本書詳細介紹了碳納米管增強澆鑄尼龍6復合材料制備、性能、反應動力學、界面結構、非等溫結晶動力學研究；聚丙烯/碳納米管復合材料的制備、性能、結晶動力學及碳納米管的成核效率；等規(guī)聚丙烯非等溫結晶動力學參數(shù)的預測；聚丙烯/多壁碳納米管復合材料的動態(tài)流變性能。
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澆鑄（MC）尼龍6具有質量輕、力學性能好、自潤滑、耐磨、耐弱酸弱堿及一些有機溶劑、抗震吸聲等優(yōu)點，是一種性能優(yōu)良的工程塑料，并且具有生產(chǎn)工藝簡單、成本低、可以直接澆鑄成型等特點。因此其在工業(yè)中大量替代鋼、鋁以及銅等金屬材料，用于制作軸瓦、齒輪、滑輪、螺旋槳等機械零部件。然而普通MC尼龍6存在低溫韌性差、尺寸穩(wěn)定性欠佳和吸水率大等缺點；對于在高負荷條件下使用的零件，其耐磨性、自潤滑性仍有不足；在要求高沖擊性或抗靜電或阻燃等的場合，MC尼龍6的使用也會受到限制。因此為進一步擴大MC尼龍6的應用范圍，有必要對其進行改性。
聚丙烯（PP）是一種廣泛用于注射成型制品、薄膜、纖維、擠出成型制品等的熱塑性塑料，由于PP原料易得、價格低廉、耐腐蝕、拉伸強度和剛性較高以及無毒、無味等，已經(jīng)成為五大通用塑料中需求增長最快的品種。但是，耐低溫沖擊性差、易老化和熱變形溫度低等缺點限制了PP在高附加值產(chǎn)品領域中的應用。因此對PP進行改性，擴大它的應用范圍受到學術界以及產(chǎn)業(yè)界的持續(xù)關注。
利用無機納米粒子改性聚合物是近幾年的研究熱點，添加少量納米粒子就可顯著提高聚合物的性能。由于碳納米管具有諸多優(yōu)異的特性，將其運用于聚合物樹脂改性中，可以提高聚合物樹脂的應用范圍，是聚合物材料的增強及功能化填料，具有廣闊的應用前景。本課題通過原位聚合法制備MC尼龍6／碳納米管納米復合材料，通過熔融擠出法制備聚丙烯／碳納米管納米復合材料，以期改進這兩種熱塑性聚合物材料，并賦予它們新的特性，擴大材料的應用領域；系統(tǒng)研究復合材料結構與性能的變化，為材料的加工與應用提供理論依據(jù)。因此，本課題的研究具有重要的實際應用和理論價值。
本書即是對課題所開展部分研究工作和取得成果的詳細介紹和總結。全書共分9章。第1章主要介紹碳納米管的結構、性質、制備、功能化、應用以及碳納米管復合材料的研究進展；第2章介紹碳納米管增強MC尼龍6復合材料制備及其表征；第3章介紹尼龍6／碳納米管復合材料澆鑄成型反應動力學及其界面結構：第4章介紹MC尼龍6／改性碳納米管復合材料非等溫結晶動力學研究；第5章介紹聚丙烯／碳納米管復合材料的制備以及性能研究；第6章敘述聚丙烯／碳納米管納米復合材料的結晶動力學及碳納米管的成核效率；第7章敘述等規(guī)聚丙烯非等溫結晶動力學參數(shù)的預測：第8章敘述聚丙烯／多壁碳納米管復合材料的動態(tài)流變性能；第9章為本書的一些結論。
在編寫過程中，博士研究生邱尚長提供研究內(nèi)容，對本書的內(nèi)容和研究成果付出了努力，做出了貢獻，在此表示由衷的感謝。
由于作者水平有限，書中難免有不妥和疏漏之處，敬請讀者批評指正。
目錄
第1章 概述 1
1.1 碳納米管的研究進展 1
1.1.1 概述 1
1.1.2 碳納米管的結構 1
1.1.3 碳納米管的性質及其應用 2
1.1.4 碳納米管的制備 4
1.1.5 碳納米管的純化 6
1.1.6 碳納米管的功能化及其應用 7
1.2 碳納米管復合材料的研究進展 9
1.2.1 概述 9
1.2.2 碳納米管復合材料的制備 9
1.2.3 碳納米管復合材料的性能 12
1.3 澆鑄尼龍的改性研究 13
1.3.1 概述 13
1.3.2 MC尼龍的聚合 14
1.3.3 MC尼龍的改性 17
1.4 聚丙烯的改性研究 18
1.4.1 聚丙烯簡介 18
1.4.2 聚丙烯的改性技術 19
1.5 碳納米管在聚合物改性中的應用 21
1.6 計算機模擬在聚合物結晶中的應用 22
1.7 智能微粒群算法 23
第2章 碳納米管增強MC尼龍6復合材料 25
2.1 引言 25
2.2 碳納米管增強MC尼龍6復合材料的制備 26
2.2.1 實驗原料預處理 26
2.2.2 復合材料的制備 26
2.3 碳納米管增強MC尼龍6復合材料的表征 27
2.3.1 羥基多壁碳納米管的改性 27
2.3.2 聚合條件對ε-己內(nèi)酰胺陰離子聚合單體轉化率的影響 32
2.3.3 聚合條件對復合材料特性黏度的影響 35
2.3.4 碳納米管含量對復合材料吸濕率的影響 38
2.3.5 MC尼龍6/碳納米管納米復合材料的熱失重分析(TG) 39
2.3.6 碳納米管增強MC尼龍6復合材料的力學性能分析 41
2.4 本章小結 44
第3章 尼龍6/碳納米管復合材料澆鑄成型反應動力學及其界面結構研究 45
3.1 引言 45
3.2 聚合機理 46
3.2.1 絕熱法的基本原理 48
3.2.2 單體轉化率的求解 48
3.2.3 非等溫反應動力學 52
3.3 MC尼龍6/碳納米管復合材料表征 54
3.3.1 MC尼龍6及其復合材料反應動力學分析 54
3.3.2 X射線衍射(XRD)表征分析 58
3.3.3 偏光顯微鏡(POM)觀察 59
3.3.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡表征復合材料斷面形貌 61
3.3.5 MC尼龍6/碳納米管復合材料的Molau實驗 61
3.3.6 MC尼龍6/碳納米管復合材料的非等溫結晶下的熔融行為 62
3.4 本章小結 64
第4章 MC尼龍6/改性碳納米管復合材料非等溫結晶動力學研究 65
4.1 引言 65
4.2 MC尼龍6/改性碳納米管復合材料非等溫結晶動力學 66
4.2.1 MC尼龍6/改性碳納米管復合材料非等溫結晶行為 66
4.2.2 MC尼龍6/改性碳納米管復合材料非等溫結晶動力學模型研究 68
4.2.3 MC尼龍6/改性碳納米管復合材料非等溫結晶活化能 74
4.3 本章小結 77
第5章 聚丙烯/碳納米管復合材料的制備及性能研究 79
5.1 引言 79
5.2 聚丙烯/碳納米管復合材料的制備 80
5.3 聚丙烯/多壁碳納米管復合材料的性能表征 80
5.3.1 聚丙烯/多壁碳納米管復合材料的拉伸強度 80
5.3.2 聚丙烯/多壁碳納米管復合材料的熱變形溫度 82
5.3.3 聚丙烯/多壁碳納米管復合材料的熔體流動速率 83
5.3.4 聚丙烯/多壁碳納米管復合材料的電性能 84
5.3.5 復合材料的結晶形態(tài) 85
5.3.6 復合材料的XRD測試分析 86
5.3.7 復合材料在不同溫度下結晶后的熔融行為 87
5.3.8 復合材料的熱穩(wěn)定性 89
5.4 本章小結 90
第6章 聚丙烯/碳納米管復合材料的結晶動力學及碳納米管的成核效率 91
6.1 引言 91
6.2 聚丙烯/碳納米管復合材料結晶動力學 92
6.2.1 聚丙烯/碳納米管復合材料等溫結晶動力學 92
6.2.2 聚丙烯/碳納米管復合材料非等溫結晶動力學 99
6.2.3 成核效率 104
6.2.4 非等溫結晶的結晶活化能 106
6.3 本章小結 106
第7章 等規(guī)聚丙烯非等溫結晶動力學參數(shù)的預測 108
7.1 引言 108
7.2 理論部分 109
7.3 模擬方法 113
7.4 結晶動力學參數(shù) 115
7.4.1 非等溫結晶動力學參數(shù) 116
7.4.2 結晶活化能 119
7.4.3 球晶尺寸 119
7.4.4 晶核密度 120
7.5 本章小結 121
第8章 聚丙烯/多壁碳納米管復合材料的動態(tài)流變性能 123
8.1 引言 123
8.2 聚丙烯/多壁碳納米管復合材料的性能表征 124
8.2.1 聚丙烯/多壁碳納米管復合材料的動態(tài)流變性能表征 124
8.2.2 聚丙烯/多壁碳納米管復合材料的松弛時間譜 131
8.3 本章小結 143
第9章 結論 144
參考文獻 148
索引 174
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