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本書系統闡述納米單元與結構、納米可控分散科學與技術、納米複合效應與納米複合材料分類等內容。對這些內容的研究開闢了納米中間體可控分散與納米結構組裝新領域，創建了層狀結構物質的插層化學與原理方法，創建了多功能高性能納米複合材料體系、納米結構性能表徵及其大尺度規模化體系評價方法，實現了納米複合材料在化工、礦藏、油氣能源、新能源及催化等領域的應用。
本次再版不僅針對納米複合多相體系豐富了相關研究，並且創建了插層納米化學學科體系及插層納米複合材料學，闡述了插層化學納米化在油氣、煤炭及化工領域的創新研究實例及應用，提供了納米技術前沿理論及發展方向，尤其是納米科技新能源方面的進展。本書適於材料科學、化學、化工、能源等領域科研人員及學生閱讀參考。
第1章 聚合物納米複合材料科技總論
1.1 引言 1
1.1.1 背景 1
1.1.2 自然尺度和納米尺度 2
1.1.3 天然和人造納米結構 4
1.1.4 納米概念與發展簡史 5
1.2 納米科學與技術體系 7
1.2.1 納米科技概念和技術路線 7
1.2.2 納米結構與納米材料術語 8
1.2.3 納米複合與納米效應 9
1.3 聚合物納米複合體系 12
1.3.1 聚合物多級結構及分類 12
1.3.2 無機納米材料原料體系分類 16
1.3.3 聚合物納米複合材料分類及特性 18
1.3.4 納米複合材料設計製備方法 19
1.4 層狀材料結構與物性 26
1.4.1 層狀矽酸鹽分類與物性 26
1.4.2 蒙脫石層狀結構特性 27
1.4.3 層狀化合物結構剝離 28
1.5 聚合物層狀結構分散複合方法 30
1.5.1 納米分散定義和表徵方法 30
1.5.2 納米分散與複合體系 32
1.5.3 插層納米化學原理及方法 34
1.5.4 插層納米複合材料學原理及方法 35
1.5.5 層狀結構材料插層熱力學與動力學 38
1.5.6 聚合物層狀納米複合材料體系與加工特性 40
1.6 高性能多功能聚合物-無機納米複合材料體系 41
1.6.1 有機-無機納米複合材料結構功能體系 41
1.6.2 聚合物納米複合材料多功能體系 44
1.6.3 聚合物納米複合材料優異性與綜合性 45
1.7 聚合物納米複合材料創新應用前景 47
1.7.1 聚合物多尺度納米複合材料創新體系 47
1.7.2 納米結構載體與催化劑創新體系 48
1.7.3 多功能高性能納米處理劑創新體系 48
1.7.4 油氣與新能源納米材料應用前景 49
1.7.5 仿生及資訊能源納米材料應用前景 50
參考文獻 51
第2章 聚合物-無機納米分散複合體系設計
2.1 聚合物聚集態納米結構 54
2.1.1 聚合物多尺度聚集態 54
2.1.2 聚合物聚集態多尺度結構特性 59
2.1.3 聚合物聚集態納米複合 62
2.1.4 聚合物聚集態-無機納米共混複合 63
2.2 聚合物-無機納米複合材料介面原理與方法 64
2.2.1 聚合物-無機納米複合材料介面反應與功能化 64
2.2.2 聚合物納米複合材料聚集態熔體特性 66
2.3 聚合物-層狀材料納米分散複合成核原理與方法 67
2.3.1 天然與合成層狀結構材料 67
2.3.2 納米可控成核多功能效應 70
2.3.3 納米複合成核原理與方法 72
2.4 聚合物納米分散複合材料多相體系設計 79
2.4.1 聚合物材料和納米材料改性方法 79
2.4.2 聚合物多相體系納米分散方法 80
2.4.3 納米可控分散複合原理與方法 82
2.4.4 調製納米中間體及其分散複合體系 83
2.5 高性能多功能納米中間體可控分散複合材料設計 85
2.5.1 納米複合材料功能性 85
2.5.2 高性能多功能納米複合材料合成設計 86
2.6 核-殼結構納米中間體表面反應與分散體系 87
2.6.1 核-殼結構納米中間體體系與表面反應 87
2.6.2 聚合物納米分散複合結構固定原理與方法 90
2.6.3 聚合物納米複合材料結晶動力學 93
參考文獻 98
第3章 插層納米化學和插層納米複合材料學原理與方法
3.1 黏土礦物晶體結構與結構模型 100
3.1.1 黏土礦物分類與組成 100
3.1.2 主要黏土礦物晶體納米結構 101
3.2 層狀黏土納米膠體化學 110
3.2.1 層狀黏土礦物電性 110
3.2.2 主要黏土礦物水化作用 112
3.2.3 層狀黏土礦物吸附性 114
3.2.4 納米膠體化學原理 115
3.3 層狀黏土膠體及多功能納米複合穩定體系 117
3.3.1 層狀黏土膠體分散與聚結穩定體系 117
3.3.2 有機-無機納米複合材料穩定功能化方法 120
3.4 插層納米化學原理與方法 121
3.4.1 插層化學與插層納米化學 121
3.4.2 插層納米化學原理與方法 123
3.4.3 插層納米化學設計複合材料 127
3.4.4 分子間作用力插層複合原理方法 132
3.4.5 重要特殊分子插層複合體 134
3.5 插層納米複合材料學原理及工藝方法 135
3.5.1 插層納米複合材料學原理 135
3.5.2 插層納米化學與插層納米複合材料學工藝 136
3.5.3 層狀結構材料規模化可控插層納米複合材料原理 139
3.5.4 插層納米複合材料熱機械分散與加工成型工藝 140
參考文獻 142
第4章 塑性聚合物-無機納米複合材料
4.1 塑性聚合物材料多尺度納米分散原理與方法 145
4.1.1 聚合物材料熱力學性能 145
4.1.2 聚合物多尺度納米分散複合體系 146
4.2 聚醯胺-層狀矽酸鹽黏土納米複合材料 147
4.2.1 聚醯胺原料與單體體系 147
4.2.2 聚醯胺原位聚合納米複合催化反應體系 150
4.2.3 聚醯胺納米複合材料聚合反應原理與方法 151
4.2.4 聚醯胺-黏土納米複合材料性能調控方法 153
4.2.5 一步法堿催化合成鑄型尼龍-黏土納米複合材料 156
4.2.6 尼龍66-黏土納米複合材料合成 159
4.2.7 尼龍納米複合材料功能性比較 162
4.3 環氧樹脂-黏土納米複合材料 162
4.3.1 環氧樹脂與低聚物合成特性及計量 162
4.3.2 環氧樹脂-層狀矽酸鹽納米複合材料工藝 166
4.3.3 環氧樹脂基納米剝離分散複合材料 167
4.3.4 調控環氧樹脂納米複合材料性能方法 170
4.4 聚酯-蒙脫土納米複合材料 174
4.4.1 聚酯和聚酯-蒙脫土納米複合材料 174
4.4.2 聚酯納米複合材料製備工藝 175
4.4.3 聚酯納米複合材料結構與性能 178
4.4.4 PBT-蒙脫土納米複合材料 182
4.4.5 聚酯納米複合材料的納米效應與應用特性 186
4.5 聚烯烴-黏土納米複合材料 187
4.5.1 聚烯烴及其催化劑 187
4.5.2 聚烯烴的聚合工藝 189
4.5.3 聚烯烴納米複合材料製備工藝 190
參考文獻 192
第5章 水溶性聚合物-無機納米複合材料
5.1 水溶性聚合物體系及其納米複合原理與方法 195
5.1.1 水溶性聚合物分子結構與分類 195
5.1.2 水溶性聚合物及其納米複合材料反應體系 197
5.1.3 合成水溶性聚合物縮聚反應體系 201
5.1.4 天然水溶性聚合物材料體系 202
5.1.5 水溶性聚合物納米複合材料合成原理與方法 204
5.1.6 水溶性聚合物納米複合材料工藝方法 204
5.2 聚丙烯醯胺-無機納米複合材料 206
5.2.1 聚丙烯醯胺納米複合材料組成體系方法 206
5.2.2 高性能聚丙烯醯胺納米複合材料 208
5.2.3 高性能多功能聚丙烯醯胺納米複合材料 209
5.2.4 丙烯醯胺共聚納米複合體系納米複合效應表徵 212
5.2.5 丙烯醯胺共聚納米複合材料製備工藝 212
5.2.6 抗高溫丙烯醯胺共聚納米複合材料 213
5.3 聚丙烯酸及其衍生物納米複合材料 214
5.3.1 聚丙烯酸及其衍生物聚合反應 214
5.3.2 聚丙烯酸及其衍生物納米複合材料製備原理與方法 217
5.3.3 聚丙烯酸及其衍生物納米複合材料應用特性 219
5.4 聚乙烯醇無機納米複合材料 219
5.4.1 聚乙烯醇納米複合材料組成 219
5.4.2 聚乙烯醇及其納米複合材料物化特性 220
5.4.3 聚乙烯醇納米複合材料功能體系設計方法 222
5.5 聚乳酸納米複合材料 224
5.5.1 聚乳酸納米複合材料合成體系 224
5.5.2 聚乳酸納米複合材料合成原理與工藝 226
5.5.3 可降解共聚酯納米複合材料製備工藝 229
5.6 水溶性聚合物納米複合材料降解和再用原理與方法 235
5.6.1 水溶性聚合物納米複合材料催化降解原理與方法 235
5.6.2 水溶性聚合物納米複合材料催化降解方法 235
5.6.3 水溶性聚合物及其納米複合材料光催化機理 240
5.6.4 油氣工程聚合物納米複合流體催化降解再用方法 241
參考文獻 247
第6章 納米複合材料結構性能及效應表徵方法
6.1 納米單元與納米結構及納米顆粒複合效應理論 250
6.1.1 產生納米單元和納米結構 250
6.1.2 納米顆粒剛性與柔性體系 252
6.1.3 納米顆粒與複合效應分類表徵 253
6.1.4 聚合物納米複合材料增強增剛增韌機理與模型 256
6.1.5 超微顆粒體系穩定理論與方法 263
6.1.6 超微顆粒光散射理論與方法 270
6.1.7 納米複合成核效應原理與表徵 272
6.2 層狀納米結構與物性表徵 274
6.2.1 層狀矽酸鹽黏土結構組成 274
6.2.2 層狀矽酸鹽孔結構性能表徵 279
6.3 納米複合表面介面結構特性表徵 281
6.3.1 納米結構材料介面結構特性 281
6.3.2 納米顆粒複合表面介面結構表徵 283
6.3.3 納米結構材料表面介面特性表徵 285
6.4 聚合物納米複合結構效應表徵 288
6.4.1 聚酯納米複合等溫結晶效應 288
6.4.2 納米複合結晶成核與熱效應 290
6.4.3 聚合物納米複合材料凝聚結構形態 292
6.5 聚合物納米複合多級結構性能及表徵方法 295
6.5.1 納米複合體系多級結構及表徵 295
6.5.2 介孔結構合成與表徵 298
6.5.3 聚合物納米複合多級結構及分類 298
6.5.4 聚合物-層狀化合物納米複合體系多級結構 299
參考文獻 300
第7章 聚合物納米複合材料原料與中間體應用
7.1 無機納米材料原料體系 304
7.1.1 優選無機納米材料原料 304
7.1.2 合成納米結構中間體材料 306
7.1.3 納米中間體合成工藝與設計 309
7.1.4 通用納米材料和納米中間體原料技術規範 311
7.1.5 碳層狀納米結構中間體與複合材料 313
7.2 天然黏土純化改性原料體系 317
7.2.1 主要黏土純化改性體系 317
7.2.2 納米結構中間體通用工藝的優化和程式化 319
7.2.3 納米中間體微乳液法合成納米單元和納米材料 320
7.3 納米中間體微孔結構柱撐載體與催化劑體系 323
7.3.1 黏土納米中間體微孔結構柱撐載體 323
7.3.2 黏土納米中間體微孔結構柱撐載體催化劑體系 324
7.3.3 黏土柱撐多孔非均勻結構催化劑 326
7.3.4 納米材料與納米結構中間體聯合載負催化劑方法 329
7.4 聚合物納米中間體複合超短纖維工藝 332
7.4.1 聚合物共混納米複合短纖維工藝 332
7.4.2 聚合物納米複合材料熔融紡絲和短纖維工藝 334
7.4.3 聚合物納米複合超短纖維結構性能 335
7.5 聚合物納米中間體複合材料油氣工程處理劑設計與應用 336
7.5.1 聚合物納米複合材料處理劑設計 336
7.5.2 聚合物納米中間體複合材料鑽井工程應用方法 337
7.5.3 凹凸棒土納米中間體及懸浮體形態特性 340
7.5.4 納米中間體複合壓裂液多功能體系 341
7.5.5 KLCN納米複合壓裂液體系評價 344
參考文獻 347
第8章 塑性聚合物納米複合材料應用
8.1 塑性聚合物共混與複合材料多功能體系 349
8.1.1 塑性聚合物多相體系理論 349
8.1.2 塑性聚合物共混體系 350
8.1.3 塑性聚合物納米複合材料體系與特性 352
8.2 塑性聚合物納米複合材料製備原料與方法 355
8.2.1 納米材料原料 355
8.2.2 工業適用納米結構中間體製備工藝 357
8.2.3 MXene層狀納米中間體製備方法 360
8.2.4 聚合物納米複合材料設計原理與方法 362
8.3 聚烯烴納米複合材料 363
8.3.1 納米中間體與納米材料表面改性方法 363
8.3.2 聚乙烯納米中間體複合材料熔體成型工藝與方法 365
8.3.3 聚丙烯-聚乙烯共聚納米複合管 366
8.4 聚酯納米複合材料及超短纖維 368
8.4.1 聚酯納米複合材料工藝 368
8.4.2 聚酯共混納米複合材料與紡絲工藝方法 369
8.4.3 聚酯共混納米複合材料紡絲及短纖維結構特性 371
8.4.4 聚合物納米複合超短纖維應用特性 373
8.5 聚合物納米複合光電功能體系 373
8.5.1 聚合物納米複合光電膜體系 373
8.5.2 聚合物材料鋰基二次電池隔膜 375
8.5.3 聚合物納米複合材料感測器工業體系 379
8.5.4 聚合物納米複合材料阻隔包裝材料工方法 381
8.5.5 聚烯烴納米複合材料阻燃增強工程材料 383
8.5.6 聚酯納米複合材料阻燃增強工程材料 385
8.5.7 聚合物納米複合材料汽車和紡織應用技術 387
參考文獻 388
第9章 水溶性聚合物納米複合材料油氣工程多功能應用
9.1 水溶性聚合物納米複合材料應用體系 390
9.1.1 水溶性聚合物材料處理劑及納米複合體系 390
9.1.2 水溶性聚合物納米複合材料生產技術 392
9.1.3 水溶性聚合物納米複合材料工業應用 393
9.2 水溶性聚合物納米複合材料和處理劑生產工藝與應用方法 394
9.2.1 水溶性聚合物納米複合材料和處理劑生產工藝 394
9.2.2 水溶性聚合物納米複合材料工藝 395
9.3 水溶性共聚納米複合材料油氣工程應用原理與方法 397
9.3.1 油氣工程聚合物納米複合材料特性 397
9.3.2 納米複合鑽井液和完井液應用原理與方法 399
9.3.3 納米複合壓裂液應用原理與方法 400
9.3.4 納米複合驅油液應用原理與方法 402
9.3.5 納米複合水泥漿應用原理與方法 402
9.4 水溶性聚合物納米複合材料油氣工程應用工藝與評價方法 403
9.4.1 油氣工程納米複合材料應用設計與評價方法 403
9.4.2 鑽井完井工程應用工藝與評價方法 404
9.4.3 聚合物納米複合封堵劑及堵漏堵水應用設計方法 409
9.4.4 聚合物納米複合材料儲層改造壓裂工程應用方法 415
9.4.5 聚合物納米複合材料固井工程應用方法 421
9.5 水溶性聚合物納米複合材料油氣工程綜合應用技術及規範 426
9.5.1 水溶性聚合物納米複合材料體系應用設計 426
9.5.2 鑽井完井工程應用技術 427
9.5.3 封堵與堵漏應用技術 430
9.5.4 儲層改造壓裂工程應用技術 431
9.5.5 固井工程應用技術 433
9.5.6 採油和提高採收率工程應用技術 434
9.5.7 油氣工程納米複合廢液殘液催化裂解應用實例 437
參考文獻 443
