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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Pethrick, Richard A. (EDT)

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:

价格:129

装帧:HRD

isbn号码:9781594548994

丛书系列:

图书标签:

• Polymer Science
• Polymer Chemistry
• Materials Science
• Handbook
• Research
• Polymer Properties
• Polymer Synthesis
• Characterization
• Macromolecules
• Engineering

现代材料科学的基石：高分子材料的理论与应用 本书旨在为高分子科学领域的专业人士、研究人员以及高年级本科生提供一份全面、深入且具有前瞻性的参考指南，聚焦于高分子科学的核心理论、前沿研究进展以及关键的工业应用。 本书结构严谨，内容涵盖了从基础的聚合物化学到复杂的材料性能调控的广泛议题。我们摒弃了对基础概念的肤浅介绍，转而深入剖析了驱动高分子行为的底层物理化学原理，并结合最新的实验技术和计算模拟方法，为读者描绘出整个高分子科学领域的宏大图景。 第一部分：高分子基础结构与合成化学的深度剖析 本部分奠定了理解高分子材料的基础。我们首先详尽回顾了聚合反应的动力学与热力学，超越了经典的自由基、逐步增长和开环聚合，重点探讨了活性/可控聚合（如ATRP、RAFT、NMP）在精确分子量调控和复杂拓扑结构构建中的革命性作用。对于新兴的生物启发聚合（Bioinspired Polymerization）方法，如酶催化聚合和点击化学在聚合物合成中的应用，也进行了细致的阐述，强调了如何在温和条件下实现高度选择性的键合。 结构与构象部分，我们引入了先进的散射技术（SAXS/WAXS）和核磁共振（NMR）谱学，用于解析聚合物链在溶液和固态下的空间排列。重点解析了晶态、半晶态结构的形成机制，以及无定形区域的自由体积理论如何影响材料的力学和运输性能。对于拓扑聚合物（如星形、梳状、树枝状大分子），本书深入讨论了它们独特的流变学行为和在纳米技术中的潜在应用。 第二部分：高分子物理与性能的量化调控 本部分是连接分子结构与宏观性能的关键桥梁。我们致力于解析高分子物理中的核心挑战，特别是玻璃化转变（Tg）和熔点（Tm）的理论模型。详细对比了经典的自由体积理论、菲舍尔模型与更现代的基于链动力学的解释。 流变学是高分子材料应用中不可或缺的一环。本书不仅涵盖了牛顿流体和非牛顿流体的一般概念，更侧重于高分子熔体和溶液的复杂粘弹性行为。我们详细分析了大范围振荡剪切实验（如SAOS和LAOS）的数据解释，并介绍了缠结网络理论（Entanglement Theory）如何预测聚合物的粘度和弹性模量。对于高分子混合物和共混物的相容性问题，我们采用Flory-Huggins热力学理论为基础，结合临界溶解参数（Hansen Solubility Parameters）来预测宏观相分离行为。 热力学与输运性能方面，本书深入探讨了气体、液体和小分子在聚合物基体中的扩散、渗透和溶解过程。特别关注了高分子膜材料在气体分离和水处理中的性能限制因素，如选择性与渗透率之间的权衡，以及如何通过分子筛效应和孔隙结构工程来突破这些限制。 第三部分：功能性高分子与先进复合材料 现代高分子材料的价值在于其可设计的功能性。本部分聚焦于智能高分子和结构-功能一体化材料的最新发展。 响应性聚合物（Stimuli-Responsive Polymers）的研究占据了重要篇幅。我们详细考察了形状记忆聚合物（SMPs）的固化/恢复机制、pH/温度敏感水凝胶的溶胀动力学，以及电活性和光响应性聚合物（如电活性聚合物EAPs和光致异构聚合物）在软体机器人和人机交互中的应用前景。 在生物医学高分子领域，本书着眼于可降解聚合物（如PLGA、PCL）的降解动力学与生物相容性研究，探讨其在药物控释系统（DDS）和组织工程支架构建中的精确设计原则。我们强调了生物分子印迹聚合物（MIPs）在特异性识别和分离技术中的作用。 复合材料部分，我们超越了传统的纤维增强体系，重点分析了纳米复合材料中填料（如碳纳米管、石墨烯、粘土纳米片）与聚合物基体之间的界面相互作用。深入解析了界面层对复合材料力学、电学和阻燃性能的增强机制，并讨论了纳米填料的有效分散技术与宏观性能之间的定量关系。 第四部分：高分子材料的加工、表征与未来趋势 材料的性能最终依赖于高效且精准的加工过程。本部分介绍了聚合过程中的反应工程，以及高分子成型加工技术（如注塑、挤出、吹塑）中的物理化学控制。重点阐述了动态结晶动力学如何影响注塑件的最终收缩率和内部应力分布。 在先进表征技术方面，本书详细介绍了原子力显微镜（AFM）在探测试剂与聚合物表面的形貌、粘附力和力学成像中的应用，特别是相衬成像（Phase Imaging）如何揭示复杂共混物中的微相分离结构。同时，二维核磁共振（2D NMR）作为解析复杂聚合物体系结构和动态信息的强大工具，其原理和应用案例被深入探讨。 展望未来，本书的最后一章将重点讨论可持续高分子科学，包括生物基单体合成、化学回收技术（如解聚）和碳捕获利用（CCU）技术在聚合物生命周期中的整合，旨在引导读者思考如何推动高分子材料向更绿色、更可持续的方向发展。 本书内容深度适宜，理论推导严密，结合了丰富的实验数据和前沿的研究案例，力求成为高分子科学领域研究者手中不可或缺的、能够指导创新实践的工具书。

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