现代化学专著系列：聚酰亚胺 单体合成、聚合方法及材料制备 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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丁孟贤 著

图书标签:

• 聚酰亚胺
• 高分子化学
• 材料科学
• 单体合成
• 聚合反应
• 高性能材料
• 化学工程
• 有机合成
• 功能材料
• 高分子材料

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030310804

版次：1

商品编码：12144528

包装：平装

丛书名： 现代化学专著系列

开本：16开

出版时间：2011-06-01

用纸：胶版纸

页数：983

字数：1460000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代化学专著系列：聚酰亚胺 单体合成、聚合方法及材料制备》是继《聚酰亚胺-一化学、结构与性能的关系及材料》之后，介绍聚酰亚胺相关单体合成、聚合方法和材料制备的着重于方法论的专著，是上一本书的姊妹篇。《现代化学专著系列：聚酰亚胺 单体合成、聚合方法及材料制备》分3编，共13章：第1编为单体合成，包括酐类化合物、胺类化合物、马来酰亚胺类化合物及其他化合物的合成等4章；第1I编为聚合方法，包括在过程中形成酰亚胺环的聚合、由带酰亚胺环的单体的聚合、双马来酰亚胺的聚合和大分子反应等4章。第III编为材料制备，包括膜状材料、粒状材料、纤维、泡沫材料及杂化材料等5章。
　　《现代化学专著系列：聚酰亚胺 单体合成、聚合方法及材料制备》取材自国内外原始文献，凡是《现代化学专著系列：聚酰亚胺 单体合成、聚合方法及材料制备》作者已经实际检验过的过程和方法都尽可能表达在其中。
　　《现代化学专著系列：聚酰亚胺 单体合成、聚合方法及材料制备》可供从事高分子合成、性能、加工及应用的研究人员和研究生阅读，也是从事与高分子材料相关工作的工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

序
第Ⅰ编 单体合成
第1章 酐类化合物的合成
1．1 通论
1．1．1 酐类化合物的合成方法
1．1．2 带活性基团的苯酐衍生物醚化反应的影响因素
1．2 单元酐类化合物
1．2．1 苯酐
1．2．2 硝基苯酐
1．2．3 卤代苯酐
1．2．4 羟基苯酐
1．2．5 三酸酐及其酰氯
1．2．6 芳炔基苯酐
1．2．7 芳炔基-1，8-萘二酸酐
1．2．8 其他芳香单元酐
1．2．9 脂肪单元酐
1．3 苯二酐类化合物
1．3．1 均苯二酐和连苯二酐
1．3．2 单取代的均苯二酐
1．3．3 二取代的均苯二酐
1．3．4 3，6-二羟基均苯二酐
1．3．5 3，6-烷氧基均苯二酐
1．3．6 （联）苯氧基取代的均苯二酐
1．4 联苯二酐类化合物
1．4．1 联苯二酐
1．4．2 2，2'-取代联苯二酐
1．5 含有多联苯的二酐
1．6 二苯甲烷二酐类化合物
1．7 两个苯酐由脂肪链隔开的二酐
1．8 含炔基的二酐
1．9 含酮基的二酐
1．10 二苯甲醇四酸二酐及其酯
1．11 含苯胺结构的二酐
1．11．1 含仲胺基团的二酐
1．11．2 三苯胺二酐
1．12 偶氮二苯酐
1．13 二苯醚二酐
1．14 二苯硫醚二酐
1．15 二苯砜二酐
1．16 二醚二酐
1．16．1 中间为聚乙二醇链的二醚二酐
1．16．2 由二乙基胺连接的二醚二酐
1．16．3 三苯二醚二酐
1．16．4 四苯二醚二酐
1．16．5 多环二醚二酐
1．17 二硫醚二酐
1．18 在两个苯酐单元之间含有硅或锗的二酐
1．18．1 在两个苯酐单元之间含有硅链的二酐
1．18．2 在两个苯酐单元之间含有锗的二酐
1．19 含三并环的二酐
1．19．1 含三并苯单元的二酐
1．19．2 含氧杂蒽单元的二酐
1．19．3 其他三并环二酐
1．20 由偏苯三酸与二元醇、二元酚或二胺反应得到的含酯或酰胺单元的二酐
1．20．1 含酯基的二酐
1．20．2 含酰胺链的二酐
1．21 含六元或七元萘酐单元的二酐
1．22 脂肪二酐
1．23 硫代二酐
1．24 具有其他结构的二酐
1．25 三元酐
参考文献
第2章 胺类化合物的合成
2．1 通论
2．1．1 二胺的合成方法
2．1．2 由硝基还原为氨基的方法
2．2 单元胺
2．2．1 含炔基的单元胺
……
第II编 聚合方法
第Ⅲ编 材料制备
附录

前言/序言

　　本书是《聚酰亚胺——化学、结构与性能的关系及材料》的姊妹篇，着重介绍聚酰亚胺相关单体的合成、聚合方法及材料制备。
　　本书分3编，共13章：第1编为单体合成，包括酐类化合物、胺类化合物、双马来酰亚胺（BMI）类化合物及其他化合物的合成等4章。第II编为聚合方法，包括在过程中形成酰亚胺环的聚合、由带酰亚胺环的单体的聚合、马来酰亚胺的聚合和大分子反应等4章。第1II编为材料制备，包括膜状材料、粒状材料、纤维、泡沫材料及杂化材料等5章。
　　本书的内容是方法论，取材自国内外原始文献。凡是本书作者已经实际检验过的过程和方法都尽可能表达在其中。但个人的实践经验毕竟有限，所以文献中原来存在的不尽合理之处也不可能完全给以纠正。众所周知，由于聚酰亚胺相关技术的价值较高，而且目前在商业上仍然非常活跃，文献中有关过程的叙述往往语焉不详，因此有些方法，尤其是材料制备，可能因为过于简略而不能简单地重复，但是原则上应该是可行的，这是本人提醒读者所必须注意的。
　　为了节省篇幅，也考虑到读者应该已经具备必要的专业知识，本书各章节介绍的内容都比较简略，例如略去了合成仪器的介绍，除非必要时给以注明，对于“水”应该理解为“蒸馏水”或“去离子水”，干燥剂也不注明“无水”等等。另外，如当量等行业中经常使用的名词，本书也予保留。
　　本章所列入的单体都是已见诸文献，被用于聚酰亚胺合成的化合物。酐类化合物以单元酐、二元酐及多元酐排序；胺类化合物也按照此原则排列。在每类化合物中又按照结构分类。考虑到要将所有的化合物都尽量列出，一些已经商品化的化合物只列出其结构和熔点，在合成方法中则特别注意到一些比较重要的化合物和典型的合成方法。对于复杂的化合物除反应式中采用编号外，名称直接采用英文。化合物的中文名称以简明为原则，并不一定采用规定的命名方法。每个化合物如果有通用的缩写代号也择要列出其中一个，以利查阅。个别化合物的合成方法未能查到，只能暂时告缺，待以后有机会补充。
　　聚酰亚胺是一个非常庞大的家族，本书共收集了400余个酐类化合物和千余个胺类化合物，所以已经报道的聚酰亚胺结构应该达到数千个，这是其他高分子品种所难以做到的。因此聚酰亚胺也为高分子的结构与性能的关系数据库积累了宝贵的资料，这就是本书决定逐个列出酐类和胺类化合物的原因。

现代化学专著系列：聚酰亚胺 聚酰亚胺，作为一类高性能含氮杂环芳香聚合物，以其卓越的热稳定性、机械强度、耐化学腐蚀性以及优异的介电性能，在航空航天、电子电气、光学器件、分离膜等前沿领域扮演着不可或缺的角色。本专著深入剖析了聚酰亚胺这一重要材料的科学内涵，旨在为相关领域的研究人员、工程师及高分子材料爱好者提供一套全面、系统的知识体系。 本系列专著以“聚酰亚胺”为主题，旨在系统梳理该领域的研究进展、理论基础、合成方法、聚合机理、性能表征以及典型应用。内容涵盖了从基础的分子设计到复杂的材料制备，再到实际的应用探索，力求展现聚酰亚胺材料的完整图景。 第一部分：聚酰亚胺的分子设计与结构-性能关系 聚酰亚胺的独特性能源于其特殊的分子结构。本部分将首先介绍聚酰亚胺的基本结构单元，包括芳香二胺和芳香二酸酐，并深入探讨不同单体结构（如亚甲基、醚键、酮基、亚砜基、氟原子等）引入对聚酰亚胺链段柔性、玻璃化转变温度、热分解温度、溶解性以及力学性能的影响。我们将详细阐述共轭效应、分子内氢键、侧基效应等对聚酰亚胺聚集态结构和宏观性能的调控作用，为理性设计高性能聚酰亚胺材料提供理论指导。 第二部分：聚酰亚胺的聚合方法与机理 本专著将详细介绍目前主流的聚酰亚胺合成方法，重点阐述两步法（Two-step polycondensation）和一步法（One-step polycondensation）的反应机理、工艺流程以及各自的优缺点。 两步法是目前最常用的聚酰亚胺合成方法，它通过芳香二胺与芳香二酸酐在极性非质子溶剂（如N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）等）中反应，首先生成可溶性的聚氨酸（Poly(amic acid), PAA），然后通过热亚胺化或化学亚胺化得到最终的聚酰亚胺。我们将深入探讨PAA的形成过程、链增长动力学、溶液粘度的变化规律，以及热亚胺化过程中的脱水动力学、亚胺环的形成机制、副反应（如交联、降解）的控制，化学亚胺化常用的脱水剂（如乙酸酐/吡啶体系）的作用机理和工艺条件。 一步法则是在较高温度下，芳香二胺与芳香二酸酐直接反应生成聚酰亚胺，通常需要特殊的反应条件和催化剂。我们将讨论一步法的主要优点（如反应周期短、避免PAA的水解）和挑战（如反应活性、分子量控制）。 此外，本专著还将介绍一些特殊的聚合技术，如界面聚合法、溶液聚合法、熔融聚合法以及无溶剂聚合法等，并分析这些方法在控制聚合物微观结构、分子量分布以及制备特定形貌材料方面的应用潜力。 第三部分：聚酰亚胺材料的制备与加工 聚酰亚胺材料的最终性能很大程度上取决于其制备和加工过程。本部分将重点介绍薄膜制备、纤维纺丝、涂层形成、复合材料制备等常用方法。 薄膜制备方面，我们将详细阐述溶液浇铸法（Solution casting）的工艺步骤，包括PAA溶液的配制、脱泡、流延、干燥、热亚胺化等关键环节，以及如何通过控制工艺参数（如固含量、浇铸厚度、干燥速率、热处理温度和时间）来影响薄膜的厚度均匀性、光学透明性、力学性能和表面形貌。同时，也将介绍电纺丝法制备纳米纤维薄膜的技术。 纤维制备方面，我们将探讨湿法纺丝、干法纺丝、静电纺丝等制备聚酰亚胺纤维的技术，以及分子链取向、结晶度对纤维力学性能的影响。 涂层制备将涉及聚酰亚胺在金属、玻璃、陶瓷等基材上的涂覆技术，包括浸涂、喷涂、刷涂等，并讨论涂层厚度、附着力、耐磨性等关键性能的控制。 复合材料制备方面，将介绍聚酰亚胺作为基体或增强体在制备高性能复合材料中的应用，例如与碳纤维、玻璃纤维、陶瓷填料等结合，以进一步提升材料的力学性能、热性能或功能性。 第四部分：聚酰亚胺材料的性能表征与调控 为了全面理解聚酰亚胺材料的性能，本专著将详细介绍各种表征技术，包括： 热分析技术：如差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）、动态力学分析（DMA），用于测定玻璃化转变温度、熔融温度、热分解温度、热膨胀系数以及材料在不同温度下的粘弹性行为。 光谱分析技术：如傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振谱（NMR），用于确认聚合物结构、官能团变化以及聚合反应的进程。 X射线衍射（XRD）：用于分析材料的结晶度、晶体结构和分子链的堆积方式。 扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）：用于观察材料的微观形貌、表面形貌、相结构以及缺陷。 力学性能测试：如拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率、冲击强度、硬度等，评估材料的强度、韧性和刚度。 介电性能测试：如介电常数、介电损耗、击穿电压，评估材料的绝缘性能。 耐化学性测试：考察材料在各种有机溶剂、酸、碱等介质中的稳定性。 同时，本部分还将探讨如何通过化学修饰（如引入侧链、共聚、交联）和物理改性（如填充、共混、拉伸取向）来调控聚酰亚胺的性能，以满足不同应用的需求。 第五部分：聚酰亚胺的典型应用领域 聚酰亚胺以其优异的综合性能，在众多高科技领域展现出巨大的应用潜力。本部分将聚焦于聚酰亚胺在以下领域的典型应用： 航空航天：如用于制造飞机蒙皮、结构件、隔热材料、电缆绝缘层等，能够承受极端温度和高强度应力。 电子电气：如作为柔性显示屏基板、印刷电路板（PCB）的介质层、半导体器件的封装材料、高频通信器件的绝缘材料等，得益于其优异的介电性能和耐高温性。 光学器件：如用于制造光学薄膜、偏振片、透镜等，其良好的光学透明性和耐化学性使其成为理想选择。 分离膜技术：如用于气体分离（如CO2捕获）、液体分离（如水处理、溶剂回收）等，聚酰亚胺的化学稳定性和可调控的微观结构使其适用于各种分离过程。 柔性电子器件：作为柔性基板材料，支撑着可穿戴设备、柔性显示器、柔性太阳能电池等新兴技术的发展。 特种涂料与粘合剂：用于高温环境下的防护涂层和结构粘合剂。 本专著旨在全面、深入地展示聚酰亚胺材料的科学研究前沿和工业应用前景，为相关领域的研究者和开发者提供宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书，最让我震撼的是其对聚酰亚胺聚合方法的系统性梳理。作者不仅仅列举了常见的缩聚反应、加聚反应，更是对每种方法的机理、优势、劣势进行了深入的探讨。特别是关于溶液聚合和界面聚合的章节，我感觉自己像是站在了一个宏观的视角，俯瞰着整个聚酰亚胺材料的诞生过程。书中对于不同聚合方法的选择，提供了非常具有指导性的建议，比如根据目标分子量、所需材料形态（薄膜、纤维、粉末等）来选择最合适的聚合策略。我特别喜欢作者对“聚合动力学”的讲解，他通过一些经典的聚合模型，例如Staudinger链增长模型，形象地展示了聚合物链是如何一步步增长的。更重要的是，书中还详细介绍了如何通过控制聚合条件来调控聚合物的分子量和分子量分布，这对于制备具有特定性能的聚酰亚胺材料至关重要。例如，对于需要高强度和高韧性的应用，往往需要较高的分子量，而对于需要良好溶解性和加工性的应用，则可能需要较低的分子量。作者还提到了“反应性挤出”等新型聚合技术，让我对聚酰亚胺的制备有了更深的认识，感觉这本书的内容是与时俱进的，而不是停留在过去。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一个亮点在于其详实的案例分析。作者在每个章节都引用了大量的研究文献和实际应用案例，让我能够更直观地理解聚酰亚胺的合成、聚合和材料制备是如何在实际工程中应用的。从航空航天领域的高温结构材料，到电子电器领域的高性能绝缘薄膜，再到生物医学领域的可植入材料，书中都有详尽的介绍。这些案例不仅展示了聚酰亚胺的优异性能，也揭示了其在不同应用场景下面临的挑战和解决方案。我尤其对书中关于聚酰亚胺在柔性电子设备中应用的案例很感兴趣，书中详细介绍了如何通过优化聚合方法和制备工艺，来获得具有高透明度、高拉伸性的聚酰亚胺薄膜，这对于我们开发下一代显示器和传感器至关重要。书中还对“耐磨损”、“耐化学腐蚀”等方面的案例进行了详细的介绍，对于我们选择合适的聚酰亚胺材料应用在恶劣环境下非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

对于从事高分子合成和材料研究的科研人员来说，这本书无疑是一本不可多得的参考书。它不仅涵盖了聚酰亚胺领域的基础知识，更深入探讨了前沿的研究进展和未来的发展趋势。作者在书中多次提及“功能化聚酰亚胺”的概念，例如具有光学活性、导电性、生物相容性的聚酰亚胺，这让我看到了聚酰亚胺在更多新兴领域的巨大应用潜力。书中对于“超分子自组装”在聚酰亚胺材料设计中的应用也进行了详细的阐述，这种利用分子间相互作用来构建有序结构的思路，让我耳目一新。此外，书中还对聚酰亚胺的回收利用和生物降解性等环保问题进行了探讨，体现了作者的社会责任感和对可持续发展的关注。我之前对如何设计具有特定光学性能的聚酰亚胺材料一直没有清晰的思路，这本书中关于引入荧光基团、光敏基团的介绍，为我提供了很好的启示。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我真的可以说是爱不释手，从拿到它开始，就仿佛打开了一个新世界的大门。我一直对高分子材料领域有着浓厚的兴趣，但很多书籍要么过于理论化，要么缺乏实践指导，总是让我感到意犹未尽。直到我翻开了这本《聚酰亚胺：单体合成、聚合方法及材料制备》，我才真正找到了那种“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫”的惊喜。 首先，书中对聚酰亚胺的单体合成部分，我必须给它点个大大的赞。作者并非简单罗列几种常见的单体，而是深入剖析了不同合成路径的化学原理，并且详细阐述了各种反应条件对产物纯度、收率的影响。我尤其对其中关于芳香二胺和二酐合成的章节印象深刻。那些复杂的化学方程式，在作者的笔下变得清晰易懂，仿佛在进行一场精彩的化学实验演示。作者还特别强调了“精细化工”的概念，提醒我们在放大生产过程中需要注意的各种细节，比如溶剂的选择、催化剂的用量、反应温度的精确控制等等。这对于我们这些希望将实验室研究成果转化为实际应用的研究者来说，简直是如获至宝。我记得其中提到了一种新型的芳香二胺合成方法，使用了特定的催化剂，显著提高了产率并且减少了副产物的生成，这一点让我受益匪浅。而且，书中对于单体纯度检测的常用方法也进行了详细的介绍，比如高效液相色谱（HPLC）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）等，并给出了具体的谱图分析指导。这对于确保后续聚合反应的成功至关重要，避免了因为单体不纯而导致的聚合失败或者材料性能下降的问题。

评分☆☆☆☆☆

材料制备的章节，更是将理论与实践完美结合。作者详细介绍了聚酰亚胺薄膜、纤维、涂层、复合材料等不同形态的制备工艺，以及每种工艺的关键参数和注意事项。我印象最深刻的是关于“湿法纺丝”制备聚酰胺纤维的介绍，作者不仅解释了溶胶-凝胶的形成过程，还详细描述了拉伸、干燥等关键步骤对纤维性能的影响。这本书让我明白，即使是同样的聚酰亚胺，通过不同的制备工艺，最终获得的材料性能也会天差地别。书中还对不同制备方法所带来的微观结构变化，例如结晶度、链规整度等，进行了详细的分析，并且将这些结构变化与宏观性能如力学性能、热学性能、介电性能等联系起来，为我们提供了非常有价值的参考。我之前在制备聚酰亚胺薄膜时，经常会遇到气泡问题，读了这本书后，我才意识到原来是脱溶步骤没有掌握好，书中提供的解决方案让我茅塞顿开。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格也值得称赞。作者的叙述清晰流畅，逻辑严谨，并且善于用通俗易懂的语言解释复杂的科学概念。即使对于一些高深的化学反应机理和材料学原理，作者也能将其讲解得浅显易懂，让非专业读者也能有所收获。书中插入的图表和示意图也起到了画龙点睛的作用，帮助读者更好地理解书中的内容。例如，书中关于“链规整度”对材料性能影响的图示，清晰地展示了不同链规整度下的分子排列方式，以及这种差异如何影响材料的力学性能。我之前对于“链规整度”这个概念一直理解不深，而书中形象的插图让我瞬间明白了其含义。此外，书中对于一些关键实验操作的细节描述，也十分到位，例如溶剂的脱水方法、聚合反应的惰性气氛保护等等，这些看似微小的细节，往往是决定实验成败的关键。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本《聚酰亚胺：单体合成、聚合方法及材料制备》是一本集理论性、实践性、前沿性于一体的优秀专著。它不仅适合高分子科学领域的专业研究人员，也适合对聚酰亚胺材料感兴趣的广大读者。这本书让我受益匪浅，不仅拓宽了我的知识视野，更激发了我对聚酰亚胺研究的极大热情。我非常期待作者能够继续推出更多优秀的著作，为我们带来更多关于高分子材料领域的最新研究成果和深刻见解。这本书的编写质量之高，内容之丰富，绝对是同类书籍中的佼佼者。它不仅仅是一本书，更是一位学识渊博的导师，时刻指引着我前进的方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于理解聚酰亚胺材料的“结构-性能”关系，起到了至关重要的作用。作者不仅仅是简单地介绍各种性能指标，而是深入剖析了这些性能是如何由聚酰亚胺的分子结构、超分子结构以及材料的制备工艺共同决定的。例如，书中详细解释了为什么聚酰亚胺具有优异的热稳定性，这与分子链中刚性的芳香环以及亚胺环的强极性密切相关。同时，作者也指出了聚酰亚胺在某些方面的不足，比如耐湿性较差，并且提供了通过共聚改性、填料增强等手段来改善这些性能的方法。我尤其赞赏作者在讨论介电性能时，不仅给出了数值，更解释了不同极性基团、微观结构对介电常数和介电损耗的影响。这对于我们选择和设计用于电子电器领域的聚酰亚胺材料非常有帮助。书中还提到了“结晶诱导”等概念，解释了如何通过控制结晶过程来提高材料的力学强度和尺寸稳定性。

评分☆☆☆☆☆

在合上这本书的时候，我内心充满了对未来聚酰亚胺材料发展的美好憧憬。书中对“智能聚酰亚胺”和“生物可降解聚酰亚胺”等前沿领域的探讨，让我看到了聚酰亚胺在未来科技发展中的无限潜力。例如，文中对如何设计响应外界刺激（如温度、光、pH值）而改变形态或功能的聚酰亚胺材料的介绍，让我联想到在药物缓释、传感器等领域的应用。此外，书中对聚酰亚胺在3D打印领域的应用探索，也让我眼前一亮，这种高性能材料在未来个性化制造中的作用不可估量。这本书不仅让我了解了聚酰亚胺的“现在”，更让我窥见了它的“未来”。我迫不及待地想要将书中所学到的知识应用到我的研究实践中，去探索更多关于聚酰亚胺的未知领域。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，在阅读这本书之前，我对聚酰亚胺的认识还停留在比较浅显的层面，认为它只是一种耐高温的特种工程塑料。然而，通过这本书的深入学习，我才真正认识到聚酰亚胺的“多才多艺”。它不仅是耐高温的，更是耐腐蚀、耐磨损、介电性能优异、光学性能可调、甚至可以设计成具有生物活性的材料。书中对于“共聚改性”的讲解，让我意识到通过改变单体组成，可以巧妙地调控聚合物的性能，实现“分子设计”的精妙之处。例如，通过引入柔性链段，可以提高聚酰亚胺的韧性；通过引入功能性基团，可以赋予聚酰亚胺特殊的电学或光学性质。我之前在尝试制备耐化学腐蚀的聚酰亚胺薄膜时，总是效果不佳，而书中关于如何通过选择特定的芳香二胺来提高其耐溶剂性的介绍，让我找到了突破口。