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出版者:中国标准出版社

作者:本社 编

出品人:

页数:728

译者:

出版时间:2003-10

价格:130.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787506631938

丛书系列:

图书标签:

• 塑料
• 标准
• 塑料制品
• 材料
• 工程塑料
• 聚合物
• 测试
• 规格
• 工业标准
• 质量控制

《现代材料科学：高分子材料的结构与性能》 内容简介： 本书深入探讨了现代高分子材料科学的理论基础、结构特征及其宏观性能之间的内在联系。它旨在为材料学、化学工程、高分子科学及相关领域的研究人员、工程师和高年级本科生提供一份全面且深入的参考指南。全书的叙述逻辑清晰，从微观的分子结构入手，逐步过渡到宏观的材料行为和工程应用，力求构建一个完整且自洽的知识体系。 第一部分：高分子化学基础与聚合反应动力学 本部分详细阐述了高分子化合物的基本概念、命名规则以及分子量分布的重要性。重点分析了不同类型的聚合反应机理： 1. 自由基聚合（Free Radical Polymerization）： 深入解析了引发、增长、终止和链转移等关键步骤的反应动力学。讨论了各种阻聚剂和引发剂的效应，并介绍了精密控制自由基聚合的技术，如可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合和原子转移自由基聚合（ATRP），这些技术极大地拓宽了合成具有精确分子量和低分散度的聚合物的可能性。 2. 逐步增长聚合（Step-Growth Polymerization）： 详细讨论了缩聚和加聚反应的平衡特性和转化率对分子量的影响。对于聚酯、聚酰胺和聚氨酯等重要工程塑料的合成路线进行了详尽的化学分析。 3. 配位聚合与开环聚合（Coordination and Ring-Opening Polymerization）： 阐述了齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）催化剂在烯烃聚合中的关键作用，特别是对立体规整性的控制，这是理解聚丙烯和高性能聚乙烯结构的基础。同时，对环氧树脂和内酰胺的开环聚合反应条件和产物结构进行了剖析。 第二部分：高分子结构与形貌 高分子的性能与其内部结构紧密相关。本部分致力于解析从分子链级别到宏观体级别材料形貌的构建过程。 1. 分子链构象与自由体积： 解释了聚合物链的柔性、统计回转半径以及构象异构体（如扭曲、螺旋）的形成。引入了自由体积（Free Volume）的概念，阐述其如何影响玻璃化转变温度、粘度和气体渗透性。 2. 固态结构： 详尽讨论了结晶度（Crystallinity）的概念和表征方法（如X射线衍射、差示扫描量热法DSC）。对比了半结晶性聚合物（如PE, PP, PET）和无定形聚合物（如PS, PMMA）在微观结构上的差异及其对机械性能的决定性影响。此外，还探讨了液晶聚合物（LCPs）的特殊有序结构。 3. 多相体系： 重点分析了共混物（Blends）和共聚物（Copolymers）的相分离行为。通过Flory-Huggins理论，预测了不同组分间的相容性。深入研究了嵌段共聚物（Block Copolymers）在自组装过程中形成的纳米结构（如球状、柱状、层状结构），这些结构是制造高性能分离膜和弹性体的基础。 第三部分：高分子材料的物理性能与测试 本部分将理论结构与可测量的物理性质联系起来，介绍了表征高分子性能的先进技术和理论模型。 1. 粘弹性理论： 介绍了描述聚合物粘弹行为的核心概念，包括松弛模量（Relaxation Modulus）、蠕变（Creep）和应力松弛。应用时间-温度等效原理（Time-Temperature Superposition Principle, TTSP），解释了如何通过改变温度来预测材料在不同时间尺度下的长期行为。 2. 力学性能： 详细分析了拉伸、压缩、弯曲和冲击测试的结果。特别关注了屈服（Yielding）、冷拉伸（Cold Drawing）过程中的分子取向现象及其对拉伸强度的提升机制。探讨了疲劳（Fatigue）和断裂力学（Fracture Mechanics）在高分子材料设计中的应用。 3. 热性能与老化： 深入研究了玻璃化转变温度 ($T_g$) 和熔点 ($T_m$) 的精确测定方法及其影响因素（如增塑剂、交联密度）。详细阐述了热氧化降解、光降解和水解等老化机制，并介绍了稳定剂（如抗氧化剂、紫外线吸收剂）的作用原理。 第四部分：高性能聚合物与先进功能材料 本部分聚焦于一类具有特殊应用价值的高分子材料及其工程化问题。 1. 工程塑料与特种聚合物： 详细介绍了聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亚胺（PI）、聚芳硫醚（PPS）等耐高温、高强度聚合物的合成、加工窗口和极端环境下的服役性能。 2. 功能性高分子： 探讨了导电聚合物（如聚苯胺、聚吡咯）的电化学掺杂机制，以及其在电子器件中的应用潜力。分析了离子聚合物和聚电解质在质子交换膜燃料电池（PEMFCs）和电池隔膜中的关键作用。 3. 高分子复合材料： 讨论了纤维增强（碳纤维、玻璃纤维）和颗粒增强聚合物基体的界面粘接、增强效率的理论模型（如Halpin-Tsai方程），以及层压板的力学设计原则。 全书配有大量的图表和案例分析，旨在帮助读者建立从分子设计到工程应用的完整认知框架。本书尤其强调理解“为什么”材料会表现出特定的行为，而非仅仅停留在描述现象的层面。

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