4 其它纤维152

参考文献155

第6章胶粘剂、涂料与功能高分子157

6.1 胶粘剂157

6.1.1 胶粘剂的分类及组成157

6.1.2 胶接及其机理158

6.1.3 各类材料的胶接161

6.1.4 环氧树脂胶粘剂162

6.1.5 酚醛树脂胶粘剂163

6.1.6 丙烯酸酯类胶粘剂164

6.1.7 其它常用胶粘剂165

6.2 涂料166

6.2.1 涂料的组成166

6.2.2 涂料的类型167

6.2.3 油基树脂漆167

6.2.4 合成树脂漆169

6.2.5 水性树脂涂料170

6.2.6 粉末涂料170

6.3 功能高分子171

6.3.1 螯合树脂及配位高分子171

6.3.2 离子交换树脂173

6.3.3 感光性高分子175

6.3.4 高分子催化剂178

6.3.5 医用高分子179

6.3.6 高吸水性树脂179

6.3.7 导电性高分子材料179

参考文献180

第7章聚合物共混材料181

7.1 聚合物共混物及其制备方法181

7.1.1 基本概念181

7.1.2 制备方法182

7.2 形态结构186

7.2.1 形态结构的基本类型186

7.2.3 混溶性对形态结构的影响189

7.2.2 聚合物共混物的界面层189

7.2.4 制备方法的影响192

7.2.5 形态结构的测定方法192

7.3 聚合物共混物的性能194

7.3.1 聚合物共混物性能与其组分性能的一般关系194

7.3.2 力学松弛性能195

7.3.3 模量和强度196

7.3.4 聚合物共混物熔体的流变特性198

7.3.5 其它性能199

7.4 主要品种200

7.4.1 以聚乙烯为基的共混物200

7.4.2 以聚丙烯为基的共混物201

7.4.3 以聚氯乙烯为基的共混物201

7.4.4 以聚苯乙烯为基的共混物203

参考文献204

7.4.5 其它聚合物共混物204

第8章聚合物基复合材料205

8.1 概述205

8.1.1 复合材料复合结构的类型205

8.1.2 聚合物基复合材料的类型及特点206

8.2 增强剂206

8.2.1 主要品种206

8.2.2 增强材料的表面处理208

8.3 聚合物基体210

8.3.1 塑料210

8.3.2 橡胶211

8.4 聚合物基复合材料的制造及成型方法211

8.4.1 预漫料的制造211

8.4.2 制件成型固化工艺212

8.5.1 界面的形成与界面结构213

8.5 聚合物基复合材料的界面213

8.5.2 界面的作用214

8.5.3 界面作用机理215

8.6 聚合物基复合材料的性能217

8.6.1 复合效果217

8.6.2 弹性模量218

8.6.3 强度220

8.6.4 其它性能222

8.7 聚合物基复合材料的应用224

8.7.1 宇航和航空224

8.7.2 造船225

8.7.3 车辆制造225

8.7.4 其它226

参考文献226

附录227