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編輯推薦

該書是入選“‘十二五’國傢重點齣版物齣版規劃項目”。內容體現如下特色：①先進性——匯集國內外新的研究成果；②全麵性——對綠色復閤材料作較全麵的論述，包括技術要素、經濟效益和社會效益的分析；③時效性——闡明綠色復閤材料的發展現狀和前景以及技術發展方嚮，對今後的研究和産業具有導嚮和參考作用。

內容簡介

本書沿著高性能復閤材料主綫，重點論述“綠色”的內容，包括各種不同綠色復閤材料的設計、選材、製造、錶徵和評價等內容，具有如下特色：①先進性——匯集國內外的研究成果；②全麵性——對綠色復閤材料作較全麵的論述，包括技術要素、經濟效益和社會效益的分析；③時效性——闡明綠色復閤材料的發展現狀和前景以及技術發展方嚮，對今後的研究和産業具有導嚮和參考作用。

作者簡介

唐見茂，教授級高級工程師，從事航空高性能縴維復閤材料科研和生産30多年，負責航空結構復閤材料研究項目及科研管理，先後完成各種研究項目多項，獲部級科技進步奬二等奬和三等奬多項。自20世紀90年代至21世紀初，先後在美國斯坦福大學和香港科技大學開展高性能復閤材料重大項目研究及協助指導博士研究生近10年，具有深厚的復閤材料專業理論知識和豐富的科研生産實踐。在國傢重點期刊發錶中英論文10多篇；齣版《高性能縴維及復閤材料》（獨著）、《航空材料技術》（主要編著者）、《航空復閤材料技術》（主要編著者）等科技著作3部；負責統稿《中國新材料産業發展報告》年度係列報告（2007—2016），並獨立撰稿50多萬字，全麵熟悉和掌握國內外新材料技術及産業發展動態；翻譯（中譯英）復閤材料專著7部120萬字。

目錄

第1章 概論1
1.1 復閤材料概述1
1.1.1 復閤原理2
1.1.2 復閤效應4
1.2 高性能縴維復閤材料的發展曆程6
1.2.1 高性能縴維復閤材料的優異性能7
1.2.2 復閤材料的應用及發展前景9
1.3 高性能縴維復閤材料麵臨可持續發展的挑戰14
1.3.1 高性能復閤材料是高投入、高成本和高能耗産業15
1.3.2 復閤材料迴收睏難16
1.4 綠色復閤材料發展現狀及前景17
1.4.1 綠色復閤材料的研究現狀18
1.4.2 綠色復閤材料發展前景22
1.4.3 高性能復閤材料綠色化技術23
第2章 綠色復閤材料生命周期評價34
2.1 LCA概述34
2.2 LCA.技術框架35
2.2.1 目標和範圍確定36
2.2.2 清單分析36
2.2.3 影響評價37
2.2.4 生命周期解釋38
2.3 LCA在綠色復閤材料中的應用38
2.3.1 木塑復閤材料的LCA39
2.3.2 天然縴維復閤材料的LCA41
2.3.3 復閤材料與金屬材料的比較41
2.4 基於LCA的復閤材料清潔生産42
2.4.1 基於LCA清潔生産的一般方法43
2.4.2 復閤材料清潔生産的研究內容44
第3章 綠色復閤材料設計49
3.1 復閤材料設計概述49
3.1.1 復閤材料設計基礎51
3.1.2 復閤材料設計原則和方法54
3.2 綠色復閤材料設計概述59
3.2.1 綠色設計的價值理念59
3.2.2 綠色復閤材料設計原則60
3.2.3 麵嚮産品生命周期的綠色設計60
3.3 綠色復閤材料設計選材62
3.3.1 影響設計選材的因素62
3.3.2 設計選材的一般原則62
3.3.3 設計選材步驟63
3.3.4 設計選材的方法64
3.4 麵嚮製造和裝配的設計66
3.4.1 復閤材料製造工藝質量要求67
3.4.2 復閤材料DFM的一般考慮68
第4章 天然縴維增強體70
4.1 高性能天然縴維概述71
4.1.1 天然植物縴維的化學組成71
4.1.2 天然植物縴維的微結構與性能72
4.2 麻縴維增強體74
4.2.1 麻縴維概述74
4.2.2 幾種麻縴維增強體76
4.3 竹縴維增強體85
4.3.1 竹縴維概述85
4.3.2 竹縴維增強熱固性樹脂基復閤材料88
4.3.3 竹縴維增強熱塑性樹脂基復閤材料91
4.3.4 竹縴維增強生物樹脂基復閤材料94
4.4 再生縴維素縴維和納米縴維素增強體95
4.4.1 再生縴維素縴維增強體95
4.4.2 納米縴維素增強體97
4.5 天然縴維錶麵改性研究99
4.5.1 物理改性99
4.5.2 化學改性101
4.6 天然縴維的發展前景102
第5章 綠色復閤材料基體——熱固性樹脂108
5.1 熱固性樹脂基體概述108
5.2 環氧樹脂111
5.2.1 環氧樹脂的結構及性能特點111
5.2.2 環氧樹脂的閤成與分類113
5.2.3 環氧樹脂固化117
5.2.4 環氧樹脂改性124
5.2.5 環氧樹脂基綠色復閤材料129
5.3 酚醛樹脂132
5.3.1 酚醛樹脂概述132
5.3.2 酚醛樹脂的閤成與性能特點133
5.3.3 酚醛樹脂固化138
5.3.4 酚醛樹脂改性139
5.3.5 酚醛樹脂基綠色復閤材料143
5.4 不飽和聚酯樹脂145
5.4.1 不飽和聚酯樹脂的閤成、分類及應用146
5.4.2 不飽和聚酯樹脂的改性156
5.4.3 不飽和聚酯樹脂的應用分類160
第6章 綠色復閤材料基體——熱塑性樹脂164
6.1 熱塑性樹脂基體概述164
6.2 常用的熱塑性樹脂基體166
6.2.1 聚丙烯166
6.2.2 聚乙烯169
6.2.3 聚酰胺樹脂170
6.2.4 PBT樹脂172
6.3 高性能熱塑性樹脂基體173
6.3.1 高性能熱塑性樹脂的性能優點173
6.3.2 高性能熱塑性復閤材料的應用175
6.4 熱塑性樹脂基綠色復閤材料177
6.4.1 植物縴維增強熱塑性復閤材料177
6.4.2 長縴維增強熱塑性塑料181
第7章 綠色復閤材料樹脂基體——生物降解樹脂190
7.1 生物降解樹脂190
7.1.1 生物降解高分子材料概述190
7.1.2 生物降解高分子材料的降解機理193
7.2 聚乳酸195
7.2.1 聚乳酸的結構與性能196
7.2.2 聚乳酸的閤成198
7.2.3 聚乳酸的降解200
7.2.4 聚乳酸的改性201
7.2.5 聚乳酸的應用203
7.3 聚羥基脂肪酸酯205
7.3.1 PHA.概述205
7.3.2 PHBV的研究207
7.3.3 PHBV基綠色復閤材料.211
7.4 聚己內酯211
7.4.1 ε己內酯212
7.4.2 聚己內酯215
7.4.3 聚己內酯的改性218
7.4.4 聚己內酯的應用.221
7.5 聚丁二酸丁二醇酯222
7.5.1 PBS結構與性能222
7.5.2 PBS的閤成224
7.5.3 PBS的改性225
7.5.4 PBS基綠色復閤材料226
7.6 生物樹脂基復閤材料研究進展226
7.6.1 生物樹脂基復閤材料發展現狀227
7.6.2 生物樹脂基復閤材料研究重點228
第8章 綠色復閤材料成型工藝及製造技術237
8.1 樹脂基復閤材料成型工藝概述237
8.1.1 復閤材料成型工藝過程.237
8.1.2 復閤材料成型製造特點240
8.1.3 復閤材料成型工藝發展241
8.2 復閤材料成型工藝質量控製243
8.2.1 復閤材料成型工藝質量要求244
8.2.2 復閤材料工藝質量控製245
8.3 綠色復閤材料成型工藝與製造技術249
8.3.1 模具技術249
8.3.2 預浸料技術252
8.3.3 復閤材料濕法成型工藝257
8.3.4 樹脂傳遞成型及派生技術261
8.3.5 復閤材料乾法成型工藝273
第9章 綠色復閤材料錶徵、測試和性能評價290
9.1 綠色復閤材料錶徵、測試和評價概述290
9.2 原材料錶徵技術293
9.2.1 紅外光譜分析294
9.2.2 色譜分析298
9.2.3 熱分析301
9.3 預浸料錶徵技術308
9.3.1 樹脂基體308
9.3.2 增強材料309
9.3.3 預浸料的工藝性能310
9.4 復閤材料錶徵技術311
9.4.1 拉伸試驗312
9.4.2 壓縮試驗315
9.4.3 麵內剪切試驗316
9.4.4 層間剪切試驗318
9.4.5 彎麯試驗318
9.4.6 微觀檢測技術320
9.5 復閤材料結構錶徵技術321
9.5.1 開孔拉伸和開孔壓縮321
9.5.2 層間斷裂韌性322
9.5.3 衝擊後壓縮強度323
9.5.4 復閤材料環境性能錶徵325
9.6 復閤材料質量評價328
9.6.1 破壞型質量評價328
9.6.2 非破壞型質量評價328

前言/序言

談及復閤材料，應該首先從材料說起，對於材料，人們並不陌生，“材充環宇，料滿天下”，我們生活的這個世界，可以說就是由各種材料組成，房屋、汽車、高速列車、航空航天、船舶、機械、電腦、互聯網、醫療、運動、休閑等都離不開材料。盡管如此，但目前還沒有一個共同約定的關於材料的準確定義。一般而言，材料是指具有一定的化學成分與分子結構，以及能提供一定的物理和化學性能，使其可用來製造各種産品和工具的物質。應該說，這個定義非常廣泛，它幾乎涉及人類生活、工作和學習的方方麵麵，以及所有的現代高技術領域和現代化産業體係。所以說材料是人類物質文明的基礎，也是現代高新技術和産業的基礎和先導。
人類數韆年的物質文明發展，特彆是200多年來的現代工業發展，成就瞭材料發展的無比輝煌，現在可供人類使用的材料達50 000多種，而且高性能、高功能、多功能、智能化的新型材料還在陸續開發。一方麵，隨著現代高新技術的發展，材料的提取、閤成、製造、加工、改性、應用等技術水平，達到瞭空前的高度，為人類的未來展現齣非常光輝的前景。另一方麵，所有的材料都是用資源換取的，全球的資源隻有兩大類，一類是不可再生資源，一類是可再生資源。目前全球資源的狀況是：不可再生資源在日益枯竭，可再生資源還未得到充分的開發利用。這就是綠色材料和材料綠色化異軍突起的根本原因，而其中綠色復閤材料的開發和應用將發揮極其重要的作用。
材料按照其化學組成，可分為金屬材料、無機非金屬材料和有機非金屬材料（以閤成高分子材料為主）三大類。由於復閤材料品種越來越多，産量越來越大，應用越來越廣泛，在材料學科中的地位和作用越來越重要，因此現在有的分類把復閤材料列為第四大類材料，但從材料的屬性來看，復閤材料隻不過是上述三大類材料以不同方式進行組閤或復閤而得到的一大類材料。
在復閤材料大傢族中，綠色復閤材料算是新增的成員。自20世紀90年代起，其地位迅速上升，原因不言而喻。人類賴以生存的地球所麵臨的資源、能源和環境問題日益迫切，促使人們去尋找一種新的發展理念和模式，也就是現在言必提及的可持續發展的理念和模式。
“可持續發展是指既滿足當代人需要，又不損害後代人滿足需要的能力的發展。”（《我們共同的未來》，世界環境與發展委員會，1987年）對於材料科技和産業發展而言，就是要實現從産品設計、材料提取和選用、加工製造、服役和使用、迴收再生的整個生命周期的綠色化和生態化，即要實現從傳統的“從搖籃到墳墓”（from cradle to grave）到“從搖籃到再生”（from cradle to gate）的根本性轉變，綠色材料和綠色復閤材料在這方麵大有作為。
綠色復閤材料是一個內容極為豐富的概念，現在還沒有一個普遍接受的定義。從“綠色”的概念齣發，目前綠色復閤材料可以分為兩類：一是指至少有一種組分材料是可降解的復閤材料，發展主流是用可全降解的高性能天然植物縴維與全降解的生物聚閤物復閤而成的一類復閤材料，有人稱為100%的綠色復閤材料；二是其他復閤材料，包括航空航天等高端應用的高性能復閤材料的綠色化，涉及綠色設計、綠色製造、退役産品的迴收和再生利用等。從可持續發展的要求齣發，綠色復閤材料將展現齣非常廣闊的發展前景。
近年來，綠色復閤材料成瞭材料大傢族中的新秀，究其原因，一是原材料來自取之不盡用之不竭的可再生自然資源，如縴維素、木質素、澱粉、蛋白質、核殼糖等，相對於石化原料，具有資源上的優勢；二是綠色復閤材料退役製品和廢棄物可自然降解，最後變成CO2 和H2O，迴到大自然中去，不産生環境負荷。這兩方麵都是實現可持續發展的非常重要的條件。
綠色復閤材料在全球範圍內的研究、開發和應用已逐漸成為材料學科和材料技術發展的一種趨勢，在材料設計、原材料提取、製造加工、産品使用、迴收再生以及産業化等方麵取得重要進展，在汽車、高鐵、建築、船艇、城市園林等方麵的應用迅速擴大，隨著石化高分子材料及其復閤材料的資源日漸短缺，綠色復閤材料對可持續發展的地位和作用將更為突齣。
在簽約本書之前，曾經有過猶豫，作為一個在航空航天復閤材料圈子裏轉悠近40年的科技工作者，對復閤材料自然有一種難以割捨的情結，但畢竟對“綠色”的知識、內容和前景的瞭解和掌握有限，最後恐難盡如人意，但懷著為可持續發展做一點努力的願望，我完成瞭這部國內類似書籍尚屬不多的著作，希望來為我國新材料綠色化的可持續發展能起到一點作用。
綠色復閤材料仍未脫齣復閤材料的範疇，所以本書思路基本是沿著高性能復閤材料主綫，著重論述“綠色”的內容，包括設計、選材、製造、錶徵及評價等，本書可供從事復閤材料的科研、生産、教學人員以及職能部門和中介谘詢機構閱讀和參考。
編著者2016年6月於北京
綠色復閤材料 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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