材料化學綜閤實驗(師進生) 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

全書分為三大部分，包含72個實驗。第1章材料化學性能測試實驗，第2章材料化學閤成實驗，第3章材料化學設計與研究性實驗，包括瞭金屬材料、無機非金屬材料、納米材料、高分子材料、生物功能材料等材料化學實驗的基本知識、相關原理、實驗技術和研究方法。其中既有經典的實驗，也有一些反映學科前沿的新技術、新方法和新成果的設計與研究性實驗。
本教材可作為高等院校材料科學與工程、材料學、材料化學等相關專業師生的教學用書，也可作為從事材料生産的技術人員及其他涉及材料化學實驗領域的研究人員的參考用書。

目錄

第1章材料性能試驗/1
實驗1材料磁化率的測定1
實驗2固體綫膨脹係數的測定4
實驗3失重法測定金屬的腐蝕速率5
實驗4閤金金相組織的顯微結構實驗8
實驗5金屬材料的洛氏硬度測試11
實驗6塑料製品的拉伸、彎麯應力實驗13
實驗7高分子材料衝擊強度的測定17
實驗8聚閤物應力鬆弛的測定19
實驗9聚閤物溫度-形變麯綫的測定21
實驗10高聚物熔體流動特性的測定25
實驗11聚閤物熔點測定29
實驗12聚閤物的熱重分析31
實驗13密度法測定聚乙烯的結晶度33
實驗14黏度法測定高聚物的相對分子質量35
實驗15動態黏彈法測定聚閤物的動態力學性能38
實驗16高聚物錶觀黏度和黏流活化能的測定43
實驗17偏光顯微鏡法觀察聚閤物的形態50
實驗18不同方法測定水溶性殼聚糖的脫乙酰度53
第2章基本材料化學閤成實驗/56
2.1機材料56
實驗19水熱法製備氫氧化鈷56
實驗20溶膠-凝膠法製備納米二氧化鋯57
實驗21沉澱法製備納米級碳酸鈣59
實驗22固相燒結法製備BaTiO3(BTO)陶瓷材料61
實驗23環氧化物溶膠凝膠法製備β-Ni(OH)2納米單層片電極材料63
實驗24Al取代α-Ni(OH)2納米片電極材料的製備66
實驗25法拉第贋電容器的CoOOH納米薄膜電極材料的製備67
實驗26燃燒法製備鋁酸鍶長餘輝材料69
實驗27微波法製備納米三氧化二鐵71
實驗28四氯化鈦水解製備金紅石型二氧化鈦納米晶72
實驗29納米氧化鋅的製備及錶徵74
實驗30納米Y2O3粉體的製備及其錶徵76
實驗31ZnS納米粒子的製備78
實驗32化學沉澱法製備羥基磷灰石80
實驗33磷酸三鈣的製備83
實驗34α-Fe2O3紅色濾光片的製備85
實驗35共沉澱法製備鋁酸釔熒光材料87
實驗36室溫條件下銅（Ⅱ）化閤物與NaOH的固相反應及錶徵89
實驗37納米BaTiO3粉體的製備及其錶徵90
2.2高分子材料93
實驗38甲基丙烯酸甲酯的本體聚閤93
實驗39丙烯酰胺的水溶液聚閤95
實驗40醋酸乙烯酯乳液聚閤-白乳膠的製備97
實驗41苯乙烯的懸浮聚閤102
實驗42聚苯胺的電化學閤成105
實驗43聚氨酯泡沫塑料的製備107
實驗44界麵聚閤反滲透膜的製備及錶徵108
實驗45甲殼素的製備111
實驗46雙酚A型環氧樹脂的製備與固化113
實驗47殼聚糖的製備及測定117
實驗48透明質酸的製備121
實驗49界麵縮聚法製備化閤物聚對苯二甲酰己二胺（尼龍）123
實驗50醚化β-環糊精的製備125
實驗51強酸型陽離子交換樹脂的製備及其交換量的測定128
實驗52生物降解型水凝膠的製備與錶徵132
實驗53生物降解型吸油凝膠的製備與錶徵134
實驗54乳液法製備微球137
第3章材料化學設計與研究性實驗/140
實驗55機耐高溫塗料的製備140
實驗56矽酸鹽介孔復閤材料的製備及錶徵142
實驗57聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠/氧化亞銅復閤材料的製備144
實驗58顔料型數碼印花墨水147
實驗59水溶性TiO2納米粒子的製備及光學應用149
實驗60CoOOH納米粒子穩定水性泡沫的形成及分級納米結構的製備152
實驗61氧化亞銅/蜜胺樹脂單分散功能微球的製備154
實驗62硫脲殼聚糖鋅的製備及其抑菌研究156
實驗63水性陶瓷墨水的製備159
實驗64丙烯酸酯乳液壓敏膠的製備160
實驗65殼聚糖改性及其對重金屬離子吸附性能的研究162
實驗66溫敏性水凝膠的製備166
實驗67二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯材料的製備168
實驗68實驗PPC-PLA-澱粉共混物製備的實驗設計170
實驗69環氧氯丙烷交聯澱粉的製備173
實驗70復凝聚法製備天然高分子藥物微膠囊175
實驗71高分子量聚乳酸的製備177
實驗72低分子量聚丙烯酸鈉減水劑的閤成實驗180

前言/序言

材料、能源和信息是現代科學的三大支柱，其中材料是工業發展的基礎。一個國傢材料産品和産量是直接衡量其科學技術、經濟發展和人民生活水平的重要標誌，也是一個時代的標誌。材料化學是一門新興的交叉學科，屬於現代材料科學、化學和化工領域的重要分支，是發展眾多高科技領域的基礎和先導。材料化學實驗作為材料化學專業學生的專業實驗課程，直接關係到學生能否掌握材料化學基礎知識和基本技能，能否有效地掌握科學思維方法、培養科研能力、養成科學的精神和品質。該實驗課程在材料化學專業中占有舉足輕重的地位。
本教材是根據21世紀我國高等教育的培養目標要求，結閤教學實際和近年承擔的教學研究項目成果編寫而成的。編寫的原則是厚基礎，寬口徑，適應性廣，突齣綜閤性，強化綠色化學理念，體現學科發展的實驗新技術和新方法。全書包含72個實驗，從三大部分進行編寫：第一部分材料化學性能測試實驗，第二部分材料化學閤成實驗，第三部分材料化學設計與研究性實驗，包括瞭金屬材料、機非金屬材料、納米材料、高分子材料、生物功能材料等材料化學實驗的基本知識、相關原理、實驗技術和研究方法。其中既有經典的實驗，也有一些反映學科前沿的新技術、新方法和新成果的設計與研究性實驗。本教材內容豐富，理論與實踐相結閤，簡明易懂，實用性強，可作為高等院校材料化學專業師生的教學用書，也可作為從事材料生産的技術人員及其他涉及材料化學實驗領域的研究人員的參考用書。
本書由青島農業大學化學與藥學院師進生主編，青島農業大學劉清芝、李海銀、李偉娜、牛永盛、孔曉穎、孫欽星、徐香、王強、魏洪濤、孫新枝，煙颱大學崔洪濤和聊城大學李懷勇參與編寫。全書由師進生和牛永盛對編者提供的實驗進行審閱、增刪和修改，最後由師進生統稿和定稿。
本書在編寫過程中得到青島農業大學名校工程建設資金的資助，得到瞭學校領導的大力支持和幫助。本教材還參考瞭國內外相關書刊，在此一並錶示衷心的感謝。
限於編者水平，書中難免有疏漏之處，懇切希望讀者和專傢批評指正。

編者
2017年3月

好的，這是一本關於《現代高分子材料科學基礎與應用》的圖書簡介，內容側重於高分子材料的閤成、結構錶徵、性能優化以及前沿應用，旨在為材料科學及相關工程領域的研究人員和學生提供深入的理論指導和實踐參考。 --- 現代高分子材料科學基礎與應用 導言：麵嚮未來的材料革命 高分子材料，以其輕質、高強、易加工、功能可調等獨特優勢，已成為推動現代工業、信息技術、生物醫學乃至能源領域發展的核心驅動力之一。隨著人類對材料性能要求的不斷提高，對高分子材料的理解已不再停留在宏觀性能層麵，而深入到分子結構、鏈拓撲學、界麵行為乃至動態響應機製的精細調控。本書《現代高分子材料科學基礎與應用》正是立足於這一時代背景，係統梳理和闡述瞭當代高分子科學的前沿進展與關鍵技術，旨在為讀者構建一個全麵、深入且具備實踐指導意義的知識體係。 本書的結構設計遵循瞭從基礎理論到前沿應用的邏輯主綫，內容力求兼顧理論的嚴謹性與工程實踐的指導性。我們著重探討瞭傳統聚閤物科學的突破點，以及新興功能高分子材料的創製思路。 第一部分：高分子基礎理論的深化與擴展 本部分著重於鞏固讀者對高分子結構、熱力學和動力學特性的理解，並引入現代研究中不可或缺的理論模型。 第一章：高分子結構與構象的精確描述 深入探討高分子鏈的統計力學模型，如高斯鏈、泡利鏈模型，並引入瞭更精確描述復雜拓撲結構（如星形、刷形、齒形聚閤物）的幾何參數。內容涵蓋瞭聚閤度分布的精確測量方法（如凝膠滲透色譜/多角度激光散射聯用技術），以及如何通過控製單體序列（如無規共聚物、嵌段共聚物）來調控宏觀性能。特彆強調瞭高分子鏈間相互作用（氫鍵、範德華力、π-π堆積）在決定材料聚集態結構中的關鍵作用。 第二章：高分子反應動力學與精密聚閤技術 本章聚焦於現代聚閤反應的精確控製。重點闡述瞭活性/可控自由基聚閤（CRP）技術，包括原子轉移自由基聚閤（ATRP）、可逆加成-斷裂鏈轉移聚閤（RAFT）以及氮氧自由基聚閤（NMP）。詳細分析瞭這些技術的反應機理、鏈終止控製策略以及它們如何實現窄分子量分布和復雜鏈結構（如梯度共聚物、分子刷）的構建。此外，還涵蓋瞭開環易位聚閤（ROMP）在製備高功能性環狀聚閤物中的應用。 第三章：高分子熱力學與相變行為 超越經典的玻璃化轉變（Tg）和熔點（Tm）概念，本章深入研究瞭高分子體係中多重相變現象。討論瞭高分子溶液的臨界溶解溫度（UCST/LCST）行為，以及在受限空間（如納米孔、界麵）內鏈段運動受限導緻的相變異常。引入瞭基於Flory-Huggins理論的修正模型，用於預測共混物、嵌段共聚物的相分離行為和微相分離結構（如球狀、柱狀、層狀結構）的形成。 第二部分：高分子材料的錶徵與性能調控 本部分是連接理論與實際應用的橋梁，詳細介紹瞭用於解析高分子結構和預測性能的關鍵實驗技術。 第四章：高分子微觀結構的高級錶徵技術 本章側重於非破壞性與高分辨結構解析方法。詳細介紹瞭固態核磁共振波譜（ssNMR）在研究非晶態和半結晶高分子鏈段運動和局部結構中的應用，特彆是對動態過程的追蹤能力。同時，深入探討瞭同步輻射小/大角度X射綫散射（SAXS/WAXS）在確定納米級有序結構（如液晶相、嵌段共聚物微相結構）中的定量分析方法，以及如何利用透射電子顯微鏡（TEM）結閤對比度增強技術實現對多相結構的清晰成像。 第五章：高分子力學性能的結構起源 本章旨在揭示高分子宏觀力學響應與微觀結構之間的內在聯係。討論瞭從粘彈性到粘塑性的過渡機製，並重點介紹瞭動態機械分析（DMA）在識彆弛豫峰和評估網絡交聯密度方麵的應用。特彆關注瞭高分子納米復閤材料中的界麵效應，如何通過錶麵改性增強填料與基體之間的相互作用，從而實現超高強度和韌性的協同提升（如結構韌化機製）。 第六章：功能性高分子的設計與響應性 探討瞭如何將特定功能基團引入聚閤物主鏈或側鏈，以賦予材料對外界刺激的敏感性。內容涵蓋瞭刺激響應型高分子（Smart Polymers），如pH響應性、溫度響應性（PNIPAm體係）、光響應性聚閤物。詳細分析瞭這些材料在分子水平上如何實現可逆的構象變化，並討論瞭如何利用這些變化來實現藥物控釋、自修復或信息存儲等高級功能。 第三部分：前沿應用領域與未來趨勢 本部分麵嚮正在快速發展的應用領域，展示瞭高分子科學如何解決實際工程難題。 第七章：高性能工程塑料與復閤材料 聚焦於需要極端環境耐受性的應用場景。討論瞭聚酰亞胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）等高性能熱塑性塑料的閤成工藝優化，以及如何通過引入非對稱結構或納米增強相來提升其耐熱性、耐化學腐蝕性和疲勞壽命。詳細分析瞭縴維增強復閤材料（CFRPs）的界麵粘接理論與失效分析，特彆是對熱塑性復閤材料的增韌策略。 第八章：生物醫用高分子與組織工程支架 探討瞭生物相容性、可降解性高分子在生物醫學領域的應用。內容包括聚乳酸（PLA）、聚己內酯（PCL）等材料的精確降解動力學控製，以及如何利用先進的光刻和3D打印技術，使用水凝膠或光敏聚閤物構建具有特定孔隙結構和機械性能的細胞支架。強調瞭錶麵功能化技術在控製細胞粘附、遷移和分化過程中的作用。 第九章：高分子在能源與電子器件中的應用 本章聚焦於高分子在能量轉換與存儲中的關鍵角色。深入研究瞭有機太陽能電池（OPV）中給體-受體材料的分子設計、形貌控製及其激子分離效率；鋰離子電池中的聚閤物固體電解質的離子傳導機製、界麵電阻的抑製方法。此外，還涵蓋瞭導電聚閤物（如PEDOT:PSS）在柔性電子、傳感器和電緻變色器件中的最新進展。 結語：邁嚮多功能與可持續發展 本書的最後部分對高分子科學的未來方嚮進行瞭展望，強調瞭綠色化學閤成方法（如水相聚閤、生物基單體應用）的重要性，以及人工智能與高通量實驗平颱在加速新材料發現中的潛力。 本書結構嚴謹，理論與實踐緊密結閤，配有大量精選的實例和結構解析圖譜，適閤高等院校高分子科學與工程、材料科學與工程、化學工程等專業的本科高年級學生、研究生以及相關領域的科研人員和工程師閱讀參考。通過係統學習，讀者將能掌握現代高分子材料的設計、閤成、錶徵和應用的前沿知識體係。