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第1章 绪论 1

1.1高分子科学的建立和发展 1

1.1.1高分子科学的发展历史 1

1.1.2高分子科学体系及发展趋势 3

1.2高分子化合物的基本概念 3

1.2.1高分子、大分子、聚合物和高聚物 3

1.2.2高分子的分子量及其多分散性 4

1.3高分子的分类与命名 6

1.3.1高分子的分类 6

1.3.2高分子的命名 9

1.3.3高分子结构式的书写及英文缩写 10

1.4高分子合成反应的分类 12

1.4.1按元素组成和结构变化关系分类 12

1.4.2按反应机理分类 13

1.5高分子的结构、物理状态及其性能特点 13

1.5.1高分子的结构特点 13

1.5.2高分子的物理状态 14

习题 15

第2章 缩聚及其他逐步聚合反应 16

2.1聚合反应类型及特点 16

2.2缩聚反应 17

2.2.1缩聚反应的单体和类型 17

2.2.2官能度、官能度体系及等活性理论 19

2.2.3缩聚反应的逐步性和可逆性 20

2.3线型缩聚反应 21

2.3.1线型缩聚物的形成条件 21

2.3.2反应程度和聚合度 21

2.3.3线型缩聚反应动力学 22

2.3.4影响聚缩平衡的因素、平衡常数与聚合度 25

2.4线型缩聚的分子量的控制及分子量分布 26

2.4.1缩聚分子量的控制 26

2.4.2线型缩聚高分子分子量分布 27

2.5体型缩聚反应 29

2.5.1体型缩聚反应的历程和特点 29

2.5.2凝胶点及其预测 29

2.6其他逐步聚合反应简介 31

2.6.1逐步加成聚合——聚氨酯的制备 31

2.6.2 Diels-Alder聚合 31

2.6.3氧化偶合聚合 32

2.7缩聚的实施方法 32

2.7.1熔融缩聚 32

2.7.2溶液缩聚 33

2.7.3界面缩聚 33

2.7.4固相缩聚 34

习题 34

第3章 自由基聚合反应 36

3.1自由基聚合单体 36

3.2自由基聚合机理 37

3.2.1自由基的化学反应 37

3.2.2自由基聚合的基元反应 38

3.2.3自由基聚合反应特征 40

3.3自由基引发剂及引发作用 40

3.3.1自由基引发剂的种类 40

3.3.2自由基引发剂分解动力学 42

3.4自由基聚合反应动力学 45

3.4.1本体聚合的反应特征 45

3.4.2自由基聚合动力学方程 46

3.4.3温度对聚合速率的影响 49

3.4.4各基元反应速率常数及聚合主要参数 49

3.5自动加速现象 50

3.6自由基聚合的聚合度 52

3.6.1动力学链长与聚合度 52

3.6.2温度对聚合度的影响 53

3.6.3链转移反应 53

3.7阻聚原理及阻聚剂作用 58

3.7.1阻聚和缓聚作用 58

3.7.2阻聚剂和阻聚反应 58

3.8光及其他方式引发的自由基聚合 59

3.8.1热引发聚合 59

3.8.2光引发聚合 59

3.9自由基聚合实施方法 61

3.9.1本体聚合 61

3.9.2溶液聚合 61

3.9.3悬浮聚合 62

3.9.4乳液聚合 64

3.9.5各种聚合实施方法的比较 67

习题 68

第4章 离子型聚合和配位聚合 71

4.1阳离子聚合 71

4.1.1阳离子聚合单体 71

4.1.2阳离子聚合引发体系 72

4.1.3阳离子聚合的特征 72

4.1.4阳离子聚合动力学 73

4.1.5影响阳离子聚合的因素 74

4.2阴离子聚合 75

4.2.1阴离子聚合单体 75

4.2.2阴离子聚合引发剂 76

4.2.3阴离子聚合的特征 76

4.2.4活性聚合 77

4.2.5阴离子聚合动力学 77

4.2.6影响阴离子聚合的因素 78

4.3配位聚合 79

4.3.1高分子的立构规整性 80

4.3.2丙烯的配位聚合 82

4.3.3丙烯配位聚合机理 83

4.4不同连锁聚合的比较 85

习题 86

第5章 共聚合反应 89

5.1共聚合反应与共聚物 89

5.1.1共聚合反应 89

5.1.2共聚物 89

5.2共聚合方程 90

5.2.1共聚合反应特点 90

5.2.2自由基共聚合反应机理 91

5.2.3自由基共聚合方程 91

5.3竞聚率、共聚曲线及共聚物组分的控制 94

5.3.1竞聚率 94

5.3.2共聚曲线 96

5.3.3共聚物组分的控制 98

5.4单体和自由基的活性、Qe概念 100

5.4.1单体的活性 101

5.4.2自由基的活性 102

5.4.3取代基对单体和自由基活性的影响 102

5.4.4 Qe概念 104

5.5离子共聚合 106

5.5.1阳离子型共聚 107

5.5.2阴离子型共聚 108

习题 108

第6章 高分子的化学反应 110

6.1高分子化学反应的特征及影响因素 110

6.1.1高分子化学反应特征 110

6.1.2影响大分子链上官能团反应能力的物理因素 111

6.1.3影响高分子反应的化学因素 111

6.2高分子的官能团反应 112

6.2.1纤维素的反应 112

6.2.2芳环取代反应 113

6.2.3聚醋酸乙烯酯的反应 114

6.2.4氯化反应 114

6.3高分子的交联和接枝 115

6.3.1橡胶的硫化 115

6.3.2聚烯烃交联 116

6.3.3辐射交联 116

6.3.4低聚物树脂的交联固化 117

6.3.5接枝反应 118

6.4高分子的扩链反应 119

6.4.1环氧类端基高分子 119

6.4.2异氰酸酯类端基高分子 119

6.4.3羧基类端基高分子 119

6.4.4羟基类端基高分子 119

6.5高分子的降解 119

6.5.1热降解 120

6.5.2机械降解 120

6.5.3氧化降解 120

6.5.4化学和生物降解 122

6.5.5光降解 123

习题 124

第7章 高分子的结构 125

7.1高分子的近程结构 125

7.1.1高分子的化学组成 125

7.1.2结构单元的键接方式 126

7.1.3高分子链的构造——线型、支化和交联 127

7.1.4共聚高分子的组成与结构 128

7.1.5高分子链的构型 129

7.2高分子的远程结构 130

7.2.1小分子的内旋转构象 131

7.2.2高分子的内旋转构象 132

7.2.3高分子的平面锯齿构象和螺旋链构象 133

7.2.4高分子在溶液或熔体中的构象 134

7.2.5高分子的链柔性 134

7.2.6影响高分子链柔性的因素 135

7.3高分子链的均方末端距 137

7.3.1均方末端距的几何计算 138

7.3.2均方末端距的统计计算 140

7.3.3均方末端距的应用 141

7.4高分子的分子间作用力与聚集态 142

7.4.1分子间作用力 143

7.4.2内聚能密度 144

7.4.3高分子的聚集态 145

7.5高分子的晶态结构 146

7.5.1晶体结构的基本概念 146

7.5.2高分子的晶胞结构 147

7.5.3高分子的结晶形态 149

7.5.4高分子的晶态结构模型 152

7.6高分子的结晶度与物理性能 155

7.6.1结晶度的概念及测试方法 155

7.6.2结晶度对高分子性能的影响 157

7.7高分子的结晶行为和结晶动力学 158

7.7.1链结构与结晶能力的关系 158

7.7.2结晶过程的跟踪 159

7.7.3高分子的结晶动力学——Avrami方程 160

7.7.4结晶速率与温度的关系 162

7.7.5影响结晶速率的其他因素 163

7.7.6结晶过程的控制 164

7.8高分子的非晶态结构 165

7.8.1无规线团模型 165

7.8.2两相球粒模型 166

7.9高分子的取向态结构 166

7.9.1取向现象 166

7.9.2取向机理 167

7.9.3取向程度的表征 168

7.9.4取向的应用 169

7.10高分子的液晶态结构 170

7.10.1液晶态结构 170

7.10.2高分子液晶的结构与性能 171

7.10.3高分子液晶的应用 172

7.11高分子共混体系的聚集态结构 173

7.11.1共混相容性 173

7.11.2非均相共混体系的结构形态 174

7.11.3共混形态与性能 175

习题 175

第8章 高分子的分子运动、力学状态及其转变 178

8.1高分子运动的特点 178

8.1.1运动单元的多重性 178

8.1.2分子运动的时间依赖性——松弛过程 179

8.1.3分子运动的温度依赖性 179

8.2高分子的力学状态与转变 180

8.2.1非晶态高分子的温度-形变曲线 180

8.2.2结晶高分子的温度-形变曲线 181

8.3高分子的玻璃化转变 182

8.3.1玻璃化转变现象和玻璃化转变温度的测定 182

8.3.2玻璃化转变理论 184

8.4影响玻璃化转变温度的因素 188

8.4.1链结构 188

8.4.2分子量 190

8.4.3支化、交联和结晶 191

8.4.4共聚 191

8.4.5共混 192

8.4.6分子间作用力 192

8.4.7外界条件 192

8.4.8调节玻璃化转变温度的方法 193

8.5玻璃化转变温度下的次级转变 194

8.6结晶高分子的熔融转变 195

8.6.1结晶熔融过程与熔点 195

8.6.2结晶温度对熔点的影响 197

8.6.3晶片厚度与熔点的关系 197

8.6.4链结构对熔点的影响 198

8.6.5共聚物的熔点 199

8.6.6杂质对高分子熔点的影响 200

8.7高分子的黏流转变和流动行为 200

8.7.1高分子黏性流动的机理 200

8.7.2黏流温度 201

8.7.3高分子的流变行为 202

8.7.4高分子流动曲线 203

8.7.5高分子流动行为的表征 204

8.8高分子熔体黏度的测定 205

8.8.1毛细管黏度法 205

8.8.2旋转黏度法 206

8.9影响高分子熔体黏度和流动性的因素 207

8.9.1链结构的影响 207

8.9.2外界条件的影响 209

8.10熔体流动中的弹性效应 211

8.10.1法向应力效应 212

8.10.2挤出膨胀效应 212

8.10.3不稳定流动和熔体破裂 213

习题 214

第9章 高分子固体的基本力学性质 217

9.1玻璃态和晶态高分子的力学性质 217

9.1.1描述力学性质的基本物理量 217

9.1.2高分子材料的应力-应变曲线 219

9.1.3高分子材料应力-应变曲线类型 221

9.2高分子材料的屈服及判据 222

9.3高分子材料的破坏和理论强度 225

9.3.1脆性断裂和韧性断裂 225

9.3.2高分子材料的理论强度 226

9.3.3影响断裂强度的因素 227

9.4高分子弹性体的力学性能 228

9.4.1高弹体的分子结构特点 229

9.4.2高弹形变的热力学分析 229

9.4.3橡胶状态方程式 230

9.5交联橡胶的溶胀 232

9.6高分子的黏弹性 233

9.6.1黏弹现象 233

9.6.2交变应力作用下材料的模量 237

9.7黏弹性数学模型 237

9.7.1 Maxwell模型 237

9.7.2 Kelvin模型 238

9.7.3四元件模型 239

9.7.4 Boltsmann叠加原理 240

9.7.5黏弹性的时温等效原理 241

习题 242

第10章 高分子溶液的基本性质 243

10.1高分子的溶解过程 243

10.1.1溶解过程的热力学 243

10.1.2溶度参数 244

10.1.3溶剂的选择 247

10.2高分子稀溶液热力学理论与特点 249

10.2.1高分子溶液与理想溶液的偏差 249

10.2.2 Flory-Huggins高分子稀溶液理论 250

10.2.3 Flory-Krigbaum高分子稀溶液理论简介 253

10.3高分子的分子量和分子量分布 254

10.3.1高分子的分子量的统计意义 254

10.3.2分子量分布 256

10.4高分子的分子量的测定 257

10.4.1数均分子量的测定 258

10.4.2重均分子量—Mw的测定 260

10.4.3黏均分子量—Mη的测定 262

10.5凝胶渗透色谱 266

10.5.1凝胶渗透色谱工作原理 266

10.5.2 GPC仪器 268

10.5.3普适关系 269

10.5.4 GPC实验技术 270

习题 272

第11章 高分子电学、热学和光学的基本性质 273

11.1高分子的电学性质 273

11.1.1高分子的极化和介电性 273

11.1.2高分子的导电性 276

11.1.3高分子的击穿 279

11.1.4静电现象 281

11.1.5新的电学性质 281

11.2高分子的热学性质 282

11.2.1高分子的热稳定性 283

11.2.2高分子的导热性 283

11.2.3高分子的热膨胀 283

11.3高分子的光学性质 284

11.3.1光的折射和非线性光学性质 284

11.3.2光的反射和吸收 285

习题 286

参考文献 287