无卤阻燃聚合物基础与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:王建祺

出品人:

页数:376

译者:

出版时间:2005-6

价格:60.00元

装帧:精裝本

isbn号码:9787030152169

丛书系列:

图书标签:

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• 阻燃聚合物
• 无卤阻燃
• 高分子材料
• 材料科学
• 聚合物科学
• 阻燃材料
• 环保材料
• 工程塑料
• 应用技术
• 化学工程

好的，这是一本关于特种工程塑料与先进复合材料结构设计的图书简介，完全不涉及“无卤阻燃聚合物基础与应用”的内容。 --- 图书名称：特种工程塑料与先进复合材料结构设计：理论、仿真与工程实践 简介 在当代高端制造、航空航天、精密电子以及新能源汽车等前沿领域，材料的性能需求已远超传统通用塑料的范畴。《特种工程塑料与先进复合材料结构设计》一书，聚焦于高性能聚合物基体材料的深层结构-性能关系、复杂的本构模型构建，以及由此衍生的结构件的可靠性设计与先进制造技术。本书旨在为材料科学家、结构工程师以及从事高端产品开发的研发人员，提供一套系统化、工程化的设计方法论。 本书内容深度耦合了材料科学的微观机理与工程力学的宏观应用，重点阐述了如何将热塑性与热固性特种工程塑料（如PEEK、PI、聚酰亚胺等）以及碳纤维/玻璃纤维增强复合材料，从原材料选择阶段就融入到最终结构的设计考量之中，以实现性能的最优化和全生命周期的可靠性保障。 --- 第一部分：高性能聚合物基体的结构与本构模型 本部分深入探讨了特种工程塑料的分子结构特征如何决定其宏观力学、热学及化学稳定性。不同于通用塑料，特种塑料因其高结晶度、复杂的交联网络或刚性主链结构，展现出独特的非线性行为。 1.1 特种工程塑料的分子设计与微观性能关联 详细解析了聚芳醚酮（PAEKs，尤其是PEEK）的半结晶结构对疲劳寿命和耐磨性的影响；深入讨论了聚酰亚胺（PI）的亚胺环结构如何赋予材料极高的热分解温度和优异的尺寸稳定性。内容覆盖了从单体选择到聚合过程控制对最终材料性能谱的影响机制。 1.2 高温与复杂载荷下的非线性本构关系 本章是本书的核心理论基础之一。针对特种塑料在长期承载、蠕变和粘弹性行为，本书推导并应用了广义粘塑性模型和时间-温度等效原理（TTSP）。重点阐述了如何利用实验数据修正标准的弹塑性模型，以准确描述材料在不同温度和应变速率下的应力松弛和应变硬化现象，这对于预测长期服役结构的安全至关重要。 1.3 复合材料界面特性与有效介质理论 对于纤维增强复合材料（FRC），材料性能的决定性因素在于纤维与基体之间的界面粘接强度和传递效率。本部分详细介绍了界面微观表征技术（如拉拔试验、扫描声学显微镜），并构建了多种有效介质模型（如Voigt模型、Reuss模型、以及针对短纤维随机取向的Halpin-Tsai模型），以预测层合板的宏观各向异性弹性常数。 --- 第二部分：结构设计、失效分析与仿真技术 本部分将理论模型转化为实际的工程设计工具，重点关注如何利用先进的计算方法来指导结构形态设计和可靠性评估。 2.1 结构刚度优化与拓扑设计方法 讨论了如何将特种材料的高比强度和比模量优势最大化。内容涉及基于能量的结构刚度优化算法，以及如何将复合材料的铺层设计（如角度选择和厚度分配）集成到拓扑优化流程中，以在满足载荷约束的同时，显著减轻结构质量。 2.2 疲劳寿命预测与渐进损伤模型（Progressive Damage Modeling, PDM） 复合材料和高性能塑料在循环载荷下的失效模式复杂多变，包括基体开裂、纤维/基体脱粘和纤维断裂。本书详述了基于能量释放率的失效准则（如Hashin准则、LaRC05准则），并构建了渐进损伤模型，该模型能模拟损伤从萌生到扩展，直至结构最终破坏的全过程，为设计安全裕度提供了精确的数值工具。 2.3 高温与冲击环境下的有限元分析（FEA） 针对特种材料在极端环境下的应用，如航空发动机短舱或深冷储罐，本书详细介绍了如何在通用有限元软件（如Abaqus, ANSYS）中二次开发用户材料子程序（UMAT/VUMAT），以导入前述的复杂本构模型。特别强调了显式动力学分析在模拟高速冲击和微小碰撞（如碎片撞击）中材料的动态响应和吸能特性。 --- 第三部分：先进制造工艺对结构性能的反馈 材料的最终性能与其成型工艺息息相关。本部分专注于先进制造工艺对材料内部缺陷的控制及其对最终结构可靠性的影响。 3.1 增材制造（AM）中的特种聚合物熔融沉积与层间结合力 深入分析了利用高精度熔融沉积（FFF/FDM）技术制造PEEK等高熔点材料时，如何控制打印温度梯度、冷却速率和构建方向，以优化内部残余应力和层间粘结强度。提出了层间剪切强度预测模型，该模型将打印参数直接映射到最终结构的层间剥离抗力。 3.2 反应注射成型（RIM）与热固性复合材料的固化动力学控制 针对环氧树脂和聚氨酯等热固性体系，本书探讨了反应注射成型过程中，如何通过精确控制模具温度和进料速率，来管理放热反应，避免因局部过热导致的降解和孔隙率增加。结合DSC（差示扫描量热法）数据，建立了非等温固化动力学模型，指导工艺窗口的选择。 3.3 后处理与缺陷的无损评估（NDE） 强调了在结构设计完成后，必须配合有效的质量控制。详细介绍了超声波C扫描和X射线CT技术在检测复合材料中微孔隙、纤维偏离和脱粘等关键缺陷中的应用，并将缺陷尺寸与结构剩余寿命的降低程度进行量化关联。 --- 总结与读者定位 《特种工程塑料与先进复合材料结构设计》是一本高度专业化、注重工程应用深度的参考书。它超越了单纯的材料性能罗列，而是提供了一套从微观机理到宏观仿真，再到可制造性验证的完整设计链条。 本书适合以下读者： 航空航天与汽车结构设计工程师： 寻求利用轻量化材料实现性能提升和寿命预测。 材料研发人员： 需要理解其合成材料如何被转化为可靠的工程结构。 研究生及青年学者： 在高分子材料力学、复合材料设计领域进行前沿研究。 通过对本领域最复杂材料体系的系统梳理，本书旨在帮助读者跨越理论与工程实践之间的鸿沟，设计出更安全、更高效的下一代高性能结构件。

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这本书的标题里带着“无卤阻燃聚合物”，我原本以为会深入讲解各种阻燃剂的化学机理、聚合物基体的改性方法，以及相关的燃烧动力学测试数据。结果，这本书似乎更侧重于宏观的应用层面和市场趋势的介绍。比如，它花了很大篇幅去讨论不同国家和地区对于环保阻燃材料的法规要求，甚至详细列举了电子电器、建筑材料和交通运输领域对无卤材料的具体标准。对于那些期望了解如何从分子层面设计出高效阻燃体系的专业人士来说，这本书的理论深度显得有些不足。我希望能看到更多关于磷系、氮系阻燃剂在不同聚合物中协同效应的实验数据和分析，以及最新的纳米复合材料在提升阻燃性能方面的进展。这本书更像是面向工程采购或者法规遵循人员的指南，而非材料科学家的深度参考。

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从排版和图表的直观感受来看，这本书的制作质量还是不错的，清晰度和专业性都有保证。但内容上，我最失望的是它在“基础”二字上的体现。如果一个读者对聚合物化学有基本的了解，那么前几章关于聚合物结构和阻燃作用机理的描述，显得有些陈旧和基础化，很多内容在常见的化学教材中都能找到。我期待的是对高分子链运动与阻燃成炭过程之间复杂关系的深入探讨，或是运用高级计算化学方法预测阻燃效果的案例分析。这本书提供的多是成熟技术的应用案例分析，缺乏对基础理论的创新性阐述或对现有瓶颈的挑战性思考，使得其在学术价值上略显保守。

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这本书在介绍特定应用案例时，特别是关于轨道交通内饰材料的阻燃要求部分，信息量较大，提供了许多行业标准缩写及其具体含义的解释，这对于初入该行业的项目经理非常有帮助。但是，在探讨如何通过优化配方来平衡阻燃效率、力学性能和成本这“三驾马车”的关系时，处理得有些草率。它罗列了一些常见的结果，例如“添加过多的阻燃剂会降低材料的拉伸强度”，但很少提供具体的修正模型或量化关系曲线。我原本希望看到一些多变量回归分析的结果，或者通过实验设计（DoE）得出的最优平衡点区域，而不是仅仅停留在定性的描述上。它像是提供了一张地图，但没有提供导航工具。

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我拿起这本书，是希望能找到一个全面梳理无卤阻燃技术发展脉络的权威著作。然而，内容给我的感觉是，它试图涵盖得太广，反而使得每一个点都没有讲透。关于聚合物的加工工艺部分，它只是泛泛地提到了挤出和注塑过程中需要注意的温度和剪切速率，但没有深入分析阻燃剂加入后对熔体粘度和流动性的具体影响，这对于实际生产线上的工程师来说，帮助有限。此外，对于新型的生物基阻燃聚合物的介绍也过于简略，只是简单提及了潜力，却没有提供任何实际的合成路径或性能对比数据。总体而言，这本书更像是一本面向入门读者的综述性读物，对于寻求前沿技术突破或解决复杂工程难题的读者，可能会感到意犹未尽。

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这本书的视角似乎更偏向于终端产品制造商的视角，关注的是如何选择和验证现有材料，而不是如何创造新的高性能材料。在关于热重分析（TGA）和锥形量热分析（CONE）数据解读的部分，它清晰地解释了每个参数的物理意义，这一点值得称赞。然而，它没有提供足够多的、具有对比性的实际数据图集，比如同一种聚合物使用五种不同阻燃剂后的CONE曲线并列对比，并分析为什么某种阻燃体系能在特定时间点（如最大热释放速率）表现出优势。缺乏这种直接、多维度的实验对比，使得读者在面对实际材料选择时，依然需要依赖外部供应商提供的技术文档，无法形成独立的判断体系。这本书更像是一个行业术语和标准汇编，而非深层次的研发参考手册。

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