Thermal Analysis of Polymers, Fundamentals and Applications pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Menczel, Joseph D./ Prime, Bruce

出品人:

页数:696

译者:

出版时间:2009-4

价格:1305.00 元

装帧:

isbn号码:9780471769170

丛书系列:

图书标签:

聚合物
热分析
热性能
材料科学
工程
DSC
TGA
DMA
热力学
应用

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具体描述

Presents a solid introduction to thermal analysis, methods, instrumentation, calibration, and application along with the necessary theoretical background. Useful to chemists, physicists, materials scientists, and engineers who are new to thermal analysis techniques, and to existing users of thermal analysis who wish expand their experience to new techniques and applications Topics covered include Differential Scanning Calorimetry and Differential Thermal Analysis (DSC/DTA), Thermogravimetry, Thermomechanical Analysis and Dilatometry, Dynamic Mechanical Analysis, Micro-Thermal Analysis, Hot Stage Microscopy, and Instrumentation. Written by experts in the various areas of thermal analysis Relevant and detailed experiments and examples follow each chapter.

材料科学前沿：高分子材料的结构与性能调控本书聚焦于高分子材料的微观结构、宏观性能及其相互联系，深入探讨了调控高分子材料性能的多种关键因素和前沿技术。全书旨在为高分子科学、材料工程及相关领域的研发人员和研究生提供一套全面、深入且实用的理论基础与实践指导。 --- 第一章：高分子链的构象与动力学 (Polymer Chain Conformation and Dynamics) 本章从统计物理学的角度出发，系统阐述了高分子链在不同环境（稀溶液、熔体、固态）中的空间构象。我们首先回顾了理想链模型（如随机游走模型、Kuhn链模型），随后引入了更贴近实际的高分子链修正模型，如排除体积效应（The Excluded Volume Effect）对链尺寸的影响，并详细分析了高分子链的统计学参数，如均方末端距、回转半径等。动力学部分是理解高分子材料加工和老化行为的基础。本章深入讨论了高分子链段运动的机理，包括缠结（Entanglements）的形成与解缠过程。我们将引入自由体积理论（Free Volume Theory）和动态停滞模型（Mode Coupling Theory, MCT）来解释聚合物黏弹性行为随温度和时间的变化规律。特别是，对高分子玻璃化转变温度（$T_g$）的分子机制进行了细致的解析，包括Adam-Gibbs理论在解释高粘度下的动力学减慢方面的应用。第二章：高分子共混物与复合材料的热力学 (Thermodynamics of Polymer Blends and Composites) 高分子共混物是拓宽材料性能的重要途径。本章的核心在于理解多组分体系的热力学稳定性。我们详细阐述了Flory-Huggins相互作用参数 ($chi$) 在预测共混物相容性中的作用，并引入了更精细的体系，如对溶剂效应的考虑，以及温度依赖性。针对非晶态共混物的相分离行为，本章系统分析了临界溶解温度（UCST和LCST）的理论预测模型，包括Hildebrand-Flory理论的局限性及修正。对于晶态和半晶态共混物，我们将深入探讨结晶过程中的相互影响，以及晶体形态对宏观力学性能的调控。此外，本章还覆盖了纳米复合材料的热力学界面效应。重点讨论了纳米填料在聚合物基体中的分散状态、界面能的计算方法，以及填料浓度对共混物相图的显著影响。第三章：高分子材料的结构演化与加工 (Structural Evolution and Processing of Polymeric Materials) 高分子材料的最终性能高度依赖于其加工过程中的结构历史。本章聚焦于熔融加工（如挤出、注射成型）过程中高分子材料的流变学特性。流变学分析部分，详细介绍了牛顿流体、剪切变稀流体（Power Law Model）以及更复杂的黏弹性本构方程（如Maxwell模型、Voigt模型）。本章重点分析了拉伸流变学，阐释了剪切诱导的链取向对后续结晶和力学性能的决定性作用。结晶动力学是本章的关键内容。我们采用Avrami方程对结晶度随时间的变化进行定量描述，并深入探讨了成核机制——包括异相成核和均相成核——对晶体尺寸和取向的影响。对于半结晶聚合物，本章详细分析了冷却速率、剪切场对晶体形态（球晶大小、结晶度）的调控，以及这些形态特征如何决定材料的刚度、韧性和光学性能。第四章：高分子材料的力学性能与疲劳 (Mechanical Properties and Fatigue of Polymer Materials) 本章致力于建立高分子材料的微观结构与宏观力学响应之间的桥梁。我们从线弹性、粘弹性到粘塑性行为，全面描述了聚合物在不同应变速率和温度下的力学响应。粘弹性的深入分析包括蠕变、应力松弛实验的理论解释，以及时间-温度等效原理（Time-Temperature Superposition Principle, TTSP）的应用，特别是如何利用TTSP建立主曲线来预测材料在宽广时间尺度上的行为。针对高分子复合材料，本章详细介绍了增强纤维和基体之间的载荷传递机制，并应用Micromechanics模型（如Halpin-Tsai方程）来预测层合板的有效模量。疲劳与断裂行为是评估材料使用寿命的核心。本章讨论了疲劳加载下的损伤累积过程，包括微裂纹的萌生、扩展和最终断裂。我们采用了Rice的断裂力学概念，并引入了能量耗散方法来量化高分子材料的韧性，特别是对冲击韧性和高分子老化导致的脆化现象进行了深入探讨。第五章：功能性高分子材料的电学与光学特性 (Electrical and Optical Properties of Functional Polymers) 本章探讨了高分子材料在现代电子和光电子器件中的应用潜力，重点关注如何通过分子设计实现特定的电学和光学功能。在电学特性方面，我们分析了聚合物的介电常数、介电损耗与频率和温度的关系，这对于电容器和绝缘材料的设计至关重要。对于导电聚合物，本章详细阐述了电荷传输机制，包括极化子（Polarons）和双极化子（Bipolarons）的形成，以及掺杂对电导率的调控效应。光学特性部分，我们讨论了聚合物的折射率、双折射现象及其在光学薄膜和光纤中的应用。重点分析了液晶聚合物（LCPs）中存在的分子取向有序性如何赋予材料独特的偏振和电光响应能力。此外，本章还涵盖了荧光和磷光材料的设计原理，以及共轭聚合物在有机发光二极管（OLEDs）中的应用前景，包括激子生成与辐射复合的效率控制。 --- 本书特色：本书在理论推导的基础上，强调了材料结构参数与宏观性能之间的量化关系。每一章节均配有详实的案例分析和实际工程应用背景，确保读者能够将基础原理转化为解决实际问题的能力。内容覆盖从基础统计力学到先进功能材料设计的全光谱，是高分子材料研究与应用领域的必备参考书。