新型生物质基弹性材料制备关键技术

　　本书为“生物质新材料研发与制备技术丛书”之一，本书主要以生物质基弹性材料为研究对象，围绕从造纸废液中提取的木质素磺酸盐的改性技术、与聚丙烯和三元乙丙橡胶复合的关键技术以及应用展开，首先简要介绍造纸废液的处理技术，然后介绍作为主材的木质素磺酸盐和热塑性弹性体的生产加工技术，进而分章节分别介绍EPDM/PP/AL材料的混合比例、制备工艺参数、硫化体系、补强和填充体系、增塑剂等关键性生产加工技术，最后一章介绍生物质基新型弹性材料的性能及设计。本书内容翔实、数据准确，既具有一定的理论创新，又具有较强的实用价值，可供从事生物质材料、橡胶材料以及建筑材料生产等领域的工程技术人员、科研人员及相关专业在校师生阅读和参考。

　　勾锐，男，1979年生，博士，中国共产党党员，青岛科技大学艺术学院环境设计系，副教授，硕士生导师。一直从事艺术与科技领域的教学和科研工作，研究内容主要集中于新型弹性材料的创新应用研究等方面。发表学术论文10余篇（SCI收录3篇），出版教材6部。主持及参加国家艺术基金项目、山东省社会科学规划项目、山东省人文社会科学课题、山东省高等学校人文社会科学研究计划项目、山东省艺术教育专项课题、青岛市哲学社会科学规划项目等多项课题的研究工作。郭明辉， 1964年生，博士。国家重点学科木材科学与技术学科带头人，现为东北林业大学二级教授、博士生导师，中国林学会木材科学分会理事长、中国木材标准化委员会委员，国家和省级各类科研项目立项和评奖项目的评审专家。一直从事木材科学与技术领域教学和科研工作，其研究内容主要包括木材碳学、生物质复合功能材料以及木材表面改性等方面。2014年和2008年享受国务院和黑龙江省政府特殊津贴。2002年获中国高校科技进步奖一等奖、第七届中国林业青年科技奖，2004年获国家科技进步二等奖，2006年、2010年及2021年获省部一等奖、二等奖各2项。2011年获得黑龙江省教学名师称号，2019年和2022年获得黑龙江省教学成果一等奖和特等奖，2021年获得国家课程思政示范课程及教学名师，2015和2013年主持并主讲“木材学”、“木材与人类生活”两门课程的国家精品资源共享课程。先后发表学术论文200余篇（被SCI收录的学术论文有72篇），出版专著十余部。

第一章生物质基新型材料1
第一节生物质材料1
一、生物质材料的种类2
二、生物质材料的性质2
三、生物质材料的应用7
第二节木质纤维素材料11
一、纤维素基材料12
二、半纤维素基材料15
三、木质素基材料16
四、其他材料18
第三节生物质基新型弹性建筑材料EPDM/PP/AL介绍19
一、木质基剩余物19
二、理论构想22
三、实验材料与设备23
参考文献26
第二章动态硫化热塑性弹性体29
第一节热塑性弹性体29
一、热塑性弹性体的特征29
二、热塑性弹性体的种类30
第二节苯乙烯类热塑性弹性体31
一、苯乙烯类热塑性弹性体的品种31
二、苯乙烯类热塑性弹性体的结构特征31
三、苯乙烯类热塑性弹性体的性能31
四、苯乙烯类热塑性弹性体的加工32
第三节热塑性聚氨酯弹性体33
一、热塑性聚氨酯弹性体的品种33
二、热塑性聚氨酯弹性体的结构33
三、热塑性聚氨酯弹性体的性能33
四、热塑性聚氨酯弹性体的成型加工34
第四节热塑性聚酯弹性体36
一、热塑性聚酯弹性体的品种36
二、热塑性聚酯弹性体的结构特征36
三、热塑性聚酯弹性体性能37
四、热塑性聚酯弹性体的成型加工39
第五节热塑性聚烯烃弹性体40
一、热塑性聚烯烃弹性体的品种40
二、热塑性聚烯烃弹性体的性能41
三、热塑性聚烯烃弹性体的成型加工43
第六节动态硫化热塑性弹性体结构与制备44
一、动态硫化的概念及发展45
二、TPV的微观形态结构及其形成机理46
三、TPV的制备47
四、TPV的性能及影响因素49
五、TPV的应用50
参考文献51
第三章EPDM/PP/AL各主料的混合比例56
第一节配方设计56
一、配方设计的内容和要求57
二、配方设计的特点57
三、配方设计的原则与分类60
四、配方的组成及表示方法62
五、配方性能的检测63
第二节配方设计与材料性能的关系67
一、配方设计与材料物理性能的关系67
二、配方设计与材料工艺性能的关系72
第三节PP用量对EPDM/PP/AL性能的影响93
一、力学性能94
二、流变性能95
三、结晶行为96
第四节AL用量对EPDM/PP/AL性能的影响97
一、力学性能97
二、流变性能98
三、结晶行为100
参考文献100
第四章EPDM/PP/AL制备的工艺参数103
第一节常用生产工艺103
一、生胶塑炼工艺103
二、混炼工艺113
三、压延工艺118
四、挤出工艺123
五、注射工艺130
六、硫化工艺135
第二节挤出温度对EPDM/PP/AL复合材料性能的影响138
一、过氧化物硫化体系138
二、硫硫化体系141
三、酚醛树脂硫化体系144
第三节挤出速率对EPDM/PP/AL复合材料性能的影响147
一、过氧化物硫化体系147
二、硫硫化体系150
三、酚醛树脂硫化体系152
参考文献155
第五章EPDM/PP/AL制备的硫化体系157
第一节硫化体系概述157
一、硫化的定义158
二、硫化历程及硫化参数158
第二节常见硫化体系160
一、无促进剂的硫硫化160
二、促进剂硫硫化162
三、各种硫硫化体系169
四、非硫硫化体系172
第三节EPDM/PP/AL的硫化体系及其对性能的影响176
一、 过氧化物硫化体系176
二、硫硫化体系182
三、酚醛树脂硫化体系187
四、不同硫化系统对复合材料性能的影响对比193
参考文献195
第六章EPDM/PP/AL的补强和填充体系197
第一节补强和填充体系197
一、基本概念197
二、炭黑199
三、有机补强剂210
四、无机填充剂212
五、短纤维补强214
六、新型纳米增强技术218
第二节木粉用量对EPDM/PP/AL性能的影响222
一、力学性能223
二、流变性能225
三、结晶行为226
参考文献227
第七章EPDM/PP/AL的增塑剂228
第一节常用增塑剂228
一、基本概念228
二、橡胶增塑原理及增塑效果表征229
三、常见增塑剂231
四、新型增塑剂236
第二节环烷油用量对EPDM/PP/AL复合材料性能的影响237
一、物理力学性能238
二、流变性能239
三、结晶行为241
参考文献242
第八章生物质基新型弹性材料的性能及设计243
第一节耐热性能243
一、橡胶的选择244
二、硫化体系的选择248
三、防老体系的选择250
四、填充体系的影响251
五、软化剂的影响251
第二节耐寒性能252
一、橡胶的选择253
二、增塑剂的影响254
三、硫化体系的影响256
四、填充体系的影响257
第三节耐油性能258
一、橡胶的选择259
二、耐油橡胶的配合体系260
第四节耐腐蚀性能261
一、硫化橡胶的耐水性262
二、耐化学腐蚀性的配合体系264
第五节减震性能268
一、橡胶的选择269
二、硫化体系的影响270
三、填充体系的影响270
四、增塑剂的影响272
五、工艺因素的影响272
第六节电绝缘性能272
一、橡胶的选择273
二、硫化体系的影响273
三、填充体系的影响274
四、软化剂、增塑剂的选择275
五、防护体系的选择275
第七节耐辐射性能275
一、橡胶的选择276
二、硫化体系的影响279
三、填充体系的影响279
四、软化剂的影响280
五、防护体系的选择280
第八节阻燃性能281
一、主体材料的选择283
二、阻燃剂及其阻燃机理284
三、其他配合剂的影响287
参考文献288