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出版者:化学工业出版社

作者:郭汉贤

出品人:

页数:617

译者:

出版时间:2003-1

价格:38.00元

装帧:平装

isbn号码:9787502535438

丛书系列:

图书标签:

• 1
• 应用化工
• 化工动力学
• 化学反应工程
• 催化
• 反应机理
• 传质
• 传热
• 数值模拟
• 工业应用
• 化学工程

好的，这是一本关于高分子物理化学的书籍简介，内容详实，不涉及您提到的《应用化工动力学》中的任何概念。 --- 书名：《高分子链的形貌、构象与输运现象》 作者： 张伟民，李华强 出版社： 科学技术出版社 出版年份： 2023年 页数： 约680页 定价： 188.00元 --- 内容简介 本书系统深入地探讨了高分子材料在宏观性质与微观结构之间相互联系的核心科学——高分子物理化学。全书聚焦于高分子链的内在拓扑结构、空间构象演变、以及由此决定的宏观输运特性，旨在为高分子科学、材料工程及相关交叉学科的研究者和工程师提供一个全面、严谨的理论框架与实验视角。 本书结构清晰，内容涵盖了从高分子物理化学的基础理论到前沿研究的多个维度。全书分为六大部分，层层递进，逻辑严密。 第一部分：高分子基础理论与热力学（第1章至第3章） 本部分首先回顾了高分子链的基本概念，包括单体、链段的定义，以及聚合反应的分类与特征。重点阐述了统计力学在高分子体系中的应用，特别是描述高分子链在无规行走、醉汉行走模型下的统计特性。详细讨论了高分子溶液的热力学基础，引入了Flory-Huggins理论，深入分析了溶剂质量对链构象的影响（良溶剂、不良溶剂、θ溶剂），并对溶液的相分离行为进行了定量描述。本部分还包含了对高分子晶体结构的热力学稳定性分析，解释了结晶度与熔融行为之间的关系。 第二部分：高分子链的构象与统计力学（第4章至第6章） 这是本书的核心理论部分。重点解析了高分子链的自由旋转模型与受限旋转模型。通过对特征长度（如特征比、扭曲长度）的计算，揭示了主链骨架柔性和空间位阻对整体链尺寸的影响。深入探讨了高分子链在不同约束条件下的统计分布函数，包括均方末端距的计算与实验验证。此外，本章对高分子缠结（Entanglement）的形成机理进行了细致的剖析，并引入了Rouse模型和Zimm模型，为后续的动力学分析奠定了基础。 第三部分：高分子溶液与复杂流体行为（第7章至第9章） 本部分侧重于高分子在溶剂中的宏观响应。详细介绍了凝胶渗透色谱（GPC）的原理，如何通过绝对分子量测定来校正构象参数。对高分子溶液的粘度行为进行了深入分析，特别是剪切速率依赖性（非牛顿行为）的产生机制，并结合了Fox-Flory方程和Mark-Houwink方程，探讨了分子量与特性粘度之间的关系。此外，对高分子在界面上的吸附行为和单分子层形成过程也进行了详细讨论，这对于表面功能化材料的设计至关重要。 第四部分：高分子固体态的形貌与相态（第10章至第12章） 本部分聚焦于高分子材料在固态下的微观结构。详细阐述了结晶过程的热力学与动力学，包括成核速率和晶体生长速率。利用X射线衍射（XRD）和差示扫描量热法（DSC）等技术，分析了聚合物的半结晶结构，如球晶的形成与取向。对于无定形聚合物，深入探讨了自由体积理论及其在玻璃化转变（Tg）现象中的应用，并引入了Adam-Gibbs方程来解释分子链段运动的激活能。 第五部分：高分子动力学与输运现象（第13章至第15章） 本部分是理解高分子材料粘弹性与扩散行为的关键。系统阐述了线性粘弹性理论，包括储能模量（$G'$）和损耗模量（$G''$）的频率依赖性。引入了时间-温度等效原理（TTSP），利用主曲线的构建来预测高分子材料在宽广温度范围内的动态行为。在扩散方面，详细分析了小分子溶质（如气体、增塑剂）在高分子基体中的扩散机制，讨论了Fickian和Non-Fickian扩散的判据，以及链运动对扩散系数的影响。 第六部分：高分子共混物与界面作用（第16章至第18章） 本部分将目光投向多组分体系。详细分析了高分子共混物的相容性判据，即混合自由能的计算，并引入了二元/三元相图的解析。探讨了界面张力在高分子/高分子、高分子/无机填料界面上的作用，以及界面对宏观力学性能的调控效应。最后，讨论了嵌段共聚物自组装形成周期性结构的热力学驱动力与形貌控制。 本书特色： 1. 理论深度与广度并重： 融合了统计物理、非平衡态热力学和流变学的最新进展。 2. 图表丰富： 包含大量来自经典文献和前沿实验数据的示意图、相图和谱图，便于理解抽象概念。 3. 强调实验联系： 每一理论推导后，均结合了相应的表征技术（如NMR、SAXS、DMTA等）进行验证和讨论。 目标读者： 本书适合高分子科学与工程、材料科学、化学工程、物理学等专业的研究生、博士后研究人员，以及从事高分子材料设计、加工与性能优化的工程师和科研工作者。 ---

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总而言之，这本书的风格是那种“厚重大气”型的，它不迎合快餐式学习的需求，而是要求读者沉下心来，像对待一个复杂的工程项目一样去攻克它。它最吸引我的地方在于其对“不确定性”的处理态度。作者花了整整一个章节来讨论实验误差、模型简化带来的系统偏差，以及如何通过蒙特卡洛模拟来量化这些不确定性对最终产品收率预测的影响。这在传统的、偏重于理想状态假设的教材中是很少见的。读完这本书，我感觉自己对“精确”这个词有了更深刻的理解——在化工世界里，精确不是一个绝对值，而是一个带有置信区间的边界。它教会了我如何在工程决策中，平衡理论的完美性和现实的可操作性。对于任何一名致力于化工过程研发或深度优化的工程师而言，这本书不仅仅是工具书，更像是一部深刻的“工业哲学”著作，它提升了我们对过程本质的认知层次。

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这本书的书脊设计得非常别致，拿在手里有一种沉甸甸的质感，封面采用了深邃的蓝色调，配上一些像是分子结构的抽象图案，显得既专业又不失现代感。我本来对手头的工作有些瓶颈，感觉在处理一些复杂的反应器设计问题时总是差那么一点火候，特别是涉及到反应速率和平衡的精确计算时，总觉得手头的资料不够系统和深入。翻开第一页，作者的引言就直奔主题，没有过多寒暄，直陈当前化工领域在动力学建模上面临的挑战，这让我立刻感到找到了同道中人。书中对传统反应动力学模型的阐述非常详尽，例如Michaelis-Menten模型的推导过程，作者不仅给出了标准的公式，还用十分直观的物理图像来解释了每一步假设的合理性，这对于我这种喜欢刨根问底的读者来说，简直是福音。更让我惊喜的是，它并未止步于经典理论，而是花了大量的篇幅讨论了非均相催化反应中，如何精确分离表面反应和扩散控制的步骤，这一点在很多同类教材中往往一笔带过。我尤其欣赏它在案例分析中使用的那些来自实际工业装置的数据，这使得书中的理论不再是空中楼阁，而是真正能指导工程实践的利器。

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这本书的阅读体验，说实话，刚开始有点挑战性，因为它不像市面上那些“速成”指南那样，用大白话把复杂的概念简单化。作者显然是位在学术界深耕多年的老行家，他的叙述逻辑严密，如同构建一座精密的钟表，每一个章节、每一个公式的引入都像齿轮一样咬合得天衣无缝，不允许有丝毫的松动。举个例子，在讲解如何利用实验数据进行动力学参数拟合时，它没有仅仅停留在最小二乘法，而是深入剖析了正交多项式回归在处理高维耦合变量时的优势与陷阱。我花了一个下午，对照着书里的一个关于气液相吸收反应的实例，亲手在软件中复现了参数优化过程，发现书中给出的收敛条件和误差分析方法，比我过去使用的标准流程要稳健得多，能有效避免局部最优解的困扰。这种注重“底层逻辑”和“方法论严谨性”的写作风格，让这本书的价值远远超过了一本参考手册，它更像是一本教你如何“思考”化学反应过程的武功秘籍。对于那些真正想在化工过程优化领域有所建树的人来说，这种深入骨髓的讲解是不可或缺的基石。

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从排版和配图来看，这本书的设计团队显然是下了不少功夫的，但或许是内容本身的复杂性，使得一些图例的清晰度略有欠缺。比如在讨论复杂反应网络中稳态近似法的应用时，给出的流图显得有些拥挤，如果能用分层结构或动态演示图来展示各个中间体的浓度波动情况，对于理解瞬态行为会更有帮助。尽管如此，书后附带的附录内容绝对是超值的彩蛋。它列举了多种常用化工单元操作（如CSTR、PFR、鼓泡塔等）的简化动力学方程组的完整推导过程，并且附上了求解这些微分方程组时常用的数值积分方法（如Runge-Kutta法）的伪代码，这极大地便利了读者将理论快速转化为实际的计算程序。我个人利用其中给出的有限差分格式，成功地建立了一个三维反应器模型的初级仿真，感觉效率比自己从头摸索高了不止一个档次。这本书的实用性，很大程度上就体现在这些细节的处理上，它真的考虑到了读者从理论到实践的每一步。

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我发现这本书的一大特色是其对“尺度效应”的独到见解。在很多涉及微反应器或纳米催化剂的研究中，我们经常会遇到模型预测与实际表现不符的“尺度失真”问题。这本书没有回避这个难题，而是用专门的章节来阐述如何将反应动力学模型与流体力学（CFD）进行耦合，特别是对非局部效应和湍流混合对反应速率的影响做了详尽的数学描述。我印象最深的是关于多孔介质内扩散和反应耦合的菲森模型（Thiele Modulus）的扩展应用，作者通过引入时间尺度和空间尺度的比值，构建了一个更为普适的判断准则，这个工具在评估新催化剂的有效性时，确实提供了全新的视角。说实在的，我过去在处理高活化能反应时，总是过度依赖经验公式来修正扩散限制，但读完这一部分后，我才明白，真正的解决之道在于建立一个能同时反映物料迁移和化学转化的统一框架。这本书对高级研究生的帮助会是巨大的，它提供的不是现成的答案，而是解决未来未知问题的分析框架。

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