高分子化学

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出版者:化学工业出版社
作者:张兴英
出品人:
页数:306
译者:
出版时间:2006
价格:34.00元
装帧:简装
isbn号码:9787502587765
丛书系列:
图书标签:
  • 高分子
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  • 聚合反应
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  • 材料科学
  • 反应机理
  • 聚合度
  • 功能高分子
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具体描述

本书为配合高分子化学国家精品课程建设需要,补充了近一二十年高分子化学的新进展,是为高等学校本科生学习高分子化学而编写的教科书,对于在相关领域学习和研究的硕士、博士研究生、科学工作者、工程技术人员,也不失为一本学习高分子化学基本原理及高分子制备的参考书。主要介绍了聚合物的分类和命名、聚合反应等内容。其余各章分别介绍了逐步聚合、自由基聚合、离子型聚合、配位聚合、开环聚合、共聚合、聚合方法等内容。

现代材料科学前沿:功能性聚合物的构筑与应用 本书旨在全面而深入地探讨当代高分子科学领域最前沿的研究方向——功能性聚合物的理性设计、精确合成、结构-性能关系解析及其在尖端技术中的创新应用。它并非传统意义上侧重于基础聚合反应机理或宏观物性描述的教材,而是面向对前沿研究有强烈兴趣的科研人员、高年级本科生及研究生,提供一个聚焦于“功能化”与“智能化”的高分子视角。 --- 第一部分:功能化高分子的理论基石与设计原则 (约450字) 本书首先摒弃了对线性、非功能化聚合物的冗余叙述,直接切入高分子链结构中的精确功能单元植入。详细阐述了如何通过精细的合成化学手段,在聚合物骨架或侧链上引入具有特定物理、化学或生物活性的基团(如光敏基团、电活性基团、识别基团等)。 1.1 活性聚合方法的精进与控制: 深入解析了RAFT(可逆加成-断裂链转移)、ATRP(原子转移自由基聚合)以及CROP(开环易位聚合)等“活性/可控”聚合技术在构筑复杂拓扑结构(如星形、刷形、树枝状聚合物)以及精确控制分子量和低分散性方面的最新进展。重点讨论了如何利用这些方法实现序列控制聚合,以构筑具有特定功能块段顺序的嵌段或接枝共聚物。 1.2 结构导向的性能预测: 讨论了先进的计算化学方法(如密度泛函理论DFT、分子动力学模拟MD)如何用于预测和指导功能性聚合物的构筑。着重分析了空间位阻、电荷分布、氢键网络等微观结构特征对宏观功能(如离子导电性、机械弛豫时间、荧光量子效率)的耦合效应。 1.3 响应性聚合物的触发机制: 系统梳理了刺激响应型聚合物(Smart Polymers)的四大类触发机制:热响应(LCST/UCST行为)、pH响应、光响应(如光致异构化、光解)和电化学响应。详细分析了这些响应的动态可逆性、阈值精度以及如何通过聚合物网络设计实现多重、多级响应。 --- 第二部分:尖端功能材料的合成与表征 (约650字) 本部分聚焦于如何将理论设计转化为具有实际应用潜力的新型功能材料,重点在于材料的集成化和多功能集成。 2.1 生物医学领域的高分子载体系统: 详细论述了靶向药物递送系统(DDS)的设计。内容涵盖了利用pH敏感性聚合物胶束对肿瘤微环境的特异性响应;通过表面修饰接入生物分子(如抗体、肽段)实现主动靶向;以及用于基因递送的阳离子聚合物的理化性质优化,尤其是其在转染效率与细胞毒性之间的平衡调控。此外,还探讨了可降解生物材料(如PLGA、PCL的共聚物)在组织工程支架构建中的应用,强调其降解速率与生物相容性的耦合控制。 2.2 新一代能源存储与转换: 深入剖析了高分子在能源器件中的关键作用。针对固态电池,重点介绍了高离子电导率聚合物电解质的设计,包括无定形聚合物基体对锂盐的有效溶解、高结晶度对机械稳定性的贡献,以及如何利用离子交联网络抑制锂枝晶生长。在光电器件方面,分析了聚合物太阳能电池(PSC)的活性层界面工程,讨论了如何利用功能性添加剂优化给体/受体之间的能级匹配和形貌控制,以提升激子分离效率。 2.3 软物质机器人与自驱动系统: 介绍高分子材料在构建人工肌肉和软体驱动器中的前沿进展。重点讨论了电活性聚合物(EAPs),如离子聚合物-金属复合材料(IPMCs)和介电弹性体,如何通过外部电场刺激实现大形变。解析了驱动力的来源(体积膨胀、电场诱导的分子取向变化)以及如何通过梯度结构设计实现复杂运动模式的编程。 2.4 智能表面与界面工程: 阐述了如何利用高分子刷(Polymer Brushes)和表面接枝技术,实现对界面的超精确调控。内容包括:防污/抗结冰表面的设计,通过调控聚合物的亲水/疏水平衡和链段密度实现低粘附性;以及利用电荷存储或响应性侧链实现自清洁或可擦写表面的构筑。 --- 第三部分:先进表征技术与未来展望 (约400字) 本书的最后一部分强调了先进的表征手段是理解功能性聚合物结构-性能关系的关键,并对该领域的未来发展趋势进行了展望。 3.1 动态与原位表征: 重点介绍那些能够揭示聚合物在实际工作状态下行为的技术。这包括原位同步辐射小角X射线散射(SAXS)用于观察聚合或响应过程中的相分离和形态演化;时间分辨荧光光谱用于研究功能基团的激发态动力学;以及原子力显微镜(AFM)的力谱和电学模式用于分析单个聚合物纳米结构或薄膜表面的局部力学和电学特性。 3.2 高通量筛选与机器学习辅助设计: 讨论了如何利用自动化合成平台结合高通量表征技术快速建立结构参数与功能响应之间的关联。介绍了机器学习(ML)和数据驱动模型在预测新型功能共聚物组分、优化聚合条件以及加速材料发现流程中的应用潜力,强调了构建标准化、高质量的功能聚合物数据集的重要性。 3.3 展望:从被动功能到主动智能: 总结了功能高分子领域的未来方向,即从仅能响应外部刺激的“被动响应”向具备自主感知、决策和执行能力的“主动智能”材料迈进。这包括自修复高分子网络、具备环境反馈能力的仿生系统以及基于高分子材料的分子尺度计算器件的构想。本书旨在为读者提供一个前瞻性的框架,以应对未来材料科学的挑战。

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读后感

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用户评价

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这本书的排版和插图质量也值得一提。在处理那些复杂的**空间结构和构象**变化时,视觉辅助工具至关重要。我发现这本书的插图非常精良,色彩区分明确,立体感强,不像有些出版物上的图例模糊不清,让人看了更懵。特别是关于聚合物链的统计力学模型和蒙特卡洛模拟的应用部分,那些三维的缠绕结构图,能够非常直观地帮助读者理解为什么不同的拓扑结构会对宏观性能产生如此巨大的影响。而且,书中的很多习题设计得非常巧妙,它们不是那种简单套用公式的计算题,而是更多地引导你去思考不同参数组合下的可能结果,甚至有些还结合了最新的研究热点,激发你主动去查阅最新的文献来验证自己的猜想。这种启发式的学习路径,让阅读过程充满了探索的乐趣,而不是被动的知识接收。可以说,这本书在视觉呈现和思维引导上,都达到了极高的水准,真正做到了“图文并茂”的最高境界。

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最后,让我印象深刻的是它在**功能高分子材料**和**可持续性**方面的视野拓展。作为一本基础化学专著,它并没有固步自封于传统的聚合物合成,而是很前沿地探讨了生物可降解高分子、自修复材料以及智能响应性聚合物的设计原理。其中关于“绿色溶剂”在聚合反应中的应用和替代方案的讨论,非常贴合当前全球对环境保护和可持续发展的要求。作者没有停留在理论层面,而是结合了最新的工业案例,分析了实现这些“未来材料”所面临的工程挑战和经济可行性。这使得这本书不仅仅是一部面向实验室研究的工具书,更是一部能够引导行业未来方向的参考指南。它提供了一种宏观的视角,让我意识到高分子化学不仅是基础学科的延伸,更是解决能源、环境和健康等人类重大挑战的关键技术支柱。阅读完毕后,我感觉自己对这个领域未来十年的发展趋势都有了一个清晰的预判,这对于制定我的长期研究规划起到了决定性的作用。

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我费了好大力气才把手头的另一本关于有机合成的教材看完,那本简直是灾难,每一页都恨不得把所有知识点塞进去,读完后脑袋里像是塞了一团乱麻。相比之下,这本书在**热力学与动力学**的阐述上,简直是教科书级别的典范。我特别关注了关于自由基聚合和配位聚合那几章,通常这些内容是理解的难点所在。这本书的作者并没有回避复杂的数学推导,但他们巧妙地将理论推导与实际的反应速率常数、引发剂的选择性等工程应用紧密结合起来。例如,在讨论链转移反应时,它不仅给出了速率方程,还配有大量的图表,清晰地展示了温度和单体浓度如何影响最终聚合物的分子量分布。我甚至找到了一些罕见的关于**活性聚合**体系中“活度”维持机制的深入分析,这在很多入门读物中是很少能深入到这个程度的。这种深度和广度兼备的处理方式,让我感觉自己不再是停留在“知道有这么回事”的层面,而是真正开始理解“为什么会这样发生”的内在逻辑。对于那些希望从事聚合反应优化和新材料设计的人来说,这些章节提供的基础框架是无比坚实的,绝非那种浅尝辄止的概览可以比拟的。

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说实话,我买这本书主要是冲着后面关于**高分子表征**的部分去的。因为在我的实验工作中,最头疼的就是如何准确地描述我合成出来的材料的物理化学性质。这本书对各种表征技术的介绍,可以说是面面俱到,而且非常注重“度量衡”的准确性。比如,在谈到凝胶渗透色谱(GPC)时,它详细解释了校正曲线的建立、溶剂效应的影响,以及如何从原始数据中准确地推算出数均分子量和重均分子量的差异,这个细节处理得非常到位,远超出了我以往接触的任何一本同步教材。更让我惊喜的是,它还专门辟出了一块来讨论**差示扫描量热法(DSC)**在确定玻璃化转变温度(Tg)和结晶度时的细微差别和潜在误差来源,这对于需要精确控制材料热性能的研究人员来说,简直是宝典级别的存在。它不像一些书籍那样只是罗列仪器的原理,而是深入到数据解读的“灰色地带”,教你如何批判性地看待实验结果,如何排除干扰因素,从而真正掌握材料的“脉搏”。这种对实验科学严谨性的强调,让这本书的实用价值提升了好几个档次。

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这本厚厚的《**高分子化学**》摆在我面前时,我的第一反应是:这玩意儿真的能读完吗?封面设计得相当朴素,蓝灰色调,给人一种非常“学术”的感觉,丝毫没有市面上那些畅销书的浮夸色彩。我承认,我对这个领域原本了解得非常有限,顶多知道塑料、橡胶这些是高分子。然而,翻开第一章,作者的处理方式却出乎我的意料。它没有一上来就堆砌复杂的化学方程式和晦涩的术语,而是花了大量的篇幅去铺陈高分子科学的历史背景,讲述了从天然橡胶到合成纤维的演变过程,那种娓娓道来的叙事感,让我感觉自己像是在听一位经验丰富的教授在做科普讲座,而不是在啃一本教科书。特别是其中关于早期聚合反应成功的几次“意外”的描述,非常生动,让人对接下来的理论学习充满了期待。它似乎在告诉我,化学并不仅仅是冰冷的公式,背后也充满了人类探索未知的激情和智慧的火花。阅读过程中,我发现这本书在概念的引入上极其讲究层次感,每引入一个新的结构单元或反应机理,都会配以清晰的示意图和生活中的实例进行类比,这极大地降低了初学者的入门门槛。尽管内容必然是严谨的,但其行文的流畅性,着实让我对这本书的编写者投入的心血有了深刻的体会。

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