高分子纳米复合材料(普通高等教育十三五规划教材)

《高分子纳米复合材料》共分十章，以高分子材料为主体，兼顾无机纳米材料的制备、性质，能够反映纳米材料、高分子纳米复合材料方面的新技术、新方法、新材料。本书还给出了部分纳米材料、高分子纳米复合材料的实例，具有重要的参考意义。每章后边都有思考题，帮助读者深入思考，更好地掌握内容。 《高分子纳米复合材料》是面向复合材料、高分子材料专业本科生学习的教学用书，也可作为研究生的参考书，对高分子纳米复合材料感兴趣的读者亦可以从中得到诸多启发。

李仲伟，齐鲁工业大学（山东省科学院），讲师，李仲伟老师从2009年以来，一直从事高分子纳米复合材料课程的教学工作。2017年获得博士学位，博士期间，作为主要研究人员参与了“十二五”国家科技重大专项《海上油田二元复合驱关键问题及聚合物驱破乳技术研究》、“十二五”国家科技重大专项《原油破乳剂中试生产及平台试验》、“十二五”国家科技重大专项《原油破乳剂放大中试生产及现场试验》及“十三五”国家科技重大专项《海上化学驱原油破乳技术应用研究》合成的原油破乳剂分别进行了2次中试（7吨、35吨），并进行了长达1个月的海上平台流程试验。该项目中充分结合纳米材料的优点，对纳米材料在破乳剂中的应用进行了研究。在“十三五”项目中，研发的新型破乳剂针对平台无法处理的老化油具有相当优异的效果，并于2017年11月底刚刚进行了1吨的中试。2016年以来，发表SCI论文3篇，其中一篇为1区。参与的“用于陶瓷制品成型的高分子模具材料的开发”项目，获得山东省科技进步奖一*奖。2018年会议论文被“中国海洋石油高效开发技术第三次国际学术会议”评为二*奖。

第1章绪论/1 1.1概述1 1.2纳米、纳米复合材料与高分子纳米复合材料2 1.3纳米领域的进展5 1.4主要国家纳米规划及现状8 1.5纳米学科发展9 1.6高分子纳米复合材料的命名与制备10 1.6.1高分子纳米复合材料的命名10 1.6.2高分子纳米复合材料的制备10 1.7高分子纳米复合材料的结构与性能11 1.7.1纳米材料的聚集态结构11 1.7.2高分子纳米复合材料的性能13 1.7.3高分子纳米复合材料断裂模型19 1.8纳米材料对生态系统的影响20 思考题22 第2章纳米材料/23 2.1纳米材料的新特性23 2.2纳米材料的分类24 2.2.1按照属性分类25 2.2.2按照结构分类25 2.2.3按照维度分类29 2.3纳米材料的基本性质30 2.3.1小尺寸效应30 2.3.2表面效应31 2.3.3量子尺寸效应33 2.3.4宏观量子隧道效应33 2.4纳米材料的特殊性质34 2.4.1光学性质34 2.4.2热学性质36 2.4.3储氢性质37 2.4.4润滑性质38 2.4.5超疏水性质39 思考题42 第3章无机纳米材料的制备及应用/43 3.1无机纳米材料的制备方法43 3.1.1水热合成法43 3.1.2溶胶-凝胶法44 3.1.3气相合成法46 3.1.4化学气相沉积46 3.1.5化学气相渗透46 3.1.6模板法47 3.1.7沉淀法48 3.1.8溶液合成法50 3.1.9自组装法50 3.1.10燃烧合成法51 3.1.11生物合成法52 3.1.12自上而下合成法53 3.1.13自下而上合成法53 3.1.14球磨法53 3.1.15其它方法55 3.2无机纳米材料的应用55 3.2.1催化剂55 3.2.2医用材料57 3.2.3磁性纳米材料59 3.2.4光电性能62 3.2.5传感器63 3.2.6水处理64 3.2.7吸附材料65 3.2.8油水分离66 思考题66 第4章常用无机纳米材料/68 4.1纳米SiO269 4.2纳米CaCO371 4.3富勒烯72 4.4碳纳米管74 4.5石墨烯及氧化石墨烯77 4.6石墨炔83 思考题85 第5章纳米材料的分散/86 5.1含量的影响86 5.2粒径的影响87 5.3溶剂的影响87 5.4基底材料的影响89 5.5表面活性剂的影响90 5.6超声的影响91 5.7温度的影响92 5.8离子强度的影响93 5.9pH的影响94 5.10球磨时间的影响95 思考题95 第6章填充型高分子纳米复合材料/96 6.1填充型高分子纳米复合材料的设计96 6.2纳米材料的表面改性97 6.2.1纳米粉体的不稳定性97 6.2.2纳米粉体改性的目的98 6.2.3改性方法98 6.3填充型高分子纳米复合材料的制备101 6.3.1原位填充聚合101 6.3.2溶液混合103 6.3.3熔融混合103 6.4纳米材料对复合材料性能的影响103 6.4.1对表面形貌的影响103 6.4.2对疏水性能的影响104 6.4.3对力学性能的影响106 6.4.4对热学性能的影响107 6.4.5对阻燃性能的影响109 6.4.6对摩擦性能的影响111 6.4.7对其它性能的影响114 思考题114 第7章溶胶-凝胶高分子纳米复合材料/115 7.1溶胶-凝胶体系116 7.1.1溶胶116 7.1.2凝胶117 7.2纳米材料前驱体的溶胶-凝胶反应119 7.2.1纳米材料的前驱体119 7.2.2纳米SiO2的溶胶-凝胶制备过程119 7.2.3影响因素121 7.2.4对纳米SiO2的表面改性123 7.3溶胶-凝胶高分子纳米复合材料的制备125 7.3.1反应型聚合物125 7.3.2惰性聚合物127 7.3.3交联反应128 7.4纳米材料对复合材料性能的影响129 7.4.1对力学性能的影响129 7.4.2对光学性能的影响130 7.4.3对疏水性能的影响131 思考题133 第8章层状高分子纳米复合材料/134 8.1层状高分子纳米复合材料的设计134 8.1.1插层纳米复合材料的结构134 8.1.2黏土137 8.1.3插层高分子纳米复合材料的特点140 8.2层状硅酸盐的表面改性141 8.2.1蒙脱土离子交换141 8.2.2蒙脱土有机化处理142 8.2.3改性与分散方法145 8.2.4蒙脱土的剥离149 8.3层状高分子纳米复合材料的制备方法151 8.3.1原位插层聚合法151 8.3.2聚合物插层法152 8.3.3层层自助装154 8.3.4其它插层方法154 8.4层状高分子纳米复合材料的性能155 8.4.1力学性能155 8.4.2阻隔性能158 8.4.3阻燃性能160 8.4.4热稳定性163 思考题163 第9章高分子纳米复合材料的成型及表征/165 9.1传统成型方式165 9.1.1螺杆纺丝165 9.1.2注射成型166 9.2静电纺丝成型166 9.2.1静电纺丝原理166 9.2.2静电纺丝的应用167 9.33D打印169 9.3.13D打印原理169 9.3.23D打印应用170 9.4高分子纳米复合材料的表征171 9.4.1FTIR172 9.4.2XRD173 9.4.3SEM、TEM173 9.4.4EDS175 9.4.5STM176 9.4.6AFM177 思考题178 第10章高分子纳米复合材料的应用/179 10.1疏水或疏油179 10.1.1油水分离179 10.1.2疏油凝胶180 10.2传感、检测与吸附181 10.3光催化185 10.4载药及药物释放186 10.5弹性体187 10.6生物、医用189 10.7纤维190 10.8涂层191 10.9透明材料195 10.10自修复材料198 10.11电池与超级电容器199 思考题199 英语专业名词/201 参考文献/202