聚合物胶乳配方与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:张洪涛 编

出品人:

页数:446

译者:

出版时间:2008-1

价格:36.00元

装帧:平装

isbn号码:9787122012920

丛书系列:

图书标签:

• 方法
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• 材料科学

现代材料科学前沿探索：高性能复合材料的制备与结构表征 书籍简介 本书聚焦于当前材料科学领域中最具活力和应用前景的方向之一：高性能复合材料的制备工艺、微观结构调控及其宏观性能的优化。本书旨在为高分子化学、材料工程、化学工程以及相关领域的科研人员、工程师和高级学生提供一部系统、深入且具有前瞻性的参考著作。 本书摒弃对传统单组分材料的深入探讨，转而将核心研究范畴锁定在两种或多种材料通过特定界面作用力复合而形成的新型多相体系。我们相信，未来的工程挑战，如极端环境下的可靠性、轻量化需求以及多功能集成，唯有依靠复合材料才能得以解决。 第一部分：高性能复合材料的理论基础与设计哲学 本部分系统回顾了复合材料的经典理论框架，并引入了适应现代复杂体系的新兴模型。 第一章：复合材料的本构关系与界面作用力 本章首先梳理了经典的混合法则（Rule of Mixtures）及其局限性，随后详细阐述了应力转移机制在不同纤维几何形状（短纤维、长纤维、纳米增强体）中的差异。重点深入探讨了界面区（Interphase）的物理化学本质。界面不再被视为简单的二维边界，而是具有独特结构和性能的第三相。我们引入了热力学驱动的界面能最小化原理，解释了增强相与基体相之间的化学键合、范德华力、氢键以及缠结态对宏观力学性能的决定性影响。此外，本章还分析了湿润性、表面能匹配度在复合材料制备过程中的关键作用。 第二章：先进表征技术在结构解析中的应用 理解复合材料的性能，必须精确掌握其微观结构，特别是界面和分散相的形态。本章专门介绍一系列先进的表征技术： 高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）与扫描透射电子显微镜（STEM）：用于解析纳米级增强颗粒在聚合物基体中的团聚情况，并探查界面处的晶格匹配或非晶态过渡层。 固态核磁共振波谱（Solid-State NMR）：专注于界面化学键合的识别和界面链段的运动性分析，这是理解界面力学性能传递效率的“分子探针”。 动态力学分析（DMA）与热重分析（TGA）的耦合研究：通过精确控制温度和频率扫描，分离基体、增强相以及界面相的弛豫过程和热稳定性差异。 同步辐射X射线散射（SAXS/WAXS）：用于定量分析纤维或颗粒的取向度、长程有序结构及尺寸分布。 第二部分：先进复合材料的制备工艺与界面工程 制备工艺是决定复合材料性能的“艺术与科学”。本部分集中探讨如何通过精确控制工艺参数，实现对界面和微观结构的有效调控。 第三章：反应型共混与原位聚合技术 针对热固性树脂和某些高性能热塑性材料，本章详细介绍了反应型共混（Reactive Blending）技术。重点讨论了利用官能团化学反应（如胺-环氧开环、异氰酸酯-羟基反应）在熔融状态下构建动态或永久性化学交联网络，以提高材料的韧性和耐溶剂性。原位聚合技术，如单体在预分散增强相中的聚合，被深入分析，特别是如何利用“表面活性剂”或“锚定剂”策略，确保纳米增强体在聚合过程中不发生团聚。 第四章：熔融挤出与流变学控制 挤出是工业化生产复合材料的核心手段。本章侧重于高剪切熔融分散技术，分析了双螺杆挤出机中关键区域（加料段、熔融段、混合段）的流场模拟和剪切应力分布。提出了如何通过调整螺杆构型（如捏合块、输送元件）来优化纳米颗粒或短纤维的拉伸、分散和取向，同时避免对敏感增强相的机械损伤。流变学行为的预测模型，特别是剪切速率依赖下的粘度变化，被用于指导模压或注射成型过程中的缺陷控制。 第五章：界面改性：化学锚定与物理包覆 界面工程是提升复合材料性能的关键。本章系统分类了界面改性策略： 1. 化学表面处理：针对无机填料（如二氧化硅、碳纳米管），研究偶联剂（如硅烷、钛酸酯）的化学吸附与反应机理，实现与聚合物基体的共价键连接。 2. 聚合物接枝：通过“接枝到”或“接枝共聚”的方式，在无机填料表面生长一层与基体相容性极佳的“过渡层”，有效消除应力集中点。 3. 功能性包覆：探讨利用原子层沉积（ALD）等技术在增强体表面构筑超薄、高度均匀的惰性或催化性保护层，以应对极端化学环境。 第三部分：高性能复合材料的应用拓展与未来方向 本部分将理论和工艺知识应用于解决实际工程问题，并展望了复合材料设计的前沿领域。 第六章：多功能集成复合材料：热、电、磁耦合 现代工程对材料的期望不再是单一的结构支撑，而是集成多种功能。本章深入研究了导热/导电复合材料的设计。如何利用石墨烯、碳纳米管、氮化硼等高导性填料，构建贯穿材料内部的Percolation网络，同时保持基体的机械完整性，是一个核心挑战。我们分析了导电网络结构对临界浓度、温度依赖性的影响。此外，本章还涉及磁性填料（如铁氧体）在复合材料中的定向排列，以实现电磁屏蔽或吸波功能。 第七章：自修复与响应性复合材料 从被动结构向主动响应结构的转变是材料学的重大趋势。本章详细介绍了自修复技术在结构材料中的实现路径： 微胶囊破裂修复：设计具有特定尺寸和机械强度的修复剂微胶囊，探讨其在基体内部的最佳分布和“触发-释放-固化”的动力学过程。 可逆化学键的应用：研究基于二硫键、Diels-Alder反应等可逆化学键的网络结构，实现材料在特定热刺激下的应力松弛和损伤恢复。 第八章：可持续性与生物基复合材料的挑战 面对全球对可持续发展的要求，本章探讨了以生物基聚合物（如聚乳酸PLA、淀粉基材料）和天然纤维（如麻、竹）为基础的复合材料。重点分析了生物基体系在热稳定性、水敏感性及力学性能上的固有缺陷，以及如何通过纳米无机填料和界面优化策略，弥补其工程应用上的不足，推动绿色材料的工业化进程。 本书结构严谨，内容覆盖了从基础理论到尖端应用的完整链条，旨在启发读者跳出传统材料的思维定式，掌握设计和制备下一代高性能复合材料的关键技术。

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