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第1章 绪论1

1.1高分子概论1

1.1.1高分子化合物的特点1

1.1.2大分子结构式与聚合反应式的书面表达2

1.2高分子化合物的分类与命名5

1.2.1高分子化合物的分类5

1.2.2高分子化合物的命名6

1.3聚合度、相对分子质量及其分布8

1.3.1聚合度8

1.3.2相对分子质量9

1.3.3相对分子质量分布12

1.4聚合反应的分类13

1.4.1按单体类型和有无小分子副产物生成分类13

1.4.2按照聚合反应机理分类13

1.5高分子物理学概论14

1.5.1聚合物的结构与性能特点14

1.5.2结构与性能相关性原理16

1.6高分子科学的范畴与发展史16

1.6.1高分子科学的范畴17

1.6.2高分子科学发展简史17

高分子科学人物传记——诺贝尔化学奖获得者、高分子科学奠基人：H.Staudinger（1881—1965年）19

本章要点20

习题20

第2章 逐步聚合反应22

2.1逐步聚合反应单体23

2.1.1线型缩聚反应单体类型23

2.1.2单体的聚合反应活性23

2.2线型缩聚反应平衡与动力学24

2.2.1线型缩聚反应平衡常数24

2.2.2反应程度与聚合度25

2.2.3聚合度与平衡常数的关系27

2.2.4缩聚反应副反应29

2.2.5线型平衡缩聚反应动力学30

2.3线型平衡缩聚反应的相对分子质量控制及其分布34

2.3.1控制相对分子质量的方法35

2.3.2相对分子质量分布37

2.3.3线型平衡缩聚反应影响因素39

2.3.4获得高相对分子质量缩聚物的基本条件41

2.3.5逐步聚合反应的特点42

2.4体型缩聚反应43

2.4.1体型缩聚反应特点44

2.4.2凝胶点的计算44

2.5不平衡缩聚47

2.5.1逐步加成聚合——聚氨酯47

2.5.2逐步开环聚合——环氧树脂48

2.5.3环化缩聚——聚酰亚胺与耐高温聚合物49

2.6缩聚反应方法50

2.6.1熔融缩聚50

2.6.2溶液缩聚51

2.6.3界面缩聚51

2.6.4固相缩聚52

2.7重要缩聚物53

2.7.1聚对苯二甲酸乙二醇酯——涤纶53

2.7.2聚酰胺——尼龙54

2.7.3聚碳酸酯55

2.7.4全芳聚酰胺——液晶高分子55

高分子科学人物传记——诺贝尔化学奖获得者、高分子科学的开拓者：P.J.Flory（1910—1985年）56

本章要点57

习题57

第3章 自由基聚合反应59

3.1连锁聚合反应单体与热力学59

3.1.1连锁聚合单体59

3.1.2取代基的电负性和共轭性与聚合反应类型60

3.1.3连锁聚合反应热力学61

3.2自由基聚合反应历程65

3.2.1自由基产生方式与活性65

3.2.2自由基聚合基元反应66

3.2.3自由基聚合反应的特点67

3.2.4引发剂和引发反应68

3.3聚合反应速率与聚合度72

3.3.1聚合反应历程73

3.3.2聚合反应初期动力学73

3.3.3动力学方程的实验证据75

3.3.4速率常数75

3.3.5聚合度76

3.4链转移反应79

3.4.1向单体转移79

3.4.2向引发剂转移80

3.4.3向溶剂转移80

3.4.4向链转移剂转移与相对分子质量的调节82

3.4.5向大分子转移82

3.4.6温度的影响83

3.5自动加速过程、阻聚与缓聚83

3.5.1自动加速过程的实验现象83

3.5.2自动加速过程产生的原因和结果83

3.5.3不同聚合类型的自动加速过程85

3.5.4聚合反应速率的类型及控制86

3.5.5阻聚和缓聚86

3.6相对分子质量控制、分布及其影响因素88

3.6.1相对分子质量的控制及影响因素88

3.6.2相对分子质量分布90

3.6.3自由基聚合物分散度增加的原因91

3.6.4速率常数的测定和计算91

3.7自由基聚合实施方法92

3.7.1本体聚合93

3.7.2溶液聚合93

3.7.3悬浮聚合93

3.7.4乳液聚合94

3.8重要自由基聚合物100

3.8.1聚乙烯100

3.8.2聚氯乙烯100

3.8.3聚苯乙烯101

3.8.4有机玻璃板材103

3.8.5聚丙烯腈103

高分子小常识——通用塑料和工程塑料104

本章要点105

习题105

第4章 自由基共聚合反应107

4.1二元共聚物组成微分方程108

4.1.1二元共聚物组成方程的推导109

4.1.2二元共聚物组成方程的摩尔分数式110

4.2二元共聚物组成曲线111

4.2.1恒比共聚（r1 =r2 =1）111

4.2.2交替共聚（r1=r2=0）与接近交替共聚112

4.2.3有恒比点共聚（r1 ＜1，r2＜1）113

4.2.4无恒比点共聚（r1 ＞1，r2＜1）115

4.2.5嵌段或混均共聚（r1＞1，r2＞1）116

4.3共聚物组成控制116

4.3.1共聚物组成控制116

4.3.2共聚物组成与转化率的关系117

4.3.3共聚物组成控制方法117

4.4竞聚率的影响因素与测定118

4.4.1竞聚率的影响因素118

4.4.2竞聚率的测定118

4.5单体活性与自由基活性118

4.5.1单体的相对活性119

4.5.2自由基的相对活性119

4.5.3单体均聚反应的速率常数120

4.5.4 Q-e概念和Q-e方程120

4.6多元共聚简介122

本章要点122

习题122

第5章 离子型聚合与配位聚合反应124

5.1阴离子聚合124

5.1.1阴离子聚合单体和引发剂124

5.1.2阴离子聚合反应机理125

5.1.3阴离子聚合反应动力学128

5.1.4阴离子聚合反应的影响因素129

5.1.5阴离子聚合物的结构规整性131

5.1.6阴离子聚合反应的特点131

5.1.7阴离子聚合特例132

5.2阳离子聚合134

5.2.1阳离子聚合单体和引发剂135

5.2.2阳离子聚合反应机理135

5.2.3阳离子聚合的影响因素137

5.3配位聚合139

5.3.1配位聚合和定向聚合139

5.3.2聚合物的立构规整性140

5.3.3配位聚合引发剂141

5.3.4丙烯的配位阴离子聚合机理142

5.3.5共轭二烯烃的配位阴离子聚合144

5.4各种连锁聚合反应的特点比较145

高分子小常识——乙丙橡胶146

高分子科学人物传记——诺贝尔化学奖获得者、配位聚合的开创者：Ziegler和Natta146

本章要点147

习题147

第6章 聚合物化学反应与功能化149

6.1聚合物化学反应的特点和影响因素149

6.1.1聚合物化学反应的特点149

6.1.2聚合物化学反应的影响因素149

6.2聚合物侧基反应151

6.2.1纤维素的化学转化151

6.2.2聚乙烯醇和维尼纶153

6.2.3聚丙烯酰胺153

6.3聚合物主链反应153

6.3.1接枝154

6.3.2扩链154

6.3.3交联155

6.4聚合物的降解、分解与老化156

6.4.1聚合物的降解156

6.4.2聚合物的分解161

6.4.3聚合物的老化和防老162

6.4.4聚合物的可燃性与阻燃163

6.5功能高分子165

6.5.1功能高分子的内涵与分类165

6.5.2特殊化学功能高分子166

6.5.3特殊物理功能高分子172

6.5.4特殊生物功能高分子174

高分子科学人物传记——诺贝尔化学奖获得者、多肽固相合成法的先驱：R.B.Merrifield180

本章要点181

习题181

第7章 聚合物分子链结构182

7.1分子链近程结构182

7.1.1结构单元的化学组成与连接方式182

7.1.2结构异构与立体异构183

7.1.3共聚物序列结构185

7.2分子链远程结构187

7.2.1相对分子质量187

7.2.2分子链的交联187

7.2.3分子链的末端基188

7.3构象与构象统计189

7.3.1 σ键的内旋转运动189

7.3.2构象统计190

7.4分子链的柔性192

7.4.1分子链柔性的影响因素192

7.4.2分子链的结构参数195

7.4.3分子链结构参数的计算196

7.4.4分子链柔性的表征201

7.4.5外力作用下的分子链柔性203

7.4.6分子链结构参数的测定与计算204

本章要点205

习题205

第8章 高分子溶液、相对分子质量及其分布207

8.1分子间力、内聚能与溶度参数207

8.1.1分子间力与内聚能207

8.1.2内聚能密度与溶度参数209

8.1.3聚合物溶度参数的理论计算与测定209

8.2聚合物的溶解过程210

8.2.1非晶态聚合物的溶解210

8.2.2晶态聚合物的溶解211

8.3高分子溶液热力学212

8.3.1理想溶液与聚合物溶液212

8.3.2 Flory-Huggins溶液理论213

8.3.3 Flory-Krigbaum稀溶液理论219

8.3.4聚合物溶解的热力学条件220

8.4溶剂选择与临界溶解条件223

8.4.1溶剂分类及其溶度参数223

8.4.2溶剂选择原则224

8.4.3溶剂化作用规则227

8.4.4临界溶解条件228

8.5聚合物浓溶液230

8.5.1类型和特征230

8.5.2增塑与共混230

8.5.3纺丝液、涂料和胶黏剂232

8.5.4凝胶、溶胶和聚电解质溶液233

8.6数均和重均相对分子质量测定234

8.6.1端基分析、沸点升高和冰点降低法234

8.6.2渗透压法234

8.7黏均相对分子质量测定237

8.7.1基本原理237

8.7.2仪器与操作237

8.7.3结果处理238

8.7.4注意要点240

8.7.5分子链在不同溶剂中的形态241

8.8相对分子质量分布的测定241

8.8.1研究意义和方法241

8.8.2沉淀分级方法242

8.8.3柱上溶解分级243

8.8.4柱上梯度淋洗分级243

8.8.5凝胶渗透色谱分级244

本章要点246

习题247

第9章 聚合物凝聚态结构248

9.1聚合物结构模型248

9.1.1非晶态结构模型249

9.1.2晶态结构模型250

9.1.3非晶态聚合物的结构特点252

9.2聚合物晶态结构253

9.2.1结晶能力253

9.2.2结晶形态255

9.2.3晶体结构参数259

9.2.4结晶过程261

9.2.5结晶速率263

9.2.6结晶度268

9.2.7熔融与熔点270

9.2.8晶态聚合物的热处理278

9.3聚合物取向态结构279

9.3.1取向态结构层次、取向类型、机理和特点279

9.3.2聚合物的取向度280

9.4聚合物液晶态结构280

9.4.1液晶分类及其结构特点280

9.4.2高分子液晶的流变性281

9.5聚合物多组分结构282

9.5.1聚合物共混相容性282

9.5.2多组分聚合物的类型283

9.5.3高分子合金283

9.5.4聚合物-填充剂与发泡剂结构284

本章要点284

习题285

第10章 聚合物材料学形态转变及其分子运动基础287

10.1聚合物分子运动特点287

10.1.1运动主体和运动形式的多样性287

10.1.2运动过程的时间依赖性288

10.1.3运动过程的温度依赖性289

10.2聚合物的材料学形态转变290

10.2.1非晶态聚合物290

10.2.2晶态聚合物291

10.2.3交联聚合物292

10.3玻璃态与玻璃化转变293

10.3.1玻璃态聚合物的性状特点293

10.3.2玻璃化转变理论294

10.3.3玻璃化温度的影响因素296

10.3.4玻璃化温度的测定301

10.3.5玻璃化温度与熔点302

10.3.6次级转变与物理老化303

10.4橡胶态与高弹性305

10.4.1橡胶态聚合物的特殊性能305

10.4.2高弹性的热力学分析306

10.4.3橡胶的拉伸行为307

10.4.4热塑性弹性体简介308

10.4.5高弹性聚合物的基本条件与性能改善308

10.5黏流态与流变学理论310

10.5.1黏性流动310

10.5.2黏流温度的影响因素315

10.5.3熔体黏度的影响因素315

10.5.4不同用途对相对分子质量及其分布的要求320

10.5.5熔体切黏度的测定320

10.5.6熔体的弹性行为321

10.5.7有关Tg、Tf和Tm的主要影响因素小结324

本章要点324

习题326

第11章 聚合物材料学性能327

11.1材料性能的表征与量度327

11.1.1材料学主要性能概述327

11.1.2聚合物的材料学类别329

11.2聚合物的强度330

11.2.1聚合物的理论强度330

11.2.2聚合物实际强度的影响因素331

11.3聚合物的黏弹特性333

11.3.1蠕变与应力松弛333

11.3.2弹性滞后与力学损耗336

11.3.3线性黏弹模型及其理论337

11.3.4时温等效原理与时温转换337

11.3.5聚合物黏弹性的研究方法338

11.4屈服与强迫高弹性339

11.4.1聚合物的断裂行为339

11.4.2塑性形变与强迫高弹性340

11.4.3聚合物的脆化342

11.4.4聚合物的拉伸和取向343

11.5聚合物的其他力学性能345

11.5.1动态力学性能345

11.5.2环境应力开裂345

11.5.3冲击韧性347

11.5.4疲劳与寿命347

11.5.5形态记忆特性348

本章要点348

习题348

第12章 聚合物的热、电和光学性能350

12.1聚合物的热性能350

12.1.1聚合物的耐热性350

12.1.2聚合物的热稳定性351

12.1.3聚合物的导热性353

12.1.4聚合物的热膨胀353

12.2聚合物的电学特性354

12.2.1电导性能354

12.2.2介电性能356

12.2.3聚合物的电击穿360

12.2.4聚合物的静电现象361

12.3聚合物的光学性能362

12.3.1聚合物对光的折射和双折射362

12.3.2聚合物对光线的反射365

12.3.3聚合物对光的吸收和透射366

12.4聚合物光电转换性能367

本章要点368

习题368

第13章 高分子化学与物理学前沿进展369

13.1高分子化学与物理前沿研究领域369

13.2可控／活性自由基聚合反应369

13.2.1可控／活性自由基聚合反应原理370

13.2.2可逆终止自由基聚合371

13.2.3可逆加成-断链转移自由基聚合372

13.2.4原子转移自由基聚合373

13.3人工器官用高分子材料374

13.3.1人工肾与血液透析374

13.3.2人工肺376

13.4碳纳米管及其聚合物复合材料376

13.5静电纺丝：聚合物纳米材料研究和应用之关键378

13.6聚合物纳米材料380

13.7聚合物分析与研究方法进展382

13.7.1红外吸收光谱382

13.7.2 X射线衍射383

13.7.3激光散射383

13.7.4质谱与基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱384

13.7.5原子力显微镜386

参考文献390

附录391

附录1高分子化学与物理重要术语解释391

附录2高分子化学与物理核心图解396

附录3重要聚合物简易鉴别方法400