高分子合成材料學(xué)

前言

材料、信息、能源是當(dāng)代科學(xué)與技術(shù)的三大支柱。高分子材料是當(dāng)今世界上十分重要的非常活躍的領(lǐng)域。它是材料領(lǐng)域中的后起之秀。自從20世紀(jì)初德國(guó)化學(xué)家H.Standinger創(chuàng)立高分子長(zhǎng)鏈概念以來(lái)，通過(guò)化學(xué)家、物理學(xué)家和材料工程學(xué)家等許多科技工作者的辛勤勞動(dòng)，至今已經(jīng)形成了一個(gè)較完整的高分子材料科學(xué)理論知識(shí)體系。高分子合成材料的出現(xiàn)與發(fā)展給材料領(lǐng)域帶來(lái)了重大的變革，從而形成了金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料多元共存的格局。 高分子合成材料學(xué)是以高分子化學(xué)、高分子物理學(xué)和高分子成型工藝學(xué)為基礎(chǔ)的，研究的范圍是高分子材料的合成與改性、高分子的結(jié)構(gòu)與性能、高分子材料的制備(成型加工)及其應(yīng)用的一門(mén)科學(xué)。 高分子合成材料的發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用及推廣，構(gòu)成了人類(lèi)進(jìn)步與文明。從20世紀(jì)50年代迅速發(fā)展起來(lái)的合成樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最高、需求量最大、應(yīng)用面最廣的高分子合成材料，已經(jīng)成為繼金屬、水泥、木材之后的第四種人類(lèi)生存與發(fā)展的支柱材料，已在機(jī)械、化工、交通、航空、航天、船舶等眾多國(guó)民經(jīng)濟(jì)與人民生活、國(guó)防建設(shè)與尖端技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。 高分子合成樹(shù)脂種類(lèi)繁多，本書(shū)比較系統(tǒng)地介紹了其有重要應(yīng)用價(jià)值的熱固性和熱塑性合成樹(shù)脂的國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史、合成工藝原理、制造工藝、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系、改性原則、成型加工工藝及其應(yīng)用等內(nèi)容。合成樹(shù)脂在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，隨著石油化工工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)合成樹(shù)脂工業(yè)也取得了飛速發(fā)展。目前我國(guó)的合成樹(shù)脂和塑料制品的產(chǎn)量和消費(fèi)量均居世界前列，成為合成樹(shù)脂和塑料制品的生產(chǎn)大國(guó)與消費(fèi)大國(guó)。與之相對(duì)應(yīng)，社會(huì)對(duì)高分子材料專(zhuān)業(yè)人才的需求也十分旺盛，為了配合高等教育對(duì)人才培養(yǎng)的需要，滿(mǎn)足學(xué)生獲取知識(shí)的愿望，我們組織編寫(xiě)了高分子合成材料學(xué)這本書(shū)。本書(shū)主要是為了滿(mǎn)足高等工科院校高分子材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生和相關(guān)工程技術(shù)人員需要編寫(xiě)的教材。為此，本書(shū)在內(nèi)容編寫(xiě)上堅(jiān)持取材新穎、理論深入淺出、理論聯(lián)系實(shí)際、重視應(yīng)用等基本原則，盡量做到既可以使讀者在較短的時(shí)間從一定的深度和廣度較為系統(tǒng)地掌握當(dāng)今高分子合成樹(shù)脂材料的基本知識(shí)概貌，又能基本了解今后可能的發(fā)展方向。

內(nèi)容概要

高分子合成材料學(xué)第二版陳平廖明義主編《高分子合成材料學(xué)》分為上、下兩篇。主要介紹具有重要應(yīng)用價(jià)值的熱固性與熱塑性高分子合成材料。     上篇熱固性高分子合成材料主要介紹酚醛樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、氰酸酯樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂等熱固性高分子合成材料的合成工藝原理、制造工藝、改性原則、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系、成型加工及其應(yīng)用。力求取材新穎，論述深入淺出，理論聯(lián)系實(shí)際，提供很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。     下篇熱塑性高分子合成材料系統(tǒng)地介紹了五大通用樹(shù)脂，即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS樹(shù)脂，以及通用工程塑料聚酰胺、聚碳酸酯、PET和PBT。詳細(xì)地介紹了這些合成樹(shù)脂的合成原理、生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系以及加工與應(yīng)用。所涉及的樹(shù)脂品種皆為已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的品種，內(nèi)容條理清晰，注重反應(yīng)原理、結(jié)構(gòu)與性能之間的理論關(guān)系，并以成熟、完備的生產(chǎn)技術(shù)為依據(jù)，適當(dāng)?shù)亟榻B了一些有工業(yè)化前景的相關(guān)內(nèi)容。     本書(shū)可滿(mǎn)足高等工科學(xué)校高分子材料專(zhuān)業(yè)本科生和相關(guān)工程技術(shù)人員的學(xué)習(xí)工作需要。

書(shū)籍目錄

緒論上篇　熱固性高分子合成材料 　第1章　酚醛樹(shù)脂　第2章　不飽和聚酯樹(shù)脂　第3章　環(huán)氧樹(shù)脂　第4章　聚氨酯樹(shù)脂　第5章　雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂　第6章　聚酰亞胺樹(shù)脂　第7章　氰酸酯樹(shù)脂　第8章　有機(jī)硅樹(shù)脂下篇　熱塑性高分子合成材料 　第9章　聚乙烯　第10章　聚丙烯　第11章　聚氯乙烯　第12章　苯乙烯類(lèi)　第13章　ABS樹(shù)脂　第14章　聚酰胺　第15章　聚碳酸酯　第16章　熱塑性聚酯

章節(jié)摘錄

插圖：酚醛樹(shù)脂是工業(yè)上應(yīng)用最早，至今仍被大量應(yīng)用的熱固性高分子合成樹(shù)脂。早在1872年德國(guó)化學(xué)家拜耳（Bayer）首先發(fā)現(xiàn)苯酚和甲醛在酸的作用下可以縮合得到無(wú)定形的棕紅色的樹(shù)脂狀產(chǎn)物，但是此發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起注意。接著化學(xué)家克萊堡（Kleeberg）在1891年和史密斯（Smith）在1899年對(duì)苯酚和甲醛的縮合反應(yīng)進(jìn)行了研究。他們?cè)敿?xì)發(fā)表了在濃鹽酸和五倍子酸作用下甲醛與多元酚的反應(yīng)，但是易生成不溶不熔物。并且發(fā)現(xiàn)它可以溶解在甲醇等溶劑中，蒸出溶劑得到片狀或塊狀硬化物，再經(jīng)過(guò)切削加工成各種形狀的制品，但是樹(shù)脂易收縮變形，難以達(dá)到實(shí)用要求。進(jìn)入20世紀(jì)，由于機(jī)電工業(yè)和其他設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展，天然樹(shù)脂和其他天然材料在數(shù)量上和質(zhì)量上已經(jīng)不能滿(mǎn)足需要，這就促使人們尋求新的材料。這樣苯酚和甲醛的縮合反應(yīng)越來(lái)越引起各國(guó)化學(xué)家的興趣。到1902年布盧默（B1umer）由苯酚和甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)制得溶于酒精的樹(shù)脂溶液，稱(chēng)為“清漆樹(shù)脂”，用來(lái)代替蟲(chóng)膠，成為第一個(gè)商品化的酚醛樹(shù)脂，但是沒(méi)有形成工業(yè)化規(guī)模。因此酚醛樹(shù)脂作為材料還未有突破性的進(jìn)展。這是因?yàn)榉尤?shù)脂性脆易碎，在固化過(guò)程中放出水分等，易使制件成為多孔結(jié)構(gòu)，并存在龜裂等問(wèn)題。直到1905～1909年間，比利時(shí)出生的美國(guó)科學(xué)家巴克蘭（Backeland）對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行了廣泛而系統(tǒng)的研究之后，提出了兩個(gè)改進(jìn)的方法：一是加入木粉或其他填料，可以克服樹(shù)脂的脆性；二是采用熱壓法，所用的壓力需要大于水的蒸氣壓，以防止樹(shù)脂的多孔性，縮短生產(chǎn)周期。從而于1907年申請(qǐng)了關(guān)于酚醛樹(shù)脂的“加熱、加壓”的固化專(zhuān)利，并于1910年10月10日成立了Bakelite公司，1939年附屬于美國(guó)聯(lián)碳公司，分布在世界許多國(guó)家和地區(qū)。該公司先后申請(qǐng)了400多項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，解決了酚醛樹(shù)脂加工成形的關(guān)鍵問(wèn)題，預(yù)見(jiàn)到酚醛樹(shù)脂除作燒蝕材料之外的重要應(yīng)用。正因?yàn)槿绱?，有人曾提議將1910年作為酚醛樹(shù)脂之年，將巴克蘭稱(chēng)為酚醛樹(shù)脂之父。

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