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第1章 高分子链的结构1

1.1 高分子链的近程结构3

1.1.1 高分子链的化学组成3

1.1.2 侧基与端基5

1.1.3 支化、交联、互穿网络与梯型高分子5

1.1.4 均聚物的键接结构9

1.1.5 共聚物的键接结构11

1.1.6 高分子链的构型12

1.2 高分子链的远程结构15

1.2.1 单键的内旋转和构象16

1.2.2 高分子链的柔性及评价22

1.2.3 影响高分子链柔性的结构因素25

1.2.4 高分子链的构象统计28

1.2.5 高分子链的均方旋转半径35

1.2.6 蠕虫状链36

参考文献38

习题与思考题38

2.1 高聚物分子间的作用力39

第2章 高分子的凝聚态结构39

2.1.1 范德华力和氢键40

2.1.2 内聚能密度42

2.2 高聚物结晶态44

2.2.1 高聚物的结晶能力与结构的关系44

2.2.2 晶体结构的基本概念47

2.2.3 结晶高聚物中的晶体结构51

2.2.4 高聚物的结晶形态59

2.2.5 部分结晶高聚物的结构模型及结晶度70

2.2.6 高聚物的结晶动力学78

2.3 高聚物的非晶态结构91

2.4 高聚物的取向态结构94

2.4.1 高聚物的取向和取向机理94

2.4.2 高聚物的取向方式与应用97

2.4.3 取向度及其测试99

2.5 高聚物的液晶结构103

2.5.1 概述103

2.5.2 高分子液晶的化学结构与液晶行为107

2.5.3 高分子液晶的表征114

2.6 共混高聚物的织态结构116

2.6.1 共混高聚物的分类116

2.6.2 共混高聚物的相容性118

2.6.3 共混高聚物的织态结构120

2.6.4 共混高聚物结构对制品性能的影响124

参考文献125

习题与思考题125

第3章 高分子溶液127

3.1 高聚物的溶解128

3.1.1 高聚物的溶解过程128

3.1.2 高聚物溶解的热力学解释129

3.1.3 溶剂的选择原则130

3.1.4 高分子链在溶液中的分子构象与尺寸138

3.2 柔性链高分子溶液热力学141

3.2.1 Flory-Huggins 高分子溶液似晶格模型理论142

3.2.2 Flory-Krigbaum 高分子稀溶液理论149

3.3.1 渗透压与相平衡151

3.3 高分子溶液的相平衡151

3.3.2 相分离热力学154

3.4 高分子浓溶液163

3.4.1 高聚物的增塑163

3.4.2 凝胶与冻胶166

3.4.3 纺丝液与涂料171

3.5 聚电解质溶液172

3.5.1 概述172

3.5.2 性质175

参考文献177

习题与思考题177

第4章 高聚物相对分子质量及其分布的测定179

4.1 高聚物相对分子质量的测定179

4.1.1 高聚物相对分子质量的统计意义179

4.1.2 高聚物相对分子质量测定方法概述183

4.1.3 端基分析法184

4.1.4 沸点升高和冰点降低法185

4.1.5 膜渗透压法186

4.1.6 气相渗透压法188

4.1.7 黏度法189

4.1.8 超速离心沉降法196

4.1.9 光散射法198

4.2 高聚物相对分子质量分布的测定202

4.2.1 利用溶解度分级的原理——高分子溶液的相分离202

4.2.2 分级方法205

4.2.3 凝胶渗透色谱法209

4.3.1 凝胶渗透色谱技术的新进展217

4.3 凝胶渗透色谱技术的新进展及在其他方面的应用217

4.3.2 凝胶渗透色谱技术在其他方面的应用221

4.4 激光质谱(MALDI-TOF-MS)和电喷雾质谱(ESI-MS)法高聚物分子量的直接测定227

4.4.1 激光质谱(MALDI-TOF-MS)直接测定高聚物分子量的原理228

4.4.2 仪器构造233

4.4.3 电喷雾质谱(ESI-MS)直接测定高聚物分子量的原理233

参考文献235

习题与思考题236

5.1.1 高聚物的分子运动的特点238

第5章 高聚物的松弛与转变238

5.1 高聚物分子运动与力学状态238

5.1.2 高聚物的力学状态242

5.2 高聚物的次级松弛247

5.3 高聚物的玻璃化转变及其影响因素250

5.3.1 高聚物的玻璃化转变及其多维性250

5.3.2 高聚物的玻璃化转变理论253

5.3.3 影响玻璃化温度的因素263

5.4 结晶高聚物的熔融282

5.4.1 结晶高聚物的熔融与熔点282

5.4.2 高分子链结构与热力学熔点的关系285

5.4.3 组分和共聚的稀释效应对熔点的影响291

5.4.4 其他条件对高聚物熔点的影响293

5.5 高聚物的黏流态转变及其影响因素295

5.5.1 高聚物黏性流动的机理295

5.5.2 影响高聚物流动温度的因素296

参考文献298

习题与思考题299

第6章 高聚物的高弹性300

6.1 表征材料形变性能的基本物理量302

6.2 橡胶高弹性的热力学分析及实验评价304

6.2.1 橡胶高弹形变的分子运动机理及高弹性特点304

6.2.2 橡胶高弹性的热力学分析306

6.2.3 橡胶高弹性热力学理论的实验评价308

6.3 橡胶高弹性的统计热力学理论及实验评价、修正和应用311

6.3.1 橡胶高弹性的统计热力学分析311

6.3.2 橡胶高弹性统计热力学理论的实验评价、修正和应用316

6.4 影响橡胶高弹性的结构因素324

6.4.1 柔性高分子链结构325

6.4.2 高分子链间适当的交联325

6.4.3 橡胶类高聚物应具有足够高的相对分子质量326

6.4.4 结晶的影响326

6.4.5 结构与使用温度327

6.5 热塑性弹性体简介331

6.5.1 热塑性弹性体的一般概念331

6.5.2 热塑性弹性体的结构332

6.5.3 热塑性弹性体的物理性能337

6.5.4 热塑性弹性体的力学性能340

参考文献342

习题与思考题343

第7章 高聚物的线性黏弹性345

7.1 黏弹性力学现象345

7.1.1 静态黏弹性——蠕变现象和应力松弛346

7.1.2 动态黏弹性——滞后现象和力学损耗360

7.2.1 玻尔兹曼叠加原理361

7.1.3 动态黏弹性参数365

7.2 线性黏弹性的数学描述369

7.2.2 线性黏弹性的唯象理论——力学模型374

7.2.3 广义力学模型与松弛时间和推迟时间分布381

7.3 高聚物黏弹性同温度、时间或频率的关系390

7.3.1 静态黏弹性与温度、时间的关系391

7.3.2 动态黏弹性与温度、频率的关系400

7.3.3 时-温等效与转换404

7.4.1 高聚物结构的影响413

7.4 影响高聚物黏弹性的主要因素413

7.4.2 其他外界因素的影响419

7.5 高聚物动态黏弹性的实验研究方法及应用421

7.5.1 自由振动法421

7.5.2 强迫共振法——振簧法423

7.5.3 强迫非共振法——动态黏弹仪424

7.5.4 声波传播法425

7.5.5 动态力学分析应用举例426

参考文献435

习题与思考题436

第8章 高聚物的强度与破坏438

8.1 表征高聚物强度性能的基本物理量438

8.1.1 高聚物的强度438

8.1.2 高聚物的冲击韧性441

8.1.3 高聚物的疲劳极限与疲劳寿命443

8.2 高聚物的拉伸应力-应变行为444

8.2.1 高聚物拉伸应力-应变曲线的类型444

8.2.2 温度和应变速率对高聚物拉伸应力-应变行为的影响446

8.2.3 高聚物的拉伸应力-应变曲线及细颈形成的 Considere 作图判据448

8.3 高聚物的塑性与屈服450

8.3.1 高聚物的屈服过程及特征450

8.3.2 屈服判据455

8.3.3 高聚物屈服的微观解释456

8.3.4 拉伸过程中高聚物结构的变化460

8.4 高聚物的断裂和强度467

8.4.1 断裂模式及其力学参数467

8.4.2 脆性断裂和韧性断裂468

8.4.3 银纹与银纹损伤和断裂472

8.4.4 高聚物的理论强度和实际强度478

8.4.5 高聚物的冲击破坏494

8.5 影响高聚物强度和韧性的因素499

8.5.1 化学结构的影响500

8.5.2 相对分子质量的影响501

8.5.3 交联的影响502

8.5.4 凝聚态结构的影响503

8.5.5 受力环境的影响516

8.6 高聚物其他断裂模式概述520

8.6.1 疲劳断裂521

8.6.2 蠕变断裂522

8.6.3 环境应力开裂523

8.6.4 磨损磨耗524

参考文献524

习题与思考题525

第9章 高聚物熔体的流变性526

9.1.1 流动方式527

9.1 流变学的基本概念527

9.1.2 流体的基本流变性——剪切流动529

9.2 高聚物熔体剪切流动的非牛顿性特征534

9.2.1 高聚物熔体的流动曲线535

9.2.2 高聚物熔体假塑性流动曲线的解释538

9.3 高聚物熔体切黏度测定方法539

9.3.1 落球式黏度计539

9.3.2 毛细管黏度计541

9.3.3 转动黏度计545

9.3.4 工业用黏度计546

9.4 影响高聚物熔体切黏度的因素547

9.4.1 高聚物分子结构对熔体切黏度的影响547

9.4.2 熔体结构552

9.4.3 加工条件对高聚物熔体切黏度的影响553

9.4.4 共混物的组成559

9.4.5 添加剂561

9.5 高聚物熔体在管道中的流动562

9.5.2 狭缝通道中的流动563

9.5.1 等截面圆形管道中的流动563

9.5.3 锥形通道中的流动567

9.6 高聚物熔体的弹性表现569

9.6.1 熔体的黏弹性569

9.6.2 法向应力效应571

9.6.3 挤出物胀大574

9.6.4 不稳定流动576

9.7 拉伸流动和拉伸黏度579

习题与思考题581

参考文献581

第10章 高聚物的电学、热学和光学性能583

10.1 高聚物的介电性能583

10.1.1 外电场中电介质的极化584

10.1.2 电介质极化的分子机理586

10.1.3 介电系数与分子极化率的关系589

10.1.4 介电损耗590

10.1.5 高聚物电介质结构与介电性能的关系592

10.2.1 电场频率的影响596

1O.2 影响高聚物电介质介电性能的主要外界因素596

10.2.2 温度的影响600

10.2.3 增塑剂的影响603

10.2.4 杂质的影响604

10.2.5 高聚物驻极体和热释电流法(TSC)——高聚物热释电流的介电松弛谱606

10.3 高聚物电绝缘体608

10.3.1 高聚物的电绝缘性608

10.3.2 高聚物电绝缘性的基本特点610

10.4 高聚物的介电击穿613

10.5 高聚物的静电作用617

10.5.1 静电的产生和起电机理617

10.5.2 静电的危害和消除619

10.6 高聚物半导体和导体621

10.6.1 高聚物半导体和导体的分类621

10.6.2 高聚物半导体和导体中的载流子628

10.6.3 本征型高聚物半导体和导体的导电机制635

10.6.4 本征型高聚物半导体和导体及其掺杂体系的凝聚态结构637

10.6.5 提高高聚物导体的电导率的研究方向638

10.7 高聚物的热性能639

10.7.1 热容639

10.7.2 高聚物的热传导641

10.7.3 高聚物的热膨胀644

10.7.4 热稳定性和耐高温的高聚物647

10.8 高聚物的光学性质665

10.8.1 光的折射与非线性665

10.8.2 光的吸收与反射670

参考文献673

习题与思考题674

第11章 高聚物的分析与测试技术675

11.1 概述675

11.2 质谱法680

11.2.1 质谱法的基本原理680

11.2.2 质谱图682

11.2.3 质谱仪的联用技术683

11.2.4 质谱法在高聚物中的应用684

11.3.1 气相色谱687

11.3 气相色谱法687

11.3.2 裂解气相色谱689

11.3.3 反气相色谱法690

11.3.4 气相色谱的应用691

11.4 红外光谱693

11.4.1 红外光谱法的基本原理694

11.4.2 红外光谱的特征区、指纹区和八个重要的区段695

11.4.3 红外光谱仪696

11.4.4 红外光谱在高聚物研究中的应用698

11.5 核磁共振法701

11.5.1 核磁共振的原理702

11.5.2 核磁共振仪704

11.5.3 核磁共振谱705

11.5.4 NMR 在高聚物研究中的应用709

11.6 显微分析技术714

11.6.1 光学显微镜714

11.6.2 电子显微镜技术718

11.6.3 原子力显微镜简介725

11.7.1 X 射线的产生727

11.7 X 射线衍射法727

11.7.2 X 射线研究晶体结构的原理728

11.7.3 X 射线的研究方法729

11.7.4 X 射线衍射法在高聚物中的应用733

11.7.5 小角 X 射线散射法736

11.8 热分析737

11.8.1 差热分析和差示扫描量热分析738

11.8.2 热重法744

参考文献746

习题与思考题747