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第一章 高分子链的结构 1

第一节 概论 1

1.1.1 高分子科学的诞生与发展 1

1.1.2 高分子结构的特点 3

1.1.3 高分子结构的内容 4

第二节 高分子链的近程结构 5

1.2.1 结构单元的化学组成 5

1.2.2 键接结构 6

1.2.3 支化与交联 8

1.2.4 共聚物的结构 10

1.2.5 高分子链的构型 12

第三节 高分子链的远程结构 13

1.3.1 高分子的大小 13

1.3.2 高分子链的内旋转构象 15

1.3.3 高分子链的柔顺性 17

第四节 高分子链的构象统计 20

1.4.1 均方末端距的几何计算法 20

1.4.2 均方末端距的统计计算法 23

1.4.3 高分子链柔顺性的表征 28

1.4.4 高分子链的均方旋转半径 30

1.4.5 蠕虫状链 30

习题与思考题 33

参考文献 33

第二章 高分子的聚集态结构 34

第一节 高聚物分子间的作用力 34

2.1.1 范德华力与氢键 34

2.1.2 内聚能密度 37

第二节 高聚物结晶的形态和结构 38

2.2.1 高聚物结晶的形态学 38

2.2.2 高分子在结晶中构象和晶胞 51

第三节 高分子的聚焦态结构模型 58

2.3.1 高聚物的晶态结构模型 58

2.3.2 高聚物的非晶态结构模型 65

第四节 高聚物的结晶过程 68

2.4.1 高分子结构与结晶能力 68

2.4.2 结晶速度及其测定方法 69

2.4.3 Avrami方程用于高聚物的结晶过程 71

2.4.4 结晶速度与温度的关系 72

2.4.5 影响结晶速度的其他因素 75

第五节 结晶对高聚物物理机械性能的影响 77

2.5.1 结晶度概念及其测定方法 77

2.5.2 结晶度大小对高聚物性能的影响 79

2.5.3 结晶高聚物的加工条件-结构-性质的互相关系 81

2.5.4 分子量等因素对结晶高聚物的聚集态结构的影响 82

第六节 结晶热力学 84

2.6.1 结晶高聚物的熔融与熔点 84

2.6.2 结晶温度对熔点的影响 86

2.6.3 晶片厚度与熔点的关系 86

2.6.4 拉伸对高聚物熔点的影响 88

2.6.5 高分子链结构对熔点的影响 89

2.6.6 共聚物的熔点 94

2.6.7 杂质对高聚物熔点的影响 96

第七节 高聚物的取向态结构 97

2.7.1 高聚物的取向现象 97

2.7.2 高聚物的取向机理 98

2.7.3 取向度及其测定方法 99

2.7.4 取向研究的应用 100

第八节 高聚物的液晶态结构 102

2.8.1 液晶态的结构 102

2.8.2 高分子液晶的结构和性质 104

2.8.3 高分子液晶的应用 106

第九节 共混高聚物的织态结构 107

2.9.1 高分子混合物的概念 107

2.9.2 高分子的相容性 108

2.9.3 共混高聚物聚集态的主要特点 108

2.9.4 非均相多组分聚合物的织态结构 109

2.9.5 共混高聚物的聚集态结构对性能的影响 110

习题与思考题 111

参考文献 112

第三章 高分子的溶液性质 114

第一节 高聚物的溶解 114

3.1.1 高聚物溶解过程的特点 114

3.1.2 高聚物溶解过程的热力学解释 115

3.1.3 溶剂的选择 119

第二节 高分子溶液的热力学性质 120

3.2.1 Flory-Huggins高分子溶液理论 120

3.2.2 Flory温度(θ温度)的提出 124

3.2.3 Flory-Krigbaum稀溶液理论 126

第三节 高分子的亚浓溶液 129

3.3.1 临界交叠浓渡C° 129

3.3.2 亚浓溶液的渗透压 129

3.3.3 亚浓溶液中高分子链的尺寸 131

第四节 高分子浓溶液 133

3.4.1 高聚物的增塑 133

3.4.2 纺丝液 135

3.4.3 凝胶和冻胶 135

第五节 聚电解质溶液 137

第六节 共混聚合物的溶混性 139

第七节 高分子溶液的流体力学性质 142

3.7.1 高分子在溶液中的扩散 143

3.7.2 高分子在溶液中的粘性流动 144

习题与思考题 147

参考文献 148

第四章 高聚物的分子量 149

第一节 高聚物分子量的统计意义 149

4.1.1 平均分子量 149

4.1.2 平均分子量与分布函数 150

4.1.3 分子量分布宽度 151

第二节 高聚物分子量的测定 152

4.2.1 端基分析 152

4.2.2 沸点升高和冰点降低 153

4.2.3 膜渗透压 155

4.2.4 气相渗透(VPO) 160

4.2.5 光散射 162

4.2.6 小角激光光散射(LALLS) 169

4.2.7 超速离心沉降 171

4.2.8 粘度 174

4.2.9 凝胶色谱 184

习题与思考题 184

参考文献 186

第五章 高聚物的分子量分布 188

第一节 分子量分布的表示方法 188

5.1.1 图解表示 188

5.1.2 分布函数 189

第二节 基于相平衡的分级方法 191

5.2.1 高分子溶液的相分离 191

5.2.2 高分子在两相中的分配 194

5.2.3 分级实验方法 195

5.2.4 数据处理 196

第三节 凝胶色谱法 199

5.3.1 基本原理 199

5.3.2 仪器 202

5.3.3 载体和色谱柱 203

5.3.4 高效凝胶色谱 204

5.3.5 实验 205

5.3.6 数据处理 208

第四节 凝胶色谱的特殊应用 211

5.4.1 凝胶色谱与小角激光光散射联用 212

5.4.2 高聚物长链支化度的测定 215

5.4.3 共聚物组成分布与分子量分布的测定 219

习题与思考题 221

参考文献 222

第六章 高聚物的分子运动 224

第一节 高聚物的分子热运动 224

6.1.1 高分子热运动的主要特点 224

6.1.2 高聚物的力学状态和热转变 226

6.1.3 高聚物的次级松弛 228

第二节 高聚物的玻璃化转变 228

6.2.1 玻璃化转变现象和玻璃化温度的测量 228

6.2.2 玻璃化转变理论 233

6.2.3 影响玻璃化温度的因素 244

6.2.4 玻璃化转变的多维性 260

第三节 高聚物的粘性流动 261

6.3.1 高聚物粘性流动的特点 261

6.3.2 影响粘流温度的因素 265

6.3.3 高聚物的流动性表征 266

6.3.4 剪切粘度的测量方法 269

6.3.5 高聚物熔体的流动曲线 274

6.3.6 加工条件对高聚物熔体剪切粘度的影响 276

6.3.7 高聚物分子结构因素对剪切粘度的影响 280

6.3.8 剪切流动的法向应力和高聚物熔体的弹性效应 286

6.3.9 拉伸粘度 291

习题与思考题 292

参考文献 294

第七章 高聚物的力学性质 295

第一节 玻璃态和结晶态高聚物的力学性质 295

7.1.1 描述力学性质的基本物理量 295

7.1.2 几种常用的力学性能指标 299

7.1.3 几类高聚物的拉伸行为 303

7.1.4 高聚物的屈服 309

7.1.5 高聚物的破坏和理论强度 312

7.1.6 影响高聚物实际强度的因素 314

第二节 高弹态高聚物的力学性质 322

7.2.1 橡胶的使用温度范围 322

7.2.2 高弹性的特点 325

7.2.3 橡胶弹性的热力学分析 326

7.2.4 橡胶弹性的统计理论 329

7.2.5 内能对橡胶弹性的贡献 334

7.2.6 橡胶弹性与交联网结构的关系 338

7.2.7 橡胶的极限性质 341

第三节 高聚物的力学松弛--粘弹性 343

7.3.1 高聚物的力学松弛现象 343

7.3.2 粘弹性的力学模型 351

7.3.3 粘弹性与时间、温度的关系--时温等效原理 357

7.3.4 Boltzmann叠加原理 359

7.3.5 测定高聚物粘弹性的实验方法 360

7.3.6 高聚物的松弛转变及其分子机理 364

习题与思考题 367

参考文献 369

第八章 高聚物的电学性质 371

第一节 高聚物的极化及介电常数 372

8.1.1 电介质在外电场中的极化现象 372

8.1.2 高分子电介质的极化现象的分子解释 373

8.1.3 介电常数与分子极化率的关系 375

8.1.4 高聚物的介电常数及其与结构的关系 377

第二节 高聚物的介电损耗 380

8.2.1 介电损耗的意义及其产生的原因 380

8.2.2 介电损耗的表征 381

8.2.3 影响介电损耗的因素 383

8.2.4 高聚物的介电松弛谱 387

第三节 高聚物的导电性 393

8.3.1 材料导电性的表征 393

8.3.2 高聚物的导电特点 394

8.3.3 表面电阻率和体积电阻率 395

8.3.4 高聚物的导电性与分子结构的关系 396

8.3.5 影响导电性的其他因素 398

第四节 高聚物的介电击穿 400

8.1.1 介电击穿现象和介电强度 400

8.1.2 高聚物介电击穿的机理 401

8.1.3 高聚物的实际介电强度 402

第五节 高聚物的静电现象 404

8.5.1 实验现象 404

8.5.2 静电起电机理 404

8.5.3 静电的危害和防止 406

习题与思考题 408

参考文献 408

第九章 高聚物的分析与表征 409

第一节 研究高分子链结构与形态的方法 409

9.1.1 质谱法 410

9.1.2 热解气相色谱法 413

9.1.3 红外与拉曼光谱 416

9.1.4 准弹性光散射(QELS) 429

9.1.5 核磁共振法 441

第二节 研究高分子聚集态结构与形态的方法 445

9.2.1 电子显微镜法研究高分子的聚集态结构 445

9.2.2 X射线衍射和X光小角散射法 451

9.2.3 小角激光散射法(SALS) 456

9.2.4 光电子能谱及其在高分子中的应用 458

参考文献 462