高分子薄膜加工原理
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作者李良彬，陈威，田富成著
出版社科学出版社
ISBN9787030783592
出版时间2024-05
装帧精装
开本16开
定价268元
货号16237433
上书时间2024-12-28
商品详情
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目录
总序
前言
第1章绪论1
1.1高分子薄膜定义1
1.2高分子薄膜分类2
1.2.1按照应用领域类型分类2
1.2.2按照加工工艺分类3
1.3高分子薄膜加工原理5
1.3.1高分子薄膜加工流变5
1.3.2流动场诱导高分子结晶6
1.3.3高分子薄膜加工中的相分离7
1.3.4后拉伸加工中的结构重构8
1.3.5高分子薄膜的退火8
1.4本书主要研究内容9
参考文献10
第2章高分子薄膜加工流变12
2.1加工流变学的基本概念13
2.1.1应力度量13
2.1.2形变率度量14
2.1.3物质导数15
2.1.4简单流动16
2.2高分子流变本构模型18
2.2.1广义牛顿模型19
2.2.2黏弹性模型21
2.2.3无量纲特征数26
2.3基本输运方程与数值分析26
2.3.1流动基本方程27
2.3.2混合有限元方法31
2.3.3稳定化算法35
2.4高分子薄膜加工中的数值模拟37
2.4.1薄膜流延模拟38
2.4.2薄膜斜向拉伸模拟53
2.4.3涂布成膜模拟60
参考文献67
第3章流动场诱导高分子结晶72
3.1高分子静态结晶基础73
3.1.1经典成核理论74
3.1.2高分子晶体生长模型76
3.2流动场诱导结晶基础79
3.2.1流动场改变晶体形态79
3.2.2流动场诱导新晶型81
3.2.3流动场加速结晶动力学82
3.3流动场诱导结晶的分子机理84
3.3.1串晶生成的卷曲-伸展转变模型84
3.3.2CST在高缠结体系中的适用性86
3.3.3串晶形成的拉伸网络模型89
3.3.4串晶形成的魅影-成核模型91
3.3.5小结94
3.4流动场诱导结晶的热力学模型95
3.4.1流动场加速结晶的熵减模型95
3.4.2流动场诱导链伸展与取向96
3.4.3流动场诱导新晶型与新形态100
3.4.4统一FIC的热力学唯象模型101
3.4.5小结104
3.5多步成核分子模型104
3.5.1流动场诱导熔体记忆效应105
3.5.2流动场诱导构象有序106
3.5.3多尺度有序结构间的耦合110
3.5.4小结113
3.6流动场诱导结晶的非平衡特性和多维流动场调控晶体三维取向114
3.6.1流动场诱导结晶非平衡相图114
3.6.2多维流动场调控晶体三维取向116
3.6.3小结117
3.7链柔顺性和连接性对高分子成核的影响117
3.7.1链柔顺性对高分子成核的影响118
3.7.2链连接性对高分子成核的影响123
参考文献128
第4章高分子薄膜加工中的相分离132
4.1相分离热力学133
4.1.1高分子混合体系相分离热力学原理133
4.1.2高分子混合体系相分离热力学相图137
4.2相分离动力学145
4.2.1旋节相分离145
4.2.2流动场诱导相分离149
4.2.3奥斯特瓦尔德熟化151
4.3薄膜加工中的相分离152
4.3.1热致相分离（温度诱导）153
4.3.2非溶剂致相分离（非溶剂诱导）155
4.3.3非溶剂热致相分离（协同作用诱导）156
4.3.4凝胶化（化学键或物理相互作用诱导）156
4.4薄膜加工中的相分离相图158
4.4.1iPP/iPB-1158
4.4.2UHMWPE与白油混合体系160
4.4.3PVA与水混合体系161
4.4.4TAC与二氯甲烷混合体系162
4.4.5PAN与DMSO混合体系162
4.5应用实例163
4.5.1高分子共混体系—消光膜163
4.5.2UHMWPE湿法流延166
4.5.3PAN溶液涂覆成膜168
参考文献170
第5章薄膜后拉伸加工中的结构重构172
5.1引言172
5.2拉伸过程中的屈服行为172
5.3拉伸诱导半晶高分子结构重构经典模型174
5.3.1晶体滑移177
5.3.2晶体-晶体转变179
5.3.3熔融再结晶184
5.3.4无定形相结构转变194
5.3.5小结195
5.4拉伸诱导半晶高分子结构重构新模型195
5.4.1拉伸诱导晶体链构象无序化195
5.4.2拉伸诱导片晶簇屈曲失稳199
5.4.3拉伸诱导片晶间无定形相微相分离205
5.4.4多种形变机理的协同—干法单拉iPP隔膜加工209
5.5双向拉伸iPP微孔膜形成机理213
5.6高分子薄膜在反应拉伸中的结构重构216
5.7拉伸诱导无定形高分子薄膜结构转变与性能219
参考文献223
第6章高分子薄膜退火228
6.1冷结晶229
6.1.1高分子的冷结晶过程及原理229
6.1.2结晶动力学231
6.2退火中的二次结晶233
6.3初始结构对退火中结晶的影响235
6.4退火中的晶型转变240
6.5退火中的三相结构244
6.5.1半晶高分子三相模型244
6.5.2三相含量的计算方法245
6.5.3极限温度245
6.5.4三相含量的温度调控246
6.5.5三相含量对高分子材料性能的影响247
6.6退火处理应用案例250
6.6.1iPP硬弹性体的退火250
6.6.2PET除湿干燥252
6.6.3预拉伸与退火协同控制PET晶粒尺寸256
参考文献258
第7章高分子薄膜加工同步辐射原位研究装置与方法261
7.1同步辐射262
7.1.1同步辐射简介262
7.1.2同步辐射与高分子薄膜264
7.1.3小角散射实验站265
7.2流动场诱导高分子结晶原位研究装置266
7.2.1原位纤维剪切流变装置267
7.2.2多维流动场原位挤出流变装置269
7.2.3原位伸展流变装置273
7.3高分子薄膜后拉伸原位研究装置275
7.3.1原位快速拉伸流变装置275
7.3.2原位低温拉伸流变装置280
7.3.3原位高温高压拉伸流变装置282
7.3.4原位单轴受限拉伸流变装置284
7.3.5原位溶液拉伸流变装置289
7.4模拟高分子薄膜加工的大型原位研究装备292
7.4.1原位双向拉伸流变装备292
7.4.2原位挤出吹膜装备296
7.5其他高分子材料同步辐射原位研究技术298
7.5.1同步辐射显微红外成像技术299
7.5.2同步辐射纳米X射线计算机断层扫描成像技术303
7.6同步辐射X射线散射数据处理306
7.6.1宽角X射线散射数据处理306
7.6.2小角X射线散射数据处理310
参考文献313
第8章聚乙烯吹膜加工316
8.1吹膜加工原理及工艺317
8.1.1吹膜加工方式317
8.1.2吹膜加工工艺流程318
8.1.3吹膜工艺参数324
8.1.4吹膜料325
8.2加工外场对吹膜过程的影响328
8.2.1聚乙烯吹膜加工结构演化规律329
8.2.2温度场与流动场对吹膜结晶动力学的影响339
8.2.3高分子拓扑结构对吹膜结晶动力学的影响352
8.2.4生物可降解薄膜加工359
8.3功能型薄膜制备363
8.3.1内添加364
8.3.2外涂覆367
8.4性能评价370
8.4.1光学性能371
8.4.2力学性能372
8.4.3表面性能372
8.4.4其他性能373
参考文献373
第9章TAC膜的溶液流延加工375
9.1光学膜375
9.2TAC光学膜376
9.2.1保护膜377
9.2.2补偿膜377
9.3TAC光学膜的加工流程380
9.3.1棉胶的制备380
9.3.2流延成膜384
9.3.3干燥过程386
9.3.4拉伸过程387
9.4TAC膜后拉伸加工的物理研究388
9.4.1TAC膜在不同温度下单向拉伸加工过程中的结构演化388
9.4.2TAC膜在高温高压蒸汽下拉伸加工过程中的结构演化396
9.5TAC膜的性能评价407
9.5.1力学性能407
9.5.2光学性能407
9.5.3其他性能413
参考文献414
第10章超高分子量聚乙烯湿法隔膜双向拉伸加工417
10.1锂离子电池隔膜简介418
10.2湿法锂离子电池隔膜加工流程420
10.2.1配比投料420
10.2.2挤出流延421
10.2.3纵向拉伸422
10.2.4横向拉伸423
10.2.5萃取干燥424
10.2.6扩幅定型425
10.3湿法隔膜加工机理425
10.3.1挤出流延过程中湿法隔膜相分离行为426
10.3.2纵向拉伸：纵拉比-温度二维空间中结构演化428
10.3.3横向拉伸：不同纵拉比下横向拉伸过程中结构演化436
10.3.4扩幅定型445
10.4性能评价447
10.4.1基本性能448
10.4.2力学性能450
10.4.3热性能452
10.4.4电化学性能454
参考文献455
第11章聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜双向拉伸加工458
11.1BOPET薄膜应用分类458
11.2BOPET薄膜的加工流程461
11.2.1物料干燥462
11.2.2熔融挤出463
11.2.3流延铸片465
11.2.4纵向拉伸467
11.2.5在线涂布469
11.2.6横向拉伸470
11.2.7其他辅助系统471
11.3BOPET薄膜加工典型物理过程研究471
11.3.1玻璃化转变温度以上PET拉伸过程中的结构演化过程472
11.3.2拉伸温度对取向和结晶的影响474
11.3.3拉伸速率对取向和结晶的影响478
11.3.4初始预取向结构对链取向和结晶的影响482
11.4BOPET薄膜性能与检测489
11.4.1厚度均匀性489
11.4.2力学性能489
11.4.3光学性能490
11.4.4热性能491
11.4.5其他性能491
参考文献491
关键词索引493
内容摘要
本书为《材料优选成型与加工技术丛书》之一。注塑加工中高分子经历压力，流动和温度场，从熔体到固体转变过程中，最终冻结在制品中的多层次结构决定了制品性能。因此，认识注塑加工中高分子多层次微观结构的生成规律，有利于指导注塑制品高性能化，提升加工效率，以及开发高性能注塑制品，也为与其他优选技术集成打下基础。本书目的是让读者较为深入地认识注塑加工中形态结构的生成原理和影响因素，我们将首先介绍注塑加工的基础知识（第二章），包括注塑加工的外场种类以及外场下晶体结构及相结构的生成基本规律，第三章将介绍注塑加工中形态结构生成原理和影响因素，特别是注塑加工外场对其高分子多层次结构的影响；第四章将介绍注塑制品的微观多层次结构特点及形成机理，主要包括注塑制品中生成的独特结构，例如皮芯结构及表面流痕等；第五章将介绍注塑加工中典型高分子的特点、形态结构以及结构性能关系研究成果，供工业界参考；第六章将介绍目前的注塑加工中形态结构调控新技术，包括动态保压技术、振动注塑加工技术，电磁振动注塑技术等。
精彩内容
本书为“材料优选成型与加工技术丛书”之一。高分子薄膜种类繁多，应用面非常广，涉及的制备技术有很多种类。使用不同的高分子材料，通过不同的薄膜加工方法制备的高分子薄膜制品性能会有很大差异，实际的应用领域及用途也不尽相同。从物理原理出发，理解高分子薄膜加工对实际的薄膜制造，特别是高端薄膜制造具有重要的指导意义。本书聚焦高分子薄膜加工原理，涵盖了高分子薄膜加工过程中涉及的基本物理问题，包括流变、结晶、相分离、结构重构及退火。除此之外，介绍了研究高分子薄膜加工原理的同步辐射原位检测装置与方法。最后通过一些具体案例来展示如何将加工原理应用到实际薄膜加工过程中。本书可供高分子薄膜加工方向的研究生、相关行业的工程师及技术开发人员参考阅读。
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