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出版者:CRC

作者:Wilmer A. Jenkins

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:1992-09-25

价格:USD 124.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780877628439

丛书系列:

图书标签:

• Plastic
• 塑料薄膜
• 包装材料
• 塑料工程
• 材料科学
• 聚合物
• 薄膜技术
• 塑料加工
• 食品包装
• 工业材料
• 高分子材料

《薄膜的科学与应用：从基础原理到前沿进展》 图书简介 这本书并非聚焦于“Plastic Films”这一特定名称，而是将视角拓展至更广阔的“薄膜”领域，深入探讨其科学原理、制造工艺、关键性能以及在各个工业和日常生活中的广泛应用。全书旨在构建一个关于薄膜技术的全面知识体系，适合材料科学、化学工程、高分子科学、机械工程等相关专业的学生、研究人员，以及在包装、电子、医疗、建筑、新能源等行业中从事产品研发、工艺优化和市场分析的专业人士阅读。 第一部分：薄膜科学的基础 本部分将系统性地介绍构成各类薄膜的物质基础和微观结构。 高分子科学入门： 单体与聚合物： 详细阐述构成高分子薄膜的基本单元（单体）及其聚合形成长链高分子（聚合物）的过程。介绍常见的聚合反应类型，如自由基聚合、缩聚、加聚等，以及它们对最终聚合物结构的影响。 高分子链的结构与形态： 深入分析高分子链的化学结构（主链、侧链、交联）、分子量及其分布，这些因素如何决定薄膜的机械性能、热性能和化学稳定性。介绍高分子链的卷曲、取向、结晶与非晶态等微观形态，以及它们如何影响薄膜的透光性、气体阻隔性和力学强度。 共聚物与聚合物共混： 探讨通过共聚或共混不同聚合物来设计和调控薄膜性能的策略。介绍无规共聚、嵌段共聚、接枝共聚等结构，以及物理共混和化学共混的机理，阐述如何通过组合不同聚合物的优势来获得优异的综合性能。 添加剂的作用： 详细介绍各类薄膜添加剂的功能，如增塑剂（提高柔韧性）、抗氧化剂（提高热稳定性）、紫外线吸收剂（抵抗老化）、颜料与染料（着色）、阻燃剂（提高安全性）、润滑剂（改善加工性）等。分析添加剂的加入方式、分散机理以及它们对薄膜整体性能的协同效应。 无机与复合薄膜的构成： 无机材料薄膜： 介绍陶瓷、金属氧化物、氮化物等无机材料制备的薄膜。阐述它们的晶体结构、化学键合特征，以及这些特征赋予薄膜的优异耐高温、耐腐蚀、高硬度、电学或光学特性。 复合薄膜： 探讨将不同材料（高分子、无机颗粒、金属纳米粒子、纤维等）结合制备的复合薄膜。介绍界面科学在复合薄膜中的重要性，以及如何通过优化界面相互作用来提升整体性能，例如增强力学强度、改善气体阻隔性或赋予导电性。 第二部分：薄膜的制备工艺 本部分将详细介绍各类薄膜的生产方法，从宏观到微观，从实验室到工业化生产。 挤出成型工艺： 吹膜挤出（Blown Film Extrusion）： 详细解析吹膜工艺的原理，包括熔融挤出、模头设计、吹胀比、牵伸比、冷却方式等关键参数。介绍单层吹膜和多层共挤吹膜技术，后者如何通过层叠不同材料来获得优异的功能性，如高阻隔性、热封性等。 流延膜挤出（Cast Film Extrusion）： 阐述流延膜工艺，包括挤出、流延辊（急冷辊）的设计、表面处理、冷却速率等。对比吹膜和流延膜在产品性能上的差异，如厚度均匀性、光学透明度、表面光洁度等。 其他挤出工艺： 简要介绍压延成型（Calendaring）等挤出相关工艺，及其在特定薄膜生产中的应用。 涂布与层压技术： 溶液涂布（Solution Coating）： 介绍将聚合物溶解于溶剂中，然后通过刮涂、辊涂、喷涂等方式在基材上形成薄膜的技术。讨论溶剂选择、涂布厚度控制、干燥条件等关键因素。 熔融涂布（Melt Coating）： 描述将聚合物加热至熔融状态后进行涂布的方法，常用于与基材的粘合。 层压（Lamination）： 详细介绍干式层压、湿式层压、共挤层压等技术，阐述如何将预制薄膜或涂布层通过粘合剂或热压的方式组合在一起，以实现多层结构的功能集成。 薄膜的表面改性与处理： 物理处理： 介绍等离子体处理（提高表面能，改善润湿性与附着力）、火焰处理、电晕放电处理等方法，及其机理和应用。 化学处理： 阐述化学蚀刻、接枝聚合等化学方法对薄膜表面进行的改性，以赋予特定化学反应性或功能。 涂层处理： 介绍在薄膜表面涂覆功能性涂层，如抗刮擦涂层、防雾涂层、抗菌涂层、光学涂层等。 蒸镀与溅射技术（用于无机与复合薄膜）： 真空蒸镀（Vacuum Evaporation）： 介绍热蒸发、电子束蒸发等技术，以及如何通过控制蒸发源和衬底温度来制备高纯度、均匀的金属、氧化物薄膜。 溅射（Sputtering）： 阐述磁控溅射、射频溅射等技术，以及如何通过惰性气体放电轰击靶材产生等离子体，并将靶材原子溅射沉积到基材上形成薄膜。 第三部分：薄膜的关键性能表征 本部分将系统介绍评价薄膜性能的常用方法和关键指标。 机械性能： 拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量： 介绍万能试验机的使用，如何进行拉伸试验，以及这些参数如何反映薄膜的承载能力、韧性和刚度。 撕裂强度、穿刺强度： 讨论薄膜抵抗撕裂和穿刺的能力，在包装、农业等领域的应用。 耐弯折性、耐疲劳性： 评估薄膜在反复弯曲或应力作用下的耐久性。 热学性能： 热变形温度（HDT）、维卡软化点（VSP）： 测量薄膜在一定载荷和温度升高下的变形情况，反映其耐热性。 玻璃化转变温度（Tg）、熔点（Tm）： 通过差示扫描量热法（DSC）等手段测定，是高分子薄膜重要的相变温度。 热膨胀系数： 描述薄膜在温度变化下的尺寸稳定性。 导热系数： 评估薄膜传导热量的能力。 光学性能： 透光率、雾度： 介绍分光光度计的使用，如何评估薄膜对可见光的透过程度以及散射引起的模糊效果。 光泽度、颜色： 评价薄膜表面的反光特性和颜色表现。 折射率、双折射： 对于光学应用薄膜尤为重要。 气体与水蒸气阻隔性： 气体渗透率（O2, CO2, N2等）： 采用专门的仪器（如MOCON等），测量气体穿过薄膜的速度，是衡量包装材料新鲜度的关键指标。 水蒸气透过率（WVTR）： 测量水蒸气穿过薄膜的速度，在食品、医药包装中至关重要。 溶解氧含量： 评估薄膜对溶解氧的阻隔能力。 化学性能与环境稳定性： 耐化学品性： 评估薄膜对酸、碱、溶剂、油污等的抵抗能力。 耐候性（光老化、热老化）： 通过加速试验（如氙灯老化、臭氧老化）模拟长期使用条件下的性能衰减。 可降解性与生物相容性： 针对特定应用，评估薄膜在自然环境中的降解速率或与生物体的相互作用。 表面性能： 表面张力、接触角： 评估薄膜表面的润湿性，影响其与液体（如油墨、胶粘剂）的附着力。 表面粗糙度： 通过原子力显微镜（AFM）等手段测量，影响光学、摩擦学特性。 第四部分：薄膜的广泛应用领域 本部分将深入探讨薄膜在各个行业的具体应用，展示其作为关键功能材料的价值。 包装行业： 食品包装： 阻隔氧气、水蒸气、异味，延长保质期，保持风味。例如，保鲜膜、真空包装袋、即食食品包装。 医药包装： 保持无菌，防止氧化，保护药物稳定性。例如，药片泡罩包装、输液袋、无菌注射器组件。 工业包装： 保护产品免受潮湿、腐蚀、机械损伤。例如，集装袋、缠绕膜、防静电包装。 电子与电气行业： 绝缘薄膜： 电容器介质膜、电线电缆绝缘层。例如，聚酯（PET）、聚丙烯（PP）薄膜。 柔性显示与触摸屏： 透明导电薄膜、柔性基板。例如，ITO薄膜、聚酰亚胺（PI）薄膜。 半导体制造： 光刻胶掩膜、封装材料。 电池隔膜： 锂离子电池、燃料电池中的关键组件。 医疗健康领域： 伤口敷料： 保持湿润愈合环境，透气透湿。 透析膜： 用于血液透析，过滤体内代谢废物。 生物传感器： 作为检测元件的基底或载体。 可植入医疗器械： 药物缓释薄膜、生物可降解支架。 建筑与家居： 建筑隔膜： 防水透汽膜、保温隔热膜、装饰膜。 窗户隔热膜： 降低能耗，防紫外线。 家具表面保护膜： 提高耐刮擦性，美化外观。 农业与园艺： 温室覆盖膜： 提高温度，保持湿度，透光。 地膜： 抑制杂草生长，保持土壤水分，提高地温。 农药缓释薄膜： 精准施药，减少环境污染。 新能源领域： 太阳能电池背板： 保护电池片，绝缘，耐候。 燃料电池质子交换膜（PEM）： 传输质子，关键组件。 柔性电池组件： 作为电池的封装材料。 光学与显示领域： 光学增亮膜、反射膜： 提升液晶显示屏亮度。 偏光膜： 用于液晶显示器。 滤光膜： 吸收或反射特定波长的光。 第五部分：薄膜技术的前沿进展与未来展望 本部分将聚焦于当前薄膜领域的研究热点和未来发展趋势。 高性能功能薄膜： 超高阻隔性薄膜： 针对苛刻储存条件，开发阻隔性能超越传统材料的薄膜。 智能响应薄膜： 能够根据外部环境（温度、湿度、pH、光照等）发生形变、颜色变化或释放物质的薄膜。 自修复薄膜： 能够在受损后自行修复裂痕或孔洞，延长使用寿命。 生物可降解与可堆肥薄膜： 应对环境可持续性挑战，开发基于天然聚合物或经过设计的可降解高分子的薄膜。 先进制造技术： 纳米薄膜制备： 原子层沉积（ALD）、分子束外延（MBE）等技术在制备超薄、高精度薄膜中的应用。 3D打印薄膜： 开发能够通过3D打印直接成型的功能性薄膜材料。 连续化、智能化生产： 发展更高效、更节能、更环保的薄膜生产线，并引入人工智能和大数据进行过程优化。 可持续性发展： 生物基与可回收薄膜： 利用可再生资源开发薄膜，并设计易于回收和再利用的薄膜体系。 循环经济下的薄膜设计： 从源头考虑薄膜的生命周期，减少废弃物产生。 跨学科融合： 薄膜与生物技术： 开发生物医用薄膜、仿生薄膜。 薄膜与纳米技术： 引入纳米材料提升薄膜性能，或利用薄膜作为纳米材料的载体。 通过以上内容的全面阐述，本书将带领读者深入理解薄膜这一看似普通的材料背后蕴含的深刻科学原理，以及它在推动现代科技进步和社会发展中的重要作用。本书并非对“Plastic Films”这一名称的简单翻译或聚焦，而是以更宏观、更专业的视角，系统性地展现“薄膜”这一技术领域及其无限可能。

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这本书最让我感到匪夷所思的是，尽管它以“Plastic Films”为名，但其核心逻辑似乎是反技术进步的。它赞美的是那些使用传统工艺生产出来的、略显粗糙但“有灵魂”的产品。例如，主人公对改进挤出机螺杆设计的工程师嗤之以鼻，认为新的设备带来的产品缺乏了老式机器生产的“质感”。这种主观的、审美化的评判，完全取代了客观的、可量化的工程标准。读者从这本书里学到的是如何与供应商谈判，如何处理银行贷款的压力，以及如何维持家庭和谐，而不是如何理解聚乙烯的分子量分布对拉伸强度曲线的影响。如果将这本书放在任何一个材料科学系的图书馆里，它都会显得格格不入，因为它完全回避了科学和工程的本质，转而投向了社会历史和个人情感的泥潭。我最后合上书页时的感受是：我读了一个关于某人与塑料工厂共度一生的故事，但我对“塑料薄膜”的了解，并没有因此增加哪怕一丁点。

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这本书的叙事节奏如同慢火熬制的浓汤，缓慢到让人有些焦躁。我期待的是清晰、有条理的技术路线图，例如从低密度聚乙烯（LDPE）到线性低密度聚乙烯（LLDPE）的性能演变，或者不同类型的阻隔层如何影响食品包装的使用寿命。但是，书中呈现的更多是关于一家三代人如何应对市场波动的心灵侧写。例如，书中花了整整一个章节来描绘二战后，工厂如何艰难地从军用材料订单转向民用包装材料的转型期，其中充满了对工人罢工、原料短缺的细腻描写，情绪渲染到位，但技术细节却轻描淡写。当我翻到关于“共挤出技术”的章节时，我期待的是图表、压力曲线和温度控制的精确数值，结果等来的却是主人公在一次关键的工艺调整失败后，是如何在深夜独自徘徊于车间、与机器进行“心灵对话”的场景。这种对“人”的过度关注，极大地稀释了“薄膜”这一核心主题的专业性。对于任何一个希望通过阅读此书来提升其在包装工程领域专业技能的读者来说，这本书无疑会是一次令人沮丧的偏航，它提供的是历史的温度，而非科学的精度。

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这部厚重的《塑料薄膜》着实让我有些摸不着头脑。我原以为这会是一本关于材料科学的深度解析，聚焦于聚合物结构、拉伸技术或者回收再利用的化学过程。然而，书本的内容却像是一部跨越了数十年光阴的家族史诗，围绕着一个在二十世纪初创立的薄膜制造作坊展开。作者将大量的笔墨放在了人物关系的纠葛、家族成员之间的权力斗争，以及工业革命时期小镇社会风貌的描绘上。其中关于主人公阿尔伯特与他那固执的父亲之间关于扩大生产规模的激烈争吵，占了近三分之一的篇幅，读起来更像是一部情节驱动的文学小说，而非我期待的技术手册。我花了很长时间试图在那些关于继承权和婚姻联盟的复杂叙事中，寻找哪怕一丝关于“什么是塑料”的解释，但最终发现，关于薄膜本身的物理性质、不同树脂的选择标准，甚至是生产线上的常见故障排除，几乎是付之阙如。这本书与其说是在介绍“塑料薄膜”，不如说是在用“塑料薄膜的工厂”这个载体，来讲述一个关于人性的故事。这种叙事上的巨大偏移，让我对作者的意图感到十分困惑，如果我只是想读一本关于高分子材料的专业书籍，这本书显然提供不了我需要的那种硬核知识。

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我带着极大的耐心，试图穿透那些关于人际冲突和外部环境描写的迷雾，去寻找那些关于薄膜本身的真知灼见。我尤其关注了书中对“可降解性”这一新兴话题的探讨，毕竟这是当代材料科学的前沿。然而，书中对此的反应，更多是基于那个时代（设定在二十世纪中叶）对环保的模糊担忧，以及一家老牌企业面对创新潮流时的保守和抵触情绪。主人公在几次会议中对“生物基材料”的嘲讽，虽然生动地刻画了他的守旧性格，但却完全没有提供任何关于这些替代材料的科学原理、成本分析或性能对比。这本书的深度仿佛停留在对“一块透明的塑料片”的初步认知层面，没有任何深入到纳米结构、结晶度分析或者气体渗透率的尝试。对于一个希望了解“塑料薄膜”在现代工业中如何通过精确的材料设计来满足苛刻应用需求的读者来说，这本书的价值近乎于零，它更像是一部关于“旧工业情怀”的颂歌，而非一本关于“现代材料工程”的教科书。

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阅读体验上，这本书的结构松散得像是未经拉伸的初级聚合物片材。章节之间的过渡缺乏明显的逻辑锚点，似乎完全依赖于时间线的推进和人物情感的自然流动。我试图在书中找到任何关于“厚度测量标准”、“热封性能测试”或者“抗紫外线添加剂”的系统性论述，然而，这些关键的行业术语和标准，要么被轻描淡写地提及，要么干脆被完全忽略了。书中有一段关于“色彩母粒添加”的描述，原以为会深入探讨颜料分散的均匀性和对薄膜机械性能的潜在影响，结果却变成了一段主人公童年时期对彩色糖果包装纸的怀旧片段。这种将技术问题文学化的倾向，使得这本书在作为一本参考资料时显得极其不称职。它更像是一本用工业背景包装起来的家庭剧本，你读完后或许能对那个特定历史时期在塑料行业挣扎求存的小企业主产生共鸣，但你对如何优化一个双向拉伸薄膜的分子取向，依然是一无所知。知识的密度实在是太低了。

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