本书详细介绍了碳纳米管增强浇铸尼龙6复合材料制备、性能、反应动力学、界面结构、非等温结晶动力学研究；聚丙烯/碳纳米管复合材料的制备、性能、结晶动力学及碳纳米管的成核效率；等规聚丙烯非等温结晶动力学参数的预测；聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的动态流变性能。

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　　浇铸（MC）尼龙6具有质量轻、力学性能好、自润滑、耐磨、耐弱酸弱碱及一些有机溶剂、抗震吸声等优点，是一种性能优良的工程塑料，并且具有生产工艺简单、成本低、可以直接浇铸成型等特点。因此其在工业中大量替代钢、铝以及铜等金属材料，用于制作轴瓦、齿轮、滑轮、螺旋桨等机械零部件。然而普通MC尼龙6存在低温韧性差、尺寸稳定性欠佳和吸水率大等缺点；对于在高负荷条件下使用的零件，其耐磨性、自润滑性仍有不足；在要求高冲击性或抗静电或阻燃等的场合，MC尼龙6的使用也会受到限制。因此为进一步扩大MC尼龙6的应用范围，有必要对其进行改性。
　　聚丙烯（PP）是一种广泛用于注射成型制品、薄膜、纤维、挤出成型制品等的热塑性塑料，由于PP原料易得、价格低廉、耐腐蚀、拉伸强度和刚性较高以及无毒、无味等，已经成为五大通用塑料中需求增长最快的品种。但是，耐低温冲击性差、易老化和热变形温度低等缺点限制了PP在高附加值产品领域中的应用。因此对PP进行改性，扩大它的应用范围受到学术界以及产业界的持续关注。
　　利用无机纳米粒子改性聚合物是近几年的研究热点，添加少量纳米粒子就可显著提高聚合物的性能。由于碳纳米管具有诸多优异的特性，将其运用于聚合物树脂改性中，可以提高聚合物树脂的应用范围，是聚合物材料的增强及功能化填料，具有广阔的应用前景。本课题通过原位聚合法制备MC尼龙6／碳纳米管纳米复合材料，通过熔融挤出法制备聚丙烯／碳纳米管纳米复合材料，以期改进这两种热塑性聚合物材料，并赋予它们新的特性，扩大材料的应用领域；系统研究复合材料结构与性能的变化，为材料的加工与应用提供理论依据。因此，本课题的研究具有重要的实际应用和理论价值。
　　本书即是对课题所开展部分研究工作和取得成果的详细介绍和总结。全书共分9章。第1章主要介绍碳纳米管的结构、性质、制备、功能化、应用以及碳纳米管复合材料的研究进展；第2章介绍碳纳米管增强MC尼龙6复合材料制备及其表征；第3章介绍尼龙6／碳纳米管复合材料浇铸成型反应动力学及其界面结构：第4章介绍MC尼龙6／改性碳纳米管复合材料非等温结晶动力学研究；第5章介绍聚丙烯／碳纳米管复合材料的制备以及性能研究；第6章叙述聚丙烯／碳纳米管纳米复合材料的结晶动力学及碳纳米管的成核效率；第7章叙述等规聚丙烯非等温结晶动力学参数的预测：第8章叙述聚丙烯／多壁碳纳米管复合材料的动态流变性能；第9章为本书的一些结论。
　　在编写过程中，博士研究生邱尚长提供研究内容，对本书的内容和研究成果付出了努力，做出了贡献，在此表示由衷的感谢。
　　由于作者水平有限，书中难免有不妥和疏漏之处，敬请读者批评指正。

目录
第1章 概述 1
1.1 碳纳米管的研究进展 1
1.1.1 概述 1
1.1.2 碳纳米管的结构 1
1.1.3 碳纳米管的性质及其应用 2
1.1.4 碳纳米管的制备 4
1.1.5 碳纳米管的纯化 6
1.1.6 碳纳米管的功能化及其应用 7
1.2 碳纳米管复合材料的研究进展 9
1.2.1 概述 9
1.2.2 碳纳米管复合材料的制备 9
1.2.3 碳纳米管复合材料的性能 12
1.3 浇铸尼龙的改性研究 13
1.3.1 概述 13
1.3.2 MC尼龙的聚合 14
1.3.3 MC尼龙的改性 17
1.4 聚丙烯的改性研究 18
1.4.1 聚丙烯简介 18
1.4.2 聚丙烯的改性技术 19
1.5 碳纳米管在聚合物改性中的应用 21
1.6 计算机模拟在聚合物结晶中的应用 22
1.7 智能微粒群算法 23
第2章 碳纳米管增强MC尼龙6复合材料 25
2.1 引言 25
2.2 碳纳米管增强MC尼龙6复合材料的制备 26
2.2.1 实验原料预处理 26
2.2.2 复合材料的制备 26
2.3 碳纳米管增强MC尼龙6复合材料的表征 27
2.3.1 羟基多壁碳纳米管的改性 27
2.3.2 聚合条件对ε-己内酰胺阴离子聚合单体转化率的影响 32
2.3.3 聚合条件对复合材料特性黏度的影响 35
2.3.4 碳纳米管含量对复合材料吸湿率的影响 38
2.3.5 MC尼龙6/碳纳米管纳米复合材料的热失重分析(TG) 39
2.3.6 碳纳米管增强MC尼龙6复合材料的力学性能分析 41
2.4 本章小结 44
第3章 尼龙6/碳纳米管复合材料浇铸成型反应动力学及其界面结构研究 45
3.1 引言 45
3.2 聚合机理 46
3.2.1 绝热法的基本原理 48
3.2.2 单体转化率的求解 48
3.2.3 非等温反应动力学 52
3.3 MC尼龙6/碳纳米管复合材料表征 54
3.3.1 MC尼龙6及其复合材料反应动力学分析 54
3.3.2 X射线衍射(XRD)表征分析 58
3.3.3 偏光显微镜(POM)观察 59
3.3.4 场发射扫描电子显微镜表征复合材料断面形貌 61
3.3.5 MC尼龙6/碳纳米管复合材料的Molau实验 61
3.3.6 MC尼龙6/碳纳米管复合材料的非等温结晶下的熔融行为 62
3.4 本章小结 64
第4章 MC尼龙6/改性碳纳米管复合材料非等温结晶动力学研究 65
4.1 引言 65
4.2 MC尼龙6/改性碳纳米管复合材料非等温结晶动力学 66
4.2.1 MC尼龙6/改性碳纳米管复合材料非等温结晶行为 66
4.2.2 MC尼龙6/改性碳纳米管复合材料非等温结晶动力学模型研究 68
4.2.3 MC尼龙6/改性碳纳米管复合材料非等温结晶活化能 74
4.3 本章小结 77
第5章 聚丙烯/碳纳米管复合材料的制备及性能研究 79
5.1 引言 79
5.2 聚丙烯/碳纳米管复合材料的制备 80
5.3 聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的性能表征 80
5.3.1 聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的拉伸强度 80
5.3.2 聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的热变形温度 82
5.3.3 聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的熔体流动速率 83
5.3.4 聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的电性能 84
5.3.5 复合材料的结晶形态 85
5.3.6 复合材料的XRD测试分析 86
5.3.7 复合材料在不同温度下结晶后的熔融行为 87
5.3.8 复合材料的热稳定性 89
5.4 本章小结 90
第6章 聚丙烯/碳纳米管复合材料的结晶动力学及碳纳米管的成核效率 91
6.1 引言 91
6.2 聚丙烯/碳纳米管复合材料结晶动力学 92
6.2.1 聚丙烯/碳纳米管复合材料等温结晶动力学 92
6.2.2 聚丙烯/碳纳米管复合材料非等温结晶动力学 99
6.2.3 成核效率 104
6.2.4 非等温结晶的结晶活化能 106
6.3 本章小结 106
第7章 等规聚丙烯非等温结晶动力学参数的预测 108
7.1 引言 108
7.2 理论部分 109
7.3 模拟方法 113
7.4 结晶动力学参数 115
7.4.1 非等温结晶动力学参数 116
7.4.2 结晶活化能 119
7.4.3 球晶尺寸 119
7.4.4 晶核密度 120
7.5 本章小结 121
第8章 聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的动态流变性能 123
8.1 引言 123
8.2 聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的性能表征 124
8.2.1 聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的动态流变性能表征 124
8.2.2 聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的松弛时间谱 131
8.3 本章小结 143
第9章 结论 144
参考文献 148
索引 174