Polymer Surface Modification

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出版者:
作者:Mittal, Kash L.
出品人:
页数:394
译者:
出版时间:2009-3
价格:$ 259.90
装帧:
isbn号码:9789004165908
丛书系列:
图书标签:
  • Polymer science
  • Surface chemistry
  • Surface modification
  • Polymers
  • Materials science
  • Adhesion
  • Coatings
  • Biomaterials
  • Nanomaterials
  • Interface science
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具体描述

The topic of polymer surface modification is of tremendous contemporary interest because of its critical importance in many and varied technological applications where polymers are used. Currently there is brisk research activity in unraveling the mechanisms of surface modification and finding ways to prolong the life of surface treatment. Also there is acute interest and need to devise new, improved and economical means to modify polymer surfaces. This book is divided into three parts as follows: Part 1: Surface Modification Techniques; Part 2: Interfacial Aspects and Adhesion; Part 3: General Papers. The topics covered include : various techniques for surface modification including plasma (both vacuum and atmospheric pressure), ozone, photografting, UV photo-oxidation, laser, use of charged particles and others for a variety of polymers; longevity of surface treatment; hydrophobic recovery; fabrication of high-density polymer nano-dots; immobilization of organometallic catalysts on textile carrier materials; polymer membrane antifouling properties; electroless metallization of polymers; effects of surface modification on interfacial shear strength of composites, cord/rubber adhesion, adhesion of UV-curable coatings and attachment of hyperbranched polymers; plasma polymerization; block copolymers; application of plasma technology in decontamination of heat-sensitive polymer surfaces. In essence this book reflects the current state-of-the-knowledge in the arena and represents the work of many renowned scientists and technologists. It should be of interest to anyone with a desire or need to learn the latest R&D activity in this domain and the information contained here should be very valuable in deciding the optimum surface modification technique for his/her particular requirements.

好的,这是一份关于《高分子材料的界面行为与应用》一书的详细图书简介,内容侧重于界面现象、表面功能化、先进表征技术以及特定功能材料的开发,且完全避开了《Polymer Surface Modification》一书可能涉及的具体论述点。 --- 图书简介:《高分子材料的界面行为与应用》 ISBN: 978-7-5000-0000-0 出版社: 科技前沿出版社 出版日期: 2024年10月 内容概述 本书深入探讨了高分子材料在复杂环境下的界面现象、其内在的物理化学机制,以及如何通过精确调控界面结构来实现宏观性能的突破性提升。不同于专注于单一“表面改性”技术手册的传统书籍,本书的视角更为宏观和系统,着重于界面热力学、动力学过程在多相体系,尤其是在生物医学、能源存储和环境工程中的实际应用与挑战。全书围绕“界面如何决定材料的命运”这一核心命题展开,旨在为高分子化学、材料科学及工程领域的科研人员、工程师和高级学生提供一套全面的理论框架和前沿的实践指导。 本书共分为七个主要部分,共计二十章,系统地覆盖了从基础理论到尖端应用的完整知识体系。 --- 第一部分:界面基础理论与热力学框架 (共 3 章) 本部分奠定了理解高分子界面行为的理论基石。 第一章:宏观体系中的界面张力与润湿性 详细阐述了固-液、液-液、固-气等多重界面的平衡条件,引入了吉布斯吸附方程在聚合物-溶剂体系中的修正应用。重点讨论了Young-Laplace方程在高曲率界面上的适用性限制,并引入了广义表面能理论(如Acid-Base理论)来精确预测不同聚合物与液体间的相互作用能。 第二章:高分子溶液中的链段排列与界面构象 分析了聚合物链在界面附近因熵驱动和能量最小化原则导致的独特空间构象变化。深入探讨了“刷”(Brush)和“环”(Loop)结构的形成条件,以及不同链长、浓度和溶剂极性对界面层厚度和密度的影响。引入了分子动力学模拟方法对界面构象的预测和验证。 第三章:界面动力学:吸附、扩散与弛豫过程 着重研究了界面形成和演变过程中的时间依赖性。内容包括聚合物链段在界面处的动态过程(如重排时间尺度)、溶剂分子在聚合物基体中的界面诱导扩散,以及由界面应力引起的宏观材料的物理弛豫现象。 --- 第二部分:复杂多相体系中的界面控制 (共 3 章) 本部分聚焦于高分子与其他材料(如无机纳米粒子、生物分子)复合或接触时的界面调控。 第四章:聚合物与无机填料的界面相容性 探讨了如何通过有机官能团的设计,实现聚合物基体与无机纳米颗粒(如二氧化硅、碳纳米管、粘土层)之间的化学键合或强物理吸附。详细介绍了偶联剂的作用机制,以及界面“反应层”的厚度和机械性能增强的定量关系。 第五章:生物相容性与蛋白质-聚合物界面 关注生物医学领域的核心问题:材料表面与血液或细胞接触时的非特异性吸附。深入分析了水凝胶、聚电解质多层膜等材料的亲疏水性梯度对血浆蛋白(如纤维蛋白原)吸附的排斥或诱导作用,并讨论了基于PEG化策略的抗粘附机理。 第六章:界面电荷传输与电化学过程 讨论了在电池隔膜、电容器介电层等应用中,聚合物与电解质溶液的固-液界面上的离子传输机制。分析了界面极化、双电层结构对界面电阻的影响,并引入了空间电荷限制传导模型。 --- 第三部分:先进界面结构的设计与构建 (共 4 章) 本部分深入探讨了用于实现特定功能的高级结构单元的构建方法,强调结构的可控性和复现性。 第七章:梯度结构材料的设计原理 详细介绍了如何通过精确控制聚合反应(如梯度共聚)或后处理(如梯度交联)来制造材料内部具有连续物理或化学性质梯度的宏观结构。应用实例包括可变折射率透镜和多孔分离膜。 第八章:自组装与超分子界面构建 阐述了利用嵌段共聚物、星形聚合物等体系在特定溶剂中或界面上发生的微相分离和自组装行为。重点讨论了利用pH、温度或光响应性组分构建的“智能”界面,以及其在药物控释和传感中的潜力。 第九章:界面拓扑结构对宏观性能的耦合 超越化学组成,着重于材料的表面形貌(粗糙度、孔隙率、纹理)如何影响界面能和机械响应。介绍了光刻、掩膜转移等技术在制造特定周期性纳米图案界面上的应用,及其对润湿性(超疏水/亲水)的调控。 第十章:界面反应工程:原位聚合与接枝生长 关注于在基底表面通过引发剂接枝或受控自由基聚合(如ATRP, RAFT)技术,在界面上直接生长出具有精确分子量分布和低分散度的聚合物链层。探讨了引发剂的锚定效率和聚合速率的界面效应。 --- 第四部分:界面性能的表征技术前沿 (共 3 章) 本部分集中介绍了专门用于解析高分子界面结构的尖端分析方法。 第十一章:深度剖析:X射线与中子散射技术 详细解读了掠射角X射线衍射(GISAXS)和中子反射(NR)技术,如何分别提供聚合物薄膜的层间距、电子密度剖面以及特定标记原子(如氘标记)在界面处的分布信息。 第十二章:高空间分辨率的谱学成像 介绍如二次离子质谱成像(ToF-SIMS)和拉曼光谱成像(TERS)在分子水平上解析多组分界面化学分布的潜力。强调了这些技术如何区分表面吸附层和底层基体结构。 第十三章:界面力学性能的局部测量 专注于原子力显微镜(AFM)在界面力学表征中的应用,包括定量纳米压痕(QNM)技术如何测量极薄界面层的模量和粘附力,以及在液体环境下进行动态力学分析(DFA)。 --- 第五部分:特定功能界面在高分子材料中的应用 (共 3 章) 本部分展示了理论与设计如何转化为高性能产品的关键环节。 第十四章:高性能分离膜的界面设计 讨论了如何通过调控膜材料的孔道壁面电荷密度和亲水性梯度,来提高对特定离子或分子(如水、二氧化碳)的选择性渗透速率,以优化纳滤和反渗透过程的能效。 第十五章:智能响应性封装与释放系统 聚焦于环境敏感型聚合物界面在精准药物传递和农药缓释中的应用。分析了渗透压驱动、溶胀/收缩驱动的释放模型,以及界面交联密度对释放动力学的决定性影响。 第十六章:摩擦学界面与润滑 探讨了在高分子材料与固体表面接触时的边界润滑现象。分析了聚合物刷结构在剪切力下的铺展和恢复行为,以及表面吸附的水分子层(水化层)在降低摩擦系数中的关键作用。 --- 第六部分:界面缺陷与长期稳定性 (共 1 章) 第十七章:界面老化与降解机制 本章关注界面在长期使用过程中面临的挑战,包括光氧化、热降解在界面处的优先发生,以及在界面应力集中点产生的微裂纹萌生与扩展过程。 --- 第七部分:计算化学与界面模拟 (共 3 章) 第十八章:密度泛函理论(DFT)在界面键合能计算中的应用 介绍如何利用DFT方法精确计算聚合物链段与无机表面之间的化学吸附能和反应能垒,为界面偶联剂的选择提供理论依据。 第十九章:蒙特卡洛模拟对相分离的预测 阐述了如何利用蒙特卡洛方法模拟嵌段共聚物在平面或球形界面上的平衡相态,预测其微观结构尺寸。 第二十章:分子动力学模拟(MD)对界面热力学的建模 展示了MD模拟如何追踪界面层中单个分子在温度、应力作用下的运动轨迹,从而计算界面的扩散系数和过流能。 --- 目标读者: 高分子科学、材料工程、化学工程、生物材料、应用物理等领域的本科高年级、研究生、科研人员及工业研发工程师。 本书特色: 本书的独特之处在于其跨学科的整合性,它不局限于描述单一的改性技术,而是系统地建立了从界面热力学到先进表征,再到功能应用的完整逻辑链条,为读者提供一套解决复杂界面问题的通用方法论。

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仅仅是从《Polymer Surface Modification》这个书名,我就能联想到无数的可能性和前沿的研究方向。我平日里接触的材料,虽然不直接属于高分子领域,但其性能的提升和功能的实现,常常离不开对表面特性的精细调控。我想象着,这本书一定深入探讨了“为何”和“如何”改变高分子表面的本质问题。比如,书中是否会系统地阐述各种物理化学原理,解释为什么某些改性方法能够改变表面的附着力,或者为什么等离子体处理能激活表面的反应活性?我猜测,书中会对各种“工具”进行详细的介绍,比如各种涂层技术、化学键合方法、自组装技术等等,并分析它们各自的优势、局限性以及适用场景。对于一个追求极致性能的工程师来说,了解这些“工具”的精妙之处,就如同掌握了开启材料无限潜能的金钥匙。我甚至会想象,书中是否会提供一些“配方”或者“工艺流程”,指导读者如何一步步地实现理想的表面改性效果。而且,随着科技的飞速发展,表面改性技术也在不断推陈出新,我期待书中能够涵盖一些新兴的、令人兴奋的研究方向,比如响应性表面、智能表面,甚至是具有自修复能力的高分子表面。这本书,在我眼中,不仅仅是一本技术指南,更是一部关于材料“蜕变”的史诗,充满了创造与革新的力量。

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我最近在一次学术会议上偶然瞥见了《Polymer Surface Modification》这本书的书名,那一刻,我脑海中浮现出无数关于材料科学与工程的遐想。我至今仍清晰地记得,在那熙熙攘攘的展厅里,一本厚重的书静静地摆放在那里,封面设计简洁而富有力量,仅仅是书名本身就散发着一种深邃的专业气息。我的研究方向虽然并非直接聚焦于高分子表面改性,但其背后所蕴含的科学原理和技术挑战,无疑与我所处的领域有着千丝万缕的联系。我常常思考,材料的“表面”为何如此重要?它在宏观性能的展现上究竟扮演着怎样的角色?一本专门探讨这一主题的书,其内容必然是海量的知识与前沿的洞见。我忍不住想象,书中是否会详细阐述各种改性方法的原理,例如化学接枝、等离子体处理、纳米涂层等,以及它们如何巧妙地改变高分子材料的表面特性,比如润湿性、生物相容性、粘附性,甚至是导电性。这样的改性技术,对于提升产品性能、解决实际应用中的难题,其意义不言而喻。我猜测,书中定会涵盖大量实验数据、图表和案例分析,用以支撑理论的阐述,帮助读者理解不同改性策略的优缺点以及适用范围。我甚至能够想象到,书中会探讨如何精确控制改性过程,以达到预期的效果,并如何评估改性后的表面性能。这本书,对我而言,不仅仅是一本技术手册,更像是一扇通往高分子材料微观世界深处的大门,激发了我对材料科学无穷的好奇心。

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《Polymer Surface Modification》——这个书名本身就充满了科学的严谨和工程的实用性,激起了我极大的兴趣。虽然我的专业背景并非直接与高分子化学挂钩,但我深信,材料的“表面”往往是连接材料与外部世界的桥梁,其重要性不容忽视。我常常在思考,对于高分子材料而言,表面改性究竟能带来哪些颠覆性的改变?这本书,我猜测,会从宏观到微观,全面地解读高分子表面的奥秘。它是否会深入剖析表面改性所涉及的物理化学机理,比如如何通过改变表面能来影响材料的润湿性,或者如何通过引入特定官能团来增强材料的生物相容性?我甚至会联想到,书中是否会列举大量引人入胜的实际应用案例,比如在航空航天领域,如何通过表面改性来提高材料的耐磨损和耐腐蚀性能;在医疗器械领域,如何通过表面改性来降低排异反应,提升植入体的长期稳定性。这样的案例,无疑能让读者更加直观地理解表面改性的价值。我也期待书中能够介绍一些先进的表征技术,帮助读者评估改性效果,例如原子力显微镜、X射线光电子能谱等。这本书,在我看来,就是一本关于如何“点石成金”的高分子表面魔法书,它揭示了隐藏在高分子材料表面之下的无限可能。

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在我眼中,《Polymer Surface Modification》不仅仅是一个书名,它代表着一个充满挑战与机遇的科学领域。我虽然不直接从事高分子合成,但我们所开发的许多新材料,其最终的应用性能,往往很大程度上取决于其表面的物理化学性质。因此,我对于如何“塑造”材料的表面形态和功能,始终保持着浓厚的兴趣。我猜想,这本书一定会详细探讨各种改性策略的“语言”和“逻辑”,例如,它是否会深入解析化学接枝是如何将特定功能基团“嫁接”到高分子链上的,或者等离子体处理又是如何通过激发表面活性位点来引入新的化学键。我甚至能想象到,书中会像一位精明的厨师,提供各种“配方”和“烹饪技巧”,指导读者如何根据不同的需求,选择最合适的改性方法,并精确控制反应条件,以获得理想的表面效果。例如,对于需要增强粘附性的应用,书中是否会介绍如何通过引入疏水性或亲水性基团来调整表面张力?对于需要提高耐候性的材料,书中又是否会探讨如何通过引入抗氧化剂或紫外线吸收剂来提升表面的稳定性?我期待这本书能够提供大量的实操指南和数据支撑,让读者能够真正掌握“化腐朽为神奇”的表面改性技术。这本书,在我看来,就是一本关于如何“雕琢”材料之美的百科全书,它点亮了我对材料科学无限创新的想象。

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尽管我还没有机会深入研读《Polymer Surface Modification》这本书,但光是书名就足以点燃我内心深处对科学探索的热情。我经常在思考,材料的“表面”与“主体”之间,究竟存在着怎样一种微妙而又决定性的关系。一个看似微不足道的表面变化,往往能带来翻天覆地的性能提升。我想象着,这本书也许会从最基础的高分子结构入手,层层深入,剖析构成高分子表面的微观世界。或许,它会详细介绍各种“化学指纹”,例如官能团的引入、交联结构的形成,以及这些微观变化如何映射到宏观的表面性质上。我甚至会设想,书中是否会列举一些令人惊叹的应用案例,比如如何利用表面改性技术,让植入体材料更加“友好”地与人体组织互动,或者如何赋予塑料薄膜特殊的阻隔性能,使其在食品包装领域大放异彩。这种对细节的关注,以及对结果的精准控制,正是科学的魅力所在。我猜想,书中定会包含大量的图示,将抽象的化学反应和物理过程具象化,让即便是初学者也能迅速领略其精髓。而且,考虑到这个领域的发展速度,我更倾向于认为,这本书必然会触及一些最新的研究动态和技术前沿,比如纳米材料在表面改性中的应用,或者仿生学原理在高分子表面设计中的启发。这本书,仿佛是一本沉甸甸的知识宝藏,等待着我去挖掘其中的奥秘。

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