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熱塑性聚合物改性及其發泡材料
 作  者: 周洪福/王向東
 出版單位: 化學工業
 出版日期: 2020.04
 進貨日期: 2020/6/4
 ISBN: 9787122361639
 開  本: 16 開    
 定  價: 510
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編輯推薦:

本書的內容主要介紹熱塑性聚合物改性及其發泡材料,具體包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羥基玩酸酯等七種主要的熱塑性聚合物的改性及其發泡成型方法(擠出法、釜壓法、模壓法、注射法)和製品應用,討論不同改性方法、發泡工藝條件、成型方法對基體材料分子量及其分布、分子鏈構造、結晶行為、流變性能、發泡性能的影響,簡要介紹聚合物擠出發泡原理及設備。


內容簡介:

本書主要介紹熱塑性聚合物改性及其發泡材料,具體包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羥基烷酸酯共七種主要的熱塑性聚合物的改性及其發泡成型方法(擠出法、釜壓法、模壓法、注射法)和製品應用,討論不同改性方法、發泡工藝條件、成型方法對基體材料分子量及其分布、分子鏈構造、結晶行為、流變性能、發泡性能的影響,*後簡要介紹聚合物擠出發泡原理及設備。

本書可供從事熱塑性聚合物改性及發泡研究的科研人員、工程技術人員和從事相關製品生產的工程師使用。


作者簡介:

周洪福,北京工商大學,副教授,周洪福長期主要從事熱塑性聚合物改性和聚合物發泡材料的研究,對聚乙烯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羥基烷酸酯等熱塑性聚合物改性和發泡有著豐富的科研工作經驗和原始數據積累分析。主講《高分子物理》和《聚合物成型加工新技術》課程。已發表相關研究論文30余篇,其中SCI收錄15篇。參編研究生教材1部。制定泡沫塑料行業標準3項。獲得授權國家發明專利5項,實用新型專利1項。主持國家及省部級項目3項。作為項目負責人與首鋼集團、北京城市排水集團、大唐國際發電股份有限公司等單位聯合開發企業科技攻關技術7項。


圖書目錄:

第1章熱塑性聚合物發泡概述/001

1.1熱塑性聚合物的基本性質001

1.2發泡機理001

1.2.1均相溶液的形成001

1.2.2氣泡成核003

1.2.3氣泡增長006

1.2.4氣泡塌陷和破裂007

1.2.5固化定型009

1.3溶解度、擴散係數和滲透係數對發泡的影響009

1.4結晶行為對發泡的影響012

1.5流變性能對發泡的影響013

1.6熱塑性聚合物改性的主要類型018

1.6.1擴鏈改性法018

1.6.2填充改性法018

1.6.3共混改性法019

1.6.4交聯改性法020

1.7熱塑性聚合物發泡的主要成型方法022

1.7.1擠出發泡法022

1.7.2釜壓發泡法024

1.7.3注射發泡法025

1.7.4模壓發泡法026

1.7.5滾塑發泡法026

1.8熱塑性聚合物泡沫的結構表徵027

1.8.1開孔和閉孔結構027

1.8.2泡孔的微觀結構028

1.8.3發泡性能的表徵029



第2章聚乙烯改性及其發泡材料/031

2.1聚乙烯樹脂概述031

2.2聚乙烯發泡改性031

2.2.1聚乙烯特性031

2.2.2交聯改性法032

2.2.3填充改性法033

2.2.4共混改性法035

2.3聚乙烯發泡成型方法與工藝036

2.3.1擠出發泡法036

2.3.2釜壓發泡法040

2.3.3注射發泡法044

2.3.4模壓發泡法045

2.3.5自由發泡法047

2.3.6滾塑發泡法047

2.4聚乙烯發泡材料製品與應用048

參考文獻049



第3章聚丙烯改性及其發泡材料/054

3.1聚丙烯樹脂概述054

3.2聚丙烯發泡改性055

3.2.1交聯改性法055

3.2.2共混改性法056

3.2.3擴鏈改性法056

3.3聚丙烯發泡成型方法與工藝057

3.3.1擠出發泡法057

3.3.2釜壓發泡法069

3.3.3注射發泡法073

3.3.4模壓發泡法074

3.3.5自由發泡法075

3.3.6滾塑發泡法075

3.4聚丙烯發泡材料製品與應用076

參考文獻079



第4章聚苯乙烯發泡劑替代技術及其發泡材料/085

4.1聚苯乙烯樹脂概述085

4.2發泡劑替代技術085

4.2.1CO2及其組合發泡劑發泡技術086

4.2.2HFC-134a及其組合發泡劑發泡技術090

4.2.3HFO發泡技術092

4.3聚苯乙烯共混發泡材料092

4.3.1PS/聚烯烴共混發泡092

4.3.2PS/聚酯共混發泡094

4.3.3PS/其他聚合物共混發泡097

4.4聚苯乙烯複合泡孔發泡技術097

4.4.1兩步降壓法制備PS複合泡孔結構泡沫098

4.4.2降壓和升溫協同法制備聚苯乙烯複合泡孔結構泡沫099

4.4.3雙發泡劑法制備聚苯乙烯複合泡孔結構泡沫099

4.4.4共混法制備聚苯乙烯複合泡孔結構泡沫099

4.5聚苯乙烯泡沫製品及其長期行為100

4.5.1聚苯乙烯發泡珠粒100

4.5.2擠塑聚苯乙烯泡沫100

4.5.3長期行為100

參考文獻105



第5章聚對苯二甲酸乙二醇酯改性及其發泡材料/109

5.1聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂概述109

5.2聚對苯二甲酸乙二醇酯發泡改性110

5.2.1PET發泡存在的不足110

5.2.2擴鏈改性法111

5.2.3填充改性法114

5.2.4共混改性法114

5.2.5固相縮聚改性法115

5.3聚對苯二甲酸乙二醇酯發泡成型方法與工藝116

5.3.1擠出發泡法116

5.3.2釜壓發泡法119

5.3.3模壓發泡法122

5.3.4半連續法122

5.3.5注塑微孔發泡法123

5.4聚對苯二甲酸乙二醇酯發泡材料製品與應用123

5.4.1PET發泡製品的性能優勢123

5.4.2PET發泡製品的應用領域124

5.4.3展望125

參考文獻126



第6章聚乳酸改性及其發泡材料/130

6.1聚乳酸樹脂概述130

6.2聚乳酸發泡改性133

6.2.1PLA特性133

6.2.2擴鏈改性法133

6.2.3填充改性法136

6.2.4共混改性法139

6.2.5交聯改性法139

6.3聚乳酸發泡成型方法與工藝139

6.3.1擠出發泡法139

6.3.2注射發泡法144

6.3.3模壓發泡法145

6.3.4釜壓發泡法146

6.4聚乳酸發泡材料製品與應用147

6.4.1聚乳酸發泡製品性能148

6.4.2聚乳酸發泡材料生產商150

6.4.3聚乳酸發泡材料的應用153

參考文獻155



第7章聚丁二酸丁二醇酯改性及其發泡材料/160

7.1聚丁二酸丁二醇酯樹脂概述160

7.2聚丁二酸丁二醇酯改性161

7.2.1擴鏈改性法161

7.2.2填充改性法162

7.2.3交聯改性法165

7.2.4共聚改性法166

7.2.5共混改性法167

7.3聚丁二酸丁二醇酯發泡成型方法與工藝168

7.3.1模壓發泡法168

7.3.2烘箱加熱發泡法170

7.3.3輻射交聯發泡法172

7.3.4釜壓發泡法173

7.4聚丁二酸丁二醇酯發泡材料展望176

參考文獻176



第8章聚羥基烷酸酯改性及其發泡材料/181

8.1聚羥基烷酸酯樹脂概述181

8.2聚羥基烷酸酯改性182

8.2.1生物改性法182

8.2.2物理改性法182

8.2.3化學改性法183

8.3聚羥基烷酸酯發泡成型方法與工藝184

8.3.1真空乾燥發泡法184

8.3.2注射發泡法184

8.3.3擠出發泡法184

8.3.4模壓發泡法188

8.3.5釜壓發泡法189

8.4聚羥基烷酸酯發泡材料展望190

參考文獻190



第9章熱塑性聚合物擠出發泡的分類和設備/193

9.1熱塑性聚合物擠出發泡分類193

9.1.1擠出物理髮泡法193

9.1.2擠出化學發泡法194

9.2熱塑性聚合物擠出發泡設備195

9.2.1擠出機195

9.2.2發泡機頭201

9.2.3加料設備204

9.2.4牽引、切割、卷取設備205

9.2.5聚合物發泡片材所用切割和卷取設備206

9.3幾種典型的聚合物發泡材料擠出設備206

9.3.1PE木塑發泡複合材料擠出設備206

9.3.2PE珍珠棉擠出發泡設備209

9.3.3PLA擠出發泡設備211

參考文獻212


章節試讀:

泡沫塑料具有質輕、隔聲降噪、緩衝減震、隔熱保溫等優異性能,自第二次世界大戰以來,在飛機製造、汽車內飾件、建築保溫、防護性包裝等領域中得到了廣泛的應用,幾乎影響了現代生活的方方面面。近幾十年來,全球聚合物泡沫在產量和質量上都有了長足的發展,滿足了人們日益增長的消費需求。2018年我國規模以上企業泡沫塑料產量達到了240多萬噸,同比增長近10%,增速遠超其他塑料製品和GDP增速。2019年全球航空泡沫市場總值預計將達到44億美元,2024年預計將增長至65億美元,年複合增長率將高達8%以上。

眾所周知,環境保護形勢日漸嚴峻,石油資源日趨枯竭;對輕量化和高效燃油經濟性的需求以及對節能減排和可持續發展的要求,將促使飛機製造業和汽車製造業更多地使用泡沫材料;同時隨著包裝與運輸等行業的快速發展以及人民生活水平的提高,相信未來對泡沫塑料,尤其是高性能泡沫塑料和/或可生物降解泡沫塑料的要求將越來越高、需求越來越多。

在熱塑性聚合物發泡過程中,熔體受到雙向拉伸作用,要經歷強烈的拉伸變形,熔體的黏彈性對氣泡增長的穩定性、泡孔尺寸均勻性等決定泡沫結構與性能的關鍵因素至關重要,要求聚合物熔體具有高的熔體強度和應變硬化等特性。而結晶聚合物在熔點以上時,熔體黏度急劇下降,熔體強度低,難以包裹住發泡劑氣體,容易出現泡孔破裂、並泡等嚴重影響泡沫結構與性能的問題,由於泡沫的加工窗口窄,需要根據發泡工藝和結構要求進行改性。

筆者在詳盡闡述了聚合物發泡機理以及氣體溶解度、擴散係數、滲透係數、結晶性能和流變性能等對熱塑性聚合物發泡工藝與性能影響的基礎上,結合自己的研究成果和經驗,介紹了聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯等石油基熱塑性聚合物以及生物質基可生物降解聚合物聚乳酸、聚羥基烷酸酯和石油基可生物降解聚合物聚丁二酸丁二醇酯的各種改性技術,包括交聯改性、填充改性和共混改性等;並闡述了其相應的發泡技術,包括擠出發泡、注射發泡、模壓發泡、釜壓發泡和滾塑發泡等。

在各種發泡方法中,擠出發泡是唯一連續生產泡沫塑料的工藝,筆者在最後一章專門介紹了擠出發泡技術及所用擠出機的種類和技術要求等。

本書的特點是深入、全面地闡述了聚合物的發泡機理、材料性能與發泡工藝間的關係,理論論述透徹且簡明扼要,易於理解;改性方法全面且實用,易於掌握;發泡方法詳盡且可行,易於實現。希望本書能夠有助於學界和業界的專家、學者和工程師透徹理解發泡機理和材料性能,掌握改性方法和發泡工藝;也可用作研究生的教材和本科生的參考書;同時希望本書對廣大研究人員開發泡沫新材料、新技術、新原理和新設備以及應用有一定幫助。

本書在編寫過程中參考了國內外出版的許多專著及公開發表的學術與研究論文(全都在相應章節的參考文獻中列出),在此對相關參考文獻的作者表示衷心的感謝。

全書共分9章,其中,第1、2、4、5、7、8、9章由北京工商大學材料與機械工程學院周洪福副教授編寫,第3、6章由王向東教授編寫,感謝北京工商大學張玉霞教授和貴州理工學院劉偉教授為本書的編寫提供的寶貴資料和指導,北京工商大學材料與機械工程學院丁翔宇、屈中傑、宋敬思、王賢增、李楊、殷德賢幾位研究生同學為本書的編寫也提供了一些幫助,在此表示感謝。

本書的出版得到了國家重點研發計劃課題(2016YFB0302203)的資助,在此也表示誠摯的感謝!

由於作者水平所限,儘管做了努力,對本書編寫時所立的宗旨一定會有未完全體現之處;書中疏漏和不當之處在所難免,祈望讀者和同行批評指正!



編著者

2019年12月


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