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第1章 高分子链的结构1

1.1 组成和构造1

1.1.1 结构单元的化学组成1

1.1.2 高分子链的构型3

1.1.2.1 旋光异构3

1.1.2.2 几何异构3

1.1.2.3 键接异构4

1.1.3 分子构造5

1.1.4 共聚物的序列结构6

1.2 构象8

1.2.1 高分子链的内旋转构象8

1.2.2 高分子链的柔顺性10

1.2.3 高分子链的构象统计12

1.2.3.1 均方末端距的几何计算法13

1.2.3.2 均方末端距的统计计算法14

1.2.3.3 柔顺性的表征17

1.2.3.4 蠕虫状链18

1.2.4 晶体和溶液中的构象18

1.2.4.1 晶体中分子链的构象18

1.2.4.2 溶液中理想的线团分子20

第2章 聚合物的凝聚态结构21

2.1 晶态结构22

2.1.1 晶体结构的基本概念23

2.1.2 聚合物的晶体结构26

2.1.3 聚合物的结晶形态28

2.1.4 晶态聚合物的结构模型34

2.1.5 结晶度和晶粒尺寸35

2.2.1 无规线团模型38

2.2 非晶态结构38

2.2.2 局部有序模型39

2.2.3 问题讨论40

2.3 液晶态结构40

2.3.1 液晶的化学结构41

2.3.2 液晶的晶型43

2.3.3 分子结构对液晶行为的影响45

2.3.4 液晶态的表征46

2.3.5 液晶的流变性47

2.4 聚合物的取向结构48

2.4.1 取向机理48

2.4.2 取向度50

2.5 高分子合金的形态结构52

2.5.1 相容性53

2.5.2 形态54

第3章 高分子溶液56

3.1 聚合物的溶解56

3.1.1 溶解过程56

3.1.2 溶度参数57

3.1.3 溶剂对聚合物溶解能力的判定60

3.2 柔性链高分子溶液的热力学性质61

3.2.1 Flory-Higgins晶格模型理论(平均场理论)62

3.2.2 Flory-Krigbaum稀溶液理论66

3.3 高分子溶液的相平衡68

3.3.1 渗透压68

3.3.2 相分离71

3.4 共混聚合物相容性的热力学73

3.4.1 相分离的热力学73

3.4.2.1 旋节线机理75

3.4.2.2 成核与生长机理75

3.4.2 相分离的动力学75

3.5 聚合物的浓溶液76

3.5.1 聚合物的增塑76

3.5.2 聚合物溶液纺丝76

3.5.3 凝胶和冻胶76

第4章 聚合物的分子量和分子量分布77

4.1 聚合物分子量的统计意义77

4.1.1 聚合物分子量的多分散性77

4.1.2 统计平均分子量78

4.1.3 分子量分布宽度79

4.1.4 聚合物的分子量分布函数80

4.2 聚合物分子量的测定方法81

4.2.1 端基分析81

4.2.3 气相渗透法(VPO)82

4.2.2 沸点升高和冰点降低82

4.2.4 渗透压法(或膜渗透法)83

4.2.5 光散射法85

4.2.5.1 小粒子溶液86

4.2.5.2 大粒子溶液87

4.2.6 粘度法89

4.2.6.1 粘度表示法89

4.2.6.2 粘度的浓度依赖性90

4.2.6.3 特性粘度与分子量的关系92

4.2.6.4 Flory特性粘度理论93

4.3 聚合物分子量分布的测定方法94

4.3.1 沉淀与溶解分级94

4.3.2 凝胶渗透色谱(GPC)95

4.3.2.1 分离机理95

4.3.2.2 填料及仪器装置96

4.3.2.4 色谱图的标定及数据处理97

4.3.2.3 柱效、分辨率和宽展效应97

5.1 聚合物分子运动的特点100

5.1.1 运动单元的多重性100

第5章 聚合物的转变与松弛100

5.1.2 分子运动的时间依赖性101

5.1.3 分子运动的温度依赖性101

5.2 玻璃化转变103

5.2.1 玻璃化温度测定103

5.2.2 玻璃化转变理论105

5.2.2.1 自由体积理论105

5.2.2.2 热力学理论107

5.2.2.3 动力学理论108

5.2.3 玻璃化温度的影响因素及调节途径108

5.2.3.1 影响因素108

5.2.3.2 调节手段112

5.3.1 分子结构与结晶能力、结晶速度114

5.3 结晶行为和结晶动力学114

5.3.2 结晶动力学115

5.3.2.1 结晶速度的测定方法115

5.3.2.2 阿弗拉米(Avrami)方程和球晶生长的线速度方程117

5.3.2.3 结晶速度和温度的关系118

5.3.2.4 外力、溶剂、杂质对结晶速度的影响119

5.4 结晶热力学120

5.4.1 熔融过程和熔点120

5.4.2 影响Tm的因素121

5.4.2.1 链结构122

5.4.2.2 稀释效应125

5.4.2.3 片晶厚度126

5.4.2.4 温度127

5.4.2.5 应力和压力127

6.1 形变类型及描述力学行为的基本物理量128

第6章 橡胶弹性128

6.2 橡胶弹性的热力学分析131

6.3 橡胶弹性的统计理论132

6.3.1 状态方程132

6.3.2 一般修正136

6.3.3 “幻象网络”理论137

6.4 唯象理论137

6.5 影响因素138

6.5.1 交联网弹性模量与其结构的关系138

6.5.2 溶胀效应139

6.5.3 交联网极限性质与结构的关系141

6.6 热塑性弹性体142

6.6.1 嵌段共聚型TPE142

6.6.2 共混型TPE143

7.1.1 蠕变144

第7章 聚合物的粘弹性144

7.1 粘弹性现象144

7.1.2 应力松弛146

7.1.3 滞后现象与内耗147

7.2 粘弹性的数学描述151

7.2.1 力学模型151

7.2.1.1 Maxwell模型152

7.2.1.2 Kelvin模型154

7.2.1.3 多元件模型155

7.2.1.4 松弛时间谱和推迟时间谱157

7.2.2 Boltzmann叠加原理159

7.2.3 分子理论161

7.2.3.1 RBZ理论162

7.2.3.2 “蛇行”理论164

7.3 粘弹性的温度依赖性——时温等效原理165

7.4 粘弹性的研究方法168

7.4.1 扭摆法和扭辫法169

7.4.2 动态粘弹谱仪和动态热机械分析仪170

7.5 动态力学谱研究聚合物的分子结构和分子运动171

7.5.1 共聚物的Tg171

7.5.2 增塑作用对Tg转变的影响172

7.5.3 共混物的Tg172

7.5.4 非晶态聚合物玻璃(态)区域的分子运动173

7.5.5 晶态聚合物的分子运动174

第8章 聚合物的屈服和断裂176

8.1 聚合物的塑性和屈服176

8.1.1 应力-应变曲线176

8.1.1.1 非晶态聚合物的应力-应变曲线176

8.1.1.2 晶态聚合物的应力-应变曲线178

8.1.1.4 聚合物应力-应变曲线的类型179

8.1.1.3 取向聚合物的应力-应变曲线179

8.1.2 细颈180

8.1.3 屈服判据181

8.1.3.1 Trasca判据182

8.1.3.2 Von Mises判据182

8.1.3.3 Coulomb(或MC)判据183

8.1.4 剪切带的结构形态183

8.1.5 银纹185

8.2 聚合物的断裂与强度187

8.2.1 脆性断裂和韧性断裂187

8.2.2 聚合物的强度188

8.2.3 断裂理论190

8.2.3.1 格里菲思(Griffith)线弹性断裂理论191

8.2.3.2 非线性断裂理论192

8.2.3.3 断裂的分子理论193

8.2.4 影响聚合物强度的因素与增强194

8.2.4.1 内因(结构因素)与外因(温度和拉伸速率)194

8.2.4.2 增强途径与机理195

8.2.5 聚合物的增韧196

8.2.5.1 冲击强度196

8.2.5.2 增韧途径与机理197

8.2.5.3 影响聚合物冲击强度的因素198

8.2.6 疲劳199

第9章 聚合物的流变性200

9.1 牛顿流体和非牛顿流体200

9.1.1 牛顿流体200

9.1.2 非牛顿流体201

9.1.3 聚合物的粘性流动202

9.2.1 测定方法204

9.2 聚合物熔体的切粘度204

9.2.1.1 落球粘度计205

9.2.1.2 毛细管粘度计205

9.2.1.3 旋转粘度计207

9.2.2 影响因素及分子解释208

9.2.2.1 分子结构与熔体结构208

9.2.2.2 共混211

9.2.2.3 温度、切应力、切变速率和液压212

9.2.2.4 分子解释——Rouse模型、管子及蛇行模型214

9.3 聚合物熔体的弹性表现216

9.3.1 可回复的切形变216

9.3.2 动态粘度216

9.3.3 法向应力效应217

9.3.4 挤出物胀大218

9.3.5 不稳定流动218

9.4 拉伸粘度219

第10章 聚合物的电学性能、热性能、光学性能以及表面与界面性能221

10.1 聚合物的介电性能221

10.1.1 介电极化221

10.1.2 介电松弛222

10.1.3 聚合物驻极体及热释电224

10.1.4 聚合物的电击穿225

10.1.5 聚合物的静电现象226

10.2 聚合物的导电性能227

10.2.1 聚合物的电导率228

10.2.2 导电聚合物的结构与导电性229

10.2.2.1 具有共轭双键的聚合物229

10.2.2.2 电荷转移型聚合物229

10.2.2.3 掺杂230

10.3.1 耐热性231

10.3 聚合物的热性能231

10.2.3 导电性复合材料231

10.3.2 热稳定性232

10.3.3 导热性232

10.3.4 热膨胀233

10.4 聚合物的光学性能233

10.4.1 光的折射和非线性光学性质233

10.4.2 光的反射234

10.4.3 光的吸收235

10.5 聚合物的表面和界面性能235

10.5.1 表面及界面特性235

10.5.2 表征仪器、方法236

10.5.3 表面和界面改性236

附录239

思考题与习题242

主要参考书目248