周嘯、何向明編著的《聚合物性能與結(jié)構(gòu)》從材料科學(xué)與工程的視角出發(fā),以高模量、高強度、高韌性、耐高溫聚合物材料以及第四代聚合物(導(dǎo)電聚合物)為對象,結(jié)合諸多實例討論了聚合物性能、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用之間的關(guān)聯(lián)。具體涉及聚合物材料的模量、屈服、強度、增韌、增強,以及電子導(dǎo)電聚合物、聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料和離子導(dǎo)電聚合物等內(nèi)容。本書注重理論和實際的結(jié)合。在理論內(nèi)容方面著重于物理、化學(xué)和材料學(xué)角度的討論,而不糾纏于煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo); 在實際應(yīng)用方面介紹了多種新型聚合物在多類新技術(shù)和新材料中的應(yīng)用情況。
本書可作為高分子、化學(xué)、化工、材料等專業(yè)的研究生教材,也可作為相關(guān)專業(yè)的研發(fā)、設(shè)計和技術(shù)人員的參考讀物。
1 模量
1.1 平行于鏈軸方向的模量計算
1.1.1 依據(jù)價鍵力場的Treloar計算方法
1.1.2 依據(jù)準一維鏈力場的量子化學(xué)從頭計算方法
1.1.3 聚合物晶體模量與結(jié)構(gòu)關(guān)系的分子理論
1.1.4 凝膠紡絲超高相對分子量聚乙烯纖維的實際模量
1.2 聚合物晶體的三維彈性常數(shù)
1.2.1 應(yīng)力狀態(tài)
1.2.2 廣義胡克定律與彈性常數(shù)張量
1.2.3 聚合物晶體三維彈性常數(shù)的計算方法
1.2.4 具有三維高模量的新型聚合物晶體的分子設(shè)計
參考文獻
2 屈服
2.1 均相玻璃態(tài)聚合物的屈服行為
2.1.1 屈服應(yīng)力對溫度和應(yīng)變速率的依賴性
2.1.2 Eyring固態(tài)流動模型
2.1.3 ReeEyring模型
2.1.4 FotheringhamCherry協(xié)同模型及其屈服應(yīng)力表達式
2.1.5 聚合物的β力學(xué)松弛與材料屈服的關(guān)系
2.2 聚合物在多維應(yīng)力作用下的屈服判據(jù)
2.2.1 聚合物在多維應(yīng)力作用下屈服的特點
2.2.2 具有壓力依賴性的聚合物屈服判據(jù)
2.3 半晶與非均相聚合物的二次屈服行為
2.3.1 半晶聚合物的二次屈服行為
2.3.2 非均相聚合物的二次屈服行為
參考文獻
3 斷裂
3.1 與聚合物材料斷裂相關(guān)的基本概念與基本理論
3.1.1 裂紋類型
3.1.2 斷裂行為分類
3.1.3 脆韌轉(zhuǎn)變
3.1.4 缺口敏感性
3.1.5 Griffith理論
3.2 線彈性斷裂力學(xué)基本理論及其在聚合物中的應(yīng)用
3.2.1 裂紋擴展的應(yīng)變能釋放率和吸收能量率及其在聚合物中的應(yīng)用
3.2.2 應(yīng)力場強度因子與斷裂韌性及其在聚合物中的應(yīng)用
3.3 彈塑性斷裂力學(xué)基本理論及其在聚合物中的應(yīng)用
3.3.1 裂紋頂端張開位移(CTOD)及其在聚合物中的應(yīng)用
3.3.2 J積分理論及其在聚合物中的應(yīng)用
3.3.3 基本斷裂功(EWF)及其在聚合物中的應(yīng)用
3.4 聚合物材料的斷口形貌
3.4.1 聚合物材料斷口形貌的一般特征
3.4.2 聚合物材料斷口形貌研究實例
參考文獻
4 增韌
4.1 增塑劑增韌聚合物
4.2 橡膠顆粒增韌聚合物及其增韌機制
4.2.1 橡膠顆粒增韌聚合物實例
4.2.2 多重銀紋機制
4.2.3 多重剪切屈服機制
4.2.4 多重銀紋+多重剪切屈服機制
4.2.5 空穴化與界面脫粘引起橡膠顆粒附近應(yīng)力集中狀態(tài)的改變
4.2.6 局部擇優(yōu)取向結(jié)晶效應(yīng)
4.2.7 臨界韌帶厚度與逾滲模型
4.3 硬質(zhì)顆粒增韌聚合物及其增韌機制
4.3.1 硬質(zhì)顆粒增韌聚合物實例
4.3.2 硬質(zhì)顆粒增韌聚合物的機制探討
4.3.3 硬質(zhì)顆粒增韌與橡膠顆粒增韌情況的比較
4.4 納米顆粒增韌聚合物及其增韌機制
4.4.1 納米顆粒增韌聚合物實例
4.4.2 納米顆粒增韌聚合物的機制探討
4.4.3 納米顆粒增韌與微米亞微米顆粒增韌情況的比較
4.4.4 納米顆粒分散程度對復(fù)合材料增韌效果的影響
參考文獻
5 增強
5.1 增強劑
5.1.1 纖維狀增強劑
5.1.2 鱗片狀增強劑
5.2 聚合物基體
5.2.1 熱固性樹脂基體
5.2.2 熱塑性聚合物基體
5.3 聚合物基體與增強劑的界面
5.3.1 界面的形成
5.3.2 界面的破壞
5.3.3 增強劑的表面處理
5.4 纖維增強塑料的力學(xué)性能
5.4.1 連續(xù)纖維單向增強聚合物的模量與泊松比
5.4.2 連續(xù)纖維單向增強聚合物的強度
5.4.3 連續(xù)纖維單向增強聚合物的偏軸拉伸強度
5.4.4 其他力學(xué)性能指標(biāo)與幾個連續(xù)纖維增強熱固性聚合物的力學(xué)性能實例
5.4.5 連續(xù)纖維增強熱塑性聚合物的力學(xué)性能實例
5.4.6 非連續(xù)纖維增強熱塑性聚合物的力學(xué)性能
5.4.7 一些非連續(xù)纖維對熱塑性聚合物的增強效果及其影響因素的實例
小結(jié)
參考文獻
第2篇 聚合物導(dǎo)電性能及其與結(jié)構(gòu)、應(yīng)用的關(guān)聯(lián)
6 電子導(dǎo)電聚合物
6.1 金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)特點
6.1.1 金屬能帶結(jié)構(gòu)的特點
6.1.2 半導(dǎo)體和絕緣體能帶結(jié)構(gòu)的特點
6.2 導(dǎo)電聚合物研究
6.3 結(jié)構(gòu)特點
6.3.1 分子結(jié)構(gòu)
6.3.2 固態(tài)結(jié)構(gòu)
6.4 導(dǎo)電聚合物摻雜
6.4.1 導(dǎo)電聚合物的摻雜、p型摻雜和n型摻雜
6.4.2 導(dǎo)電聚合物的摻雜方法
6.5 π共軛聚合物的能帶結(jié)構(gòu)、載流子與導(dǎo)電機理
6.5.1 π共軛聚合物的能帶結(jié)構(gòu)
6.5.2 π共軛聚合物的載流子
6.5.3 π共軛聚合物的導(dǎo)電機理
6.6 導(dǎo)電聚合物的應(yīng)用前景與實例
6.6.1 在固體電容器中的應(yīng)用
6.6.2 在超級電容器中的應(yīng)用
6.6.3 在聚合物發(fā)光二極管(PLED)及其點陣顯示屏中的應(yīng)用
6.6.4 在聚合物光伏電池中的應(yīng)用
參考文獻
7 聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料
7.1 聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電性的逾滲理論
7.1.1 蒙特卡羅模擬對導(dǎo)電逾滲特點的簡要描述
7.1.2 逾滲理論的定量模型
7.1.3 雙重逾滲模型
7.1.4 混雜逾滲
7.2 導(dǎo)電復(fù)合材料的PTC效應(yīng)和NTC效應(yīng)
7.2.1 聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料PTC效應(yīng)和NTC效應(yīng)的形成機理
7.2.2 影響PTC效應(yīng)和后NTC效應(yīng)的因素
7.2.3 雙重PTC效應(yīng)
參考文獻
8 離子導(dǎo)電聚合物
8.1 含離子或含可電離基團的聚合物
8.2 質(zhì)子導(dǎo)電聚合物
8.3 質(zhì)子交換膜的結(jié)構(gòu)
8.3.1 質(zhì)子交換膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)
8.3.2 DMFC中質(zhì)子交換膜的納米級相分離結(jié)構(gòu)和質(zhì)子輸運機理
8.4 質(zhì)子交換膜在DMFC中的應(yīng)用
8.5 聚合物電解質(zhì)在鋰離子電池中的應(yīng)用
8.5.1 固體聚合物電解質(zhì)在鋰離子電池中的應(yīng)用
8.5.2 凝膠聚合物電解質(zhì)在鋰離子電池中的應(yīng)用
8.5.3 微孔型凝膠聚合物/液體混雜電解質(zhì)在鋰離子電池中的應(yīng)用
8.5.4 “單離子”聚合物電解質(zhì)在鋰離子電池中的應(yīng)用
8.5.5 高分散納米TiO2材料在凝膠聚合物電解質(zhì)中的應(yīng)用
參考文獻
附錄A 主要英文縮寫
附錄B 主要符號含義
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