Ion Beam Treatment of Polymers pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Kondyurin, Alexey/ Bilek, Marcela

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2008-2

价格:1598.00 元

装帧:

isbn号码:9780080446929

丛书系列:

图书标签:

Ion beam treatment
Polymer science
Surface modification
Materials science
Polymer processing
Ion implantation
Radiation chemistry
Surface analysis
Thin films
Polymer properties

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具体描述

Polymer materials are used in different fields of industries, from microelectronice to medicine. Ion beam implantation is method of surface modification when surface properties must be significantly changed and bulk properties of material must be saved.

Ion Beam Treatment of Polymers contains results of polymer investigations and techniques development in the field of polymer modification by high energy ion beams.

This book is intended for specialists in polymer science who have interest to use an ion beam treatment for improvement of polymer properties, for specialists in physics who search a new application of ion beam and plasma equipment and also for students who look for future fields of high technology.

Chapter 1-3 are devoted to overview of the basic processes at high energy ion penetration into solid target. The historical aspects and main physical aspects are covered. A basic equipment principles and main producers of equipment for ion beam treatment are considered.

Chapter 4 contains chemical transformations in polymers during and after high energy ion penetration. The modern methods and results of experimental and theoretical investigation are described.

Chapters 5-10 are devoted to properties of polymers after ion beam treatment, regimes of treatment, available applications, in particular: increase of adhesion of polymers and a mechanism of an adhesion increase, wetting angle of polymer by water and its stability, adhesion of cells on polymer surface, drug release regulation from polymer coating and others.

Chapter 11 contains our last results on polymerisation processes in liquid oligomer composition under high vacuum, plasma and ion beam conditions as simulation of free space environment.

* By scientists working in polymer chemistry, physics of ion beam implantation and in development and production of ion beam equipment

* Covering industrial and scientific applications of ion beam implanted polymers

* Also for students with an interest in future fields of high technology

聚焦于材料科学前沿：高能粒子辐照对先进聚合物性能的深度调控图书名称：高能粒子辐照对先进聚合物性能的深度调控内容提要：本书深入探讨了高能粒子，特别是质子、重离子以及特定波段的电子束，在改性聚合物材料结构、形态与宏观性能方面所展现出的独特潜力与复杂机制。不同于传统的化学改性或热处理方法，高能粒子辐照作为一种“无接触、高精度”的物理手段，能够在聚合物内部引发深刻的链断裂、交联、接枝、以及空腔形成等一系列过程。本书旨在为材料科学家、高分子工程师以及从事辐射物理与应用的研究人员，提供一个全面、系统且深入的理论框架和实验指导，以期在功能性薄膜、高性能复合材料、生物医用植入物、以及空间环境防护涂层等前沿领域，实现聚合物性能的定制化提升。全书结构严谨，内容覆盖了从微观相互作用到宏观性能验证的完整链条。第一部分：高能粒子与聚合物的相互作用基础本部分首先回顾了辐射物理学的基本原理，重点阐述了不同能量范围的入射粒子（如MeV级别的质子束与GeV级别的重离子）在聚合物基质中能量沉积的机制。我们详细分析了电子激发（Electronic Excitation）和核碰撞（Nuclear Collision）这两种主要能量传递途径，以及它们如何决定了辐射诱导化学反应的产物分布。引入了线性能量转移（LET）的概念，并解释了高LET辐射（如重离子）与低LET辐射（如电子束）在引发聚合物损伤模式上的本质区别。此外，书中还详细比较了不同聚合物（如聚乙烯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯等）的辐射敏感性，解释了链结构（主链刚性、侧基存在）如何影响辐照后的自由基生成和稳定化过程。我们还涵盖了辐照诱导的溶胀与收缩效应，这对于精密涂层和微电子器件的制造至关重要。第二部分：辐照对聚合物微观结构与化学键的重构本部分是本书的核心技术环节，聚焦于利用先进表征技术揭示辐照后的结构变化。我们将详尽介绍固态核磁共振（ssNMR）在鉴定辐照后新生成化学官能团（如羰基、羧基、氢过氧化物）方面的应用。在交联机制研究方面，书中整合了凝胶渗透色谱（GPC）和溶胀平衡实验的数据，量化了不同剂量下分子量分布的演变。对于侧重于辐射交联的聚合物，我们探讨了交联密度与材料机械性能提升之间的非线性关系。在链断裂机制方面，我们深入分析了辐照诱导的解聚现象，特别是在含卤素或易分解官能团的聚合物中。书中通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱，追踪了特征吸收峰的漂移和消失，从而精确判断了关键化学键的断裂位置和程度。此外，还专门开辟章节讨论了辐照诱导的表面接枝聚合技术，如何通过控制离子束的能量和剂量，实现聚合物表面的功能化改性，如亲水性或疏水性的精确调控。第三部分：宏观性能的定向调控与应用实例基于微观结构的变化，本部分详细阐述了如何利用辐照技术实现聚合物宏观性能的定向增强。 1. 力学性能提升：深入分析了辐照交联如何显著提高聚合物的玻璃化转变温度（Tg）、拉伸强度和模量。针对高能量粒子辐照引起的脆化现象，本书提出了一系列基于剂量和后处理退火的缓解策略，并结合原子力显微镜（AFM）分析了辐照引起的表面粗糙度变化与力学性能的耦合关系。 2. 热稳定性和阻燃性能：探讨了辐照如何通过促进碳化层（Char Layer）的形成，增强聚合物的热氧化稳定性和阻燃效率。通过热重分析（TGA）和锥形量热仪（Cone Calorimeter）的对比数据，量化了不同辐照处理对材料热失控行为的影响。 3. 电学与介电特性：关注了辐照对聚合物电荷迁移率和介电常数的影响。特别是在高压绝缘材料和薄膜电容器应用中，辐照如何影响空间电荷累积和击穿强度。书中详细讨论了辐照诱导的缺陷态密度变化与材料电学性能的内在联系。 4. 生物医学与特种环境应用：结合了实际应用案例，分析了粒子辐照在制备抗辐射聚合物（如用于航天器涂层）中的优势。在生物医学领域，本书讨论了辐照对植入物表面生物相容性和抗菌性能的协同影响，以及如何通过精确剂量控制来避免材料的过度降解。第四部分：先进辐照技术与剂量学控制本部分转向实验操作和前沿技术。我们详细介绍了加速器系统在聚合物改性中的配置要求，包括离子源的选择、束流聚焦与扫描技术。特别强调了剂量学测量的重要性，阐述了包括标准剂量计（如聚苯乙烯磺酸盐薄膜）和特征化学变化量（如特定官能团的生成量）在内的多重剂量评估体系。书中还探讨了同步加速器软X射线（Soft X-ray）在辐照过程中的原位监测能力，为实时调控反应提供了新的工具。总结与展望：本书不仅提供了扎实的理论基础和丰富的实验数据，更着眼于未来——即如何将粒子辐照技术从实验室推向工业化应用。我们展望了辐照技术在3D打印材料、柔性电子基板以及核废料封装材料等新兴领域中的巨大潜力，并指出了当前研究中存在的挑战，例如剂量均匀性控制、辐照后材料老化预测等，为下一代先进聚合物材料的设计与开发指明了方向。本书内容深度和广度兼具，是该领域研究人员不可多得的参考资料。