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出版者:化学工业出版社

作者:卢寿慈

出品人:

页数:1195

译者:

出版时间:2004-7

价格:168.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502552275

丛书系列:

图书标签:

• 粉体技术
• 粉体工程
• 颗粒物
• 材料科学
• 粉末冶金
• 纳米材料
• 表面工程
• 化学工程
• 工业应用
• 材料加工

现代高分子材料的结构与性能调控 本书聚焦于高分子材料领域的前沿研究与工程应用，深入剖析了高分子材料的微观结构、分子链形态如何决定其宏观物理、化学及力学性能，并系统阐述了通过合成设计、加工工艺控制以及功能化改性来精确调控这些性能的先进技术与理论基础。 第一部分：高分子基础理论与结构表征 本部分旨在为读者构建一个坚实的高分子科学基础。首先，从高分子化学的角度出发，详细回顾了加聚、缩聚、开环聚合等主流聚合反应的动力学、热力学机制，以及活性聚合、可控自由基聚合（如ATRP、RAFT）等现代精确合成方法的原理与应用，强调如何通过调控单体、引发剂、反应条件来控制分子量分布（PDI）和链结构规整性。 随后，我们深入探讨了高分子物理的核心概念。重点解析了高分子链的统计力学模型，如随机游走模型、弹性理论，以及高分子溶液和熔体的流变学行为。详细介绍了玻璃化转变温度（$T_g$）、熔点（$T_m$）的物理意义及其影响因素（如分子间作用力、自由体积理论）。 在结构表征方面，本书系统梳理了鉴定高分子材料复杂形貌与结构的先进技术： 光谱学方法： 红外光谱（FTIR）用于官能团分析，核磁共振（NMR，特别是二维NMR）用于解析主链/侧链结构、共聚物序列分布和交联点。 散射技术： X射线小角散射（SAXS）和中子小角散射（SANS）用于确定纳米尺度上的相分离结构、晶体尺寸和链段密度分布。动态光散射（DLS）则用于评估溶液中大分子尺寸和聚集行为。 热分析： 差示扫描量热法（DSC）用于精确测定热转变温度、结晶度以及热历史的影响。热重分析（TGA）用于评估热稳定性和组分含量。 形貌分析： 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、透射电子显微镜（TEM）在高分子共混物、复合材料和薄膜中的应用，尤其关注相界面的清晰成像和缺陷识别。 第二部分：高分子材料的加工工艺与性能耦合 本部分将理论知识与工程实践紧密结合，探讨加工过程中如何引入或固化特定的分子结构，从而实现最终的产品性能。 1. 聚合反应工程： 详细分析了本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合在工业放大过程中的反应控制难点，特别是如何管理高粘度效应、放热失控以及如何设计反应器以获得目标分子量和窄分布。 2. 塑化与熔融加工： 深入研究了挤出、注射成型过程中的高分子熔体流变学。重点讨论了剪切速率、温度对取向度的影响。阐释了剪切诱导的链缠结、取向以及随后的松弛过程如何影响最终制品的机械性能和光学各向异性。对模流分析（MFA）在预测缩痕、翘曲等成型缺陷中的应用进行了案例分析。 3. 高分子薄膜与纤维的拉伸： 详细介绍了定向拉伸技术（单轴、双轴拉伸）如何诱导高分子链的取向结晶，从而极大提高材料的拉伸强度、模量和阻隔性能。从分子尺度解释了取向度与力学性能的线性关系。 第三部分：功能化高分子材料与先进应用 本部分聚焦于通过化学修饰或复合策略，赋予传统高分子材料全新功能，满足高端制造的需求。 1. 高性能工程塑料的分子设计： 探讨了聚酰亚胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）、液晶聚合物（LCP）等特种工程塑料的设计原则，如何通过刚性主链、芳香环含量和氢键网络来提升其耐高温、耐化学腐蚀和尺寸稳定性。 2. 高分子复合材料： 详述了纤维增强（如碳纤维、玻璃纤维）和无机纳米粒子（如粘土、碳纳米管、石墨烯）增强体系的界面相容性问题。重点分析了界面剪切强度对复合材料整体力学性能的决定性作用，以及偶联剂和表面改性技术在改善界面传热传质方面的策略。 3. 智能与响应性高分子： 详细介绍了几类响应性聚合物体系： 形状记忆聚合物（SMPs）： 阐述了由可逆交联点（固定态）和可逆物理交联点（临时态）构成的双网络结构，如何实现对特定温度或光照的精确响应。 高分子水凝胶： 重点解析了其在溶胀/脱溶胀过程中的体积变化机制，以及pH、离子强度、温度敏感性在药物缓释和生物传感中的应用。 4. 高分子在能源与环境领域的应用： 高分子膜技术： 深入研究了用于气体分离（如CO2捕集）、质子交换膜（PEM）和纳滤/反渗透的水处理膜的微孔结构控制与渗透选择性机制。 导电与介电高分子： 介绍了共轭聚合物的能带结构，以及如何通过掺杂实现导电性，并在有机光电器件（OLED、OPV）中的应用潜力。 本书特色： 本书强调结构-性能-工艺之间的多尺度关联，旨在弥合基础研究与工程实践之间的鸿沟。每章均配有详细的计算实例和前沿研究进展综述，力求为从事高分子材料研发、配方设计、工艺优化的工程师和科研人员提供一套系统、深入且极具指导价值的参考工具。内容涵盖了从分子构象的统计描述到宏观材料失效的完整链条分析。

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初次翻阅此书，我最大的感受是其内容的严谨与体系的完整性。这本书对于粉体学的基本理论构建得非常扎实，不像市面上很多手册那样零散堆砌知识点，而是像一个精密的机械结构，各个章节之间环环相扣。比如，在讨论粉体混合的章节时，它并没有仅仅介绍几种混合机的类型，而是先从微观的颗粒间相互作用力入手，阐述了“为什么有些物料容易混合，有些则难以均匀分散”。随后，才引申到如何根据物料特性选择合适的混合设备，以及如何通过过程控制来优化混合效果。这种由基础原理推导至工程应用的逻辑链条，极大地提升了阅读的深度和理解的透彻度。此外，书中对于“颗粒团聚与分散”这一核心难题的探讨尤为深刻，涉及了静电、范德华力等多种物理化学因素的综合影响，给出了许多抑制团聚的实用策略，这一点对于从事精细化工和制药行业的读者来说，价值连城。

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这本《粉体技术手册》读下来，简直是打开了新世界的大门！我原以为粉体技术就是简单的研磨和筛分，但这本书深入浅出地剖析了粉体在不同状态下的行为模式。它不仅仅是罗列公式和参数，更重要的是解释了“为什么会这样”。比如，关于颗粒形貌对流动性的影响，作者用了大量的实例来佐证，从球形颗粒到不规则的针状、片状颗粒，每一种形态如何影响料仓的卸料、气力输送的效率，甚至是如何影响最终产品的均匀度和稳定性，讲得清清楚楚。尤其让我印象深刻的是关于粉体力学那一部分，那些复杂的应力分析和拱桥效应的解释，虽然初看有点烧脑，但结合书中的图示和案例，我居然真的理解了粉体在静止和流动状态下的内在逻辑。这本书的广度令人惊叹，从基础的粒度测定方法到复杂的流化床反应器设计，几乎涵盖了粉体处理的方方面面，对于我们工程技术人员来说，简直是不可多得的案头宝典。它不是那种只停留在理论层面，而是充满了实用的工程指导意义。

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我是在急需解决一个关于粉体干燥效率低下的问题时接触到这本《粉体技术手册》的。坦白说，起初我有点担心它会过于学术化，晦涩难懂。但令人惊喜的是，这本书在处理复杂热力学和流体力学问题时，保持了极高的可读性。它没有回避复杂的数学推导，但总能在关键公式之后，用通俗的语言和实际的工艺参数来解释其物理意义。例如，在讲解喷雾干燥过程中雾滴的运动轨迹和水分蒸发速率时，作者巧妙地引入了流体力学模型，并明确指出了操作变量（如进料浓度、雾化压力）如何影响最终产品的粒径分布。这本书的实用性体现在对“过程控制窗口”的界定上，它不会告诉你一个绝对最优的参数，而是会告诉你，在你的物料体系下，哪些参数是敏感的，哪些是冗余的，这比任何标准操作规程都要有价值得多。它教会的不是“怎么做”，而是“如何思考”。

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说实话，这本书的排版和图表质量也值得称赞。在处理涉及粉体流变学、颗粒接触力学等抽象概念时，清晰的示意图是理解的桥梁。这本手册在这方面做得非常出色，很多复杂的颗粒堆积模型、流化床气流分布图，甚至是扫描电镜下的微观形貌图，都印刷得极其精细，色彩还原度高。这使得原本枯燥的理论部分变得生动起来。特别值得一提的是，书中对“粉体流动性测试”标准和方法的介绍极其详尽，从经典的霍尔流度计到先进的旋转剪切测试仪，每一种仪器的原理、优缺点以及如何正确解读测试数据，都有非常直观的对比说明。对于我们这些需要进行质量控制和工艺验证的工程师来说，这部分内容是直接可以拿来套用的标准指南，极大地减少了我们在选择和使用测试设备时的盲区和困惑。

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这本书带给我的最大启发在于其跨学科的视野。粉体技术绝不是孤立存在的，它横跨了材料科学、化学工程、机械设计乃至生物医学工程。这本书成功地将这些看似不相关的领域编织在一起。比如，在谈到气力输送系统中的磨损问题时，它不仅讨论了气流速度和颗粒硬度的关系，还深入分析了管道内壁材料的抗磨蚀特性，甚至提到了不同输送模式（稀相与密相）对管道寿命的差异化影响。这种全方位的、系统性的思考方式，是很多单一学科教材所不具备的。它让我意识到，解决一个粉体工程问题，必须从宏观的设备布局到微观的颗粒表面化学，都要纳入考量范围。这本书真正做到了“手册”的定位，它不是让你快速找到一个答案，而是让你建立一个解决所有粉体相关问题的底层认知框架，非常适合希望从初级操作员晋升到高级工艺设计师的专业人士。

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