高分子復(fù)合材料加工工程

定　價：￥36.00

作　者：	（美）R.S.戴夫（Raju S.Dave），（美）A.C.盧斯（Alfred C.Loos）編著；方征平，沈烈譯
出版社：	化學(xué)工業(yè)出版社
叢編項：
標(biāo)　簽：	高分子材料

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ISBN：	9787502547837	出版時間：	2004-01-01	包裝：	平裝
開本：	21cm	頁數(shù)：	345	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　《高分子復(fù)合材料加工工程》分為理論與加工兩部分共15章，主要對高分子復(fù)合材料加工過程的基本原理和加工技術(shù)進(jìn)行了充分的闡述。既對化學(xué)、高分子及材料科學(xué)、流變學(xué)、動力學(xué)、傳遞現(xiàn)象、力學(xué)和控制體系等理論知識進(jìn)行了簡要介紹，也對高分子復(fù)合材料的主要加工技術(shù)如熱壓罐成型法、拉擠成型工藝、液相復(fù)合模塑、長絲纏繞、無模成型及復(fù)合材料的智能加工等進(jìn)行了詳細(xì)介紹。二戰(zhàn)以來，高分子材料工業(yè)無論在廣度還是深度方面都得到了長足的進(jìn)展。19世紀(jì)60～70年代新的高聚物不斷被聚合出來，具有獨特性能的高分子材料也不斷被發(fā)現(xiàn)。茂金屬催化劑在工業(yè)上的應(yīng)用更加推動了這種趨勢。而這些新材料是否可以得到廣泛的應(yīng)用，則有賴于新的成型加工技術(shù)的發(fā)展。與傳統(tǒng)的金屬和玻璃制造業(yè)相比，這些技術(shù)方法有很大的不同。但是，與同期高分子工業(yè)的蓬勃發(fā)展相比，“高分子加工工程”的重要性經(jīng)常被忽略。高分子加工，如擠出、注塑、熱成型、鑄塑等技術(shù)，賦予部件及產(chǎn)品以特殊的形狀尺寸。此外，還要有效地控制高分子材料一些獨特而復(fù)雜的性能。由于高聚物有很高的分子量，大多數(shù)情況下易于結(jié)晶，所以高分子加工技術(shù)往往通過控制取向和結(jié)晶進(jìn)而來影響產(chǎn)品的最終性能。在一些情況下，高聚物是在加工過程中合成的，比如連續(xù)纖維復(fù)合材料的加工，《高分子復(fù)合材料加工工程》的主題也正在此。硫化罐成型、擠拉成型和纏繞成型等是以一步或連續(xù)的幾步來同時合成聚合物并形成最終的產(chǎn)品部件的，這就增加了高分子工業(yè)的復(fù)雜性。因此，要想成為一個優(yōu)秀的高分子加工工程的研究和技術(shù)人員，就要對其基本原理和技術(shù)問題有相當(dāng)深入的了解。諸如人造纖維紡絲等一些高分子加工技術(shù)已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。但是就整體而言，無論在發(fā)達(dá)國家還是在新興的發(fā)展中國家，加工工程還主要植根于中小規(guī)模企業(yè)。鑒于這些企業(yè)的能力有限，其發(fā)展受到了很大的限制。未來高分子加工工程需要將新的科學(xué)知識和技術(shù)原理應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中去。基于最先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的數(shù)學(xué)模型、在線加工控制、產(chǎn)品檢測和特性化處理等都將成為企業(yè)維持自身競爭力的重要手段。1985年，高分子加工協(xié)會在俄亥俄州的阿克隆成立。協(xié)會每年都定期舉辦會議，出版刊物（《國際高分子加工》）及叢書（《高分子加工進(jìn)展》），致力于在國際范圍內(nèi)發(fā)展和宣傳新的和改良的高分子加工技術(shù)。叢書各卷都采用多作者方式，濃縮來自世界各地撰稿人的觀點匯集成各卷的主題，為學(xué)術(shù)研究和工業(yè)開發(fā)人士提供專業(yè)知識。作者和編者周密的洞察力及辛勤的努力，加上編委會嚴(yán)格的審查和出版商高效率的工作，是我們達(dá)成目標(biāo)不可或缺的因素。《高分子復(fù)合材料加工工程》主要對連續(xù)纖維增強(qiáng)的高分子復(fù)合材料制備過程的基本原理和加工過程進(jìn)行介紹。復(fù)雜工程部件的生產(chǎn)廠家將這些加工程序應(yīng)用于生產(chǎn)中，以實踐證明了理論的合理性，復(fù)合材料加工工程在航空航天方面的應(yīng)用就是最好的例子。而這些廠家的產(chǎn)品則說明了高分子材料在曾經(jīng)使用高性能傳統(tǒng)材料（金屬和陶瓷等）領(lǐng)域的應(yīng)用是成功的。多相體系要求材料具有各向異性的性能，所以化學(xué)動力學(xué)、流變學(xué)和形態(tài)學(xué)之間相互作用的研究成果是高分子加工過程在實踐中得以成功應(yīng)用的基礎(chǔ)。20世紀(jì)80～90年代，新的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的加工工藝飛速發(fā)展，未來對其復(fù)雜性和基本步驟的研究也得以進(jìn)一步的鞏固?！陡叻肿訌?fù)合材料加工工程》得到了來自美洲、歐洲和亞洲工業(yè)及學(xué)術(shù)領(lǐng)域的熱心支持，對高分子加工很有指導(dǎo)意義。

作者簡介

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圖書目錄

第一部分理論
1 熱塑性樹脂開環(huán)聚合的化學(xué)、動力學(xué)和流變學(xué)3
1.1 概要3
1.2 內(nèi)酰胺的陰離子開環(huán)聚合7
1.3 己內(nèi)酰胺陰離子聚合的動力學(xué)10
1.3.1 動力學(xué)模型10
1.3.2 動力學(xué)模型的驗證13
1.4 己內(nèi)酰胺陰離子聚合過程中黏度的增長16
1.4.1 黏度模型16
1.4.2 黏度模型的檢驗17
1.5 流變動力學(xué)模型在反應(yīng)注射拉擠成型中的應(yīng)用22
1.6 總結(jié)27
術(shù)語注釋28
致謝28
參考文獻(xiàn)29
2 熱固性樹脂固化動力學(xué)與流變學(xué)32
2.1 簡介32
2.1.1 樹脂32
2.1.2 增強(qiáng)劑33
2.1.3 加工工藝34
2.1.4 固化周期35
2.1.5 最優(yōu)化36
2.2 固化動力學(xué)37
2.2.1 動力學(xué)模型37
2.2.2 凝膠化理論41
2.2.3 流變學(xué)模型43
2.2.4 擴(kuò)散效應(yīng)46
2.2.5 控制固化的技術(shù)47
2.3 增強(qiáng)的影響52
2.4 環(huán)氧、乙烯基酯和酚醛樹脂53
2.4.1 環(huán)氧樹脂53
2.4.2 乙烯基酯67
2.4.3 酚醛樹脂72
2.5 相關(guān)現(xiàn)象75
2.5.1 樹脂流動76
2.5.2 質(zhì)量傳遞77
2.5.3 熱傳遞79
2.6 固化周期92
2.7 最優(yōu)化和控制策略94
2.7.1 傳感器96
2.8 總結(jié)和展望97
術(shù)語注釋99
致謝101
參考文獻(xiàn)101
3 增韌的熱固性樹脂固化過程中的相分離及相形態(tài)演化111
3.1 前言111
3.2 相分離熱力學(xué)和動力學(xué)112
3.3 文獻(xiàn)綜述113
3.4 實驗120
3.4.1 材料120
3.4.2 共混和固化步驟120
3.4.3 相分離行為121
3.4.4 相形態(tài)121
3.5 結(jié)果與討論121
3.5.1 相圖121
3.5.2 相形態(tài)122
3.5.3 相分離機(jī)理122
3.5.4 組成的影響133
3.5.5 固化溫度的影響135
3.6 結(jié)論136
術(shù)語注釋137
參考文獻(xiàn)137
4 固化過程中頻率依賴的在線介電感應(yīng)140
4.1 引言140
4.2 儀器143
4.3 理論143
4.4 等溫固化145
4.5 多重時溫加工周期中的固化控制148
4.6 厚層壓板中的固化監(jiān)控151
4.7 樹脂膜浸漬155
4.8 智能自動控制157
4.9 結(jié)論159
致謝160
參考文獻(xiàn)160
5 聚合物基復(fù)合材料加工過程中熱量、質(zhì)量、動量傳遞
模擬的一種統(tǒng)一方法162
5.1 引言162
5.2 局部體積平均163
5.3 平衡方程的推導(dǎo)165
5.3.1 質(zhì)量守恒165
5.3.2 動量守恒167
5.3.3 能量守恒170
5.4 不同聚合物基復(fù)合材料加工過程的特殊方程173
5.4.1 樹脂傳遞模塑（RTM）173
5.4.2 注射拉擠成型（IP）177
5.4.3 熱壓罐成型（AP）183
5.5 結(jié)論185
術(shù)語注釋186
參考文獻(xiàn)187
6 孔穴的生長與溶解189
6.1 引言189
6.1.1 熱壓罐成型過程190
6.1.2 孔穴現(xiàn)象192
6.1.3 常見的模型框架192
6.2 孔穴的形成與平衡時的穩(wěn)定192
6.2.1 孔穴的成核193
6.2.2 平衡時孔穴的穩(wěn)定194
6.3 擴(kuò)散控制的孔穴生長197
6.3.1 問題的提出197
6.3.2 模型的發(fā)展199
6.3.3 孔穴生長的模型預(yù)測204
6.4 樹脂和孔穴輸送209
6.5 結(jié)論213
術(shù)語注釋214
致謝215
參考文獻(xiàn)216
7 熱塑性復(fù)合材料加工過程中的凝固現(xiàn)象218
7.1 引言218
7.2 緊密接觸222
7.2.1 文獻(xiàn)綜述223
7.2.2 緊密接觸模型226
7.2.3 緊密接觸測量232
7.2.4 模型的驗證235
7.2.5 參數(shù)研究239
7.3 層間鍵合242
7.3.1 愈合模型243
7.3.2 鍵合程度245
7.4 結(jié)論246
術(shù)語注釋246
致謝247
參考文獻(xiàn)247
8 復(fù)合材料加工導(dǎo)致的殘余應(yīng)力249
8.1 前言249
8.2 加工模型252
8.2.1 固化動力學(xué)252
8.2.2 熱化學(xué)模擬255
8.2.3 殘余應(yīng)力模型260
8.3 實驗結(jié)果269
8.3.1 彈性模型的比較269
8.3.2 粘彈模型的比較271
8.4 加工對殘余應(yīng)力的影響273
8.4.1 固化溫度273
8.4.2 后固化274
8.4.3 三步固化周期275
8.5 結(jié)論278
術(shù)語注釋278
參考文獻(xiàn)280
9 復(fù)合材料加工中對產(chǎn)品質(zhì)量的智能控制281
9.1 序言281
9.2 傳統(tǒng)的SPC/SQC方法282
9.3 基于知識（專家系統(tǒng)）的控制284
9.4 基于模型（模型預(yù)測）的控制288
9.4.1 連續(xù)過程的模型預(yù)測控制288
9.4.2 間隙過程的模型預(yù)測控制（SHMPC）290
9.5 在線控制所用的模型293
9.5.1 模型的種類294
9.5.2 用于SHMPC的在線質(zhì)量模型ANNs295
9.5.3 在熱壓罐固化中的應(yīng)用296
9.6 總結(jié)與展望300
術(shù)語注釋301
參考文獻(xiàn)303
第二部分加工
10 熱壓罐成型法309
10.1 概述309
10.2 熱壓罐成型工藝的描述311
10.2.1 固化周期311
10.2.2 樹脂黏度和動力學(xué)模型312
10.2.3 樹脂的壓力和流動313
10.2.4 樹脂流動模型315
10.2.5 實驗研究315
10.2.6 加壓板及加壓器318
10.2.7 網(wǎng)狀樹脂和低流動性樹脂體系320
10.3 空隙和空隙率320
10.3.1 空隙形成理論320
10.3.2 空隙模型321
10.3.3 樹脂和預(yù)浸料變量321
10.3.4 擠壓操作323
10.3.5 擠壓的研究323
10.4 加工326
10.4.1 制件的熱響應(yīng)326
10.4.2 熱傳遞模型327
10.5 總結(jié)328
術(shù)語注釋329
參考文獻(xiàn)330
11 拉擠成型工藝332
11.1 概述332
11.2 工藝描述333
11.2.1 設(shè)備334
11.2.2 原材料337
11.2.3 市場情況339
11.2.4 加工性能341
11.2.5 主要的技術(shù)問題341
11.2.6 熱塑性基體復(fù)合材料的拉擠成型342
11.3 加工模型344
11.3.1 模型怎樣才能起作用345
11.3.2 前期的模型研究工作345
11.4 基體流動模型347
11.5 壓力模型350
11.5.1 流動速率壓力降的關(guān)系350
11.5.2 壓力分布352
11.5.3 模型預(yù)測與實驗比較353
11.5.4 模型的應(yīng)用355
11.6 牽引阻力模型359
11.6.1 黏性阻力359
11.6.2 壓縮阻力360
11.6.3 摩擦阻力360
11.6.4 總的牽引阻力361
11.6.5 模型預(yù)測與實驗結(jié)果的比較361
11.6.6 模型應(yīng)用364
11.7 展望369
術(shù)語注釋371
參考文獻(xiàn)372
12 液相復(fù)合模塑原理374
12.1 概述374
12.2 預(yù)成型376
12.2.1 切割和粘貼379
12.2.2 噴射379
12.2.3 熱成型380
12.2.4 緯編380
12.2.5 滾帶380
12.3 充模381
12.3.1 理論381
12.3.2 注射方式384
12.3.3 充模問題388
12.4 模內(nèi)固化392
12.4.1 基本理論392
12.4.2 固化過程的優(yōu)化392
12.4.3 固化問題394
12.5 模具設(shè)計396
12.5.1 一般設(shè)計規(guī)則396
12.5.2 模具材料397
12.5.3 剛度計算398
12.5.4 密封399
12.5.5 夾緊400
12.5.6 加熱系統(tǒng)400
12.6 結(jié)論401
術(shù)語注釋401
致謝402
參考文獻(xiàn)402
13 長絲纏繞404
13.1 概述404
13.2 制備工藝407
13.2.1 纏繞技術(shù)407
13.2.2 纖維和樹脂408
13.3 裝置410
13.4 圓柱體設(shè)計指導(dǎo)411
13.5 長絲纏繞加工模型412
13.5.1 熱化學(xué)子模型415
13.5.2 纖維移動子模型：熱固性基體圓柱體416
13.5.3 凝固子模型：熱塑性樹脂圓柱體419
13.5.4 應(yīng)力子模型421
13.5.5 空隙子模型422
13.6 長絲纏繞的材料特性423
13.6.1 綜述423
13.6.2 測試方法424
13.7 展望430
參考文獻(xiàn)430
14 熱塑性基體復(fù)合材料的無模成型433
14.1 概述433
14.2 無模成型的概念435
14.3 模擬、形狀歸類和成型設(shè)備的概念437
14.4 樣機(jī)441
14.5 過彎曲——觀測與模型443
14.6 連續(xù)無模成型445
14.7 無模任意彎曲成型449
14.8 總結(jié)與結(jié)論452
致謝453
參考文獻(xiàn)454
15 復(fù)合材料的智能加工455
15.1 概述455
15.2 批量加工的控制問題456
15.3 設(shè)計加工條件的方法458
15.3.1 嘗試法459
15.3.2 實驗設(shè)計461
15.4 統(tǒng)計過程控制463
15.4.1 加工科學(xué)464
15.4.2 分析模型467
15.4.3 以知識為基礎(chǔ)的專家系統(tǒng)470
15.4.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)471
15.4.5 方法總結(jié)471
15.5 實時過程控制工具472
15.5.1 監(jiān)督控制器473
15.5.2 以知識為基礎(chǔ)的自適應(yīng)控制器476
15.5.3 專家系統(tǒng)476
15.5.4 定性推理478
15.5.5 模糊邏輯479
15.5.6 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)480
15.5.7 分析模型481
15.6 總結(jié)482
參考文獻(xiàn)483