高级液晶聚合物材料工程

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出版时间:1900-01-01
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isbn号码:9787561722930
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  • 液晶聚合物
  • 高分子材料
  • 材料工程
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具体描述

《高性能聚合物的结构与性能调控》 本书深入探讨了高性能聚合物材料的结构设计、合成方法以及其宏观性能之间的内在联系。我们将从聚合物链的分子结构出发,剖析不同单体单元、链段序列、分子量分布以及立体规整性如何影响材料的结晶度、玻璃化转变温度、熔点、力学强度、热稳定性、化学耐受性以及光学和电学等关键性能。 第一部分:聚合物结构基础与性能关联 高分子链结构与宏观性能: 详细阐述线性、支化、交联、星形、梳形等不同高分子链拓扑结构对聚合物流变学、加工性能和最终材料性能的影响。探讨主链结构(如刚性链、柔性链)与材料的力学模量、韧性、抗蠕变性之间的关系。 单体选择与性能设计: 聚焦于构成聚合物链的基本单元——单体,系统介绍不同官能团、侧基、环状结构等单体设计如何赋予聚合物特定的性能。例如,芳香环的引入如何提升材料的刚性和热稳定性,含氟单体如何提高化学惰性和降低表面能,极性基团如何影响溶解性和介电性能。 共聚策略与性能优化: 深入研究无规共聚、嵌段共聚、交替共聚、接枝共聚等共聚方式。分析不同共聚序列对材料相容性、形貌、力学性能(如提高韧性)、光学透明度和加工性的影响。通过实例说明如何通过巧妙的共聚设计实现性能的协同或互补。 分子量及其分布的影响: 探讨分子量大小以及分子量分布(窄分布、宽分布)对聚合物熔体黏度、加工性能、力学强度(断裂伸长率、拉伸强度)、耐磨性和脆性的显著影响。介绍分子量控制的合成策略。 结晶与非晶态行为: 详细解析聚合物的结晶动力学、球晶形成、取向以及非晶态的自由体积理论。阐述结晶度、结晶形态、取向度如何直接决定材料的刚度、强度、硬度、耐溶剂性以及光学透明度。介绍提高结晶度或控制结晶行为的加工方法。 第二部分:高性能聚合物的合成方法与表征 主流聚合方法学: 全面介绍自由基聚合、离子聚合(阴离子聚合、阳离子聚合)、配位聚合、开环聚合、缩聚等经典聚合方法。重点阐述活性/可控聚合技术,如原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)、药物活性聚合(MADIX)、活性阳离子聚合等,以及它们在精确控制分子量、分子量分布、链拓扑结构和序列结构方面的优势。 特殊聚合技术: 介绍溶液聚合、本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合等不同聚合介质的影响。探讨固相聚合、界面聚合、电化学聚合、光聚合等特殊聚合技术在制备特定结构和形貌聚合物中的应用。 聚合物合成实例分析: 通过具体的高性能聚合物(如聚醚醚酮 (PEEK)、聚酰亚胺 (PI)、聚苯硫醚 (PPS)、聚碳酸酯 (PC)、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 等)的合成路线和反应机理,深入理解合成与结构调控的实践。 聚合物结构与性能表征技术: 系统介绍表征聚合物微观结构、分子结构和宏观性能的关键技术,包括: 分子量与分子量分布: 凝胶渗透色谱法 (GPC/SEC),粘度法。 化学结构分析: 核磁共振波谱 (NMR)、傅里叶变换红外光谱 (FTIR)、质谱 (MS)。 热性能分析: 差示扫描量热法 (DSC) 用于测量玻璃化转变温度、熔点、结晶温度;热重分析法 (TGA) 用于评估热稳定性。 力学性能测试: 拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度测试、蠕变与应力松弛试验。 结晶形态与微观结构: X射线衍射 (XRD) 用于分析结晶度、晶体结构;偏光显微镜 (POM) 用于观察球晶形态;扫描电子显微镜 (SEM) 和透射电子显微镜 (TEM) 用于观察微观形貌和相结构。 流变学特性: 流变仪用于测量熔体黏度、弹性模量等。 第三部分:高性能聚合物的加工与应用 聚合物加工方法: 详细介绍挤出、注塑、吹塑、压延、流延、薄膜成型、纤维纺丝、粉末涂料等主流加工技术。分析加工参数(温度、压力、剪切速率、冷却速率)对聚合物结晶、取向、残余应力以及最终产品性能的影响。 响应性聚合物设计与应用: 探讨如何设计具有特定响应性的聚合物,如温度响应性、pH响应性、光响应性、电响应性等,并分析其在智能材料、药物递送、传感器等领域的应用潜力。 聚合物复合材料: 介绍聚合物基复合材料的增强体(如玻璃纤维、碳纤维、天然纤维、纳米填料)与聚合物基体之间的界面相容性、增强机理及其对材料力学性能、热性能、电性能的提升作用。 高性能聚合物应用领域: 结合前述的结构、合成与加工知识,深入探讨高性能聚合物在航空航天、汽车、电子电气、医疗器械、新能源、环保等领域的广泛应用,并分析不同应用场景对聚合物材料性能的具体要求。 本书力求以科学严谨的态度,系统梳理高性能聚合物材料从分子设计到宏观应用的完整链条,旨在为材料科学、化学工程、高分子科学等相关领域的学生、研究人员和工程师提供一本全面而实用的参考书。

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读后感

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用户评价

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这本书给我的整体感受是,它是一部非常“接地气”的专业书籍。虽然涉及的是“高级”的专业知识,但作者在叙述方式上尽量避免了晦涩难懂的专业术语,或者即便使用了,也会给出清晰的解释。我是一名在职的材料工程师,工作之余希望能提升自己的专业技能,这本书正好满足了我的需求。书中关于液晶聚合物的加工工艺,例如如何控制液晶聚合物的结晶过程以获得特定的力学性能,或者如何通过热处理来优化薄膜的取向,都给出了非常实用的指导。而且,书中还讨论了如何对液晶聚合物材料进行成本控制和规模化生产,这对于我这样的工程师来说,是非常重要的考量因素。书中还提供了许多案例分析,展示了如何将液晶聚合物材料成功应用于实际产品中,这让我对材料的应用前景有了更直观的认识。

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这本书带给我的启发是多方面的,尤其是它在“前沿应用”方面的描绘,让我看到了液晶聚合物材料广阔的未来图景。我一直关注着材料科学的最新发展,而这本书恰恰汇聚了许多令人兴奋的创新方向。书中关于液晶聚合物在柔性电子器件中的应用,例如可弯曲显示器、柔性传感器、可穿戴健康监测设备等,都进行了深入的探讨。作者不仅分析了这些应用对材料性能提出的特殊要求(如高形变能力、优异的导电性、生物相容性等),还介绍了如何通过分子设计和复合材料技术来满足这些要求。此外,书中还提到了液晶聚合物在智能材料、响应性材料,以及在能源存储和转换领域的潜在应用,比如用于高性能电池隔膜、太阳能电池光电转换层等。这些内容极大地拓展了我的视野,激发了我对这些交叉学科领域研究的兴趣。

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从一个普通读者的角度来说,《高级液晶聚合物材料工程》这本书虽然名字听起来十分专业,但其内容设计却相当人性化。序言部分就清晰地阐述了本书的写作目的和适用范围,让我对自己能否读懂和从中获益有了初步的判断。而章节的编排也十分合理,从最基础的液晶物理化学原理讲起,逐步深入到各种液晶聚合物的合成、性能表征,再到具体的工程应用。每章的末尾都附有总结和思考题,这有助于读者巩固所学知识,并引导思考。我特别喜欢书中对各种先进测试技术的介绍,例如X射线衍射(XRD)用于分析晶体结构,差示扫描量热法(DSC)用于研究相变行为,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)用于观察微观形貌等等。书中不仅介绍了这些技术的原理,还给出了实际测量结果的案例分析,这让我对如何运用这些技术来理解和评价液晶聚合物材料有了清晰的认识。

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《高级液晶聚合物材料工程》这本书,就像一位经验丰富的引路人,带领我一步步探索液晶聚合物材料的奥秘。我一直对高分子材料的微观世界充满好奇,而这本书则为我揭示了液晶聚合物独特的自组装行为和由此带来的优异性能。书中对液晶聚合物分子链的刚性和柔性、侧基的化学结构、分子量以及浓度等因素如何影响液晶相的形成和稳定性,进行了深入的探讨。这些分析让我能够理解,为什么某些特定的分子结构会表现出液晶行为,以及如何通过精细的分子设计来调控材料的性能。此外,书中对液晶聚合物与其他材料(如填料、溶剂)的相互作用的介绍,也为我理解复合材料的设计和制备提供了重要的视角。这本书的深度和广度,让我深刻体会到了材料科学的魅力,以及不断学习和探索的必要性。

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这本书简直是为我量身定做的!我一直对液晶聚合物在显示技术中的应用非常感兴趣,但市面上相关的书籍要么过于浅显,要么就深奥得让人望而却步。《高级液晶聚合物材料工程》这本书恰好填补了这一空白。它在深入剖析液晶聚合物基本原理的同时,并没有忽略其在实际工程中的应用。书中关于液晶聚合物在液晶显示器(LCD)中的不同角色,比如作为偏光片、相位延迟膜,甚至是主动控制单元的潜在应用,都进行了详细的阐述。我特别关注了书中关于液晶聚合物分子结构设计如何影响其光学性能的部分,作者通过对比不同侧链结构和主链构象对液晶相行为的影响,清晰地揭示了构效关系。这对于我理解如何通过分子设计来优化材料性能,从而驱动下一代显示技术的进步,提供了宝贵的思路。而且,书中还提到了3D打印液晶聚合物材料,以及其在可穿戴设备、生物传感器等新兴领域的应用前景,这让我对液晶聚合物材料的未来发展充满了期待。

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《高级液晶聚合物材料工程》这本书,刚拿到手的时候,就被它厚重的质感和专业感征服了。书页纸张厚实,印刷清晰,排版也很有条理,让人一看就觉得是本值得潜心研读的学术著作。我尤其喜欢它在理论讲解部分,并没有一味地堆砌公式和概念,而是通过大量的图示和模型,将那些看似抽象的物理化学原理具象化。比如,在介绍液晶的分子取向和相变时,书中不仅给出了理论模型,还配上了精美的三维分子结构图,甚至还有动态模拟的示意,这让我这个非材料专业背景的读者,也能在脑海中勾勒出液晶分子在不同温度和应力下的行为,理解起来更加直观和深刻。此外,书中对实验方法的介绍也相当详尽,从样品制备到性能表征,每一个环节都给出了详细的操作步骤和注意事项,读来就像是有一位经验丰富的导师在耳边循循善诱,让人跃跃欲试。虽然我还没有来得及深入研究每一个章节,但仅从开篇部分,就感受到了作者在内容组织上的深厚功力,以及对读者的体贴。

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《高级液晶聚合物材料工程》这本书,对于任何想要深入了解液晶聚合物材料领域的人来说,都是一本不可多得的宝藏。我是一名研究生,导师推荐我阅读这本书作为背景知识学习。这本书的优点在于其内容的系统性和全面性。它不仅覆盖了液晶聚合物的基本概念,如液晶相、介电各向异性、光学各向异性等,还对各种类型的液晶聚合物,如聚酯、聚酰胺、聚席夫碱等,进行了详细的介绍,包括它们的结构特点、合成方法和关键性能。书中对不同液晶聚合物在不同应用场景下的优劣势分析,也十分客观和深入。我印象特别深刻的是,书中在讨论材料性能时,总是会追溯到其分子结构和微观形貌,这种由微观到宏观的分析逻辑,对于我理解材料的本质非常有帮助。而且,书中对各种实验技术和理论模型的介绍,也为我后续的研究提供了坚实的理论基础和实践指导。

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坦白说,这本书的深度和广度确实让我有些“压力山大”,但更多的是一种被知识海洋包围的兴奋感。我是一名刚入行的研究助理,负责协助导师进行新型高分子材料的研发,而液晶聚合物正是我们团队的一个重要研究方向。《高级液晶聚合物材料工程》这本书,对我来说,就像一本“百科全书”式的参考指南。它不仅涵盖了液晶聚合物的化学合成、结构表征、物理化学性质,还深入探讨了其在各种工程领域的应用,从传统的电子器件到前沿的柔性电子、生物医学材料,几乎无所不包。尤其让我印象深刻的是,书中对不同合成方法(如自由基聚合、缩聚等)的优缺点以及对最终材料性能的影响进行了细致的比较分析,这对于我们选择合适的合成路线至关重要。此外,对材料加工工艺的阐述,如注塑、挤出、薄膜制备等,也提供了非常实用的工程指导。虽然很多内容需要反复研读,但我相信,随着我对书中知识的不断吸收,我的研究能力必将得到极大的提升。

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这本《高级液晶聚合物材料工程》的书,给我带来的最大惊喜在于它对“工程”二字的深刻理解和实践指导。许多学术书籍往往停留在理论层面,而这本书则真正将理论与实践紧密结合。我是一名负责新材料工艺开发的工程师,经常需要考虑如何将实验室的科研成果转化为可量产的产品。书中关于液晶聚合物材料的加工过程,例如熔融加工、溶液加工以及相分离诱导成型等,都给出了非常具体的技术参数和工艺流程建议。它详细分析了不同加工参数(如温度、压力、流速)对最终材料微观结构和宏观性能的影响,这对于优化生产工艺、提高产品合格率具有极其重要的指导意义。书中甚至还涉及了质量控制和失效分析等方面的内容,这对于确保产品质量和解决生产中遇到的实际问题提供了宝贵的经验。这本书让我看到了理论知识在实际工程应用中的巨大价值。

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初次翻阅《高级液晶聚合物材料工程》,就为书中严谨的逻辑和清晰的脉络所吸引。作者在处理复杂科学问题时,总能将复杂概念层层剥离,直至本质。我特别欣赏书中对于液晶聚合物热力学理论的阐述,它不仅仅停留在理论公式的堆砌,而是通过引入熵增原理、吉布斯自由能等概念,来解释液晶相形成的内在驱动力。这使得我对液晶聚合物的自组装行为有了更深刻的理解,也为我后续研究如何调控液晶相转变温度和相态提供了理论基础。书中对液晶聚合物力学性能的分析也相当到位,它结合了分子动力学模拟和有限元分析等现代计算方法,预测和解释了材料在不同应力下的变形和断裂行为。这对于我们设计具有高强度、高韧性或特定应力响应功能的液晶聚合物材料至关重要。虽然我对其中的某些高级计算方法还不太熟悉,但书中提供的详细参考文献,为我进一步深入学习提供了指引。

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