Polymer Blends and Composites

1 - Cover [Seite 1]
2 - Title Page [Seite 5]
3 - Copyright Page [Seite 6]
4 - Contents [Seite 7]
5 - Preface [Seite 17]
6 - 1 Introduction [Seite 19]
6.1 - 1.1 Polymer Blends [Seite 20]
6.2 - 1.2 Polymer Composites [Seite 20]
6.3 - 1.3 Blends and Composites - Advantages [Seite 21]
6.4 - 1.4 Summary [Seite 22]
6.5 - References [Seite 22]
7 - 2 Polymers [Seite 25]
7.1 - 2.1 Macromolecules [Seite 25]
7.2 - 2.2 Types of Polymers [Seite 26]
7.2.1 - 2.2.1 Thermoplastic Polymers [Seite 27]
7.2.2 - 2.2.2 Thermoset Polymers [Seite 28]
7.3 - 2.3 Polymerization [Seite 28]
7.4 - 2.4 Polymerization Techniques [Seite 28]
7.5 - 2.5 Synthetic Polymers [Seite 32]
7.5.1 - 2.5.1 Thermoplastics [Seite 33]
7.5.2 - 2.5.2 Polyolefins [Seite 34]
7.5.3 - 2.5.3 Polyethylene (PE) [Seite 34]
7.5.3.1 - 2.5.3.1 Physical Properties [Seite 35]
7.5.3.2 - 2.5.3.2 Chemical Properties [Seite 36]
7.5.3.3 - 2.5.3.3 Low-Density Polyethylene (LDPE) [Seite 37]
7.5.3.4 - 2.5.3.4 Linear Low-Density Polyethylene (LLDPE) [Seite 38]
7.5.3.5 - 2.5.3.5 High-Density Polyethylene (HDPE) [Seite 39]
7.5.3.6 - 2.5.3.6 Ultra-High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) [Seite 40]
7.5.4 - 2.5.4 Polypropylene (PP) [Seite 40]
7.5.5 - 2.5.5 Polyvinylchloride (PVC) [Seite 41]
7.5.5.1 - 2.5.5.1 Rigid PVC [Seite 42]
7.5.6 - 2.5.6 Polystyrene (PS) [Seite 42]
7.5.7 - 2.5.7 Polyethylene Terephthalate (PET) [Seite 43]
7.6 - 2.6 Engineering Polymers [Seite 44]
7.6.1 - 2.6.1 Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS) [Seite 45]
7.6.2 - 2.6.2 Polyamide (PA) [Seite 46]
7.6.3 - 2.6.3 Polycarbonate (PC) [Seite 47]
7.6.4 - 2.6.4 Poly(methylmethacrylate) (PMMA) [Seite 48]
7.6.5 - 2.6.5 Poly(ether ether ketone) (PEEK) [Seite 50]
7.6.6 - 2.6.6 Poly(butylene terephthalate) (PBT) [Seite 51]
7.7 - 2.7 Natural Polymers [Seite 51]
7.7.1 - 2.7.1 Cellulose [Seite 52]
7.7.2 - 2.7.2 Wood [Seite 52]
7.7.3 - 2.7.3 Starch [Seite 53]
7.7.4 - 2.7.4 Lignin [Seite 53]
7.7.5 - 2.7.5 Chitosan [Seite 54]
7.7.6 - 2.7.6 Poly(lactic acid) (PLA) [Seite 54]
7.7.7 - 2.7.7 Poly(L-lactic acid) (PLLA) [Seite 55]
7.8 - 2.8 Biodegradable Polymers [Seite 55]
7.8.1 - 2.8.1 Poly(lactic acid) (PLA) [Seite 56]
7.8.2 - 2.8.2 Polycaprolactone (PCL) [Seite 57]
7.8.3 - 2.8.3 Poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) [Seite 57]
7.8.4 - 2.8.4 Thermosets [Seite 57]
7.8.5 - 2.8.5 Phenolic (Phenol Formaldehyde) Resins [Seite 58]
7.8.6 - 2.8.6 Epoxy Resins [Seite 59]
7.8.7 - 2.8.7 Polyurethanes [Seite 60]
7.8.8 - 2.8.8 Silicone Resins [Seite 61]
7.8.9 - 2.8.9 Amino Resins [Seite 61]
7.8.10 - 2.8.10 Melamine Resins [Seite 61]
7.8.11 - 2.8.11 Unsaturated Polyester Resins [Seite 61]
7.8.12 - 2.8.12 Bismaleimide (BMI) [Seite 62]
7.9 - 2.9 Trends [Seite 62]
7.10 - 2.10 Summary [Seite 63]
7.11 - References [Seite 63]
8 - 3 Polymer Properties [Seite 75]
8.1 - 3.1 Chemistry [Seite 76]
8.2 - 3.2 Polymer Properties [Seite 76]
8.2.1 - 3.2.1 Glass Transition Temperature (Tg) [Seite 78]
8.2.2 - 3.2.2 Crystallinity [Seite 79]
8.2.3 - 3.2.3 Tacticity [Seite 81]
8.2.4 - 3.2.4 Intermolecular Forces [Seite 81]
8.2.4.1 - 3.2.4.1 Dipole Moment [Seite 82]
8.2.4.2 - 3.2.4.2 Phase Behavior [Seite 82]
8.3 - 3.3 Surface Properties [Seite 83]
8.3.1 - 3.3.1 Viscoelastic Properties [Seite 83]
8.3.2 - 3.3.2 Mechanical Properties [Seite 85]
8.3.3 - 3.3.3 Tensile Properties [Seite 85]
8.3.4 - 3.3.4 Electrical Properties [Seite 86]
8.3.5 - 3.3.5 Thermal Properties [Seite 86]
8.3.6 - 3.3.6 Magnetic Properties [Seite 86]
8.3.7 - 3.3.7 Barrier Properties [Seite 87]
8.3.8 - 3.3.8 Rheological Properties [Seite 87]
8.3.9 - 3.3.9 Elastic Properties [Seite 87]
8.3.10 - 3.3.10 Thermodynamic Properties [Seite 88]
8.4 - 3.4 Catalysis [Seite 88]
8.5 - 3.5 Factors Affecting Polymer Properties [Seite 89]
8.6 - 3.6 Summary [Seite 90]
8.7 - References [Seite 90]
9 - 4 Additives [Seite 95]
9.1 - 4.1 Polymer Additives [Seite 95]
9.2 - 4.2 Additives Influencing Blends and Composites [Seite 96]
9.2.1 - 4.2.1 Antioxidants [Seite 96]
9.2.2 - 4.2.2 Light Stabilizers [Seite 98]
9.2.3 - 4.2.3 Heat Stabilizers [Seite 98]
9.2.4 - 4.2.4 Plasticizers [Seite 99]
9.2.5 - 4.2.5 Lubricants [Seite 101]
9.2.6 - 4.2.6 Silp Additives [Seite 102]
9.2.7 - 4.2.7 Antiblocking Additives [Seite 103]
9.3 - 4.3 Processing Aids [Seite 103]
9.3.1 - 4.3.1 Viscosity Modifiers [Seite 104]
9.3.2 - 4.3.2 Accelerators [Seite 104]
9.3.3 - 4.3.3 Mold Release Agents [Seite 105]
9.3.4 - 4.3.4 Coupling Agents [Seite 105]
9.3.5 - 4.3.5 Fillers [Seite 106]
9.3.6 - 4.3.6 Flame Retardants [Seite 108]
9.3.7 - 4.3.7 Antistatic Agents [Seite 109]
9.3.8 - 4.3.8 Colorants [Seite 110]
9.3.9 - 4.3.9 Antimicrobial Agents (Biocides) [Seite 110]
9.3.10 - 4.3.10 Crosslinking Agents [Seite 111]
9.3.11 - 4.3.11 Peroxides [Seite 112]
9.3.12 - 4.3.12 Foaming Agents [Seite 113]
9.3.13 - 4.3.13 Coupling/Dispersing Agents [Seite 114]
9.3.14 - 4.3.14 Comonomers [Seite 115]
9.3.15 - 4.3.15 Impact Modifiers [Seite 115]
9.3.16 - 4.3.16 Natural Fibers [Seite 116]
9.3.17 - 4.3.17 Copolymers as Additives [Seite 117]
9.3.17.1 - 4.3.17.1 Compatibilizers [Seite 117]
9.3.18 - 4.3.18 Interfacial Agents [Seite 118]
9.3.18.1 - 4.3.18.1 Block Copolymers [Seite 119]
9.3.18.2 - 4.3.18.2 Random Copolymers [Seite 121]
9.3.18.3 - 4.3.18.3 Graft Copolymers [Seite 121]
9.4 - 4.4 Summary [Seite 122]
9.5 - References [Seite 122]
10 - 5 Polymer Blends and Composites [Seite 131]
10.1 - 5.1 Properties of Polymer Blends [Seite 133]
10.1.1 - 5.1.1 Physicochemical Properties [Seite 134]
10.1.2 - 5.1.2 Morphological Properties [Seite 135]
10.1.2.1 - 5.1.2.1 Blend Structure [Seite 135]
10.1.2.2 - 5.1.2.2 Phase Morphology [Seite 135]
10.1.2.3 - 5.1.2.3 Tacticity [Seite 137]
10.1.2.4 - 5.1.2.4 Crystallization and Morphology [Seite 138]
10.1.2.5 - 5.1.2.5 Molecular Weight [Seite 139]
10.1.2.6 - 5.1.2.6 Particle Size and Particle Size Distribution [Seite 140]
10.1.3 - 5.1.3 Surface Properties [Seite 140]
10.1.3.1 - 5.1.3.1 Surface Composition and Concentration [Seite 141]
10.1.3.2 - 5.1.3.2 Surface Tension [Seite 142]
10.1.3.3 - 5.1.3.3 Interfacial Modification [Seite 143]
10.1.3.4 - 5.1.3.4 Interfacial Adhesion [Seite 145]
10.1.4 - 5.1.5 Rheological Properties [Seite 146]
10.1.5 - 5.1.6 Effect of Various Parameters [Seite 147]
10.1.5.1 - 5.1.6.1 Effect of Pressure [Seite 147]
10.1.5.2 - 5.1.6.2 Effect of Compatibilizers [Seite 147]
10.1.5.3 - 5.1.6.3 Effect of Glass Transition Temperature (Tg) [Seite 148]
10.1.5.4 - 5.1.6.4 Effect of Critical Solution Temperature [Seite 150]
10.1.6 - 5.1.7 Properties of Polymer Blends [Seite 152]
10.1.6.1 - 5.1.7.1 Mechanical Properties [Seite 152]
10.1.6.2 - 5.1.7.2 Tensile Properties [Seite 152]
10.1.7 - 5.1.8 Viscoelastic Properties [Seite 153]
10.1.8 - 5.1.9 Thermodynamic Properties [Seite 153]
10.1.9 - 5.1.10 Thermal Properties [Seite 153]
10.1.10 - 5.1.11 Magnetic Properties [Seite 154]
10.1.11 - 5.1.12 Copolymerization and Blending [Seite 154]
10.2 - 5.2 Properties of Polymer Composites [Seite 155]
10.2.1 - 5.2.1 Structure [Seite 155]
10.2.2 - 5.2.2 Crosslinking [Seite 157]
10.2.3 - 5.2.3 Reinforcement [Seite 157]
10.2.4 - 5.2.4 Crystalline Behavior [Seite 157]
10.2.5 - 5.2.5 Mechanical Properties [Seite 158]
10.2.6 - 5.2.6 Tribological Properties [Seite 158]
10.2.7 - 5.2.7 Conductive Properties [Seite 159]
10.2.8 - 5.2.8 Electrical Properties [Seite 159]
10.2.9 - 5.2.9 Barrier Properties [Seite 160]
10.2.10 - 5.3 Summary [Seite 160]
10.2.11 - References [Seite 161]
11 - 6 Polymer Blends: Thermodynamics [Seite 171]
11.1 - 6.1 Thermodynamics and Blend Properties [Seite 171]
11.2 - 6.2 Entropy of Mixing [Seite 172]
11.3 - 6.3 Enthalpy of Mixing [Seite 173]
11.4 - 6.4 Specific Enthalpy [Seite 174]
11.5 - 6.5 Free Energy of Mixing [Seite 175]
11.5.1 - 6.5.1 Gibbs Free Energy [Seite 175]
11.5.2 - 6.5.2 Thermodynamics of Mixing [Seite 176]
11.5.3 - 6.5.3 Flory-Huggins Theory [Seite 177]
11.6 - 6.6 Thermodynamics of Miscible Polymers [Seite 180]
11.7 - 6.7 Lower Critical Solution Temperature [Seite 182]
11.8 - 6.8 Thermodynamics of Immiscible Polymers [Seite 183]
11.9 - 6.9 Summary [Seite 183]
11.10 - References [Seite 184]
12 - 7 Polymer Blends [Seite 187]
12.1 - 7.1 Type of Blends [Seite 188]
12.2 - 7.2 Blend Properties [Seite 189]
12.2.1 - 7.2.1 Interaction Parameters [Seite 189]
12.2.2 - 7.2.2 Colloidal Properties [Seite 190]
12.2.3 - 7.2.3 Morphology [Seite 190]
12.2.4 - 7.2.4 Phase Separation [Seite 191]
12.2.5 - 7.2.5 Crystallinity [Seite 191]
12.2.6 - 7.2.6 Dispersion [Seite 192]
12.2.7 - 7.2.7 Physicochemical Properties [Seite 192]
12.3 - 7.3 Compatibilization [Seite 193]
12.3.1 - 7.3.1 Reactive Compatibilizers [Seite 193]
12.4 - 7.4 Classification [Seite 193]
12.4.1 - 7.4.1 Miscible Blends [Seite 193]
12.4.2 - 7.4.2 Immiscible Blends [Seite 194]
12.4.3 - 7.4.3 Immiscible and Miscible Blends [Seite 195]
12.4.4 - 7.4.4 Binary Blends [Seite 195]
12.4.5 - 7.4.5 Ternary Blends [Seite 196]
12.4.6 - 7.4.6 Homopolymer and Copolymer Blends [Seite 198]
12.4.7 - 7.4.7 Thermoset-Thermoplastic Blends [Seite 198]
12.4.8 - 7.4.8 Reactive Copolymer Blends [Seite 198]
12.4.9 - 7.4.9 Commercial Blends [Seite 199]
12.4.9.1 - 7.4.9.1 Polyolefin Blends [Seite 199]
12.4.9.2 - 7.4.9.2 Polyethylene Blends [Seite 201]
12.4.9.3 - 7.4.9.3 Polypropylene Blends [Seite 203]
12.4.9.4 - 7.4.9.4 Poly(ethylene oxide) Blends [Seite 204]
12.4.9.5 - 7.4.9.5 Polystyrene Blends [Seite 204]
12.4.9.6 - 7.4.9.6 Polyvinylchloride Blends [Seite 205]
12.4.9.7 - 7.4.9.7 Polyesters [Seite 207]
12.4.9.8 - 7.4.9.8 Polyamide Blends [Seite 208]
12.4.9.9 - 7.4.9.9 Acrylics Blends [Seite 210]
12.4.10 - 7.4.10 Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS) Blends [Seite 212]
12.4.11 - 7.4.11 Polycarbonate Blends [Seite 213]
12.4.12 - 7.4.12 Chlorinated Polyethylene Blends [Seite 214]
12.4.13 - 7.4.13 Biopolymer Blends [Seite 215]
12.4.14 - 7.4.13.1 Poly(lactic acid) Blends [Seite 215]
12.4.15 - 7.4.14 Poly(?-caprolactone) Blends [Seite 216]
12.4.16 - 7.4.15 Cyclic Polymer Blends [Seite 216]
12.4.17 - 7.4.16 Polyethylene Oxide Blends [Seite 216]
12.4.18 - 7.4.17 Other Polymer Blends [Seite 217]
12.5 - 7.5 Advantage of Polymer Blends [Seite 218]
12.6 - 7.6 Summary [Seite 218]
12.7 - References [Seite 219]
13 - 8 Polymer Composites [Seite 231]
13.1 - 8.1 Polymeric Phase [Seite 232]
13.2 - 8.2 Reinforcing Phase [Seite 232]
13.3 - 8.3 Classification [Seite 232]
13.4 - 8.4 Characteristics [Seite 233]
13.4.1 - 8.4.1 Physical Properties [Seite 234]
13.5 - 8.5 Reinforcing Agents [Seite 235]
13.5.1 - 8.5.1 Advantages [Seite 235]
13.5.2 - 8.5.2 Shortcomings [Seite 235]
13.6 - 8.6 Fillers [Seite 235]
13.6.1 - 8.6.1 Surface Modification [Seite 237]
13.6.2 - 8.6.2 Boron Trinitride [Seite 237]
13.6.3 - 8.6.3 Carbon Black [Seite 237]
13.6.4 - 8.6.4 Mineral Fillers [Seite 238]
13.6.4.1 - 8.6.4.1 Calcium Carbonate (CaCO3) [Seite 238]
13.6.4.2 - 8.6.4.2 Mica [Seite 239]
13.7 - 8.7 Fibers [Seite 239]
13.7.1 - 8.7.1 Fiber Length [Seite 240]
13.7.2 - 8.7.2 Synthetic Fibers [Seite 240]
13.7.2.1 - 8.7.2.1 Carbon Fiber [Seite 240]
13.7.2.2 - 8.7.2.2 Fiberglass [Seite 241]
13.7.2.3 - 8.7.2.3 Aromatic Polyamide Fibers [Seite 242]
13.8 - 8.8 Composites Classification [Seite 242]
13.8.1 - 8.8.1 Mechanical Properties [Seite 243]
13.8.2 - 8.8.2 Thermoplastic Composites [Seite 244]
13.8.3 - 8.8.3 Filler Reinforced Polymeric Composites [Seite 244]
13.8.4 - 8.8.4 Conducting Polymer Composites [Seite 244]
13.8.5 - 8.8.5 Fiber Reinforced Composites [Seite 245]
13.8.6 - 8.8.6 Continuous Fiber Composites [Seite 245]
13.8.7 - 8.8.7 Discontinuous Fiber Reinforced Polymers [Seite 246]
13.8.8 - 8.8.8 Carbon Fiber Reinforced Composites [Seite 246]
13.9 - 8.9 Thermoset Composites [Seite 247]
13.9.1 - 8.9.1 Advantages [Seite 248]
13.10 - 8.10 Thermoplastic vs Thermoset Composites [Seite 248]
13.11 - 8.11 Summary [Seite 249]
13.12 - References [Seite 250]
14 - 9 Biocomposites [Seite 255]
14.1 - 9.1 Natural Fillers [Seite 255]
14.1.1 - 9.1.1 Wood Flour [Seite 256]
14.2 - 9.2 Natural Fibers [Seite 256]
14.2.1 - 9.2.1 Treatments of Natural Fibers [Seite 257]
14.2.1.1 - 9.2.1.1 Silanes [Seite 257]
14.2.1.2 - 9.2.1.2 Benzoylation and Acrylation [Seite 258]
14.2.1.3 - 9.2.1.3 Coupling Agents [Seite 258]
14.2.1.4 - 9.2.1.4 Dispersing Agents [Seite 258]
14.2.2 - 9.2.2 Wood Fibers [Seite 258]
14.2.3 - 9.2.3 Cellulosic Fibers [Seite 259]
14.2.4 - 9.2.4 Other Natural Fibers [Seite 260]
14.2.5 - 9.2.5 Shortcomings [Seite 260]
14.3 - 9.3 Thermoplastic Materials [Seite 260]
14.4 - 9.4 Natural Polymer Composites [Seite 260]
14.5 - 9.5 Wood-Polymer Composites [Seite 261]
14.5.1 - 9.5.1 Properties [Seite 262]
14.5.2 - 9.5.2 Advantages [Seite 262]
14.5.3 - 9.5.3 Disadvantages [Seite 263]
14.5.4 - 9.5.4 Applications [Seite 263]
14.6 - 9.6 Biocomposites [Seite 263]
14.6.1 - 9.6.1 Glucose-Based Biocomposites [Seite 263]
14.6.2 - 9.6.2 Polylactide Composites [Seite 264]
14.7 - 9.7 Future Trends [Seite 264]
14.8 - 9.8 Summary [Seite 265]
14.9 - References [Seite 265]
15 - 10 Processing Technology [Seite 269]
15.1 - 10.1 Processing Technology [Seite 269]
15.2 - 10.2 Processing Requirements [Seite 270]
15.3 - 10.3 Processing Polymer Blends [Seite 271]
15.3.1 - 10.3.1 Devolatilization [Seite 271]
15.3.2 - 10.3.2 Mixing [Seite 271]
15.4 - 10.4 Selection of Polymers [Seite 272]
15.4.1 - 10.4.1 Immiscible Polymer Blends [Seite 273]
15.5 - 10.5 Machine Selection [Seite 273]
15.6 - 10.6 Processing Polymer Composites [Seite 274]
15.6.1 - 10.6.1 Melt Mixing [Seite 274]
15.7 - 10.7 Thermoset Polymers [Seite 275]
15.8 - 10.8 Processing Technology for Polymer Blends and Composites [Seite 275]
15.8.1 - 10.8.1 Injection Molding [Seite 275]
15.8.2 - 10.8.2 Extrusion Technology [Seite 278]
15.8.2.1 - 10.8.2.1 Single Screw Extrusion [Seite 278]
15.8.2.2 - 10.8.2.2 Twin Screw Extrusion [Seite 280]
15.8.3 - 10.8.3 Thermoforming [Seite 282]
15.8.4 - 10.8.4 Reactive Blending [Seite 284]
15.8.4.1 - 10.8.4.1 Reactive Extrusion [Seite 285]
15.8.4.2 - 10.8.4.2 Prepolymer [Seite 286]
15.8.5 - 10.8.5 Curing [Seite 286]
15.8.5.1 - 10.8.5.1 Autoclave Curing [Seite 286]
15.8.6 - 10.8.6 Lay-Up and Spray-Up Techniques [Seite 287]
15.8.7 - 10.8.7 Pultrusion [Seite 287]
15.8.8 - 10.8.8 Sheet Molding Compound [Seite 288]
15.8.9 - 10.8.9 Compression Molding [Seite 290]
15.8.9.1 - 10.8.9.1 Shortcomings [Seite 291]
15.8.10 - 10.8.10 Resin Transfer Molding [Seite 292]
15.9 - 10.9 Wood-Polymer Composites [Seite 293]
15.9.1 - 10.9.1 Injection Molding [Seite 294]
15.9.2 - 10.9.2 Extrusion [Seite 294]
15.9.3 - 10.9.3 Microcellular Foam Process [Seite 296]
15.10 - 10.10 Recycling [Seite 298]
15.11 - 10.11 Summary [Seite 299]
15.12 - References [Seite 300]
16 - 11 Blends, Composites and the Environment [Seite 307]
16.1 - 11.1 Recycling of Polymer Wastes [Seite 308]
16.2 - 11.2 Polymer Blends and Composites Recycling [Seite 309]
16.2.1 - 11.2.1 Pyrolysis [Seite 309]
16.2.2 - 11.2.2 Energy Conversion [Seite 310]
16.2.3 - 11.2.3 Recycling of Polymer Composites [Seite 310]
16.2.4 - 11.2.4 Grinding [Seite 310]
16.2.5 - 11.2.5 Reinforcing Agent Separation [Seite 312]
16.3 - 11.3 Shortcomings [Seite 312]
16.4 - 11.4 Present Needs [Seite 313]
16.5 - 11.5 Future Commitment [Seite 314]
16.6 - 11.6 Summary [Seite 314]
16.7 - References [Seite 315]
17 - 12 Future Trends [Seite 317]
17.1 - 12.1 Blends and Composites [Seite 318]
17.2 - 12.2 Blend and Composite Requirements [Seite 318]
17.3 - 12.3 Future Benefits [Seite 319]
17.3.1 - 12.3.1 Automobile Applications [Seite 319]
17.3.2 - 12.3.2 Aerospace Applications [Seite 319]
17.3.3 - 12.3.3 High Strength Particle [Seite 319]
17.3.4 - 12.3.4 Tribological Performance [Seite 319]
17.4 - 12.4 Greener Processing [Seite 320]
17.4.1 - 12.4.1 Use of Recycled Polymer Blends and Composites [Seite 320]
17.4.2 - 12.4.2 Present Trends [Seite 321]
17.5 - 12.5 Future Trends [Seite 322]
17.6 - 12.6 Advantages [Seite 322]
17.7 - 12.7 Summary [Seite 323]
17.8 - References [Seite 324]
18 - Index [Seite 325]
19 - EULA [Seite 343]