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目录1

第一章 概述1

1.1 基础知识1

1.1.1 定义与范畴1

1.1.2 纳米复合材料的分类1

1.1.3 纳米复合材料的发展2

1.2 纳米增强改性剂及其纳米复合材料的性能4

1.2.1 纳米改性剂（粒子）结构4

1.2.2 纳米改性剂（粒子）的特征4

1.2.3 纳米复合材料的性能8

1.2.4 纳米复合材料表征技术12

1.3 纳米复合材料制备技术13

1.3.1 纳米复合材料的设计13

1.3.2 纳米增强改性剂制备技术简介14

1.3.3 纳米材料表面改性16

1.3.4 树脂与橡胶基纳米复合材料制备技术17

1.3.5 陶瓷与金属基纳米复合材料制备技术40

1.3.6 模板制备技术45

第二章 纳米增强改性剂50

2.1 纳米粘土增强改性剂50

2.1.1 纳米粘土的组成与特点50

2.1.2 蒙脱石的特殊晶体结构与特点50

2.1.3 高纯度蒙脱石的提取51

2.1.4 插层剂的选择51

2.1.5 熔融插层改性技术52

2.1.6 纳米粘土改性复合材料结构表征53

2.1.7 纳米粘土改性复合材料的性能54

2.2.1 概述57

2.1.8 纳米粘土改性复合材料的应用前景57

2.2 刚性纳米碳酸钙增强改性剂57

2.2.2 纳米碳酸钙的制备59

2.2.3 纳米碳酸钙的表面改性60

2.2.4 纳米碳酸钙的性能61

2.2.5 纳米碳酸钙的应用62

2.2.6 改性效果62

2.2.7 纳米CaCO3/SiO2复合粒子改性剂64

2.3 无机纳米粒子增强改性剂66

2.3.1 概述66

2.3.2 纳米二氧化钛（TiO2）改性剂81

2.3.3 纳米SiO2改性剂90

2.3.4 纳米ZnO改性剂102

2.3.5 纳米A12O3改性剂109

2.3.6 纳米SiC改性剂111

2.3.7 纳米V2O5改性剂112

2.4 纳米碳管增强改性剂114

2.4.1 概述114

2.4.2 纳米碳管的制备技术116

2.4.3 纳米碳管（CNT）的结构与性质128

2.4.4 纳米碳管的性能及应用134

2.4.5 纳米碳管的研究进展138

2.5 纳米纤维增强改性剂140

2.5.1 概述140

2.5.2 纳米碳纤维改性剂143

2.5.3 纳米级聚丙烯腈碳纤维毡150

2.5.4 纳米石墨纤维的储氢性能154

2.5.5 纳米导电纤维及其在改性增强塑料中的应用156

2.5.6 抗菌纳米纤维改性剂及其抗菌母料158

2.6 纳米级生物纤维——蜘蛛丝161

2.6.1 概述162

2.6.2 人造蜘蛛丝（又称生物钢）162

2.6.3 蜘蛛丝的应用167

第三章 热固性树脂基纳米复合材料169

3.1 环氧树脂基纳米复合材料169

3.1.1 概述169

3.1.2 插层法制备纳米粘土／环氧树脂复合材料169

3.1.3 直接共混法制备纳米粒子／环氧树脂复合材料182

3.1.4 原位聚合法制备纳米粒子／环氧树脂复合材料191

3.2 酚醛树脂基纳米复合材料199

3.2.1 插层法制备纳米蒙脱土／酚醛树脂复合材料199

3.2.2 共混法制备纳米碳粉／酚醛树脂复合材料202

3.2.3 原位聚合法制备纳米TiO2／钼酚醛树脂复合材料206

3.2.4 原位插层反应法制备纳米蒙脱土／聚萘并噁嗪复合材料208

3.3 不饱和聚酯基纳米复合材料210

3.3.1 插层法纳米粘土／不饱和聚酯复合材料211

3.3.2 共混法制备有机纳米累托石改性不饱和聚酯／玻璃纤维增强复合材料213

3.3.3 纳米CaCO3增韧增强不饱和聚酯复合材料216

3.3.4 共混法制备纳米SiO2改性不饱和聚酯218

3.3.5 纳米SiO2粒子与微米Al2O3粒子改性不饱和聚酯对比220

3.3.6 原位聚合法制备纳米SiO2改性不饱和聚酯树脂复合材料222

3.3.7 纳米SiOx改性不饱和聚酯树脂225

3.4 聚氨酯基纳米复合材料229

3.4.1 插层法制备纳米蒙脱土／聚氨酯复合材料229

3.4.2 共混法制备纳米碳／聚氨酯复合材料237

3.4.3 原位聚合法制备纳米碳酸钙／聚氨酯硬质泡沫复合材料240

3.4.4 溶胶－凝胶法制备纳米SiO2／聚氨酯（PU）复合材料242

第四章 通用树脂基纳米复合材料245

4.1 聚乙烯纳米复合材料245

4.1.1 纳米CaCO3/HDPE复合材料245

4.1.2 纳米SiO2粒子改性高密度聚乙烯251

4.1.3 纳米CaCO3填充LDPE复合材料256

4.1.4 纳米CaCO3/LLDPE复合材料258

4.1.5 保温性棚膜用纳米SiO2/LLDPE复合材料262

4.1.6 纳米CaCO3改性聚乙烯复合土工膜的生产265

4.1.7 纳米SiO2/LLDPE复合材料薄膜267

4.1.8 纳米TiO2改性聚乙烯抗菌膜271

4.1.9 纳米凹凸棒石／聚乙烯复合材料272

4.1.10 纳米碳管改性超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）274

4.1.11 纳米CuO填充UHMWPE复合材料277

4.1.12 纳米蒙脱土／UHMWPE复合材料278

4.2 聚丙烯纳米复合材料280

4.2.1 概述280

4.2.2 纳米粘土／PP复合材料286

4.2.3 纳米CaCO3/PP复合材料308

4.2.4 纳米SiO2/P P复合材料335

4.2.5 纳米TiO2/PP复合材料344

4.2.6 纳米Mg/PP复合材料352

4.2.7 纳米碳纤维增强PP复合材料结晶特性354

4.3 PVC纳米复合材料357

4.3.1 纳米粘土／PVC复合材料357

4.3.2 纳米CaCO3改性PVC复合材料371

4.3.3 纳米水滑石／PVC复合材料404

4.3.4 无机纳米粒子增强改性PVC复合材料408

4.4 聚苯乙烯纳米复合材料414

4.4.1 纳米蒙脱土／PS复合材料415

4.4.2 纳米CaCO3/pS复合材料423

4.4.3 纳米TiO2/HIPS复合材料429

4.4.4 原位聚合制备纳米石墨薄片／PS导电复合材料432

4.4.5 乳液聚合制备纳米银／PS核壳复合材料435

4.5 聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料437

4.5.1 粘土本体聚合法制备PMMA纳米复合材料438

4.5.2 纳米SiO2/PMMA复合材料440

4.5.3 溶胶－凝胶法制备PMMA纳米复合材料446

4.5.4 纳米LDH改性PMMA复合材料449

4.6 其它通用树脂基纳米复合材料451

4.6.1 一步法制备纳米MMT/EVA复合材料451

4.6.2 水镁石纳米纤维／EVA复合材料453

4.6.3 辐照法制备纳米蒙脱土／PVAc复合材料456

第五章 通用工程树脂基纳米复合材料459

5.1 聚酰胺纳米复合材料459

5.1.1 插层法制备纳米粘土／聚酰胺复合材料459

5.1.2 纳米CaCO3／尼龙复合材料484

5.1.3 纳米无机粒子／尼龙复合材料488

5.2 纳米SiO2／聚碳酸酯（PC）复合材料494

5.2.1 纳米SiO/PC复合材料494

5.2.2 烷基化钠米SiO2/MMA乳液／PC复合材料495

5.3 纳米CaCO3／聚甲醛（POM）复合材料498

5.4 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纳米复合材料501

5.4.1 纳米蒙脱土／PET复合材料501

5.4.2 纳米TiO2/PET复合材料511

5.5.1 纳米层状硅酸盐（LS）／PBT复合材料517

5.5 PBT纳米复合材料517

5.5.2 溶胶－凝胶法制备纳米TiO2与TiO2/SiO2/PBT复合材料519

5.6 原位聚合法制备纳米蒙脱土／聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）复合材料521

第六章 特种工程树脂基纳米复合材料525

6.1 聚酰亚胺（PI）纳米复合材料525

6.1.1 简介525

6.1.2 纳米蒙脱土／聚酰亚胺复合材料与薄膜532

6.1.3 纳米无机粒子／P1复合材料537

6.1.4 纳米TiO2／双马来酰亚胺（BMI）复合材料543

6.2 聚四氟乙烯（PTFE）纳米复合材料546

6.2.1 纳米Al2O3/PTFE复合材料546

6.2.2 PTFE纳米复合材料滑动轴承548

6.3 聚苯硫醚纳米复合材料553

6.4 聚醚醚酮（PEEK）纳米复合材料555

7.1.1 纳米光电增强改性剂557

第七章 纳米功能复合材料557

7.1 纳米光电复合材料557

7.1.2 纳米光电复合材料制备与研究实例570

7.2 纳米磁性复合材料586

7.2.1 纳米磁性材料增强改性剂586

7.2.2 纳米磁性塑料用树脂基体595

7.2.3 纳米晶双相复合永磁合金597

7.3 纳米隐身复合材料608

7.3.1 纳米隐身吸波增强改性剂608

7.3.2 纳米隐身材料用基体材料622

7.3.3 纳米吸波隐身材料的设计622

7.3.4 制备实例——纳米碳管3ABS复合材料630

7.4 纳米电磁流变液632

7.4.1 简介632

7.4.2 纳米复合材料制备方法633

7.4.3 电磁流变液的制备634

第八章 橡胶基纳米复合材料637

8.1 天然橡胶基纳米复合材料637

8.1.1 纳米粘土／天然橡胶复合材料637

8.1.2 纳米红粘土／天然橡胶复合材料638

8.1.3 纳米SiO2改性彩色天然橡胶复合材料639

8.1.4 纳米氧化锌／天然橡胶复合材料642

8.2 合成橡胶基纳米复合材料645

8.2.1 丁腈橡胶基纳米复合材料645

8.2.2 丁苯橡胶基纳米复合材料660

8.2.3 三元乙丙橡胶（EPDM）基纳米复合材料676

8.2.4 原位插层聚合纳米蒙脱土／聚丁二烯复合材料681

8.2.5 纳米SiO2改性氯化聚乙烯复合材料682

8.3.1 硅橡胶基纳米复合材料685

8.3 高性能橡胶基纳米复合材料685

8.3.2 纳米金刚石／氟橡胶复合材料697

8.4 热塑性弹性体基纳米复合材料699

8.4.1 纳米粘土／苯乙烯－丁二烯－苯乙烯（SBS）复合材料699

8.4.2 原位聚合制备纳米聚甲基丙烯酸锌（PZDMA）／乙烯－α－辛烯（PDE）共聚物复合材料700

8.5 聚氨酯弹性体纳米复合材料——纳米累托石／聚氨酯复合材料703

第九章 陶瓷基纳米复合材料708

9.1 概述708

9.1.1 陶瓷改性的必要性708

9.1.2 纳米陶瓷粉体的制备技术708

9.1.3 纳米粉体的分散技术713

9.1.4 纳米陶瓷的成型方法716

9.1.5 烧结716

9.1.7 纳米颗粒复合陶瓷的强韧化机制717

9.1.6 存在问题与展望717

9.1.8 陶瓷基纳米复合材料性能719

9.1.9 接近实用化的纳米复合陶瓷721

9.2 Al2O3纳米复合材料721

9.2.1 沉淀法制备高性能纳米SiC/Al2O3陶瓷复合材料721

9.2.2 添加法制备Al2O3陶瓷基复合材料723

9.2.3 微波烧结法制备纳米Al2O3/ZrO2（3Y）复合陶瓷724

9.2.4 刀具用纳米Al2O3／亚微米TiC纳米复合材料727

9.2.5 Al2O3/Fe3Al纳米粒子增强复合材料729

9.3 纳米TiO2-MnO2复合材料731

9.4 纳米TiN/TiC复合材料733

9.5 纳米TTiC/Si3N4复合材料736

10.1 纳米金属粒子738

10.1.1 纳米金属钨粒子738

第十章 金属基纳米复合材料738

10.1.2 纳米M50钢粒子740

10.1.3 碳弧法制备碳包铁纳米粒子742

10.2 铁基钠米复合材料743

10.3 铝基纳米复合材料745

10.3.1 冶金法制备纳米SiC/Al复合材料745

10.3.2 热压法制纳米SiC/Al复合材料746

10.3.3 纳米Al/Al2O3复合材料747

10.3.4 单壁纳米管3纳米铝基复合材料751

10.4 纳米SiO2改性Cu、Co基复合材料753

10.5 纳米TiO2-Co复合材料755

10.6 γ射线辐照－溶胶－凝胶法制备非晶SiO2-Ag纳米复合材料758

10.7 锆基纳米复合储氢材料759

参考文献762