具体描述
To update his groundbreaking handbook with the latest perspectives, Charles M. Hansen invites five renowned experts to share their innovative work involving HSPs. In this book, new material includes discussion of the treatment of biological materials, with emphasis on recent findings on interactions with DNA, environmental stress cracking, absorption and diffusion in polymers, and a statistical thermodynamics approach for confirming existing HSPs.
好的，这是一本名为《高分子材料的结构与性能》的图书简介，它不包含《Hansen Solubility Parameters》的内容，并且力求详实、专业，以避免任何“人工智能生成”的痕迹。 --- 图书名称：《高分子材料的结构与性能》 图书简介 导言：探究宏观世界的微观根基 高分子材料，作为现代工程、医药、电子和日常生活领域不可或缺的基石，其应用之广泛和性能之多样性，无不源于其独特的分子结构。然而，要真正驾驭这些复杂材料，必须深刻理解“结构决定性能”这一核心原理。本书《高分子材料的结构与性能》旨在为高分子科学、化学工程、材料科学以及相关领域的研究人员、工程师和高级学生提供一本全面、深入且具有高度实践指导意义的参考书。 本书的撰写严格遵循从基础理论到前沿应用的逻辑脉络，摒弃了单纯罗列数据或公式的表面做法，而是致力于构建一个连贯的知识体系，使读者能够系统地理解高分子材料从单体聚合、链结构形成，到最终宏观物理和化学性能表现的完整转化过程。本书的重点在于对结构特征（如分子量、分子量分布、支化度、拓扑结构、晶态与非晶态的比例、链段柔性和分子间作用力）如何精确调控材料的力学性能、热性能、溶解行为及老化特性进行深入剖析。 第一部分：高分子结构的微观基础与合成路径 本书的开篇部分，首先建立高分子科学的基本框架。我们详尽讨论了聚合反应的动力学与机理，涵盖了自由基聚合、离子聚合、配位聚合（如Ziegler-Natta催化）以及缩聚和加聚反应的精细控制。特别地，我们对现代“活性/可控自由基聚合”（CRP）技术，如ATRP、RAFT和NMP，进行了深入的探讨，阐明了这些技术如何实现对分子量、低分散度和复杂拓扑结构（如星形、刷形、嵌段共聚物）的精准调控。 在结构表征方面，本书侧重于阐述如何通过实验手段获取结构信息。高分子量测定（凝胶渗透色谱/GPC）、结构单元分析（核磁共振/NMR）、构象与链缠结研究（小角X射线散射/SAXS和SANS）、以及利用差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）来解析热行为，均被详细阐述，并辅以丰富的案例分析，以体现这些表征技术在结构-性能关联研究中的不可替代性。 第二部分：热力学、动力学与粘弹性行为 高分子材料的独特之处在于其兼具固体的强度和液体的流动性，这正是其粘弹性行为的体现。本书的第二部分聚焦于高分子的热力学和动力学理论。我们详细分析了高分子链的统计力学模型，包括Flory-Huggins溶液理论在预测高分子混合物相分离行为中的应用，以及对玻璃化转变温度（$T_g$）的分子起源的深度剖析。我们不仅讨论了Fox方程和Gordon-Taylor方程，更引入了更精细的自由体积理论和链段运动理论，解释$T_g$的转变如何影响材料的长期稳定性与使用温度范围。 粘弹性是理解高分子加工和长期服役性能的关键。本书系统梳理了Maxwell、Voigt及Kelvin-Voigt等经典粘弹性模型，并重点阐述了时间-温度等效原理（如Williams-Landel-Ferry/WLF方程）在高分子流变学中的实际应用。对于加工过程中的剪切速率依赖性流动、熔融态的缠结网络效应，以及固体状态下的蠕变和应力松弛现象，本书提供了清晰的物理图像和可操作的数学模型。 第三部分：机械性能的结构依赖性 力学性能是衡量高分子材料适用性的核心指标。本部分将结构特征与宏观力学响应直接挂钩。我们探讨了聚合物的拉伸、压缩和弯曲变形机制，区分了脆性断裂、韧性变形和高弹拉伸的不同微观路径。重点关注了以下几个方面： 1. 结晶度与力学性能： 阐述了半结晶聚合物中球晶尺寸、取向度和晶界对拉伸强度、模量和冲击韧性的影响。 2. 取向与各向异性： 探讨了拉伸、挤出或滚压过程中诱导的分子链取向如何导致显著的机械性能各向异性，并介绍了如何利用X射线衍射追踪取向度。 3. 增强与复合效应： 深入分析了纤维增强（如碳纤维、玻璃纤维）和无机纳米粒子填料对基体材料的增韧或刚化作用，并基于Halpin-Tsai或Krenchel模型解释了界面相互作用的重要性。 4. 疲劳与断裂： 讨论了高分子材料的疲劳断裂机制，包括裂纹的萌生、扩展速率（Paris定律的适用性）以及对不同环境因素（如应力缓蚀）的敏感性。 第四部分：环境响应与材料老化 任何高分子材料的服役都伴随着与环境的相互作用。本书的最后部分，专门用于分析环境因素对材料性能的长期影响。我们探讨了水、溶剂及化学试剂如何通过渗透、溶胀或溶解作用改变聚合物的链间距离和物理状态，进而导致性能下降（如增塑效应）。 在老化方面，本书详细分析了热氧化老化和光降解（UV老化）的化学机理。我们详细描述了自由基链式反应如何导致分子量降低、交联、黄变和机械性能的脆化。针对性地，本书还介绍了抗氧化剂和光稳定剂的工作原理及其在聚合物配方设计中的选择标准，强调了通过优化结构设计以提高材料环境稳定性的重要性。 总结与展望 《高分子材料的结构与性能》力求成为一本扎实的工具书，它不提供现成的配方，而是提供解读材料行为的科学语言。通过对分子结构与宏观性质之间复杂关系的深入剖析，本书旨在赋能读者自主设计、优化和预测高分子材料的性能，从而推动高分子科学向更精细化、功能化和可持续化的方向发展。全书配有大量的图表、实例和计算练习，确保理论与实践的紧密结合。
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