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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4

1.2.1 高分子化合物与聚合物4

1.2.2 聚合物的分子量及多分散性5

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8

1.3.3 高分子结构式的书写及英文缩写11

1.4 高分子合成反应的分类13

1.4.1 按元素组成和结构变化关系分类13

1.4.2 按反应机理分类13

1.4.3 聚合物的化学转化14

1.5 高分子的结构、物理状态及其性能特点14

1.5.1 高分子的结构特点14

1.5.2 高分子的结构层次15

1.5.3 高分子的物理状态15

习题与思考题16

第2章 缩聚及其他逐步聚合反应18

2.1 聚合反应类型及特点18

2.2 缩聚反应19

2.2.1 缩聚反应的单体和类型19

2.2.2 官能度、官能度体系及等活性理论21

2.2.3 缩聚反应的逐步性和可逆性23

2.3 线形缩聚反应24

2.3.1 线形缩聚物的形成条件24

2.3.2 反应程度和聚合度24

2.3.3 线形缩聚反应动力学25

2.3.4 影响缩聚平衡的因素、平衡常数与聚合度27

2.4 线形缩聚的分子量的控制及分子量分布28

2.4.1 缩聚分子量的控制28

2.4.2 线形缩聚高分子分子量分布30

2.5 体形缩聚反应31

2.5.1 体形缩聚反应的历程和特点31

2.5.2 凝胶点及其预测32

2.6 其他逐步聚合反应简介33

2.6.1 逐步加成聚合制备聚氨酯33

2.6.2 Diels-Alder聚合34

2.6.3 氧化偶合聚合34

2.7 逐步聚合反应实施方法35

2.7.1 熔融缩聚35

2.7.2 溶液缩聚35

2.7.3 界面缩聚36

习题与思考题36

第3章 自由基聚合反应38

3.1 自由基聚合单体38

3.2 自由基聚合机理40

3.2.1 自由基的结构及化学反应40

3.2.2 自由基聚合的基元反应40

3.2.3 自由基聚合反应特征42

3.3 自由基聚合的引发剂及引发作用42

3.3.1 引发剂的种类42

3.3.2 引发剂分解动力学44

3.4 自由基聚合反应动力学47

3.4.1 本体聚合的反应特征47

3.4.2 自由基聚合动力学方程48

3.4.3 温度对聚合速率的影响52

3.4.4 各基元反应速率常数及聚合主要参数53

3.5 自动加速现象53

3.6 自由基聚合的分子量与聚合度55

3.6.1 动力学链长与聚合度55

3.6.2 温度对聚合度的影响56

3.6.3 链转移反应57

3.7 阻聚原理和阻聚剂作用61

3.7.1 阻聚作用和缓聚作用61

3.7.2 阻聚剂和阻聚反应62

3.8 光与其他方式引发的自由基聚合63

3.8.1 热引发聚合63

3.8.2 光引发聚合63

3.8.3 高能辐射引发聚合65

3.9 烯类单体自由基聚合的热力学规律65

3.9.1 热力学的一般概念65

3.9.2 聚合上限温度65

3.10 自由基聚合实施方法66

3.10.1 本体聚合66

3.10.2 溶液聚合67

3.10.3 悬浮聚合68

3.10.4 乳液聚合70

3.10.5 各种聚合方法的比较72

习题与思考题73

第4章 离子型聚合和配位聚合76

4.1 阳离子聚合76

4.1.1 阳离子聚合单体77

4.1.2 阳离子聚合引发剂77

4.1.3 阳离子聚合的特征77

4.1.4 阳离子聚合动力学79

4.1.5 影响阳离子聚合的因素80

4.2 阴离子聚合81

4.2.1 阴离子聚合单体81

4.2.2 阴离子聚合引发剂81

4.2.3 阴离子聚合的特征81

4.2.4 活性聚合82

4.2.5 阴离子聚合动力学83

4.2.6 影响阴离子聚合的因素83

4.3 配位聚合84

4.3.1 聚合物的立构规整性85

4.3.2 丙烯的配位聚合87

4.3.3 丙烯配位聚合机理88

4.4 不同聚合方法的比较91

习题与思考题92

第5章 共聚合反应94

5.1 共聚合反应与共聚物94

5.1.1 共聚合反应94

5.1.2 共聚物94

5.2 共聚合方程95

5.2.1 共聚合反应特点95

5.2.2 自由基共聚合反应机理96

5.2.3 自由基共聚合方程96

5.3 竞聚率、共聚曲线及共聚物组分的控制99

5.3.1 竞聚率99

5.3.2 共聚曲线102

5.3.3 共聚物组分的控制104

5.4 单体和自由基的活性、Q-e概念106

5.4.1 单体的活性107

5.4.2 自由基的活性107

5.4.3 取代基对单体和自由基活性的影响108

5.4.4 Q-e概念110

5.5 离子共聚合112

5.5.1 阳离子型共聚113

5.5.2 阴离子型共聚115

习题与思考题116

第6章 聚合物的化学反应118

6.1 聚合物化学反应的特征及影响因素118

6.1.1 聚合物化学反应特征118

6.1.2 影响大分子链上官能团反应能力的物理因素119

6.1.3 影响聚合物反应的化学因素120

6.2 聚合物的官能团反应120

6.2.1 纤维素的反应121

6.2.2 芳环取代反应122

6.2.3 聚乙酸乙烯酯的反应122

6.2.4 氯化反应122

6.3 聚合物的交联和接枝123

6.3.1 橡胶的硫化123

6.3.2 聚烯烃交联124

6.3.3 辐射交联124

6.3.4 低聚物树脂的交联固化125

6.3.5 接枝反应126

6.4 大分子的扩链反应127

6.4.1 环氧类端基聚合物127

6.4.2 异氰酸酯类端基聚合物127

6.4.3 羧基类端基聚合物127

6.4.4 羟基类端基聚合物127

6.5 大分子的降解和老化127

6.5.1 热降解128

6.5.2 机械降解129

6.5.3 氧化降解129

6.5.4 化学和生物降解130

6.5.5 光降解130

6.5.6 大分子的老化132

习题与思考题132

第7章 高分子的结构133

7.1 高分子的近程结构133

7.1.1 分子链的化学组成134

7.1.2 结构单元的键接方式134

7.1.3 高分子的构造——线形、支化和交联135

7.1.4 共聚物的组成与结构137

7.1.5 高分子链的构型138

7.2 高分子的远程结构139

7.2.1 小分子的内旋转构象139

7.2.2 高分子的内旋转构象141

7.2.3 高分子链的平面锯齿构象和螺旋链构象142

7.2.4 高分子在溶液或熔体中的构象143

7.2.5 高分子的链柔性143

7.2.6 影响链柔性的因素144

7.3 高分子链的均方末端距146

7.3.1 均方末端距的几何计算147

7.3.2 均方末端距的统计计算149

7.3.3 均方末端距的应用150

7.4 聚合物的分子间作用力与凝聚态151

7.4.1 聚合物分子间作用力152

7.4.2 内聚能密度153

7.4.3 高分子的凝聚态154

7.5 高分子的晶态结构155

7.5.1 晶体结构的基本概念155

7.5.2 聚合物的晶胞结构156

7.5.3 聚合物的结晶形态158

7.5.4 晶态结构模型162

7.6 聚合物的结晶度与物理性能164

7.6.1 结晶度的概念及测试方法164

7.6.2 结晶度对聚合物性能的影响166

7.7 聚合物的结晶行为和结晶动力学167

7.7.1 聚合物结构与结晶能力的关系167

7.7.2 结晶速率的测定方法169

7.7.3 结晶动力学——Avrami方程170

7.7.4 结晶速率与温度的关系172

7.7.5 影响结晶速率的其他因素173

7.7.6 结晶过程的控制174

7.8 高分子的非晶态结构174

7.8.1 无规线团模型175

7.8.2 两相球粒模型175

7.9 高分子液晶态结构176

7.9.1 液晶态结构176

7.9.2 高分子液晶的结构与性能177

7.9.3 高分子液晶的应用179

7.10 高分子的取向态结构180

7.10.1 取向现象180

7.10.2 取向机理181

7.10.3 取向程度的表征181

7.10.4 取向的应用182

7.11 高分子共混物的形态结构183

7.11.1 聚合物相容性184

7.11.2 非均相共混体系的形态185

7.11.3 共混形态与性能185

习题与思考题186

第8章 大分子的热运动、力学状态及其转变188

8.1 聚合物分子运动的特点188

8.1.1 运动单元的多重性188

8.1.2 分子运动的时间依赖性——松弛过程189

8.1.3 分子运动的温度依赖性189

8.2 聚合物的力学状态和热转变190

8.2.1 非晶态聚合物的温度-形变曲线190

8.2.2 结晶聚合物的温度-形变曲线192

8.3 聚合物的玻璃化转变192

8.3.1 玻璃化转变现象和玻璃化转变温度的测定192

8.3.2 玻璃化转变理论195

8.4 影响玻璃化转变温度的因素199

8.4.1 化学结构的影响199

8.4.2 分子量对Tg的影响201

8.4.3 支化、交联、结晶202

8.4.4 共聚202

8.4.5 共混203

8.4.6 分子间作用力的影响203

8.4.7 外界条件的影响203

8.4.8 调节玻璃化转变温度的方法204

8.5 玻璃化转变温度下的次级转变205

8.6 结晶聚合物的熔融——结晶热力学206

8.6.1 熔融过程与熔点206

8.6.2 结晶温度对熔点的影响207

8.6.3 晶片厚度与熔点的关系208

8.6.4 高分子链结构对熔点的影响208

8.6.5 共聚物的熔点210

8.6.6 杂质对聚合物熔点的影响211

8.6.7 应力与压力的影响211

8.7 聚合物的粘流转变和流动行为212

8.7.1 聚合物粘性流动的机理212

8.7.2 粘流温度212

8.7.3 聚合物的流动行为213

8.7.4 聚合物的流动曲线214

8.7.5 聚合物流动性的表征215

8.8 聚合物熔体粘度的测定216

8.8.1 毛细管粘度计216

8.8.2 旋转粘度计218

8.8.3 落球粘度计219

8.9 影响聚合物熔体粘度和流动性的因素219

8.9.1 聚合物分子结构的影响219

8.9.2 外界条件的影响221

8.10 聚合物熔体的弹性效应223

8.10.1 法向应力效应223

8.10.2 挤出物膨大224

8.10.3 不稳定流动和熔体破裂现象224

8.11 拉伸粘度和动态粘度226

8.11.1 拉伸流动和拉伸粘度226

8.11.2 动态粘度227

习题与思考题227

第9章 高分子固体的力学性质230

9.1 玻璃态和晶态高分子的力学性质230

9.1.1 描述力学性质的基本物理量230

9.1.2 高分子材料的应力应变232

9.1.3 高分子材料应力-应变曲线类型234

9.2 高分子材料的屈服及判据235

9.3 高分子材料的破坏和理论强度238

9.3.1 脆性断裂和韧性断裂238

9.3.2 高分子的理论强度239

9.3.3 影响断裂强度的因素240

9.4 高分子弹性体的力学性能242

9.4.1 高弹性的特点242

9.4.2 高弹形变的热力学分析243

9.4.3 橡胶弹性的统计理论243

9.4.4 影响弹性体性能的因素246

9.5 交联聚合物的溶胀247

9.6 高分子的粘弹性249

9.6.1 粘弹现象249

9.6.2 交变应力作用下材料的模量253

9.7 粘弹性数学模型253

9.7.1 Maxwell模型253

9.7.2 Kelvin模型254

9.7.3 三元件模型255

9.7.4 四元件模型256

9.7.5 Boltsmann叠加原理256

9.7.6 粘弹性的时温等效原理257

习题与思考题258

第10章 高分子溶液性质260

10.1 高分子的溶解过程260

10.1.1 溶解过程的热力学260

10.1.2 溶度参数261

10.1.3 溶剂的选择264

10.2 高分子稀溶液热力学266

10.2.1 高分子溶液与理想溶液的偏差266

10.2.2 Flory-Huggins高分子稀溶液理论267

10.2.3 Flory-Krigbaum高分子稀溶液理论简介270

10.3 聚合物的分子量和分子量分布271

10.3.1 聚合物分子量的统计意义272

10.3.2 分子量分布273

10.4 聚合物分子量的测定275

10.4.1 数均分子量的测定275

10.4.2 重均分子量？w的测定278

10.4.3 粘均分子量？η的测定279

10.5 凝胶渗透色谱284

10.5.1 凝胶渗透色谱工作原理284

10.5.2 GPC仪器286

10.5.3 普适关系286

10.5.4 GPC实验技术288

习题与思考题291

第11章 高分子的电性能、热性能以及光学性质293

11.1 高分子的电学性质293

11.1.1 高分子的极化和介电性293

11.1.2 高分子的导电性296

11.1.3 高分子的击穿299

11.1.4 静电现象301

11.1.5 新的电学性质302

11.2 高分子的热性能303

11.2.1 高分子的热稳定性303

11.2.2 高分子的导热性304

11.2.3 高分子的热膨胀304

11.3 高分子的光学性能305

11.3.1 光的折射和非线性光学性质305

11.3.2 光的反射和吸收306

习题与思考题306

参考文献307