Well-Architectured Fluoropolymers

Well-Architectured Fluoropolymers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Elsevier Science
作者:Bruno Ameduri
出品人:
页数:508
译者:
出版时间:2004-7-21
价格:USD 340.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780080443881
丛书系列:
图书标签:
  • Fluoropolymers
  • Polymer Chemistry
  • Materials Science
  • Polymer Properties
  • Fluorine Chemistry
  • Materials Engineering
  • Chemical Engineering
  • Surface Science
  • Coating Materials
  • High-Performance Materials
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具体描述

Because of the increasing need for ever better performing materials endowed with specific properties, macromolecular engineering has become a useful tool for designing well-architectured polymers (telomers, telechelics, stars, dendrimers, alternating, block- and graftcopolymers). These polymers are nowadays seeing an enormous growth. Among them, fluoropolymers are seen as high value added materials in many applications ranging from surfactants, optical fibers, biomaterials, coatings, to membranes for fuel cells. Indeed, the relationship between structure of the monomer to the properties of the polymers is of increasing interest so that these properties are tuned for the most appropriate applications. As most fluoropolymers are prepared from radical synthesis, this book devotes various parts on the use of the controlled radical (or pseudo-living) polymerisation of fluoromonomers leading to discoveries of thermoplastic elastomers or original surfactants for polymerisation in supercritical CO2. "Well-Architectured Fluoropolymers: Synthesis, Properties and Applications" is composed of five chapters starting with a general introduction outlining basic concepts. Emphasis is placed on recent developments, and each chapter describes comprehensive techniques of synthesis of well-defined fluorotelomers or polymers, their properties, characterisations, and their applications, for immediate use by today's engineers, industrial and academic scientists, and researchers. The book has been arranged to enable self-managed reading and learning. It is both a source of data and a reference on the synthesis, properties and applications of fluoropolymers: remarkable, high value added materials applied in surfactants, optical fibres, biomaterials, coatings and membranes for fuel cells. It is suitable for immediate use by today's engineers, industrial and academic scientists, and researchers. It is written to enable self-managed reading and learning, being both a source of data and a reference.

《精密工程材料:超高分子量聚合物的结构与性能优化》 图书简介 一、 概述与背景 本书旨在深入剖析一类在当代高端工程领域扮演关键角色的先进材料——超高分子量聚合物(Ultra-High Molecular Weight Polymers, UHMWP)。与传统高性能聚合物(如聚醚醚酮PEEK、聚砜PSU)相比,UHMWP以其独特的分子链结构和由此衍生的卓越机械、化学及热力学性能,在生物医学植入、极端环境密封、先进摩擦学应用以及特种防护装备等领域展现出不可替代的价值。 本书摒弃对特定商业品牌或专利技术的冗余介绍,专注于从基础物理化学原理出发,系统梳理UHMWP的结构-加工-性能之间的内在联系。我们将材料的“优秀”归因于其精密的分子构筑,而非简单的配方堆砌。 二、 核心内容深度解析 第一部分:分子链的宏观表达——超高分子量的热力学与动力学 本部分详细阐述UHMWP的定义标准(通常指分子量大于3.5百万道尔顿)如何影响其宏观行为。 1. 分子量分布的精确控制: 探讨不同聚合反应机制(如活性自由基聚合、配位催化)对分子量分布宽度(PDI)的影响。重点分析窄分布与宽分布聚合物在熔融加工(如果适用)和固态状态下的取向能力差异。 2. 链缠结与粘弹性行为: 深入研究高分子量链在熔融态或高浓度溶液中的拓扑限制效应。利用拖曳链模型(Reptation Model)解释高粘度产生的根源,并对比UHMWP与其他工程塑料在蠕变和应力松弛测试中的差异,强调其极高的缠结密度对耐磨性的贡献。 3. 结晶动力学与微观形貌: 分析UHMWP独特的快速结晶倾向与低结晶度之间的矛盾。通过差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射(XRD)数据,揭示高分子量如何阻碍晶核的有效生长,导致形成大量较小的、有序的球晶或片晶结构。这部分内容将重点讨论超临界流体辅助结晶技术对微观结构的调控。 第二部分:加工工艺的挑战与革新——从分子到宏观制品的形变机制 UHMWP极高的熔体粘度(在传统挤出温度下仍远超加工极限)是限制其应用拓展的关键瓶颈。本部分聚焦于绕过或克服这一障碍的先进加工技术。 1. 固相加工技术(Solid-State Processing): 详细介绍和比较热压、冷压烧结(Sintering)以及高压塑性成形(High Pressure Plastic Forming, HPPF)技术。重点解析高压下诱导的链段运动和界面粘合机理,这对于制造超高纯度、无孔隙的生物级植入材料至关重要。 2. 特种熔融挤出与反应挤出: 探讨使用超高剪切速率、极短停留时间(如快速反应挤出)来尝试降低表观粘度的方法。分析在高温高剪切下发生的链断裂(Chain Scission)对最终性能的负面影响,并提出预防措施,例如使用反应性增塑剂或特定共混策略。 3. 溶液加工与电纺技术: 深入分析UHMWP在特定溶剂(如矿物油、特定烷烃或氟化溶剂)中的溶解特性。重点剖析利用静电纺丝技术制备高比表面积纤维和膜的机理,及其在过滤和能量存储应用中的潜力。 第三部分:性能的量化与多维度优化 本部分将材料的结构特性转化为可量化的工程指标,并探讨如何通过表面改性和复合增强来突破固有性能的上限。 1. 摩擦学性能的深入分析: 阐述UHMWP的低摩擦系数(COF)并非仅来源于其化学惰性,而是其自润滑性的体现。通过摩擦磨损试验(如四球试验、销盘试验),建立摩擦力与界面剪切应力、有效接触面积之间的关系模型。重点讨论高载荷下,材料表面形成的“转移膜”的结构稳定性。 2. 抗冲击性与疲劳寿命: 分析UHMWP在动态载荷下的能量耗散机制。对比其对穿透性冲击的抵抗力与对循环应力的响应,解释为何其优异的韧性使其成为理想的防弹材料基体,但其较长的应力松弛时间也对长期蠕变性能提出要求。 3. 复合材料的界面工程: 探讨将纳米填料(如碳纳米管、石墨烯或特种陶瓷颗粒)引入UHMWP基体时,如何实现有效的界面耦合。分析界面层对电学性能(如抗静电性)和力学性能(如模量提升)的贡献,强调表面预处理技术在提高填料分散性中的作用。 三、 结论与未来展望 本书最终总结了UHMWP在实现更高使用温度、更强耐辐射性和更优异生物相容性方面的现有局限性。我们展望了基于拓扑化学设计(如星形或刷形高分子结构)来降低加工粘度,同时维持或增强缠结强度的前沿研究方向,旨在为新一代高性能聚合物材料的设计者和工程师提供坚实的理论基础和实用的工程指导。 适用读者: 高分子科学与工程专业研究生、材料科学家、航空航天与生物医学工程领域的研发人员。 预期篇幅: 约900页,配有大量结构示意图、实验数据图表及细致的数学模型推导。

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