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  橡膠材料的高彈性、大變形能力來自于其長鏈柔性大分子鏈結(jié)構(gòu)和無定形的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，十分獨特，奠定了它在輪胎工業(yè)、密封行業(yè)、阻尼減振行業(yè)等諸多領(lǐng)域的不可替代的地位。從航空航天、高鐵汽車，到建筑橋梁，再到艦船潛艇、深海探測，從衣食住行到生命健康，從電子通訊再到機器人和人工智能，從國防軍工到國民經(jīng)濟，橡膠材料無處不在。每年全世界的橡膠耗量超過2000萬噸左右。

  橡膠材料或許是最早與納米材料相結(jié)合并實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的材料了。炭黑，這種具有納米尺度的顆粒，早在1904 年就被發(fā)現(xiàn)能對橡膠材料產(chǎn)生高增強效果，加入炭黑后，橡膠材料的模量、耐磨性能夠提高10 倍以上，非拉伸結(jié)晶性橡膠材料的強度也可被提高10 倍以上�？梢哉f，沒有納米材料，橡膠工業(yè)就不會發(fā)展到今天。2017 年，全球用于橡膠工業(yè)的炭黑的產(chǎn)量已達1200 萬噸，納米二氧化硅的產(chǎn)量已達240 萬噸，比任何一個行業(yè)所消耗的納米材料都要多。

  今天，隨著納米科技的發(fā)展，學(xué)術(shù)界已經(jīng)將各種各樣的納米顆粒與橡膠材料進行復(fù)合，不但在納米強化方面有了許多發(fā)展，而且在聲光電磁和生物性能賦予等功能化方面也有了諸多發(fā)現(xiàn)，既為橡膠材料和橡膠工業(yè)的發(fā)展與進步提供了大量的新方法和新儲備，也為納米材料和納米科技的發(fā)展做出了重要貢獻。可以說，橡膠納米復(fù)合材料是橡膠材料科學(xué)與工程領(lǐng)域最為重要的方面之一，也是納米材料科技中的一個重要方向。

  為了推動我國納米材料科技研究與應(yīng)用的迅速發(fā)展，萬立駿院士組織此領(lǐng)域的一批優(yōu)秀專家和學(xué)者編寫了“納米材料前沿”叢書，由化工出版社出版發(fā)行。張立群教授受邀編寫《橡膠納米復(fù)合材料：基礎(chǔ)與應(yīng)用》一書。

  本書基于張立群教授及其團隊和合作者20多年來在橡膠納米復(fù)合材料領(lǐng)域的研究成果，同時對國內(nèi)外橡膠納米復(fù)合材料領(lǐng)域的研究與發(fā)展進行了梳理、總結(jié)，以期凝煉出對橡膠行業(yè)以及納米材料科技領(lǐng)域發(fā)展有價值的內(nèi)容與方向。本書從“基礎(chǔ)”和“應(yīng)用”兩個方面入手，力圖從機理上闡述納米顆粒在橡膠基體中分散的復(fù)雜機制，描述納米顆粒與橡膠大分子鏈復(fù)雜的界面作用以及在高濃度下形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，闡述各種納米顆粒對橡膠材料模量、強度、耐磨性、抗疲勞性、動態(tài)生熱性能、抗?jié)窕阅艿任锢頇C械性能的影響，以及對阻隔、阻燃、阻尼、電熱聲傳導(dǎo)等功能的影響，也總結(jié)和描述了各種納米顆粒/ 橡膠復(fù)合材料的性能及相應(yīng)的納米復(fù)合方法，并介紹了一些重要的工業(yè)化案例和工業(yè)化新進展。

  全書總計72.3萬字，分12 章。第1 章概括凝煉了橡膠納米復(fù)合材料的發(fā)展歷程、工業(yè)應(yīng)用以及未來的發(fā)展方向，并提出了10 大挑戰(zhàn)，由張立群教授撰寫。第2 章介紹了橡膠納米復(fù)合材料的界面、填料、分散結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，總結(jié)了這些微觀結(jié)構(gòu)的多種表征方法，由郭寶春教授、劉軍教授與孟陽博士撰寫。第3 章闡述了橡膠納米增強機理，總結(jié)了納米復(fù)合材料的本構(gòu)關(guān)系，介紹了近些年研究很熱的犧牲鍵增強方法與機理，由張立群教授、李凡珠博士與郭寶春教授撰寫。第4 章介紹了橡膠納米復(fù)合材料的動態(tài)黏彈性的機理、分子模擬研究及納米復(fù)合對橡膠材料阻尼性能的影響，由張立群教授、劉軍教授、吳友平教授、趙秀英副教授與吳曉輝博士撰寫。第5 章闡述了橡膠材料的磨損現(xiàn)象和磨損機理，總結(jié)了納米強化橡膠的耐磨性機制，介紹了納米抗磨技術(shù)和其他增強耐磨性的技術(shù)，由張立群教授與吳曉輝博士撰寫。第6 章首先重點綜述了橡膠納米復(fù)合材料的疲勞機制，然后介紹了納米抗疲勞技術(shù)及其他抗疲勞技術(shù)，由溫世鵬副教授、劉力教授與張立群教授撰寫。第7 章概述了橡膠納米復(fù)合材料的抗?jié)窕瑱C理及抗?jié)窕夹g(shù)，也介紹了中低分子量樹脂等在橡膠中的微納分散結(jié)構(gòu)及其對橡膠抗?jié)窕阅艿挠绊�，由吳友平教授、盧詠來教授與張立群教授撰寫。第8 章綜述了橡膠納米復(fù)合材料的傳導(dǎo)/ 阻隔性質(zhì)，包括在導(dǎo)電、介電、導(dǎo)熱、阻隔、阻燃等方面的應(yīng)用與相關(guān)機理，由郭寶春教授、寧南英教授、盧詠來教授、田明教授與李紅霞博士撰寫。第9 章綜述了常見的零維納米顆粒/ 橡膠納米復(fù)合材料的制備及基本性能與應(yīng)用，涉及的填料包括炭黑、白炭黑、納米碳酸鈣、納米黏土、納米氧化鋅、納米有機球、不飽和羧酸金屬鹽、多面體低聚硅倍半氧烷、淀粉等，由盧詠來教授、韓冬禮工程師、郭寶春教授、陸明博士、孟陽博士、吳友平教授與魏征博士撰寫。第10章綜述了碳納米管、凹凸棒土、埃洛石和納米微晶等一維納米顆粒填充的橡膠納米復(fù)合材料，介紹了其制備過程、性能及應(yīng)用，由盧詠來教授、田明教授與郭寶春教授撰寫。第11 章展示了石墨烯、黏土等二維納米顆粒等填充的橡膠復(fù)合材料的制備、性能與應(yīng)用，由吳曉輝博士、郭寶春教授與王益慶副教授撰寫。第12 章首先介紹了嵌段型橡膠納米復(fù)合材料，而后介紹了應(yīng)變誘導(dǎo)產(chǎn)生的納米晶體增強橡膠，最后展示了先進自組裝聚氨酯超級彈性體的設(shè)計和制備過程，由寧南英教授、劉軍教授、秦璇博士、孫樹泉博士與張立群教授撰寫。

  本書適合于高校和科研院所從事納米材料和納米復(fù)合材料研究與開發(fā)的學(xué)生以及專家學(xué)者參考使用，也適合橡膠工業(yè)領(lǐng)域從事材料與產(chǎn)品開發(fā)的研究人員閱讀。

圖書特色

  該書為“納米材料前沿”叢書中的一個分冊�！凹{米材料前沿”叢書是由國內(nèi)多名院士、長江、杰青組織編寫的大型出版項目，是“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目，國家出版基金資助出版項目。

主編簡介

  張立群，男，1969年，博士。北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長，教育部長江學(xué)者特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，人事部新世紀(jì)百千萬人才工程國家級人選，第一屆“萬人計劃”入選者，國家973項目首席科學(xué)家。

  北京市“新型高分子材料的制備及成型加工”重點實驗室主任。教育部“彈性體材料節(jié)能與資源化”工程研究中心主任�！坝袡C無機復(fù)合材料”國家重點實驗室副主任。教育部長江學(xué)者創(chuàng)新團隊和國防科工局創(chuàng)新團隊負責(zé)人。“聚合物工程”國家級教學(xué)團隊負責(zé)人，國家精品課“聚合物加工工程”負責(zé)人。

  教育部科技委國防科技學(xué)部委員，中國輪胎產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、中國先進橡膠產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和中國蒲公英橡膠產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟技術(shù)委員會主任，中國合成橡膠工業(yè)協(xié)會專家委員會主任委員，中國化工學(xué)會理事（橡膠專業(yè)委員會副主任委員、橡塑產(chǎn)品綠色制造專業(yè)委員會主任委員），中國材料研究學(xué)會理事(高分子材料工程專業(yè)委員會副主任委員)，中國復(fù)合材料學(xué)會榮譽理事（微納米復(fù)合材料專業(yè)委員會副主任委員）。擔(dān)任《高分子通報》副主編，《橡膠工業(yè)》、《特種橡膠制品》和《彈性體》編委會副主任委員，《復(fù)合材料學(xué)報》、《材料科學(xué)與工藝》、《高分子材料科學(xué)與工程》等期刊編委。SCI期刊《Science Bulletin》副主編、《Composites Science and Technology》、《Rubber Chemistry and Technology》、《Express Polymer Letters》、《Journal of Applied Polymer Science》、《Composites Communications》等期刊編委。

  1986~1995年，在北京化工大學(xué)攻讀學(xué)士、碩士、博士學(xué)位；1999.6~2001.5，分別在美國Akron大學(xué)聚合物科學(xué)系和Case Western Reserve大學(xué)高分子系作訪問學(xué)者和博士后。1996年，北京化工大學(xué)高分子系副教授，1998年北京化工大學(xué)材料學(xué)院教授。

  發(fā)表文章400余篇，作為第一作者或通訊聯(lián)系人的SCI收錄文章200余篇，Google Scholar 學(xué)術(shù)引用20428次，2014~2018年連續(xù)入選Elsevier中國高被引學(xué)者（Most Cited Chinese Researchers）名單。100余次被邀在大型國際會議上做大會報告、邀請報告、大會共同主席和分會主席。譯書一部，主編國內(nèi)著作2部。獲得中國發(fā)明專利200余項。以第一獲獎人獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎2項，省部級一等獎8項。

  獲得全國優(yōu)秀科技工作者、國務(wù)院頒發(fā)的政府特殊津貼、第九屆中國青年科技獎、中國橡膠工業(yè)協(xié)會優(yōu)秀科技創(chuàng)新帶頭人、第十八屆茅以升科技獎、何梁何利基金創(chuàng)新獎、光華工程科技獎第九屆青年獎、教育部高校青年教師獎、中國化工學(xué)會侯德榜化工科學(xué)技術(shù)獎等。還獲得了美國化學(xué)會橡膠分會Sparks-Thomas科技獎（每屆全球1名）、日本化學(xué)工學(xué)會SCEJ亞洲研究獎（每屆亞洲2名）、國際聚合物加工學(xué)會Morand Lambla Award（每屆全球1名）、國際橡膠會議組織獎?wù)翴RCO Medal（每屆全球1名）。