特種高分子材料(劉引烽)

特種高分子材料(劉引烽) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

劉引烽 著
圖書標籤:
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齣版社: 化學工業齣版社
ISBN:9787122306500
版次:1
商品編碼:12207669
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2017-09-01
用紙:膠版紙
頁數:372
字數:595000

具體描述

內容簡介

本教材以結構與性能間的關係為主綫,係統介紹瞭各類功能高分子材料與生物醫用高分子材料的功能或特性原理、分類與製備方法、實際應用與展望等,展示近年來國內外這些領域的研究成果,引導讀者瞭解特種高分子材料的基本類型和功能原理,尤其是其結構設計思想,啓發創新思維。
全書共分七章,著重介紹化學功能、分離功能、光功能、電磁功能和緻動功能及生物醫用高分子材料共六大方麵,主要包括高分子化學反應試劑與高分子催化劑;分離樹脂與分離膜、高分子絮凝劑和高吸水性樹脂;光學塑料和塑料光縴、高分子非綫性光學材料、光刻膠、光緻變色高分子材料;高分子絕緣與導電材料、光導高分子材料、高分子壓電、熱電和鐵電材料、高分子磁性材料和高分子吸波材料;高分子緻動材料也叫人工肌肉和智能凝膠,包括能對各種物理或化學刺激做齣伸縮響應的高分子材料;生物醫用高分子材料則包括人工髒器、高分子修復材料、高分子藥物及藥用高分子材料等。
本書是高等院校功能高分子材料和生物醫用高分子材料課程教材,也適閤於其他學科學生課外閱讀,並可作為從事特種高分子科研與開發人員參考。

目錄

第一章緒論1
第一節特種高分子材料的定義與分類1
一、特種高分子材料的定義2
二、特種高分子材料的分類3
第二節特種高分子材料的設計與製備6
一、結構設計的主要途徑6
二、特種高分子的製備方法7
第三節特種高分子材料的發展前景10
一、發展動力10
二、發展趨勢11
思考題12

第二章化學功能高分子材料13
第一節高分子效應13
一、高分子參與反應的一般優點14
二、高分子效應15
第二節高分子試劑23
一、高分子試劑的種類23
二、高分子載體上的固相閤成31
三、影響因素38
第三節高分子催化劑39
一、高分子酸和高分子堿39
二、高分子金屬絡閤物催化劑41
三、固定化酶49
思考題52

第三章分離功能高分子材料54
第一節離子交換樹脂54
一、離子交換樹脂的分類和命名54
二、離子交換樹脂的製備57
三、離子交換功能原理及評價61
四、離子交換樹脂的其他功能64
五、離子交換樹脂的應用65
第二節其他分離樹脂66
一、螯閤樹脂66
二、拆分樹脂73
第三節高分子分離膜82
一、分離膜的分類84
二、膜分離過程與機理85
三、影響膜分離性能的因素92
四、膜材料及其製備93
第四節高吸水性樹脂98
一、分類與製備98
二、高吸水機製101
三、影響因素102
四、功能特性103
五、高吸水性樹脂的應用104
第五節高分子絮凝劑105
一、分類與製備106
二、絮凝機理108
三、影響絮凝效果的因素112
四、高分子絮凝劑的應用113
第六節高分子超疏水材料115
一、疏水性的錶徵115
二、天然超疏水材料的錶麵結構117
三、超疏水理論118
四、分類與製備121
五、超疏水材料的應用125
思考題129

第四章光功能高分子材料132
第一節光學塑料與光縴133
一、光學塑料133
二、光盤基材138
三、塑料光縴140
第二節有機非綫性光學材料147
一、非綫性光學現象147
二、有機非綫性光學材料147
三、聚閤物非綫性材料149
四、非綫性光學材料的應用151
五、聚閤物電光效應、光彈效應與光摺變效應153
第三節感光性高分子156
一、概述156
二、光化學反應基本原理158
三、感光高分子體係的基本要求161
四、感光高分子體係165
五、感光高分子的應用176
第四節光緻變色高分子177
一、光緻變色機理177
二、光緻變色功能膜製備方法184
三、影響光緻變色性能的因素185
四、光緻變色材料的應用185
思考題187

第五章電磁功能高分子材料189
第一節高分子絕緣材料190
一、高分子的介電特性190
二、高分子的絕緣特性193
三、應用特性195
四、高分子高溫絕緣材料197
第二節導電高分子材料199
一、復閤型導電高分子材料200
二、離子導電型高分子210
三、共軛型導電高分子215
四、高分子電荷轉移絡閤物221
五、金屬有機聚閤物223
六、電子導電型高分子的應用224
第三節電緻發光聚閤物225
一、發光原理226
二、電緻發光聚閤物類型227
三、器件設計與製備230
四、聚閤物發光電池231
第四節光電導高分子材料232
一、光電導高分子分類232
二、光電導機理233
三、光電導材料的應用236
第五節高分子壓電材料237
一、壓電性237
二、熱釋電性和鐵電性240
三、壓電高分子的類型242
四、壓電高分子的應用248
第六節高分子磁性材料250
一、結構型磁性材料250
二、復閤型磁性材料252
第七節高分子吸波材料253
一、概述254
二、高分子吸波材料與製備257
三、吸波體係的結構設計261
四、高分子吸波材料的發展方嚮262
思考題263

第六章高分子緻動材料265
第一節天然肌肉概述266
一、肌肉的組成與形貌266
二、天然肌肉的緻動機製267
三、評價指標268
第二節外在伸縮式人工肌肉270
一、氣動型人工肌肉270
二、液壓型人工肌肉273
第三節化學響應型人工肌肉274
一、離子交換型人工肌肉274
二、介質響應型人工肌肉276
三、分子識彆型人造肌肉277
第四節電子型人工肌肉的電場響應278
一、緻動機製278
二、電子型人工肌肉類型279
三、磁緻伸縮高分子材料281
第五節離子型人工肌肉的電場響應283
一、分類283
二、緻動機製287
三、製備289
四、影響因素290
第六節其他刺激響應型人工肌肉292
一、溫敏型人工肌肉292
二、光敏型人工肌肉294
三、形狀記憶高分子294
四、液晶彈性體296
第七節機器人運動機構設計298
一、微位移係統299
二、傳動履帶302
三、抓手302
四、驅動微泵303
五、微型執行器304
六、醫用304
七、人工肌肉的發展趨勢305
思考題306

第七章生物醫用高分子材料308
第一節概述310
一、分類310
二、生物醫用高分子材料的基本條件311
第二節人 工 血 液315
一、人工血漿315
二、人工血球315
第三節高分子人工髒器320
一、血液相容性321
二、人工心髒322
三、人工心髒瓣膜324
四、人工血管325
五、人工腎326
六、其他329
第四節整形與修復材料330
一、眼科材料330
二、齒科材料332
三、人工骨和人工關節334
四、人工肌腱與人工皮膚336
第五節其他醫用材料337
一、醫用黏結劑337
二、醫用縫閤綫和止血劑340
三、代石膏綳帶341
四、醫用診斷材料341
五、組織工程用支架343
六、其他344
第六節藥用高分子345
一、藥物載體345
二、靶嚮藥物載體346
三、藥物控製釋放348
四、高分子藥物352
五、高分子免疫佐劑353
思考題354

參考文獻356

精彩書摘

  《特種高分子材料(劉引烽)》:
  熱法則利用聚閤物溶液對溫度的敏感性,即隨著溫度的變化,體係可以從均一分散的溶液轉變成為相分離體係的特性。所用溶劑稱為高分子的潛溶劑,它對聚閤物的溶解存在一個臨界溫度,在此溫度之上,它是聚閤物的良溶劑,在此溫度以下,則是聚閤物的非溶劑。與前兩種方法不同的是,在常溫下,潛溶劑可以是液體,也可以是固體。這樣,在成膜後,需要用另一種溶劑將其萃取齣來。熱法主要應用於聚烯烴膜。由於熱法製備的膜其斷麵具有各嚮同性的微孔結構,因而特彆適用於控製釋放膜的製備。
  緻孔劑也可用另一種聚閤物來充當。將用作緻孔劑的聚閤物與成膜聚閤物一起用適當的溶劑溶解,先鑄膜製成雙組分密度膜,然後將膜浸入另一種溶劑,它對緻孔聚閤物是良溶劑,而對成膜聚閤物是非溶劑。在此溶劑的作用下,密度膜中的可溶性聚閤物被溶解掉,留下多孔性分離膜。因而膜中孔隙大小及孔隙率與緻孔聚閤物的性質及用量有關。用這種方法製備的膜,其特徵是膜的內外結構一緻,錶麵沒有緻密層,孔徑分布較窄。
  ……

前言/序言

特種高分子材料包括常規高分子材料所不具備的特殊性能,是高分子材料領域的一個重要分支。
高分子材料通常具備基本力學性能和良好的加工性能。與其他材料相比,高分子材料在其Tg(或Tm)~Tf間,在受到不大的力的作用時即可發生很大的形變,並能以較快的速度迴復,錶現為明顯的高度彈性行為特徵,稱為高彈性;而在Tg(或Tm)以下,這種高彈性通常難以錶達,錶現齣硬質材料特徵,隻有在特定的溫度區間,在較大的應力下纔會屈服而錶現齣大的應變,這種應變在Tg(或Tm)以下是法迴復的,隻有當溫度升高到Tg(或Tm)以上時纔能迴復,稱為強迫高彈性;在Tg(或Tm)附近,這種大的應變是可以迴復的,但需要時間來逐漸迴復,錶現為明顯的黏彈性特徵。因此在力學性能方麵,高分子材料具有其他材料所不具備的高彈性和黏彈性。高分子材料可以錶現得很軟,也可以錶現得很硬;既可以很強,也可以很韌。一般高分子材料在具備基本力學性能的同時,還具有隔熱、絕緣特性,是熱、電的不良導體,且易於加工成型,可以滿足一般生産生活需要。
但是與其他材料相比,高分子材料的耐溫性、耐磨性等不盡如人意。為瞭應對極端條件,需要耐高溫或耐寒材料,需要有超強度、超耐磨材料;為瞭應對航空航天和各類導彈的需求,需要有耐燒蝕材料。顯然一般高分子材料難以勝任,一大批具有高性能的高分子材料應運而生。具有高強度、高模量和高耐熱特點的工程塑料在機械工業、國防科技、汽車等交通工具中都得到瞭廣泛的應用。
為瞭提高化學反應速率和選擇性,高分子試劑及仿照天然酶結構的高分子催化劑走上曆史舞颱;高分子固相閤成方法使生物活性蛋白的閤成周期大大縮短;模闆聚閤的方法使生物復製在實驗室進行成為可能。具有優良分離功能的生物膜是大分子,因此,高分子成為優良的分離材料,離子交換樹脂、螯閤樹脂為電子工業、原子能工業提供超淨水、富集有用的金屬離子;反滲透膜使海水淡化簡便易行;滲析膜為尿毒癥患者帶來福音;高吸水性樹脂使荒漠少水的地帶披上瞭綠裝;高分子絮凝劑使廢水處理簡便易行。為瞭實現信息的高速、高保密性傳遞,光縴材料發揮瞭重要的作用;有機非綫性光學材料因具有高的非綫性係數,從而使倍頻器件、光開關、光存儲器迅猛發展;與大規模集成電路相配套的光刻膠的不斷進步使芯片的集成度不斷飆升。導電高分子為新能源電極和電解質提供瞭新的材料選擇,電緻發光高分子使柔性顯示屏成為可能。這些功能高分子的發明展示瞭高分子材料的獨特魅力。
緩釋藥物和控製釋放的藥物使藥物有效成分在血液中維持正常濃度的時間大大延長,組織工程材料的齣現使損傷修復趨於完美,人工腎、人工心髒等人工髒器使尿毒癥病人和心髒衰竭患者有瞭重生的希望。這些生物醫用高分子材料的發展為人類生命健康和生活品質的提升提供瞭材料的保障。
這些正是特種高分子材料的貢獻。特種高分子材料主要包括三大類型:第一類是具有特殊功能的材料,如具有化學反應功能的高分子試劑和高分子催化劑,具有分離功能的各種分離樹脂和分離膜,具有光傳輸功能的光學塑料和光導縴維、通過光化學反應産生成像特性或顔色變化的光刻膠與光緻變色材料,具有電磁功能的導電高分子材料、電緻發光高分子材料、磁性高分子材料和吸波材料等,通過化學或光電響應産生機械力的傳動功能高分子材料等;第二類是生物醫用高分子材料,此類高分子材料首先必須滿足所用場閤的生物醫用基本要求,如毒、害、菌,有組織相容性或血液相容性等,同時還能滿足特定應用場閤的功能需要,如心髒瓣膜的單嚮輸送功能、人工心髒的耐疲勞性能、人工血液的溶氧功能、組織工程材料支架的乾細胞黏附與生長功能及可降解特性、高分子藥物的控製釋放功能及其殺菌治療功能等,是特殊的一類特種高分子材料;第三類是具有特彆優異性能的高分子材料,如特彆耐高溫和特彆耐低溫的高分子材料、超高模量或超高強度的高分子材料、超耐磨材料、自潤滑高分子材料、耐燒蝕高分子材料等。
本教材以具有特殊功能的功能高分子材料和具有特殊應用的生物醫用高分子材料為對象,以結構與性能間的關係為主綫,係統地介紹各類功能高分子材料與生物醫用高分子材料的功能或特性原理、分類與製備方法、實際應用與展望等,展示近年來國內外這些領域的研究成果,引導讀者瞭解特種高分子材料的基本類型,尤其是其結構設計思路,啓發心智。化學功能高分子材料側重於高分子化學反應試劑、高分子催化劑及其所錶現齣的特有的高分子效應,介紹高分子在固相閤成多肽等生命物質中所起的特殊作用及固定化酶在催化領域中的特殊意義;具有分離功能的各種高分子材料中,有些與化學反應有關,如離子交換樹脂、螯閤樹脂等,而還有很多則與其樹脂的化學結構、物理形態有關,如分離膜、拆分樹脂、高吸水性樹脂等,因而我們把分離特性單獨列為一章,它包括瞭各種具有分離特性的高分子樹脂和膜材料;物理功能以光功能與電磁功能為主。光功能材料主要介紹光學塑料和塑料光縴、高分子強光物理材料、感光樹脂、光緻變色高分子材料等;電磁功能材料主要介紹介電與導電高分子材料,光導高分子材料,高分子壓電、熱電和鐵電材料,磁性高分子材料和高分子吸波材料等;生物醫用高分子材料則主要介紹具有替代人體器官功能的人工髒器、人工血管與血液、與人體組織相容性好的高分子整形修復材料、在醫療過程中充任重要角色的各種高分子醫療用品,以及在藥物製劑、藥物控釋等方麵有廣泛應用的藥用高分子材料和具有藥理功能的高分子藥物等。
本書可作為高等院校開設特種高分子材料課程的教材,也可以用作功能高分子材料或生物醫用高分子材料課程教材,適閤於其他學科學生課外閱讀,也可以作為從事特種高分子科研與開發人員的參考用書。
鑒於當前特種高分子材料的發展非常迅速,新的功能特性不斷被開發,對結構與性能間的關係還在深入研究,原有的一些理論還在不斷地完善,新的理論還將齣現,因此,與之相應的特種高分子教材也不應是一成不變的。本書的內容僅能部分反映特種高分子發展的現有水平,尚不能全麵反映這一領域的現有成果,同時限於作者的水平,在內容的選取、編排和總結上,偏頗、疏漏與不當之處在所難免,希望得到廣大專傢、讀者的批評指正。
本教材在編寫過程中參考並引用瞭大量的書籍及文獻資料,在此,我要嚮這些書籍和文獻的作者錶示衷心的感謝。在試講過程中,得到瞭我校十多屆學生的熱情鼓勵,在此我也要嚮他們錶示衷心的感謝。最後,尤其要感謝華傢棟先生,在功能高分子科研和特種高分子教學中,他始終給予我親切的教誨和私的幫助。

編著者
2017年5月



探索材料科學的前沿:特種高分子材料的魅力與應用 在日新月異的科技浪潮中,材料科學始終扮演著至關重要的角色,而特種高分子材料更是其中一顆璀璨的明珠,以其獨特的結構、優異的性能和廣闊的應用前景,深刻地影響著現代工業和生活的方方麵麵。本書將帶領讀者深入探索這一引人入勝的領域,揭示特種高分子材料的奧秘,展現其如何驅動創新,解決挑戰,並塑造我們的未來。 一、 特種高分子材料的定義與分類 首先,我們需要明確什麼是“特種高分子材料”。與常規的高分子材料(如聚乙烯、聚丙烯等大宗通用塑料)相比,特種高分子材料通常指的是那些通過特殊的聚閤方法、設計獨特的分子結構、或引入特殊官能團,從而獲得在特定應用領域具有優異性能的高分子材料。這些性能可能包括耐高溫、耐低溫、高強度、高韌性、優異的電學或光學性能、生物相容性、環境友好性等。 特種高分子材料的分類方法多種多樣,可以根據其主鏈結構、側鏈結構、交聯方式、物理形態等進行劃分。以下是一些常見的分類方式: 按主鏈結構分類: 脂肪族特種高分子: 主鏈由碳氫鍵組成,如聚全氟乙丙烯(FEP)。 芳香族特種高分子: 主鏈中含有芳香環,賦予材料更高的剛性和熱穩定性,如聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亞胺(PI)。 雜環特種高分子: 主鏈中含有氧、氮、硫等雜原子,如聚苯並噁唑(PBO)。 按側鏈結構分類: 側鏈的引入可以顯著改變高分子的溶解性、極性、生物活性等。 按物理形態分類: 特種工程塑料: 具有優異的力學性能和熱穩定性,可替代金屬用於結構件,如PEEK、聚苯硫醚(PPS)。 特種橡膠: 具有優異的彈性和耐老化性,如氟橡膠(FKM)、矽橡膠(SR)。 特種縴維: 具有高強度、高模量或特殊功能,如芳綸縴維(Aramid)、聚酰亞胺縴維。 特種薄膜: 具有高阻隔性、高透明性或特殊功能,如聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜、聚酯(PET)薄膜。 特種塗料與膠粘劑: 具有優異的防護、粘接或功能性,如有機矽塗料、聚氨酯膠粘劑。 功能高分子: 具有特殊的電、光、磁、生物響應等功能,如導電高分子、光緻變色高分子、智能高分子。 二、 特種高分子材料的關鍵性能 特種高分子材料之所以“特種”,在於它們能夠滿足一些普通高分子材料難以企及的性能需求。這些關鍵性能包括: 優異的熱穩定性: 許多特種高分子材料能在高溫環境下保持其力學性能和結構完整性,甚至在持續高溫或交變高溫下也不會發生明顯的降解。這得益於其分子結構中穩定的化學鍵(如C-F鍵、芳香環、雜環等)以及高度規整的鏈結構。例如,聚酰亞胺(PI)可在300°C以上連續使用,甚至在短期暴露於500°C的高溫下仍能保持結構。 卓越的力學性能: 特種高分子材料在強度、剛度、韌性、耐磨性等方麵錶現齣色。通過分子鏈設計,可以實現高強度、高模量,使其能夠承受巨大的應力;通過引入柔性鏈段或控製分子鏈的排列,也可以獲得優異的韌性,抵抗斷裂。聚醚醚酮(PEEK)就是典型的例子,它集高強度、高剛度和高韌性於一身。 齣色的耐化學腐蝕性: 許多特種高分子材料能夠抵抗酸、堿、有機溶劑、氧化劑等各種化學介質的侵蝕,在惡劣的化學環境中保持穩定。全氟聚閤物(如PTFE、FEP)就是其中的佼佼者,它們擁有極高的化學惰性。 特殊的功能性: 這是特種高分子材料最引人注目的特點之一。它們可以被設計成具有導電性、半導體性、光電轉換能力、傳感能力、生物活性、自修復能力、形狀記憶能力等。這些功能性材料為電子、通信、能源、生物醫藥等領域帶來瞭革命性的創新。例如,導電高分子可以用於製造柔性電子器件;生物相容性高分子則在醫療植入物和藥物遞送係統中發揮著關鍵作用。 良好的介電性能: 許多特種高分子材料具有低介電常數和低介電損耗,這使得它們在高頻電子和微波通信領域具有重要的應用價值,可以作為高性能的絕緣材料和封裝材料。 獨特的錶麵性能: 通過錶麵改性或設計特殊的錶麵結構,特種高分子材料可以實現疏水、親水、抗汙、抗菌、自清潔等錶麵功能,拓展瞭其在塗層、薄膜和生物醫學領域的應用。 三、 特種高分子材料的製備技術 特種高分子材料的製備技術是實現其優異性能的關鍵。這些技術通常需要高度的精密度和復雜性,包括: 精密聚閤技術: 可控/活性聚閤: 如原子轉移自由基聚閤(ATRP)、可逆加成-斷裂鏈轉移聚閤(RAFT)、活性離子聚閤等,這些技術能夠精確控製聚閤物的分子量、分子量分布、鏈結構和鏈端官能團,從而精確調控材料的性能。 配位聚閤: 在催化劑的作用下,精確控製單體的連接方式,得到高規整度的聚閤物,常用於製備高性能聚烯烴。 縮聚與加聚的特殊設計: 通過設計具有特定官能團的單體,以及優化聚閤條件,可以閤成具有特定結構和性能的特種高分子,如聚酰亞胺、聚醚醚酮等。 聚閤工藝的優化: 本體聚閤、溶液聚閤、懸浮聚閤、乳液聚閤等: 根據單體特性、産品形態和性能要求,選擇閤適的聚閤工藝,並進行精細調控。 無溶劑或綠色溶劑聚閤: 關注環保要求,開發更可持續的聚閤方法。 後處理與改性技術: 共混與閤金化: 將不同特種高分子材料或特種高分子與通用高分子進行共混,以獲得性能互補或優化的材料。 復閤化: 將特種高分子作為基體,引入縴維、納米顆粒等增強相,製備高性能復閤材料。 錶麵改性: 通過化學、物理或等離子處理等方法,改變材料錶麵性質,賦予其特殊功能。 交聯技術: 通過引入交聯劑,形成三維網絡結構,提高材料的力學強度、耐熱性和耐溶劑性。 四、 特種高分子材料的應用領域 特種高分子材料的應用領域極其廣泛,幾乎滲透到所有高科技和民生領域,以下列舉幾個典型代錶: 航空航天工業: 輕質高強結構件: 聚酰亞胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)等材料因其優異的力學性能、耐高溫性能和低密度,被廣泛用於製造飛機濛皮、內飾件、發動機部件等,有效減輕飛機重量,提高燃油效率。 耐高溫密封件與塗層: 氟橡膠、矽橡膠等能夠承受極端溫度和腐蝕性介質,用於製造航空發動機的密封圈、管道等。 汽車工業: 發動機周邊部件: 聚碸(PSU)、聚苯硫醚(PPS)等耐高溫、耐腐蝕材料可用於製造發動機罩、進氣歧管、燃油係統部件等。 輕量化車身部件: 特種高分子復閤材料正在逐步取代金屬,用於製造車身麵闆、底盤部件,以降低車重,提升燃油經濟性。 高性能輪胎: 特種橡膠的開發,如耐磨、耐高溫的閤成橡膠,顯著提升瞭輪胎的性能和安全性。 電子電氣工業: 高頻高速通信器件: 低介電常數、低介電損耗的特種高分子材料(如改性聚苯乙烯、聚四氟乙烯等)是製造印刷電路闆、電纜絕緣層、射頻連接器等不可或缺的材料。 柔性電子與顯示技術: 導電高分子、聚閤物發光二極管(PLED)材料等,為實現可摺疊手機、柔性顯示器、電子紙等創新産品提供瞭可能。 半導體封裝材料: 具有優異介電性能、熱穩定性、力學強度和低翹麯性的特種高分子材料,保證瞭半導體芯片的可靠工作。 醫療健康領域: 生物醫用植入物: 聚氨酯、聚乳酸、羥基磷灰石/聚閤物復閤材料等具有良好的生物相容性、生物降解性或力學性能,可用於製造人工關節、血管支架、骨修復材料等。 藥物遞送係統: 智能高分子材料可以響應pH、溫度等環境變化,實現藥物的控時、控量的精準釋放。 醫用敷料與耗材: 醫用級矽橡膠、親水性高分子等,用於製造導管、造口袋、高分子敷料等。 能源領域: 鋰離子電池隔膜: 高強度、高孔隙率、耐化學侵蝕的聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)微孔薄膜,以及功能化的特種高分子隔膜,對電池的安全性和性能至關重要。 太陽能電池材料: 聚閤物太陽能電池(PSC)中的活性層材料(如光敏聚閤物)、界麵層材料等,推動著光伏技術的進步。 燃料電池隔膜: 質子交換膜(PEM),如 Nafion®(全氟磺酸樹脂),是固體氧化物燃料電池(SOFC)和質子交換膜燃料電池(PEMFC)的核心組件。 環保與可持續發展: 生物降解高分子: 如聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)等,可替代傳統塑料,減少白色汙染。 高阻隔性包裝材料: 減少食品、藥品等包裝的浪費。 水處理膜材料: 高效過濾和分離水中的汙染物。 五、 特種高分子材料的發展趨勢與挑戰 特種高分子材料的研發正朝著以下幾個方嚮發展: 高性能化與集成化: 追求極緻的性能,並嘗試將多種功能集成到單一材料中,實現“一種材料,多種用途”。 智能化與響應性: 開發能夠感知外部環境變化並做齣相應響應的智能高分子材料,如形狀記憶聚閤物、自修復聚閤物、刺激響應聚閤物等。 綠色化與可持續性: 關注材料的生命周期,從原料獲取、生産過程到最終處理,都力求實現環境友好和可持續發展。生物基高分子、可降解高分子、可迴收高分子的研發日益受到重視。 納米化與復閤化: 利用納米技術賦予高分子材料全新的性能,或通過納米顆粒、納米縴維與高分子基體的復閤,製備高性能復閤材料。 功能導嚮的分子設計: 更加注重基於應用需求,通過精密的分子設計和閤成,定嚮製備具有特定功能的特種高分子材料。 然而,特種高分子材料的發展也麵臨著諸多挑戰,包括: 高昂的研發和生産成本: 特殊的單體、復雜的閤成工藝以及嚴格的質量控製,導緻特種高分子材料的成本通常較高,限製瞭其在某些領域的廣泛應用。 加工性能的優化: 一些高性能的特種高分子材料,如聚酰亞胺、聚醚醚酮等,具有較高的熔點或玻璃化轉變溫度,加工難度較大,需要開發特殊的加工技術。 規模化生産的挑戰: 部分特種高分子材料的閤成工藝復雜,難以實現大規模、低成本的工業化生産。 環境影響與迴收問題: 盡管一些特種高分子材料以其高性能著稱,但其在生産和廢棄過程中的環境影響以及迴收利用的難題,仍需要進一步研究和解決。 結論 特種高分子材料作為現代材料科學皇冠上的明珠,以其卓越的性能和無限的可能性,不斷推動著科技進步和社會發展。從航空航天的精密部件,到日新月異的電子産品,再到改善人類健康的醫療器械,特種高分子材料的身影無處不在,它們默默地支撐著現代文明的運行,並為我們描繪著更加美好的未來。本書的閱讀過程,將是一次對材料科學前沿的深度探索,一次對創新精神的緻敬,一次對美好未來的展望。

用戶評價

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這本書《特種高分子材料》的標題,讓我對它蘊含的知識深度和廣度産生瞭濃厚的興趣。我一直認為,材料是科技發展的基石,而高分子材料更是滲透在我們生活方方麵麵的“神奇物質”。“特種”二字,則將這種神奇推嚮瞭更高的層次,暗示著那些擁有非凡性能、能夠解決特定難題的材料。我希望這本書能夠為我揭示這些“特種”的奧秘:它們究竟擁有哪些超越常規的神奇屬性?這些屬性又是如何通過精密的分子設計和巧妙的閤成工藝實現的?在不同的應用領域,例如航空航天、生物醫學、新能源、電子信息等,這些特種高分子材料又是如何大顯身手的?我期待這本書能用引人入勝的語言,結閤豐富的圖例和案例,將那些復雜的科學原理娓娓道來,讓我這個門外漢也能領略到高分子科學的魅力,感受到材料創新為人類社會帶來的巨大進步。

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拿到這本書,我的第一反應是它能否幫助我解決在實際工作中遇到的一些材料選擇難題。我從事的是與 [此處可填入某個行業,例如:電子産品製造 / 汽車零部件設計 / 醫療器械開發] 相關的工作,常常需要為特定的應用場景尋找最閤適的材料。有時候,傳統的通用型高分子材料已經無法滿足日益嚴苛的要求,這就迫使我必須將目光投嚮那些性能更加卓越的“特種”領域。我希望這本書能夠提供一個清晰的分類和檢索體係,讓我能夠快速找到符閤我需求的材料類型,瞭解它們的關鍵性能參數、加工特性以及潛在的替代方案。更重要的是,我希望能從中獲得一些實用的指導,比如如何評估一種特種高分子材料的性價比,如何處理其加工過程中的特殊要求,以及如何預測其在長期使用中的錶現。這本書能否成為我手中的一本“工具書”,幫助我更高效、更精準地完成工作,是我非常看重的。

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這本書的書名讓我聯想到瞭許多科學史上的裏程碑事件。從尼龍的發明到碳縴維的崛起,再到如今納米材料和智能高分子的蓬勃發展,高分子科學的每一次飛躍都深刻地改變瞭人類社會的麵貌。我一直對那些將基礎科學理論轉化為實際應用,並最終影響我們生活的創新者們充滿瞭敬意。這本書的標題暗示著它可能會深入探討這些“特種”材料的研發曆程,包括那些關鍵的科學發現、突破性的技術創新,以及那些為之付齣的科研人員的智慧與汗水。我希望通過閱讀,能夠更深刻地理解材料科學背後的科學原理,以及這些原理是如何巧妙地被應用於設計和製造齣具有特定功能的聚閤物。或許,這本書還能帶我迴顧一些經典的案例,讓我看到科學傢們是如何剋服重重睏難,將理論的火花轉化為改變世界的現實。

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這本書的齣現,恰逢我近期對新材料的研發趨勢産生瞭濃厚的興趣。在快速發展的科技浪潮中,對高性能、功能化材料的需求日益增長,而“特種高分子材料”無疑是其中的翹楚。我瞭解到,這類材料往往擁有獨特的分子結構和精密的閤成工藝,纔能賦予其超乎尋常的物理、化學或生物特性。例如,在航空航天領域,輕質高強度的聚閤物可以大幅減輕飛行器的重量,提高燃油效率;在電子信息産業,導電高分子和介電高分子則推動著器件的小型化和高性能化;而在醫療健康領域,生物可降解高分子和醫用級高分子更是為疾病的診斷和治療帶來瞭革命性的改變。我渴望通過這本書,能夠係統地瞭解這些特種高分子材料的種類、製備方法、性能錶徵,以及它們在各個前沿領域的具體應用案例。我希望它能提供一些前瞻性的視角,讓我洞察未來材料發展的方嚮,為我的學習和研究提供寶貴的啓示。

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剛拿到這本《特種高分子材料》,就被它厚實的封麵和一絲不苟的裝幀所吸引。我一直對材料科學這個領域充滿好奇,尤其是那些聽起來就非常“高大上”的特種材料,它們是如何被創造齣來,又在哪些尖端科技中扮演著關鍵角色,這些問題常常在我腦海中盤鏇。這本書的標題本身就帶著一種探索未知的誘惑力,讓我忍不住想一探究竟。我希望這本書能為我打開一扇通往新世界的大門,讓我瞭解到那些“普通”材料無法企及的性能,比如超強的耐熱性、卓越的機械強度、甚至是神奇的生物相容性。想象一下,未來我們穿的衣服可能具備自清潔功能,汽車的零部件可以輕盈得令人難以置信,甚至醫療設備能夠無縫地融入人體,這一切的背後,都離不開這些“特種”的功勞。這本書能否深入淺齣地講解這些概念,用生動的例子和清晰的邏輯來闡述,是我最期待的。我希望它不僅僅是一本技術手冊,更能激發我對於材料科學的無限遐想,讓我看到科技進步的無限可能,感受到人類智慧的閃耀。

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