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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