Polymide Membranes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ohya, Haruhiko

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:

价格:195.95

装帧:

isbn号码:9789056990244

丛书系列:

图书标签:

• 聚酰亚胺膜
• 膜技术
• 分离膜
• 材料科学
• 高分子材料
• 气体分离
• 水处理
• 膜材料
• 化学工程
• 膜科学

好的，这是一本关于“聚酰亚胺薄膜”（Polyamide Membranes）的图书简介，我们将着重于描述该领域的重要方面，同时避免提及您给出的特定书名。 --- 现代材料科学前沿：高性能聚合物薄膜的原理、制备与应用 图书简介 本书旨在全面而深入地探讨高性能聚合物薄膜——特别是基于聚酰亚胺（Polyimide, PI）结构体系的材料科学领域。作为当代高技术工业中不可或缺的关键结构材料，聚酰亚胺薄膜以其卓越的热稳定性、优异的机械性能、出色的电绝缘性以及耐化学腐蚀能力，在航空航天、微电子、柔性显示、能源存储与转换等尖端领域占据着核心地位。 本书的撰写立足于材料化学、高分子物理和工程应用交叉的前沿视角，系统梳理了聚酰亚胺薄膜从基础化学结构设计到宏观性能实现的完整链条。我们不仅回顾了经典理论，更聚焦于近年来在功能化、超薄化、高透气性以及特定界面调控方面取得的突破性进展。 第一部分：聚酰亚胺的基础化学与结构演变 本部分首先奠定了理解聚酰亚胺薄膜的化学基础。我们将详细解析聚酰亚胺的分子结构特征，即由芳香族二酐和芳香族二胺通过脱水缩聚反应形成的高度共轭的主链结构。探讨这种结构如何赋予材料其标志性的耐高温特性（玻璃化转变温度Tg通常高于300°C，热分解温度Td远超500°C）。 随后，内容深入到结构与性能的内在联系。不同结构单元（如刚性芳香环、柔性醚键或砜基团）的引入，如何精细调控薄膜的介电常数、热膨胀系数（CTE）以及力学模量。我们系统比较了Kapton型（如Kapton H型）以及更现代化的、低介电常数或高透明度PI体系之间的结构差异及其对性能的具体影响。此外，非晶态与结晶态聚合物薄膜的热力学行为、链段运动机理，以及这些微观状态如何影响薄膜的长期可靠性，也将被深入剖析。 第二部分：先进薄膜的制备工艺与形态控制 聚合物薄膜的性能在很大程度上依赖于其精确的制备工艺。本部分聚焦于实现高质量、可控厚度和均匀形貌的制造技术。 浇铸与流延技术（Casting and Film Forming）： 详细阐述了聚酰亚胺前驱体——聚酰胺酸（Poly(amic acid), PAA）溶液的制备、过滤、脱气以及关键的薄膜浇铸过程。着重分析了溶液浓度、流速、基材选择（如特氟龙、玻璃或金属箔）对初始膜层均匀性的影响。 热固化与结构诱导： 阐明了PAA向PI转化的热致环化脱水过程（即“固化”）。探讨了固化温度曲线、加热速率和最终固化温度对薄膜内应力分布、残留溶剂含量和最终化学结构完整性的关键作用。特别地，我们讨论了亚胺化过程中的微相分离和分子链重排对薄膜双折射率和机械各向异性的影响。 非热固化方法： 介绍如化学辅助亚胺化、辐射固化等替代性低温或快速制备技术，这些方法对于热敏性基底上的应用至关重要。 形貌调控技术： 深入研究了如何通过溶剂选择、添加剂（增塑剂或交联剂）以及后处理（如拉伸、退火）来控制薄膜的表面粗糙度、孔隙率和厚度分布，以满足不同应用对界面特性和介电常数的严格要求。 第三部分：功能化聚合物薄膜的设计与性能工程 现代薄膜已不再是单纯的惰性屏障，而是集成多种功能的主动材料。本部分侧重于如何通过化学修饰和复合技术赋予聚酰亚胺薄膜新的特性。 光学与透明度工程： 针对显示器和光电子领域对可见光透明度的需求，系统梳理了开发“无色透明”聚酰亚胺的策略。这包括利用脂肪族结构（AL-PI）、引入非电荷转移（CT）结构的刚性分子设计，以及有效抑制分子间电荷转移吸收的手段。 介电性能优化： 探讨了在5G/6G通信和高速电子设备中，降低介电常数（Dk）和介电损耗（Df）的重要性。介绍了多孔化技术（如产生微孔结构）、引入氟原子或硅氧烷基团来降低极化率和电场耦合，以实现超低损耗薄膜的制备。 机械柔性和耐久性： 针对柔性电子学的严苛弯曲要求，分析了如何通过引入柔性链段（如聚醚、聚硅氧烷）或构建交联网络来平衡材料的强度与弹性。讨论了在长期循环弯曲应力下的疲劳损伤机制及其评估方法。 气体分离与渗透膜： 聚酰亚胺作为理想的分子筛材料，被广泛用于气体分离。本书详述了如何通过控制链结构和分子间堆积密度，设计出高选择性和高渗透通量的膜。内容涵盖对O₂/N₂、CO₂/CH₄等关键气体对的分离机理，以及膜的渗透性与选择性之间的权衡（Permeability-Selectivity Trade-off）。 第四部分：关键领域的工程应用案例分析 最后，本书将理论与实践紧密结合，通过具体案例展示聚酰亚胺薄膜在不同高新技术产业中的部署。 微电子与封装： 作为芯片封装的介电层、应力缓冲层（Stress Buffer Layer）以及柔性印制电路（FPC）的基板材料，探讨了其在半导体制造中的高纯度要求、耐受高温处理的稳定性以及与金属导电层（如铜）的粘附性问题。 显示技术与OLED： 讨论其作为柔性衬底在可折叠和卷曲显示器中的应用。重点分析了薄膜的光学平坦度、表面能控制对后续蒸镀和涂布工艺的影响，以及对水汽阻隔性能的需求。 能源存储： 在锂离子电池和燃料电池中，聚酰亚胺薄膜被用作高效的隔膜或高性能电极粘结剂。分析其在电解液中的化学稳定性、离子传导路径设计以及在极端工作条件下的安全性评估。 特种涂层与防护： 涵盖其作为耐腐蚀、耐磨损涂层在极端环境下的应用，例如航空器外部的耐辐射和抗原子氧侵蚀涂层。 总结： 本书不仅是高分子材料专业研究人员和工程师的案头工具书，也是材料科学、化学工程、电子工程等领域高年级本科生和研究生深入学习高性能聚合物薄膜的理想教材。它旨在提供一个全面、深入且与时俱进的知识框架，以促进未来功能化、智能化聚合物薄膜材料的创新与发展。

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这本书的章节组织逻辑，从我的角度来看，存在一些可以改进的地方。它似乎遵循了一种传统的、线性的教学思路，即先介绍原理，再谈材料，最后讨论应用。虽然这种结构对于初学者来说可能更容易接受，但对于有一定基础的读者而言，这种切割感显得有些生硬。我更倾向于看到一种以“问题驱动”或“应用场景驱动”的组织方式。比如，可以先聚焦于“难点——如何高效地从复杂混合物中分离目标产物”，然后围绕这个问题，依次展开讨论不同膜材料（聚合物、陶瓷、混合基质）的适用性及其对应的理论模型。现在的编排方式导致了大量的知识点被分散放置：关于膜的机械强度讨论可能分散在材料章节和制备章节，而有关渗透选择性的讨论又与渗透压力的计算交织在一起，使得知识点的内在联系被削弱了。如果能采用更模块化、更交叉引用的结构，让读者能更清晰地看到不同技术点是如何协同作用以解决一个具体工程挑战的，这本书的实用价值会大大提升。

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我个人对于这本书的案例研究部分的满意度非常低。作者在每一章的末尾都附带了一些“实际应用案例”来佐证理论，但这些案例的选取和描述方式，显得过于理想化和脱离实际工程环境。它们大多引用自非常早期的、甚至已经过时的研究成果，很少涉及近年来在严苛工业条件下（如高污染负荷、极端pH值或高温高压）膜材料的长期稳定性与抗污染性能的挑战。举个例子，书中用了好几页篇幅来描述一种新型膜在实验室纯水环境下实现99%的脱盐率，但完全没有提及在实际海水淡化过程中，由于生物污堵和无机盐结垢导致的性能衰减曲线和清洁维护周期。这种“报喜不报忧”的处理方式，让读者无法对这些技术的可行性和经济性做出一个全面的、批判性的评估。对于希望将实验室成果转化为工业生产的技术人员来说，这本书提供的“成功故事”更像是一种美化的宣传稿，而非严谨的工程分析报告。

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这本书在理论深度上的挖掘，给我的感觉是“广度有余，精准不足”。它覆盖了从聚合物合成方法到膜制备工艺，再到各种应用场景（如水处理、气体分离、燃料电池等）的庞大知识体系。然而，这种广博似乎是以牺牲对具体技术细节的深入剖析为代价的。比如，在介绍相转变沉淀法制备微孔膜时，作者只是笼统地提到了溶剂/非溶剂的选择至关重要，但对于如何通过精确控制温度梯度、搅拌速度以及浓度配比来调控膜的孔径分布和厚度，缺乏具体的实验参数范围和优化策略。我希望看到的是类似“当溶剂交换速率低于每分钟X毫升时，膜表面容易形成致密的皮层，导致通量下降Y%”这样可量化的信息，但书中更多的是“应谨慎控制”之类的模糊建议。对于实际从事膜工艺优化的工程师来说，这种描述性的文字提供的指导价值非常有限，我们更需要的是可被直接复现和优化的操作指南和数据支撑，而非停留在概念介绍的层面。

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说实话，阅读体验上这本书的排版实在是让人有些吃力。字体选择偏小，行间距也压得比较紧凑，再加上大量的公式和图表的插入，使得阅读节奏非常不连<bos>。特别是当涉及到复杂的反应动力学或热力学平衡态的推导时，需要不断地在文字描述和图表/公式之间来回跳转，极大地打断了思路的连贯性。我尝试过在图书馆用台灯辅助阅读，也尝试过在电脑上用高亮功能标记重点，但效果都不理想。更让我感到困扰的是，书中对一些关键术语的定义和符号的使用缺乏一致性，可能在第三章用A代表渗透压，到了第七章，同样的符号A却被用来指代孔隙率。这种内部的不统一，对于需要精确理解每一个细节的读者来说，简直是灾难。我记得有一次，我花了一个多小时去验证一个看似简单的守恒方程，最后才发现是作者在定义初始条件时犯了一个容易被忽略的笔误。如果这本书的目标读者是希望快速掌握核心知识的研究生，这种细节上的疏忽是难以容忍的，它浪费了读者宝贵的时间去消化那些本该清晰明了的内容。

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这本书的装帧设计确实很吸引人，封面那种磨砂质感配合烫金的书名，拿在手里很有分量，一看就知道是本厚重的专业书籍。我最初是因为被这个简洁有力的标题吸引才决定买的，想着里面大概会深入探讨高分子材料的最新进展和应用，特别是关于其结构-性能关系的精细分析。然而，当我翻开前几页，我发现内容似乎更侧重于宏观的材料历史梳理和基础理论的综述，缺乏我期待的那种尖端的、突破性的实验数据和前沿模型。例如，书中对膜分离过程的描述，更多的是基于经典的菲克定律和达西定律的再现，对于近年来兴起的基于分子动力学模拟或先进谱学技术来解析微观通道特性的部分，着墨甚少。这让我感觉，这本书更像是一本优秀的高年级本科教材的升级版，而非面向资深研究人员的工具书。我花费了大量时间去寻找一些关于新型功能化聚合物在本征导电性或生物相容性方面突破性的章节，但最终只找到了较为成熟、应用已久的几种经典膜材料的性能对比，对于面向未来十年产业发展的潜在方向，这本书的洞察力略显保守，未能提供足够“开脑洞”的前瞻性内容，读起来有些像是在回顾历史，而非展望未来。

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