具体描述
《塑料助剂与配方设计技术(第3版)》重点介绍了塑料助剂与配方设计相关技术，具体内容包括塑料增韧改性，塑料改性技术，配方设计要点，增塑剂，阻燃剂，热稳定剂，抗冲改性剂和加工助剂，润滑剂，抗氧剂和光稳定剂，塑料着色，抗菌剂，转矩流变仪，填充材料，回收利用，应用技术。是塑料行业业内人员，特别是材料研究、配方设计、制造加工、管理、销售、教学人员的必备之书，也是广大塑料使用人员重要的参考书籍，还可作为自学教材。
精密铸造工艺与材料创新 内容简介 本书全面深入地探讨了现代精密铸造领域的前沿技术、核心材料科学以及面向高精度、高性能零部件制造的复杂工艺优化策略。全书结构严谨，内容翔实，旨在为铸造工程师、材料科学家以及相关专业研究人员提供一份兼具理论深度和工程实践价值的参考手册。 第一部分：精密铸造基础理论与合金体系演进 第一章 现代铸造技术概览与精密化发展趋势 本章首先梳理了铸造技术从传统重力铸造向增材制造（3D打印）辅助铸造的演进历程。重点剖析了精密铸造（如熔模铸造、陶瓷型芯铸造）在航空航天、生物医疗和高端装备制造中不可替代的地位。讨论了尺寸精度、表面粗糙度、内部组织均匀性等关键质量指标的量化标准与控制基础。深入解析了合金凝固理论在精密铸造中的应用，包括界面能、形核机制以及枝晶生长动力学，为理解缺陷的产生与控制奠定理论基础。 第二章 高性能铸造合金的微观结构控制 本部分聚焦于现代高性能铸造合金的设计理念和冶金行为。详细阐述了镍基高温合金、钛合金、铝锂合金以及高熵合金（HEAs）在精密铸造中的特殊要求。 镍基高温合金： 重点分析了定向凝固技术（DS）和单晶（SC）技术对涡轮叶片抗蠕变性能的提升机制。探讨了$gamma'$相的析出强化、晶界（或晶界弱化）的控制，以及如何通过精确控制冷却速率和保温时间来优化微观结构。 钛合金与难熔金属： 阐述了钛合金（如Ti-6Al-4V）在真空熔模铸造过程中的氧脆、氮脆问题，以及如何通过惰性气体保护和先进的真空技术来抑制有害元素的溶入。对铌、钼等难熔金属的铸造特性和热裂倾向进行了深入分析。 新型轻质合金： 详细介绍了稀土元素对铝合金和镁合金铸件晶粒细化、强化相分布的协同效应。讨论了利用快速凝固技术（RS）克服传统铸造中晶粒粗大和宏观偏析的挑战。 第三章 熔模铸造（失蜡法）的工艺优化与模具技术 熔模铸造是精密铸造的核心技术。本章对其进行了全面、系统的技术解析。 蜡模制作与浸渍工艺： 详细介绍了蜡料的选择标准（如脱模性、热膨胀系数），以及精密注蜡机的参数控制。针对复杂型腔，深入探讨了包埋材料的性能要求（强度、耐火度、热震稳定性）。重点分析了浸渍过程（如胶体二氧化硅、水玻璃）中的孔隙率控制和界面化学反应，以确保型壳强度和型面光洁度。 脱蜡与焙烧： 阐述了不同脱蜡方式（溶剂法、热压法）的优缺点及对残留物的影响。焙烧曲线的设计是本章核心，讨论了型壳热膨胀、相变、应力释放与铸件收缩之间的耦合关系，以避免型壳破裂和铸件粘连。 第二部分：先进成型技术与过程模拟 第四章 陶瓷型芯技术与复杂内腔制造 对于需要制造复杂冷却水道或内部结构的铸件（如航空发动机叶片），陶瓷型芯技术至关重要。 型芯材料的开发与制备： 介绍了几种主流陶瓷型芯材料（如锆英石基、石英基）的配方设计，重点关注其在高温下的化学稳定性、热膨胀系数匹配性以及易清除性。分析了型芯的流延、注射、烧结过程中的密度控制。 型芯的植入与抽芯： 详细描述了如何通过精确的定位和固化技术将型芯准确植入母模内。探讨了脱芯技术，包括酸洗、碱洗或热冲击法。特别关注在高温合金铸造中，如何避免型芯残留在铸件内部并形成有害的冶金结合。 第五章 铸造过程的计算机模拟与缺陷预测 利用数值模拟技术指导工艺设计是现代精密铸造的标志。 充型模拟（Fill Simulation）： 运用有限元法和有限体积法，模拟熔融金属在模腔内的流动行为。重点分析了气孔、氧化夹渣的形成机制，并据此优化浇注系统（如冒口、内浇道）的设计，以实现“洁净充型”。 凝固模拟（Solidification Simulation）： 模拟金属从充型到完全凝固的热传导过程。基于模拟结果，预测缩孔、缩松的发生位置和严重程度。详细介绍如何利用“等效凝固时间”（CST）和“孔隙指数”等参数来量化风险。 应力与残余应力分析： 探讨铸件在冷却过程中产生的热应力，以及如何通过控制冷却速率和退火处理来降低或消除有害的残余应力，避免铸后开裂或变形。 第三部分：后处理与质量控制体系 第六章 铸件的热处理与性能调控 铸件的热处理是赋予其最终机械性能的关键步骤。 固溶处理与时效强化： 针对镍基、铝基合金，详细阐述了固溶温度、时间对溶解强化相的影响。分析了不同时效工艺（自然时效、人工时效）对第二相析出相（如$gamma'$、$eta$相）尺寸、形态和分布的控制，进而优化强度和塑性。 均匀化处理与消除偏析： 针对大型或成分偏析严重的铸件，探讨了高温长时间均匀化处理的必要性及其对消除宏观偏析、细化晶粒的机制。 表面处理技术： 介绍了提高铸件表面耐磨性、抗疲劳性能的工艺，如喷丸强化技术（Shot Peening）的应力分布控制。 第七章 表面完整性与无损检测技术 精密铸件对尺寸精度和表面完整性要求极高，本章聚焦于质量保证体系。 表面修饰与去除： 详细介绍了去除型壳残留、陶瓷芯残渣的方法，包括机械加工、化学侵蚀（酸洗）的工艺参数控制。讨论了如何选择合适的表面粗化或精加工工艺以满足最终产品的要求。 先进无损检测（NDT）： 深入讲解了针对高价值铸件的检测方法。包括： X射线计算机断层扫描（CT）： 用于高分辨率三维内部缺陷成像，特别是微小孔隙和裂纹的定量分析。 超声波检测（UT）： 介绍相控阵超声（PAUT）在识别复杂结构中内部缺陷和评估晶界状态的应用。 荧光渗透检测（PT）与磁粉检测（MT）： 用于表面微裂纹的敏感检测。 第八章 绿色铸造与可持续发展 本章面向未来，探讨了环保和可持续制造技术在精密铸造中的应用。讨论了先进的熔剂、环保涂料的使用，以及如何通过优化工艺参数（如降低焙烧温度）来减少有害气体和固废的产生。重点分析了废旧模料和陶瓷型芯的回收利用技术。 本书内容涵盖了从原材料选择到最终性能验证的完整精密铸造链条，是一部系统、前沿的技术专著。
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第1章 塑料增韧改性1 1.1 塑料的增韧增强与增刚1 1.1.1 概述1 1.1.2 增韧机理及影响因素2 1.1.3 增韧、增刚体系的研究3 1.1.4 小结12 1.2 塑料的增韧技术12 1.2.1 高聚物材料的冲击韧性及其评定13 1.2.2 影响聚合物材料冲击韧性的因素14 1.2.3 塑料增韧途径16 1.2.4 采用复合材料18 1.2.5 尽量减少制品中的缺陷22 1.3 塑料/橡胶共混物的相结构与增韧作用22 1.3.1 橡胶的相结构与增韧作用的关系23 1.3.2 界面结构与增韧作用的关系26 1.3.3 塑料基体的性质与增韧机理之间的关系27 1.3.4 粉末橡胶对塑料的增韧作用31第2章 塑料改性技术36 2.1 改性塑料配方功效的技术优化36 2.1.1 改性塑料配方研发的误区——服药模式36 2.1.2 基础树脂的正确选择是改性塑料功效的保障37 2.1.3 多功能改性塑料配方组分的简约化38 2.1.4 小结42 2.2 改性塑料行业发展现状、趋势及对助剂的需求42 2.2.1 中国塑料加工产业的现状与前景42 2.2.2 塑料改性学科的发展44 2.2.3 塑料改性关键技术进展及对加工用和性能提升用助剂的需求46 2.2.4 小结54 2.3 塑料加工助剂与功能塑料的环境友好化54 2.3.1 前言54 2.3.2 有毒、有害元素和化合物的替代技术是改性塑料的主题之一54 2.3.3 塑料助剂绿色化是实现塑料材料环境友好化的前提56 2.3.4 实现塑料功能化的核心是塑料加工助剂58 2.3.5 几种典型的塑料加工助剂的技术发展方向59 2.3.6 铝体系绿色化工助剂及其功能塑料产业链60 2.3.7 制订相关行业标准的必要性和可行性61 2.4 塑料助剂与塑料改性62 2.4.1 概述62 2.4.2 塑料填充改性63 2.4.3 偶联剂66 2.4.4 塑料增强改性68 2.4.5 聚合物共混改性73 2.4.6 不相容聚合物体系的增容74 2.4.7 塑料功能助剂的应用现状和发展趋势76 2.4.8 小结78第3章 配方设计要点79 3.1 塑料配方设计几大要点79 3.1.1 树脂的选择79 3.1.2 助剂的选择80 3.1.3 助剂的形态80 3.1.4 助剂的合理加入量81 3.1.5 助剂与其他组分关系82 3.2 塑料的大气老化与防老剂的应用技术85 3.2.1 概述85 3.2.2 户外大气暴露试验技术86 3.2.3 塑料气候老化的主要影响因素88 3.2.4 塑料耐候性及规律性研究91 3.2.5 防老剂的应用技术92 3.2.6 小结94 3.3 聚合物降解与稳定化94 3.3.1 聚合物耐老化性94 3.3.2 聚合物的降解现象95 3.3.3 聚合物降解的原理96 3.3.4 聚合物的稳定化98 3.3.5 小结99第4章 增塑剂100 4.1 新型增塑剂品种与塑料制品应用100 4.1.1 无毒生物可降解增塑剂100 4.1.2 天然多元醇增塑剂102 4.1.3 偏苯三酸酯类增塑剂103 4.1.4 均苯四酸四辛酯增塑剂104 4.1.5 聚酯类增塑剂106 4.2 邻苯二甲酸酯类增塑剂替代品的研究109 4.2.1 概述109 4.2.2 柠檬酸酯系列109 4.2.3 植物油基增塑剂110 4.2.4 聚合物型增塑剂110 4.2.5 环己烷二酯系列111 4.2.6 离子液体111 4.2.7 小结112第5章 阻燃剂113 5.1 阻燃剂的功能与重点品种应用技术113 5.1.1 阻燃机理及阻燃技术113 5.1.2 阻燃剂应用技术115 5.2 世界阻燃剂发展趋势探讨及国内产业现状分析123 5.2.1 概述123 5.2.2 卤系阻燃剂124 5.2.3 硅系阻燃剂128 5.2.4 磷系阻燃剂129 5.2.5 无机阻燃剂130 5.2.6 国内相关的法规132 5.3 聚合物膨胀阻燃剂与阻燃体系132 5.3.1 概述132 5.3.2 膨胀阻燃剂的组成与阻燃机理134 5.3.3 商业化膨胀阻燃剂136 5.3.4 新型膨胀阻燃体系137 5.3.5 存在的问题与展望139第6章 热稳定剂140 6.1 热稳定剂现状及发展趋势140 6.1.1 热稳定剂的分类与现状140 6.1.2 现有的环保法规141 6.1.3 铅盐类稳定剂生产状况142 6.1.4 有机锡类稳定剂生产状况143 6.1.5 钙锌类稳定剂生产现状144 6.1.6 热稳定剂发展趋势145 6.2 无毒PVC塑料配方技术146 6.2.1 环保要求146 6.2.2 环保法规及检测方法149 6.2.3 对策152 6.2.4 配方技术152 6.2.5 生产技术153 6.3 硫醇甲基锡热稳定剂在PVC塑料中的应用155 6.3.1 有机锡热稳定剂的研究、生产现状及发展趋势155 6.3.2 硫醇甲基锡在PVC硬制品中的使用158 6.3.3 硫醇甲基锡在PVC硬制品中的配方实例160 6.4 XH-CA功能性改质剂开发及应用161 6.4.1 概述161 6.4.2 实验部分162 6.4.3 XH-CA05应用于型材中162 6.4.4 XH-CA05应用于管件中163 6.4.5 实际应用164 6.4.6 使用方法165 6.4.7 产品性能165 6.5 稀土及其复合热稳定剂的性能和应用166 6.5.1 概述166 6.5.2 无机类稀土及其复合热稳定剂的性能和应用167 6.5.3 有机类稀土及其复合热稳定剂的性能和应用171 6.5.4 稀土稳定剂在聚氯乙烯配方设计中的应用179 6.5.5 稀土及其复合稳定剂的发展前景179第7章 抗冲改性剂和加工助剂181 7.1 ACR和MSB抗冲改性剂的应用技术181 7.1.1 概述181 7.1.2 ACR和MBS抗冲改性剂的制备技术183 7.1.3 ACR和MBS抗冲改性剂的结构及其对PVC的增韧机理184 7.1.4 ACR抗冲改性剂对PVC性能的影响及选用186 7.1.5 MBS抗冲改性剂对PVC性能的影响及选用189 7.1.6 小结191 7.2 含氟聚合物加工助剂191 7.2.1 含氟聚合物加工助剂的原理192 7.2.2 含氟聚合物加工助剂的功能193 7.2.3 含氟聚合物加工助剂的使用方法194 7.2.4 含氟加工助剂应用注意事项195 7.2.5 含氟聚合物加工助剂应用举例195 7.2.6 含氟聚合物加工助剂的使用安全事项198 7.2.7 含氟聚合物加工助剂的发展198 7.2.8 美国Dyneon公司PPA产品介绍200第8章 润滑剂201 8.1 润滑剂及润滑平衡201 8.1.1 塑料润滑剂及润滑作用理论与应用201 8.1.2 润滑剂的结构与作用机理214 8.1.3 相容度或表观溶解度与润滑作用219 8.1.4 内、外润滑作用的平衡224 8.1.5 润滑剂的选择及润滑平衡确定的实验方法233 8.2 润滑剂在改性塑料和功能母料领域的应用发展趋势237 8.2.1 概述237 8.2.2 润滑剂的品种与分类237 8.2.3 润滑剂在改性塑料和功能母料领域的应用与发展238 8.2.4 小结与展望242第9章 抗氧剂和光稳定剂243 9.1 国内塑料抗氧剂、光稳定剂的市场现状与技术发展243 9.1.1 国内塑料抗氧剂、光稳定剂的市场现状243 9.1.2 国内塑料抗氧剂、光稳定剂的技术发展探讨246 9.1.3 小结248 9.2 塑料抗氧剂和光稳定剂的作用功能、常用品种及应用探讨248 9.2.1 抗氧剂、光稳定剂的作用、功能与分类248 9.2.2 抗氧剂、光稳定剂的选用原则及常用品种255 9.2.3 抗氧剂、光稳定剂应用探讨260 9.2.4 小结266第10章 塑料着色267 10.1 颜料在塑料中的分散267 10.2 颜料分散理论268 10.2.1 颜料分散前的形态268 10.2.2 颜料的分散过程269 10.3 颜料的润湿和细化269 10.3.1 颜料的润湿269 10.3.2 颜料的细化(粉碎)270 10.4 颜料细化后的稳定化274 10.4.1 分散状态的稳定化274 10.4.2 吸附层的作用和理论275 10.5 颜料的(混合)分散与实例276 10.6 聚氯乙烯着色的几个问题277 10.6.1 加工稳定性277 10.6.2 迁移性277 10.6.3 耐候性277 10.6.4 影响PVC老化的几个问题278 10.6.5 聚氯乙烯成型工艺对着色剂的要求278第11章 抗菌剂281 11.1 概述281 11.2 抗菌剂的作用机理284 11.2.1 金属离子接触反应机理284 11.2.2 催化激化机理285 11.2.3 阳离子固定机理285 11.2.4 细胞内容物、酶、蛋白质、核酸损坏机理285 11.3 抗菌剂的性能285 11.3.1 抗菌谱285 11.3.2 抗菌剂最低抑菌浓度286 11.3.3 滤纸抑菌环法测定抗菌剂的效力286 11.3.4 抗菌塑料的抗菌性287 11.4 抗菌剂的种类和应用290 11.4.1 塑料用抗菌剂的种类290 11.4.2 无机抗菌剂291 11.4.3 有机系抗菌剂293 11.4.4 天然抗菌剂293 11.4.5 高分子抗菌剂294 11.4.6 抗菌剂的应用294 11.5 抗菌材料配方的选择及其在抗菌制品中的适用性297 11.5.1 常用材料的分类与抗菌功能化297 11.5.2 抗菌制品的制造、用途与抗菌功能化要求297 11.5.3 抗菌剂的品质选择与使用目的298 11.5.4 抗菌剂和抗菌材料的应用途径298 11.6 PE/纳米ZnO纳米抗菌材料技术研究300 11.6.1 实验部分300 11.6.2 结果与讨论301 11.6.3 抗菌机理探索304 11.6.4 小结305第12章 转矩流变仪306 12.1 转矩流变仪及其在聚合物加工中的应用306 12.1.1 概述306 12.1.2 测控主机307 12.1.3 混合器及数据处理308 12.1.4 螺杆挤出机及挤出式毛细管流变测量310 12.1.5 实验部分315 12.1.6 小结321 12.2 转矩流变曲线在提升PVC型材质量方面的贡献321 12.2.1 PVC高聚物的流变性321 12.2.2 扭矩流变仪的应用322 12.2.3 PVC物料标准转矩流变曲线建立的必要性323 12.2.4 建立型材生产车间PVC物料生产标准曲线库324 12.2.5 流变曲线在PVC型材生产与质量管理中的应用325第13章 填充材料328 13.1 无机粉体复合技术328 13.1.1 高分子/无机粉体复合体系中微观相界面的设计与调控328 13.1.2 高分子/无机粉体复合技术329 13.2 无机粉体材料在聚烯烃塑料中的应用332 13.2.1 无机粉体材料在塑料中应用的重要意义332 13.2.2 聚烯烃塑料常用的无机粉体材料的种类和加工技术333 13.2.3 塑料改性对无机粉体材料的基本要求335 13.2.4 无机粉体材料在聚烯烃塑料制品中的应用337 13.2.5 小结341 13.3 常见无机填料表面处理剂及其在聚合物复合材料中的应用342 13.3.1 常见无机填料表面处理剂342 13.3.2 用于水镁石的表面处理剂344 13.3.3 无机填料表面处理研究的新进展345 13.3.4 小结346第14章 回收利用347 14.1 塑料再生利用和塑料回收料的改性347 14.1.1 废塑料的来源及其对环境的危害347 14.1.2 废塑料的搜集、分离和再生348 14.1.3 再生废塑料的改性技术350 14.2 稀土助剂在降解塑料中的应用357 14.2.1 塑料废弃物污染及其治理357 14.2.2 降解塑料的定义、分类与特征359 14.2.3 稀土助剂在降解塑料中的应用359第15章 应用技术375 15.1 功能化助剂在塑料包装材料中的应用及发展375 15.1.1 功能化助剂在塑料包装材料中的应用376 15.1.2 塑料包装材料功能化应用中的热点问题380 15.1.3 小结382 15.2 稀土助剂在聚烯烃高性能化方面的应用382 15.2.1 稀土化合物在高分子材料中的应用概况383 15.2.2 稀土化合物作为无机粉体的表面处理剂在塑料改性中的应用383 15.2.3 稀土化合物作为β成核剂在PP塑料改性中的应用387 15.3 挤出发泡与配方设计391 15.3.1 概述391 15.3.2 挤出工艺流程391 15.3.3 硬聚氯乙烯泡沫塑料的配方设计394 15.4 建筑塑料制品的配方设计特点398 15.4.1 建筑塑料制品的发展和需求398 15.4.2 主要性能要求与配方设计特点399 15.4.3 小结405参考文献406
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