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出版者:Taylor & Francis

作者:Young, Robert J./ Lovell, Peter A.

出品人:

页数:688

译者:

出版时间:2011-6

价格:$ 67.74

装帧:HRD

isbn号码:9780849339295

丛书系列:

图书标签:

聚合物
高分子
材料科学
化学
高分子化学
材料工程
塑料
橡胶
聚合物科学
高分子物理

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具体描述

Thoroughly updated, Introduction to Polymers, Third Edition presents the science underpinning the synthesis, characterization and properties of polymers. The material has been completely reorganized and expanded to include important new topics and provide a coherent platform for teaching and learning the fundamental aspects of contemporary polymer science. New to the Third Edition Part I This first part covers newer developments in polymer synthesis, including 'living' radical polymerization, catalytic chain transfer and free-radical ring-opening polymerization, along with strategies for the synthesis of conducting polymers, dendrimers, hyperbranched polymers and block copolymers. Polymerization mechanisms have been made more explicit by showing electron movements. Part II In this part, the authors have added new topics on diffusion, solution behaviour of polyelectrolytes and field-flow fractionation methods. They also greatly expand coverage of spectroscopy, including UV visible, Raman, infrared, NMR and mass spectroscopy. In addition, the Flory-Huggins theory for polymer solutions and their phase separation is treated more rigorously. Part III A completely new, major topic in this section is multicomponent polymer systems. The book also incorporates new material on macromolecular dynamics and reptation, liquid crystalline polymers and thermal analysis. Many of the diagrams and micrographs have been updated to more clearly highlight features of polymer morphology. Part IV The last part of the book contains major new sections on polymer composites, such as nanocomposites, and electrical properties of polymers. Other new topics include effects of chain entanglements, swelling of elastomers, polymer fibres, impact behaviour and ductile fracture. Coverage of rubber-toughening of brittle plastics has also been revised and expanded. While this edition adds many new concepts, the philosophy of the book remains unchanged. Largely self-contained, the text fully derives most equations and cross-references topics between chapters where appropriate. Each chapter not only includes a list of further reading to help readers expand their knowledge of the subject but also provides problem sets to test understanding, particularly of numerical aspects.

深入探索合成与天然高分子世界的基石之作《高分子科学：结构、性能与应用前沿》本书导言：在人类文明的演进过程中，材料科学始终扮演着至关重要的角色。而高分子材料，凭借其无与伦比的多样性、轻量化特性以及可调控的物理化学性质，已成为现代工业、生物医学乃至日常生活的核心驱动力。本书《高分子科学：结构、性能与应用前沿》旨在提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，用以剖析高分子世界的复杂性，从分子层面的构筑原理，到宏观尺度的性能展现，再到尖端技术的实际应用。我们不再将高分子视为单一的材料范畴，而是将其置于跨学科交叉的前沿阵地，涵盖化学、物理学、工程学和材料科学的精髓。本书的结构设计力求逻辑严谨，层层递进，确保读者能够建立起从基础理论到复杂应用的完整知识体系。 --- 第一部分：高分子基础与合成化学的基石第一章：高分子的本质与分类本章首先界定了高分子（Polymer）的精确定义，区分了宏观聚合物与微观单体，并深入探讨了聚合度、分子量及其分布（如数均、重均分子量）对材料整体特性的决定性影响。我们将系统性地回顾高分子的经典分类方法：基于来源（天然与合成）、基于结构（线性、支化、交联）以及基于主链化学键（碳链、杂链）。重点分析了高分子在不同状态下的热力学行为，例如玻璃化转变温度（$T_g$）和熔点（$T_m$）的概念及其对材料加工和使用环境的意义。第二章：逐步聚合反应机制本章聚焦于经典缩聚和逐步聚合过程的化学动力学与机理。详细解析了酯化、酰胺化、聚氨酯形成等关键反应的反应速率、平衡控制以及副反应的抑制策略。读者将学习如何通过精确控制反应温度、催化剂选择和单体配比，来调控聚合物的分子量增长轨迹。此外，本章还探讨了环状单体的开环聚合（ROP），特别是内酯和内酰胺聚合的立体选择性控制。第三章：连锁聚合（加成聚合）的精微控制连锁聚合是合成大量重要工业高分子的核心技术。本章深入探讨了自由基聚合（FRP）的机理、引发剂的选择（如偶氮化合物和过氧化物）、链转移机制以及阻聚剂的作用。更重要的是，本书引入了现代可控/“活性”自由基聚合（CRP）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）和氮氧自由基聚合（NMP）。我们不仅阐述了这些技术如何实现对分子量、低分散度（$Đ$）的精确调控，还探讨了功能化链末端设计在构建复杂结构中的应用。第四章：配位聚合与立体规整性对于聚烯烃等大宗商品材料的生产，配位聚合技术至关重要。本章详细讲解了齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）催化剂体系和茂金属催化剂的结构、机理与活性中心。重点分析了立体选择性（如等规、间规、无规）是如何由催化剂的几何结构决定的，以及这种微观结构差异如何导致聚丙烯等材料在结晶度、刚性和耐冲击性上的巨大分野。 --- 第二部分：高分子结构、形貌与物理性能第五章：链构象与统计力学理解高分子链的柔性、卷曲和空间占有至关重要。本章运用统计力学原理，介绍了高分子链的理想模型（如随机游走模型）和真实模型（如考虑了内旋转和排除体积的Flory模型）。深入探讨了特征比（$C_{infty}$）、回转半径（$sqrt{langle R^2 angle}$）等参数的物理意义，以及它们如何影响聚合物的溶液性质和熔融粘弹性。第六章：结晶学与半结晶高分子并非所有高分子都能结晶。本章详细考察了高分子链的链堆积机制，区分了无定形区和结晶区。通过差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）等实验技术，分析了球晶、纤晶的形成过程和形态。重点讨论了结晶度、晶体尺寸对外力学性能（强度、模量）和光学性能的直接影响，以及增塑剂和加工条件对结晶行为的调控。第七章：粘弹性与流变学基础高分子材料在受力或流动时表现出的粘性和弹性复合特性是其应用的关键。本章引入了线粘弹性理论，解释了杨氏模量随频率和温度变化的动态力学行为（如动态机械分析DMA）。流变学部分则侧重于熔体和溶液的非牛顿行为，分析了剪切速率依赖性、应力松弛、蠕变，以及夸流变（Quasi-steady-state flow）在挤出和注塑过程中的重要性。第八章：高分子材料的相互作用与界面现象高分子应用往往涉及复合体系或多相材料。本章探讨了高分子链在不同介质中的行为，包括溶液的稀、半稀、浓溶液状态的相分离行为（如临界溶解温度COT）。此外，重点分析了高分子与无机填料、纤维或其它聚合物之间的界面相互作用、润湿性以及这对复合材料的宏观力学增强效应。 --- 第三部分：功能化、先进材料与应用前沿第九章：功能化高分子与响应性材料现代高分子设计追求“智能”和多功能性。本章聚焦于通过化学修饰引入特定官能团的高分子，如离子交换树脂、光敏聚合物和导电聚合物（如聚苯胺、聚噻吩）。详细介绍嵌段共聚物（Block Copolymers）的自组装行为，以及如何利用其在纳米尺度上形成有序结构，应用于光刻胶和分离膜。第十章：生物相容性与可降解聚合物在生物医学领域，高分子材料的选择性至关重要。本章系统回顾了生物医用材料的标准（如ISO 10993），讨论了亲水性、水凝胶（Hydrogels）的溶胀平衡与机械性能。特别深入研究了可降解聚合物（如聚乳酸PLA、聚己内酯PCL）的水解降解动力学、降解产物的毒性评估，以及其在药物缓释系统和组织工程支架中的应用。第十一章：先进加工技术与性能优化本章将理论与工程实践相结合，讨论高分子材料的成型工艺如何影响最终的微观结构和宏观性能。详细分析了注塑成型、挤出、吹塑和反应注射成型（RIM）中的流动状态、剪切历史和冷却速率对取向、应力松弛和缺陷形成的影响。并介绍了超临界流体辅助加工技术在多孔材料制备中的优势。第十二章：高分子复合材料的力学设计复合材料是现代工程的支柱。本章侧重于纤维增强和颗粒增强复合材料的理论建模。运用混合法则（Rule of Mixtures）和Halpin-Tsai方程预测复合材料的有效模量和强度，并讨论了增强材料（如碳纤维、玻璃纤维、纳米片）在不同基体中的分散性对界面应力传递效率的影响。 --- 结语：本书致力于构建一个坚实而广阔的高分子科学知识框架，强调从分子结构到宏观性能的内在联系。通过对经典理论的严谨梳理和对最新研究进展的积极追踪，我们期望读者不仅能掌握高分子合成与表征的基本工具，更能具备批判性思维，从而在未来的材料创新与工程应用中，能够设计、制造出满足严苛要求的下一代高分子系统。

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读后感

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By Lian Hutchings18 April 2012 Introduction to polymers (3rd edition) Robert Young and Peter Lovell CRC Press 2011 | 688pp | £37.99 (PB) ISBN 9780849339295 Reviewed by Lian Hutchings The publication of the third edition of Introduction to polymers is an ...

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