Fundamentals of Nanocomposites pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Zhu, Shijie 编

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2007-2

价格:$ 101.64

装帧:HRD

isbn号码:9780387278377

丛书系列:

图书标签:

• 纳米复合材料
• 复合材料
• 纳米技术
• 材料科学
• 材料工程
• 纳米材料
• 聚合物
• 陶瓷
• 金属
• 功能材料

好的，这是一份关于一本假设性图书的详细简介，该书的名称为《Advanced Polymer Rheology and Processing》。 --- 图书简介：高级聚合物流变学与加工（Advanced Polymer Rheology and Processing） 概述 《高级聚合物流变学与加工》是一本面向高分子材料科学家、工程师、研究人员以及相关领域高级学生的权威性著作。本书深入探讨了聚合物材料在熔融状态下复杂的流变行为，并详细阐述了这些行为如何直接影响到挤出、注塑、吹塑和压延等关键加工过程的成功与产品性能的最终确定。本书的核心目标是弥合基础流变学理论与复杂工业加工实践之间的鸿沟，提供一个既具有深刻理论基础又高度关注实际应用的综合框架。 本书假定读者对基础的高分子化学、物理以及基础流变学概念（如牛顿流体、剪切速率、粘度等）已有初步了解。在此基础上，本书将视角提升至非牛顿行为的深层机理、分子链拓扑结构的影响，以及在多尺度上（从纳米级到宏观制品）流变学在材料设计中的核心作用。 --- 第一部分：聚合物流变学基础与分子理论 本部分为全书的理论基石，重点在于理解聚合物熔体粘度的内在驱动因素及其对外部激励的响应。 第 1 章：高分子熔体结构与链拓扑学 本章首先回顾了聚合物的分子结构特征，如分子量分布（MWD）、支化度和交联点对流变性能的决定性影响。重点讨论了Entanglement（缠结）的概念及其对零剪切粘度（$eta_0$）的幂律关系。引入了Rouse 模型和Zimm 模型，用以描述无溶剂（纯熔体）和稀溶液中高分子链的动力学行为。深入分析了线型、星型、梳形以及大分子（如环状聚合物）的拓扑结构差异如何导致其流变响应的本质区别，尤其是在动态力学分析（DMA）中的弛豫行为。 第 2 章：非牛顿流变行为的精确描述 本章聚焦于聚合物加工中最常见的现象：剪切速率依赖性粘度（剪切稀化）和剪切增稠。系统性地介绍了描述非牛顿流动的各类本构方程，包括Power-Law 模型、Carreau 模型和Cross 模型，并详细比较了它们在不同剪切速率范围内的适用性和局限性。强调了屈服应力（Yield Stress）的概念，并通过Casson 模型和Herschel-Bulkley 模型来描述半结晶聚合物和粘土/纳米复合材料中的屈服现象。 第 3 章：动态和振荡流变学 动态力学分析（Oscillatory Rheology）是理解聚合物网络结构和粘弹性松弛时间尺度的关键工具。本章详细讲解了储能模量（$G'$）和损耗模量（$G''$）的物理意义，以及它们如何表征材料的弹性和粘性特性。重点介绍了时间-温度等效原理（Time-Temperature Superposition, TTS）及其在构建主曲线（Master Curve）中的应用，用于预测长期或极端温度下的材料行为。此外，还涵盖了频率扫描、振幅扫描以及拉伸流变学（Extensional Rheology）的基础知识，特别是拉伸粘度（$eta_B$）在吹塑和拉丝过程中的重要性。 --- 第二部分：流变学在加工过程中的应用与控制 本部分将理论知识应用于实际的聚合物加工操作中，探讨流变学参数如何控制最终制品的质量和效率。 第 4 章：挤出过程的流变学基础 挤出是聚合物加工中最普遍的操作之一。本章从流变学的角度详细分析了熔体在挤出机中的流动，包括压力降的计算和剪切速率的分布。重点讨论了非均匀流动（Non-uniform Flow），例如在模具入口处的进料区和收缩区。深入剖析了熔体失稳（Melt Fracture）现象，将其归因于高剪切速率下的应力集中和表面摩擦，并介绍了通过改变口模几何形状、加入润滑剂或优化温度剖面来抑制失稳的具体策略。 第 5 章：注塑成型的流变学挑战 注塑成型涉及复杂的非等温、非牛顿流动，通常伴随着很高的冷却速率。本章分析了熔体在流道和型腔内的流动模式，包括剪切和拉伸的复杂耦合。详细讨论了浇口堵塞（Gating Effects）和熔接痕（Weld Lines）的形成机理，它们本质上是由于不同剪切历史的熔体前沿相遇和分子链取向差异造成的。此外，本章还深入探讨了分子取向（Molecular Orientation），解释了如何利用剪切和拉伸诱导的取向来增强产品（如纤维增强塑料）的机械性能，同时识别可能导致翘曲和残余应力的区域。 第 6 章：薄膜吹塑与拉丝过程的拉伸流变学 薄膜和纤维的生产是典型的拉伸过程，对流变学（尤其是拉伸粘度）的要求极为苛刻。本章详细分析了单轴和双轴拉伸过程中的应力应变行为。对于吹塑过程，重点分析了“颈缩”（Dart Stability）的流变学控制，解释了吹胀过程中熔体泡壁的应力均匀性是如何通过调整挤出速率、吹胀比和冷却速率来实现的。在纤维拉丝中，本章探讨了如何通过高倍率拉伸来诱导高取向度，从而实现超高强度纤维（如UHMWPE纤维）的制备，并讨论了弛豫对最终力学性能的负面影响。 --- 第三部分：复杂系统与先进技术 本部分关注包含多相结构（填料、纤维、纳米颗粒）的复合材料以及新兴的加工技术。 第 7 章：聚合物复合材料的流变学 在复合材料中，填料或纤维的加入极大地改变了基体的流变行为。本章详细介绍了固含量效应，并应用König 理论、Halpin-Tsai 方程等混合法则来预测复合材料的宏观粘度。重点分析了纤维的取向和分散，如何通过剪切梯度（如在纤维方向与剪切方向垂直的流动中）来控制纤维的对齐状态。深入讨论了纳米填料（如碳纳米管、石墨烯片层）在基体中形成网络结构时引起的非线性流变增强现象，这常常导致其粘度远高于线性预测值。 第 8 章：反应性挤出与原位聚合的流变控制 反应性挤出（Reactive Extrusion）是将化学反应与熔体加工集于一体的高效技术。本章分析了反应过程中粘度的动态变化。例如，在聚合反应中，分子量和粘度会随着反应时间指数性增长，这需要挤出机具备极高的扭矩和精确的温度控制来避免螺杆停滞。对于接枝或交联反应，本章探讨了如何利用流变学监控反应的进程，以及如何控制交联点密度以避免在加工窗口内发生不可逆的固化。 第 9 章：新型加工技术中的流变学考量 本章涵盖了对未来制造业至关重要的先进技术。包括增材制造（3D 打印）中熔融沉积建模（FDM）的层间粘附问题，其关键在于控制熔体在再加热和压缩过程中的铺展和毛细流动行为。同时，本书也探讨了超临界流体辅助加工（如发泡和脱挥发分）中，溶剂或超临界流体对聚合物熔体粘度、扩散和气泡成核动力学的显著影响，以及如何利用这些变化来精细控制多孔结构的孔隙率和均匀性。 --- 总结 《高级聚合物流变学与加工》为读者提供了一个从分子动力学到工厂规模生产的完整视角。通过深入理解流变学原理，材料工程师将能够更有效地选择材料、优化加工参数，并最终设计出具有优异性能和成本效益的高分子产品。本书强调的不仅是“如何加工”，更是“为什么这样加工”，旨在培养读者解决复杂聚合物加工难题的批判性思维能力。

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