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出版者:国防工业出版社（图书发行部）（新时代出版社）

作者:欧育湘

出品人:

页数:834

译者:

出版时间:2007-1

价格:158.00元

装帧:

isbn号码:9787118050806

丛书系列:

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• 阻燃塑料
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高分子材料的未来：先进工程塑料应用与性能优化 图书简介 本书深入探讨了当代工程塑料领域的前沿进展与核心技术，聚焦于高分子材料在极端环境下的性能突破、功能化改性以及在高端制造领域的创新应用。不同于传统的材料性能介绍，本书将视角置于“高性能化、多功能化和可持续发展”三大主线，为材料科学家、工程师以及相关领域的研发人员提供一套系统的理论框架与实用的解决方案。 第一部分：高性能聚合物的分子设计与合成 本部分着重剖析了新一代特种工程塑料的分子结构与宏观性能之间的内在联系。我们首先回顾了聚芳醚酮（PAEKs，如PEEK、PEKK）和聚酰亚胺（PI）等高性能树脂的经典合成路径，随后将笔触转向更具挑战性的新型热塑性和热固性树脂。 1.1 液晶聚合物（LCPs）的精密合成与取向控制： 详细阐述了通过精确控制聚合反应条件和单体配比，实现聚合物链段的高度取向排列。内容涵盖了从间位/对位芳香酸/酚类单体的选择，到原位聚合技术（Melt Polycondensation）的反应动力学研究。重点讨论了如何利用拉伸、挤出或3D打印等后处理技术，优化LCPs在微电子封装和高频通信设备中的介电性能和机械强度。 1.2 聚苯并噁嗪（Polybenzoxazines, PBZs）的无甲醛合成与固化机理： PBZs因其低收缩率、优异的耐热性和电学性能，正逐步替代传统环氧树脂。本书细致解析了绿色合成路线，特别是催化剂辅助的非酚体系合成法。深入探讨了其开环聚合（Ring-Opening Polymerization, ROP）过程的活化能和反应级数，并引入了动态热机械分析（DMA）数据，揭示固化程度与玻璃化转变温度（Tg）的精确关系。此外，章节还涵盖了如何通过引入硅氧烷或氟原子片段，实现PBZs的柔性化与疏水性调控。 1.3 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的结构与加工： 区别于常规HDPE，UHMWPE的分子量高达数百万，其独特的流变行为带来了极大的加工难度。本章详细介绍了凝胶纺丝法（Gel Spinning）和超临界流体辅助挤出法，用以制备具有高轴向取向度的纤维和型材。通过对X射线衍射（XRD）图谱的解读，直观展示了结晶度和结晶形态对最终产品（如生物植入体、防护装甲）力学性能的决定性影响。 第二部分：功能化复合材料的界面工程与增韧策略 现代工程应用对材料提出了多重功能集成（如导电、电磁屏蔽、自修复）的要求。本部分聚焦于如何通过界面设计和基体改性，实现材料性能的跨越式提升。 2.1 纳米填料的表面活性化与分散技术： 成功分散纳米填料是实现复合材料性能增益的关键。我们不仅讨论了常用的偶联剂（如硅烷偶联剂）的应用，更侧重于原位聚合技术（In-situ Polymerization），即在单体聚合过程中引入纳米颗粒（如纳米粘土、石墨烯、碳纳米管），从而实现填料与聚合物基体之间的化学键合或物理锚定。通过透射电子显微镜（TEM）图像分析，具体展示了不同表面处理方法对分散均匀性和界面层厚度的影响。 2.2 韧性增强机制：核-壳结构与动态交联网络： 针对工程塑料普遍存在的脆性问题，本书系统梳理了增韧技术。 核-壳弹性体增韧： 详细介绍了如何通过乳液聚合构建具有高Tg外壳和低Tg核部的橡胶增韧剂，并探讨了最佳的填料体积比和粒径分布，以有效吸收裂纹扩展能量。 动态共价键网络（Covalent Adaptable Networks, CANs）： 阐述了利用可逆反应（如Diels-Alder反应、硫醇-烯加成）构建的动态网络结构。这种网络在受到应力时能重新排列和修复，赋予材料优异的抗疲劳性和自修复能力。通过拉伸应力松弛实验，量化了这些动态键的浓度对材料蠕变性能的改善程度。 2.3 电磁屏蔽与导热复合材料的结构设计： 在5G/6G通信和电动汽车热管理领域，高效的电磁兼容（EMC）和热管理至关重要。本书详细对比了渗碳法、贵金属电镀法与导电填料填充法的优劣。针对导电填料，重点分析了“穿梭网络模型”（Percolation Theory），并利用交流阻抗谱（EIS）技术，精确测定复合材料的导电阈值和电导率各向异性。在导热方面，则深入研究了如何通过定向排列的石墨片或金属纳米线，构建高效的“热桥”，实现高达10 W/m·K的界面热导率。 第三部分：先进制造技术对聚合物性能的影响 增材制造（3D打印）正在重塑工程塑料的应用格局。本部分讨论了加工工艺参数如何决定最终部件的微观结构和宏观性能。 3.1 选择性激光烧结（SLS）与熔融沉积成型（FDM）的残余应力控制： 这两种技术在冷却过程中易产生显著的温度梯度，导致内部残余应力。本书分析了不同材料（如尼龙12、ABS）的收缩率差异，并提出了预热温度优化、层间粘接强度提升的策略。通过X射线残余应力分析法，量化了不同打印参数对部件各向异性的影响。 3.2 连续纤维增强增材制造（CFR-AM）： 介绍如何将碳纤维或玻璃纤维精确铺设到热塑性基体中，以制造出具有接近传统层压板性能的结构件。关键在于纤维浸润性和界面结合强度的控制。研究了超声辅助浸渍技术在确保纤维束完全被树脂包裹中的作用。 3.3 反应性挤出与在线固化： 针对热固性树脂的后处理问题，本章探讨了在挤出过程中即实现部分交联的“预聚合挤出”技术。这不仅提高了材料的加工窗口，还能在模具内完成最终固化，极大地缩短了生产周期，尤其适用于制造具有复杂内部几何形状的管道和结构件。 总结与展望 《高分子材料的未来：先进工程塑料应用与性能优化》旨在成为一本连接基础科学研究与工程实践的桥梁之作。本书对阻燃、耐化学腐蚀或生物降解性等特定功能不作深入探讨，而是将核心聚焦于提升极限机械性能、集成先进多功能性以及优化复杂制造工艺，为下一代高性能高分子材料的设计与应用提供坚实的理论支撑和技术指导。

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这本书的语言风格给我留下了极其深刻的印象，它是一种典型的、严谨的学术叙事风格，但又巧妙地融入了一种对材料本质的诗意描绘。作者在阐述热力学平衡和动力学控制时，那种精确到毫厘的措辞，让人仿佛能看到分子链在运动、晶体在形成的过程。它不是那种为了迎合大众读者而故意降低难度的读物，它的目标读者显然是那些已经在相关领域深耕多年，或者正准备投身其中的新人。阅读过程中，我经常需要停下来，对照着自己电脑里的模拟软件输出结果来验证书中的某些论点，这种思维上的互动感是其他很多书籍无法给予的。更让我感到佩服的是，作者在最后展望未来材料发展趋势的部分，没有落入空泛的口号，而是基于现有的技术瓶颈和材料化学的内在限制，提出了几个非常具有前瞻性和可行性的研究方向。这让我觉得，这本书不仅仅是过去和现在的总结，更是指引未来十年材料科学发展方向的灯塔之一，是真正有价值的、值得反复研读的工具书。

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如果说这本书有什么地方能让读者感到惊喜的话，那就是它对“失败案例”的坦诚记录。很多技术书籍在描述成功经验时头头是道，但在探讨为什么某些材料在特定环境下会失效时，往往语焉不详，显得有些保守。然而，这本书似乎有一种“揭秘”的勇气，它专门辟出章节来分析材料的早期失效模式，比如光氧化降解、水解敏感性、以及在极端温度下的塑化或脆化现象。这种坦诚的态度，让我对作者的专业性深信不疑。它不是在贩卖“万能材料”的幻觉，而是提供了一个审慎的视角，教会我们如何预见并规避风险。特别是在描述材料的长期耐久性预测模型时，作者引入了加速老化测试的校准方法，并详细解释了外推法存在的局限性。这种对科学局限性的清醒认识，体现了极高的学术水准，让人在学习知识的同时，也培养了批判性思维，明白科学探索的道路充满未知与挑战。

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这本大部头，我主要把它当作一本案头参考工具书来使用，而不是那种可以一口气读完的小说。它的排版设计虽然清晰，但由于内容的密度实在太高，每次翻阅都需要带着明确的目的性。我最常使用的是其中的性能数据库和对比表格部分。比如，当我需要快速比较A型聚合物在不同填料负载量下的介电常数变化趋势时，只需要翻到相应的章节，一个清晰的曲线图就能告诉我答案，省去了我手动去搜索和整理大量原始数据的麻烦。这种即查即用的实用性，是很多理论专著所不具备的。而且，它在材料的特定应用场景分析上做得非常到位，不像有些书那样泛泛而谈，而是针对航空航天、电子封装、医疗器械等几个关键领域，深入剖析了材料选择的权衡艺术——如何在高强度和轻量化之间找到那个甜蜜点。对我而言，它更像是一个随时待命的“材料百科全书”，遇到项目上的技术难题，我总能从里面找到可以借鉴的思路和参考的理论依据，极大地提高了我的问题解决效率。

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这本书刚到手的时候，我就被它厚实的装帧吸引了，那种沉甸甸的感觉，让人觉得内容一定非常扎实。我一直对材料科学，尤其是高分子材料领域抱有浓厚的兴趣，总觉得市面上那些通俗的科普读物在深度上总差那么点意思，不够过瘾。翻开目录，我就知道我找对宝了。里面关于各种基础聚合物的结构与性能分析，简直是一场视觉和知识的盛宴。特别是关于不同添加剂如何影响材料的力学性能和热稳定性那几章，图表和公式的运用恰到好处，不是那种为了炫技而堆砌的复杂公式，而是真正能引导思考、帮助理解微观机理的工具。比如，讲解到交联剂对热固性树脂网络结构的影响时，作者用了好几个生动的对比图，把原本抽象的化学键合过程具象化了，让我这个非专业出身的人也能茅塞顿开。而且，书中的案例分析部分也特别给力，引用了许多实际工程中的失败案例进行反思和改进，这比单纯的理论阐述要更有说服力，让人感觉这本书不仅是知识的集合，更是一本实战经验的宝典。我花了整整一个周末，沉浸在这些高分子世界里，感觉自己的知识体系又得到了极大的扩充，对未来可能涉及的材料研发工作充满了信心。

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说实话，这本书的阅读体验称得上是“挑战与回报并存”。初次接触时，我几乎被那些密密麻麻的专业术语和繁复的测试标准给震慑住了。很多关于标准测试方法和参数设定的描述，细节到让人头皮发麻，比如各种老化测试的温湿度曲线、不同拉伸速度下的应力松弛现象等等，对于一个只是想了解个大概的读者来说，可能有些门槛。但我坚持了下来，并且我发现，正是这些看似枯燥的细节，构成了材料科学的骨架。它不像那些追求快速阅读体验的书籍那样轻飘飘，它要求你慢下来，去品味每一个小数点背后的科学意义。我尤其欣赏作者在描述特定高分子材料（比如聚氨酯或环氧树脂）时，那种对工艺流程的近乎偏执的关注。他们没有止步于“是什么”，而是深入探讨了“为什么是这样加工”以及“加工过程中的微小变量如何累积成最终的产品差异”。这种深度挖掘的写作风格，让我对材料的理解不再停留在表面，而是深入到了生产制造的每一个环节，体会到科研工作者不易的匠心。

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