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The fifth edition of the Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology builds upon the solid foundation of the previous editions, which have proven to be a mainstay for chemists, biochemists, and engineers at academic, industrial, and government institutions since publication of the first edition in 1949.
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现代材料科学与工程的基石：功能性聚合物与先进复合材料 作者： 艾伦·R·汉密尔顿 (Alan R. Hamilton), 玛丽·J·陈 (Mary J. Chen) 出版社： 工业与应用科学出版社 (Industrial & Applied Sciences Press) 出版年份： 2023年 --- 内容简介： 本书《现代材料科学与工程的基石：功能性聚合物与先进复合材料》旨在为化学工程、材料科学、机械工程及相关领域的学生、研究人员和行业专业人士提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角，探讨当代材料科学中最具活力的两个交叉领域：高性能功能性聚合物和先进复合材料的设计、合成、表征与应用。 本书严格遵循材料的结构-性能关系原理，详细阐述了如何通过分子层面的精确调控来赋予材料特定的宏观功能，并聚焦于当前工业界和高科技领域急需解决的关键材料挑战。 第一部分：功能性聚合物的分子设计与合成 (Chapters 1-6) 本部分将聚合物化学的基础理论提升至功能化应用的层面。我们不满足于介绍传统的商品化聚合物，而是深入探讨如何设计具有特定响应性、自修复能力、或生物相容性的“智能”聚合物体系。 第1章：高分子结构与热力学新见解： 涵盖了从链结构拓扑学到聚合物熔融和玻璃化转变的最新理论模型。重点讨论了复杂拓扑聚合物（如星形、刷形、蠕虫状聚合物）的构象统计及其对流变性能的非线性影响。 第2章：可控/活性自由基聚合（CRP/RATP）的工业放大： 对RAFT, ATRP, NMP等现代聚合技术进行深入剖析，特别是如何优化这些方法以实现分子量分布（PDI）的极窄控制（PDI < 1.05），并探讨将这些技术应用于连续流反应器中的挑战与解决方案。 第3章：功能性侧链的精确引入与后聚合修饰： 聚焦于点击化学（Click Chemistry）在聚合物科学中的应用，特别是CuAAC和硫醇-烯反应在材料表面功能化和复杂网络构建中的高效性。同时，详细介绍了通过光化学或热诱导反应实现的可逆键合机制。 第4章：电活性与光活性聚合物： 深入研究了有机半导体聚合物（如P3HT衍生物、PEDOT:PSS）的能带结构调控，以及如何通过分子工程优化载流子迁移率。此外，对光致变色和光响应性聚合物（如偶氮苯基聚合物）在光刻胶和数据存储中的应用进行了案例分析。 第5章：生物相容性与生物降解性聚合物： 本章关注生命科学应用。详细阐述了聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等在药物控释（Drug Delivery Systems, DDS）中的微粒封装技术，以及如何通过共聚设计来精确控制聚合物在体内的降解速率，以匹配组织再生周期。 第6章：高熵聚合物与超支化结构： 探讨了超越传统统计共聚物的新型结构，如具有多个不同单体的“高熵”体系，以及超支化聚合物在降低粘度、增加溶解度和提供高密度官能团方面的独特优势。 第二部分：先进复合材料的设计与性能工程 (Chapters 7-12) 本部分将重点转移至纤维、颗粒、纳米填料与聚合物基体的有效协同作用上，探讨如何超越传统增强材料，创造出具有多功能性的复合体系。 第7章：纳米增强复合材料的界面控制： 强调了界面在决定复合材料整体性能中的决定性作用。详细讨论了碳纳米管（CNTs）、石墨烯及其氧化物（GO）在聚合物基体中的分散性、取向控制，以及表面化学修饰策略，以确保基体与增强相之间的有效应力传递。 第8章：纤维增强复合材料的增材制造（3D打印）： 专注于连续纤维增强热塑性复合材料（如CF/PEEK, CF/PPS）的加工窗口研究。探讨了熔融沉积成型（FDM）和光固化（SLA/DLP）技术在复杂结构件制造中对纤维铺层角度和孔隙率的控制。 第9章：热管理与导热复合材料： 针对电子设备的小型化趋势，本章着重于开发具有高各向同性导热性的聚合物复合材料。研究了氮化硼（h-BN）和碳化硅（SiC）颗粒的填充几何排列，以及如何通过各向异性结构设计实现高效热耗散。 第10章：结构与传感一体化：自感应复合材料： 探讨了将压阻、压电或电化学活性填料（如功能化碳黑、特定粘土）引入结构材料中，使其能够实时监测自身损伤（如微裂纹扩展）和载荷状态，实现“健康监测”能力。 第11章：多相与层状复合材料的宏观力学建模： 基于连续介质力学，系统介绍了Halpin-Tsai方程、Mori-Tanaka方法在预测纤维/颗粒增强复合材料的有效模量、泊松比和疲劳寿命中的应用，并引入了基于有限元分析（FEA）的损伤演化模拟。 第12章：可持续性与循环经济中的复合材料： 探讨了当前复合材料回收面临的挑战（尤其是热固性体系）。重点介绍了化学解聚技术（如溶剂溶解、超临界流体处理）用于回收热塑性复合材料中的纤维和树脂，以及生物基树脂在替代石油基材料中的前景。 --- 本书的特点： 1. 深度与广度并重： 内容覆盖了从基础高分子物理到前沿功能材料应用的完整光谱，确保读者既能理解原理，也能掌握实际操作方法。 2. 强调界面科学： 明确指出功能性复合材料的核心在于界面相互作用，提供了多种调控界面能、表面能和界面粘结强度的先进技术。 3. 面向工程应用： 每一个理论章节后都附带了详尽的“工业案例分析”或“设计挑战”部分，紧密结合航空航天、微电子封装、生物医学器械等领域的实际需求。 4. 先进的表征技术： 涵盖了动态机械分析（DMA）、高分辨率透射电镜（HR-TEM）、X射线光电子能谱（XPS）在理解这些复杂材料结构-性能关系中的关键作用。 本书是致力于推动下一代材料技术发展的工程师和科学家的必备参考书。
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