聚合物纤维结构的形成 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:大卫R.萨利姆 (Salem David R.)

出品人:

页数:432 页

译者:高绪珊

出版时间:2004-12

价格:60.0

装帧:平装

isbn号码:9787502560898

丛书系列:

图书标签:

• 聚合物纤维
• 科学
• 聚合物
• 纤维
• 结构
• 材料科学
• 物理化学
• 纺织科学
• 凝胶
• 自组装
• 纳米材料
• 形态学

纤维材料科学前沿：微观形貌与宏观性能的交织 本书聚焦于纤维材料领域近年来的重大突破与关键技术，深入探讨了从分子设计到宏观应用的全链条过程。它旨在为高分子化学、材料科学、纺织工程及相关领域的科研人员、工程师和高级学生提供一个全面且深入的参考，以理解和掌握现代高性能纤维的制造、表征与应用。 --- 第一部分：新型高分子合成与结构设计 本部分着重于构建高性能纤维的基础——高分子链的精确控制与功能化。我们不再局限于传统的聚合物体系，而是深入探讨了超支化、星形、梯度共聚物等新型拓扑结构在高分子合成中的应用及其对纤维性能的潜在影响。 1. 智能与响应性聚合物： 详细介绍了如何设计和合成对外界刺激（如温度、pH值、光照、电场或磁场）作出可逆或不可逆响应的高分子材料。内容涵盖了形状记忆聚合物（SMPs）的动态网络构建，自修复聚合物中微胶囊破裂与修复机制的动力学研究，以及热致变色与光致变色纤维中的分子开关原理。重点讨论了这些响应性在传感器、可穿戴电子器件及生物医学植入物中的应用潜力。 2. 生物基与可降解纤维的分子工程： 随着可持续发展理念的深入，生物基高分子，如聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）及其衍生共聚物的分子量调控与结晶行为成为核心议题。本书详述了酶催化聚合和开环聚合的反应动力学控制，旨在获得具有特定熔点和降解速率的生物可降解聚合物。同时，我们探讨了如何通过分子侧基修饰，增强生物基纤维的力学性能和热稳定性，使其能够替代部分传统合成纤维。 3. 纳米复合纤维的基础构建块： 深入分析了无机纳米粒子（如石墨烯、碳纳米管、纳米粘土和量子点）如何被精确地分散和定向排列在聚合物基体中。内容涵盖了表面改性技术（如偶联剂处理）以增强界面兼容性，以及通过熔融插层、溶液共混与原位聚合等方法实现纳米填料的均匀分散。着重探讨了界面张力、范德华力以及聚合物链段与纳米填料间的相互作用如何协同决定复合材料的介电常数、导电性与阻隔性能。 --- 第二部分：先进成纤工艺与界面控制 本部分将视角从分子层面提升至加工成型，剖析了影响纤维最终宏观形态和微观排列的关键加工技术。 1. 熔体纺丝的流变学与动力学： 详尽讨论了高粘度聚合物熔体在纺丝口模内外的流动特性。内容涵盖了剪切速率、拉伸比对聚合物链取向度的影响模型，以及如何通过优化温度曲线和挤出速率来抑制“颤振”和“断头”等缺陷。特别引入了在线流变监测技术，用于实时反馈和调整加工参数，确保高分子链的有效拉伸。 2. 湿法与干法纺丝的溶剂选择与相分离： 针对溶解性聚合物（如聚丙烯腈、聚酰亚胺和纤维素衍生物），本书系统比较了不同凝固浴/环境对相分离机制（如沉淀控制、蒸发控制）的影响。深入分析了核-壳结构、空心纤维和多孔结构的形成机理。对于湿法纺丝，详细阐述了溶剂/凝胶体系的T-x-y图分析，以指导获得特定孔隙率的纤维，这对于制造吸附材料和膜分离纤维至关重要。 3. 超临界流体纺丝技术： 作为一种环保且高效的无溶剂成型方法，超临界流体纺丝（特别是利用CO2）被深入探讨。内容涵盖了聚合物在超临界CO2中的溶解度参数预测，以及通过快速降压引发的快速成核与生长过程。重点阐述了如何利用CO2的膨胀效应，制备具有高度均匀孔隙结构的微纳纤维和气凝胶纤维。 --- 第三部分：微观结构表征与性能关联 高质量的纤维性能源于精确的内部结构控制。本部分着重于先进的表征手段及其在揭示结构-性能关系中的核心作用。 1. 结晶度与取向度的定量分析： 不仅介绍了传统的X射线衍射（XRD）和偏振光显微镜（POM），更侧重于小角X射线散射（SAXS）在揭示纳米级晶体尺寸、周期性与长程有序性中的应用。探讨了拉曼光谱和荧光光谱如何作为灵敏的探针，监测高分子链段的局部自由体积和应力状态。 2. 电子显微镜下的多尺度成像： 详细阐述了扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）在纤维表面形貌、横截面结构分析中的应用。特别关注聚焦离子束（FIB）技术在制备高质量超薄纤维横截面样品中的应用，以及能量色散X射线谱（EDX）和电子能量损失谱（EELS）在元素分布与化学键态分析中的精确量化方法。 3. 机械性能的动态与时间依赖性测试： 除了常规的拉伸测试，本书深入研究了纤维材料的动态机械分析（DMA），通过频率扫描和温度扫描，确定玻璃化转变温度（Tg）附近的粘弹性行为。讨论了蠕变（Creep）与应力松弛（Stress Relaxation）测试如何量化聚合物的长期稳定性，并介绍了疲劳损伤累积模型在预测纤维服役寿命中的应用。 --- 第四部分：前沿功能化与应用拓展 本部分展望了高性能纤维在超越传统纺织品领域的创新应用，强调了材料集成和系统化设计。 1. 能源存储与转换纤维： 探讨了将导电聚合物（如聚苯胺、PEDOT:PSS）或纳米碳材料集成到纤维结构中，用于制造可穿戴超级电容器、固态锂电池集流体纤维。内容包括电极材料的负载技术、离子传输通道的构建，以及纤维多层结构设计如何优化电荷转移速率和柔韧性。 2. 生物医学应用与组织工程支架： 聚焦于电纺纳米纤维（Electrospun Nanofibers）在伤口敷料、药物缓释系统和细胞培养支架中的应用。详细分析了如何通过精确控制纤维直径（亚微米到纳米级）来模拟细胞外基质（ECM），并讨论了表面接枝技术（如PEG化）来控制生物相容性和抗血栓性能。 3. 隔热、阻燃与电磁屏蔽： 阐述了如何通过引入中空结构、多孔网络或空气腔来大幅降低纤维的导热系数，实现超轻量隔热。在阻燃方面，重点介绍了磷系或硅系阻燃剂与聚合物的协同作用机理，以及它们在热解过程中形成的稳定炭层结构。对于电磁屏蔽，研究了导电纤维网络的构建密度与屏蔽效能（SE）之间的非线性关系。 --- 本书以其严谨的科学论述、丰富的实验数据和对前沿技术的洞察力，为读者提供了一个理解和驾驭现代高性能纤维材料的权威指南。

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我对这本书的期待在于，它能超越对现有纤维材料结构的描述，而是深入剖析“结构-性能”关系中的“桥梁”——即如何从分子设计指导宏观纤维结构的形成。例如，如果我想制造一种耐高温的芳纶纤维，我需要选择什么样特性的前驱体，以及在纺丝过程中施加多大的热处理梯度才能确保其高结晶度和高度的轴向取向？这本书是否能提供一个系统的、可操作的“设计空间”图谱？我希望看到的不是简单的“高取向=高强度”，而是更精细的分析，比如特定的“扭曲”或“折叠”结构单元如何增强纤维的疲劳寿命，即便它的初始强度略有下降。此外，我非常好奇作者如何处理“结构”的动态性问题。纤维在服役过程中，例如受到反复的弯折或化学侵蚀时，其内部的微结构是否会发生重排？如果是，这种重排的动力学过程与初始的“形成”过程有什么内在的关联？如果本书能将“形成”阶段的结构演变与服役阶段的结构演化联系起来，形成一个完整的生命周期视角，那么它就不仅仅是一本关于制造的书，而是一部关于材料命运的书了。

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从书名的字面意义来看，它似乎更像是面向高分子物理或化学领域的专业著作，而不是面向材料工程或纤维技术人员的实用手册。我有点担心这本书的语言会过于学术化，充满了诸如“高阶结构有序性”、“拉伸诱导结晶”或“介观尺度的拓扑结构”这类晦涩的术语。如果每一句话都需要我查阅专业词典才能理解其确切含义，那么阅读体验无疑会大打折扣。我希望能看到一些结构形成过程的可视化模拟或者流程图，用直观的方式解释那些复杂的物理化学过程。例如，通过对比不同分子量分布的聚合物在相同条件下形成的纤维结构差异，来佐证其理论推导的可靠性。另外，我很关注书中对“结构”的定义边界。它指的仅仅是纤维的轴向取向度吗？还是涵盖了横截面的不均匀性、表面粗糙度以及内部的孔隙结构？如果能将这些不同尺度的结构特征都纳入考量，并解释它们如何通过聚合和成型过程被“固化”下来，那才算得上是全面。我希望它能解答，我们是否有能力通过精确控制“形成”的每一步，来设计出具有超乎想象的特定功能的“人造肌肉”或“超级吸附剂”纤维。

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我翻阅了这本书的目录梗概，感觉它的侧重点似乎完全放在了“形成”这个动词上，而不是“应用”或“性能”上。这让我联想到一本厚重的、充满了相图和动力学方程的教科书。我猜想，书中可能会详细剖析不同类型聚合物（比如聚酯、聚酰胺或者更复杂的液晶聚合物）在受力拉伸过程中的链段运动和取向机制。例如，在高速纺丝过程中，剪切应力和热历史是如何共同决定纤维内部的非晶区和晶体区的比例与分布的。如果作者能够将流变学原理与纤维的最终结构建立起清晰的数学联系，那么这本书无疑是理论深度上的一个里程碑。但作为一个实际操作者，我更关心的是，如果工艺参数稍微偏离最佳点，例如温度降低了5度或者拉伸比减小了10%，这种结构上的微小扰动最终会在成品纤维的断裂韧性上造成多大的损失？这本书是否会提供一个实用的“容错范围”指南？如果它只是罗列了大量的理想状态下的理论模型，而没有探讨现实生产中常见的缺陷结构——比如微孔隙、内部分层或晶体缺陷——是如何由不完善的“形成”过程导致的，那么它对解决实际生产问题的作用就会相对有限。我更看重的是从结构缺陷到性能衰退之间的那条清晰的、可量化的路径。

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这本书的名字听起来像是一份深入研究特定纤维生长机制的报告，而非一本涵盖广泛的纤维材料综述。我期待它能提供一些关于非传统成型技术如何影响最终结构的案例研究。比如，静电纺丝（Electrospinning）形成的纳米纤维结构与传统熔融纺丝或干湿法纺丝的微米级纤维结构，其内在的链段排列差异究竟在哪里？是电场和溶剂蒸发速率的协同作用导致了更快的、非平衡态的结构冻结？如果书中能够详细对比分析这些不同制造工艺对最终结构“遗留”下的印记，并解释这些印记如何决定纤维的表面能和生物相容性，那将是非常有价值的。我尤其希望它能涵盖一些新兴领域的纤维结构形成，比如3D打印纤维束的层间粘接界面，其微观结构是缺陷的集中地，书中是否触及了如何通过优化挤出过程来改善这些界面的结构完整性？如果这本书只聚焦于传统的拉伸过程，而忽略了当前制造业的热点，那它的时效性和实用性就会打折扣。我更想看到的是，结构形成理论如何指导我们去制造那些具有复杂三维结构的超材料纤维。

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这本《聚合物纤维结构的形成》的描述让我感到非常困惑。我本来是想找一本关于现代纺织品创新或者新型复合材料力学性能的书籍，结果看到这个书名，感觉内容会非常集中和专业。我猜想，这本书可能深入探讨了从单体到高分子链的聚合过程，以及这些聚合物链是如何在特定的纺丝或拉伸工艺中排列和交联，最终形成具有特定宏观性能的纤维结构的。如果真是这样，那么对于材料科学研究生或者专门从事纤维生产工艺的工程师来说，这无疑是一本宝贵的参考资料。然而，对于一个对纺织品设计或者可持续材料更感兴趣的普通读者来说，这本书的门槛可能太高了。我更希望了解的是，这些复杂的微观结构是如何影响纤维的染色性、抗紫外线能力，或者在极端温度下的表现。如果书中仅仅停留在理论模型的推导和晶体学分析上，而缺乏实际应用案例的佐证，那么它对我的价值就会大打折扣。我期望看到一些先进的表征技术，比如高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）或广角X射线散射（WAXS）如何揭示这些纳米尺度的结构特征，并将其与纤维的宏观性能，比如强度和模量联系起来。期待它能提供一些对未来功能性纤维开发有启发性的见解，比如自修复纤维或智能响应纤维的结构基础。

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