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上篇 结构与分子运动篇3

第1章 绪论3

第1节 高分子材料的分类和命名4

1.1高分子材料的分类4

1.2高分子材料的命名6

第2节 高分子材料的主要结构特点7

2.1巨大的分子量7

2.2独特的分子几何形状8

2.3结构的多分散性和多尺度性10

2.4凝聚态结构的特点及材料的软物质特性11

第3节 高分子物理学发展简史12

思考题及习题15

参考文献15

第2章 高分子的链结构17

第1节 高分子链的近程结构17

1.1结构单元的化学组成17

1.2结构单元的键接异构24

1.3结构单元的立体构型28

1.4分子链的支化与交联32

第2节 高分子链的远程结构36

2.1分子链的内旋转构象37

2.2分子链的柔顺性及其表征40

2.3影响分子链柔顺性的结构因素44

第3节 高分子链的构象统计48

3.1均方末端距的几何计算法49

3.2均方末端距的统计算法52

3.3等效自由连接链的均方末端距及其讨论54

3.4关于柔顺性定量表征的小结58

3.5蠕虫状分子链模型59

物理量符号一览表61

思考题及习题63

参考文献64

第3章 高分子材料的凝聚态结构65

第1节 高分子间作用力和内聚能密度65

1.1静电相互作用66

1.2氢键67

1.3分子间配键作用68

1.4憎水相互作用68

1.5内聚能密度69

第2节 高分子材料的结晶态结构70

2.1高分子晶体结构的特点70

2.2晶体中高分子链的构象72

2.3高分子材料的结晶形态74

2.4结晶高分子的结构模型78

2.5结晶度的计算和测量81

2.6高分子材料的结晶过程84

2.7影响高分子材料结晶的因素86

2.8结晶聚合物的熔融89

第3节 高分子材料的非晶态结构93

3.1高分子材料的非晶态93

3.2非晶高分子材料的结构模型94

第4节 高分子材料的取向态结构32

4.1取向态和取向结构单元96

4.2取向方式32

4.3取向度定义及测量方法98

第5节 高分子材料的液晶态结构99

5.1液晶态及其分类99

5.2高分子液晶的结构及性能特点102

第6节 多相高分子材料的织态结构105

6.1高分子共聚物的织态结构105

6.2高分子共混物的织态结构107

6.3填充改性高分子材料的织态结构108

第7节 高分子材料的软物质特性和多尺度性110

7.1软物质概念和高分子材料的软物质特性110

7.2高分子材料的时空多尺度性117

附录 一些常见聚合物的晶胞结构数据119

物理量符号一览表121

思考题及习题122

参考文献124

第4章 高分子运动及高分子材料的力学状态125

第1节 高分子运动的特点125

1.1运动单元和运动模式的多重性125

1.2分子运动的时间依赖性127

1.3分子运动的温度依赖性128

第2节 高分子材料的力学状态及转变128

2.1非晶态线形高分子材料的力学状态及转变129

2.2结晶高分子材料的力学状态及转变130

2.3交联高分子材料的力学状态及转变132

第3节 高分子材料的玻璃化转变133

3.1玻璃化转变温度的测量及其意义133

3.2玻璃化转变的理论分析139

3.3影响玻璃化转变的因素149

第4节 玻璃态和结晶态高分子材料的次级转变164

4.1研究次级转变的方法164

4.2玻璃态高分子材料的次级转变165

4.3结晶高分子材料的次级转变167

第5节 高分子材料的黏流转变168

5.1黏流转变及分子运动特征168

5.2影响黏流转变温度的因素168

附录 常见高分子材料的玻璃化转变温度169

物理量符号一览表175

思考题及习题176

参考文献177

下篇 材料性能与功能篇181

第5章 高分子材料的高弹性和黏弹性181

第1节 描述力学性能的基本物理量181

1.1形变与应力181

1.2简单剪切形变182

1.3均匀拉伸形变182

1.4体积压缩或膨胀183

第2节 高弹形变的特点及理论分析184

2.1高弹形变的特点184

2.2平衡态高弹形变的热力学分析184

2.3高弹形变的分子理论186

2.4高弹形变的唯象理论190

第3节 线性黏弹性现象及其数学描述192

3.1应力松弛现象，Maxwell模型192

3.2蠕变和蠕变恢复现象，Kelvin模型194

3.3复杂黏弹性模型197

3.4动态力学松弛现象201

第4节 影响黏弹性的主要因素205

4.1影响应力松弛与蠕变的主要因素206

4.2影响动态力学性能的主要因素207

4.3次级转变与低温黏弹性211

第5节 叠加原理及其应用212

5.1时温等效原理212

5.2 Boltzmann叠加原理215

5.3松弛时间谱和推迟时间谱216

物理量符号一览表217

思考题及习题218

参考文献219

第6章 高分子材料的力学强度及破坏221

第1节 高分子材料的应力-应变特性221

1.1应力-应变曲线及其类型221

1.2影响应力-应变行为的外部因素225

1.3关于屈服变形的讨论227

1.4强迫高弹形变与“冷拉伸”229

第2节 高分子材料的破坏和强度232

2.1宏观破坏方式232

2.2关于断裂过程的讨论235

2.3高分子材料的强度239

2.4高分子材料的增强改性243

第3节 聚合物断裂力学249

3.1线弹性断裂力学249

3.2弹塑性断裂理论，J积分251

第4节 高分子材料的抗冲击性能和增韧改性253

4.1抗冲击强度253

4.2影响抗冲击性能的因素255

4.3高分子材料的增韧改性257

物理量符号一览表266

思考题及习题267

参考文献269

第7章 高分子溶液性质及应用271

第1节 高分子材料的溶解和溶胀272

1.1高分子材料溶解过程的特点272

1.2溶剂选择的主要原则272

1.3溶解度参数的实验测量和理论计算275

1.4交联聚合物的平衡溶胀278

第2节 柔性链高分子稀溶液的热力学性质278

2.1理想溶液的热力学性质278

2.2 Flory-Huggins稀溶液理论280

2.3高分子溶液的“理想状态”——θ状态284

2.4 Flory-Krigbaum稀溶液理论简介286

第3节 聚合物平均分子量、分子量分布及测量方法289

3.1平均分子量及分子量分布定义289

3.2膜渗透压法测数均分子量292

3.3光散射法测重均分子量295

3.4黏度法测黏均分子量298

3.5相分离原理及聚合物按分子量的分级301

3.6凝胶渗透色谱法测分子量及分布303

3.7溶胀平衡法测交联聚合物的网链平均分子量306

第4节 关于高分子亚浓溶液的讨论307

4.1稀溶液与浓溶液的分界浓度——接触浓度307

4.2亚浓溶液的渗透压309

4.3关联长度及链滴概念的提出312

第5节 关于高分子浓溶液的讨论314

5.1亚浓溶液和浓溶液的分界浓度——缠结浓度314

5.2分子链串滴模型和“长程缠结”概念315

5.3缠结高分子的模型化——蠕动模型319

第6节 关于高分子共混体系的讨论322

6.1高分子-高分子共混热力学322

6.2关于吸热混合过程中相容性的讨论325

6.3相图与相分离328

物理量符号一览表334

思考题及习题337

参考文献338

第8章 高分子液体的流变性340

第1节 高分子液体的奇异流变性和流动机理340

1.1奇异的流变性质340

1.2高分子黏流态特征及流动机理343

第2节 高分子液体的基本流变性质344

2.1基本物理量与基本流变函数344

2.2假塑性流体的流动规律348

2.3关于“剪切变稀”和熔体弹性的说明351

第3节 关于高分子液体黏弹性的讨论351

3.1影响剪切黏度的主要因素351

3.2高分子液体弹性效应的描述360

第4节 剪切黏度的测量方法364

4.1毛细管型流变仪测量表观剪切黏度364

4.2恒速型双毛细管流变仪简介368

4.3锥-板型转子流变仪简介369

4.4落球式黏度计的测量原理372

第5节 高分子熔体流动不稳定性373

5.1挤出过程中的畸变和熔体破裂行为373

5.2纺丝成型过程中的拉伸共振现象381

物理量符号一览表383

思考题及习题384

参考文献385

第9章 高分子材料的热学性能387

第1节 高分子材料的耐热性387

1.1表征耐热性的物理量388

1.2高分子材料的热降解特性392

1.3影响热稳定性的因素及提高耐热性的方法395

第2节 高分子材料的耐寒性404

2.1表征耐寒性的物理量405

2.2影响橡胶耐寒性的因素及提高耐寒性的措施406

第3节 高分子材料的热传导与热膨胀410

3.1高分子材料的热传导410

3.2高分子材料的热膨胀412

物理量符号一览表413

思考题及习题414

参考文献414

第10章 高分子材料的电学性能和光学性能416

第1节 高分子材料的电学性能416

1.1高分子材料的极化和介电性能416

1.2高分子材料的电绝缘性和静电特性424

1.3高分子材料的导电性能和导电高分子材料427

第2节 高分子材料的光学性能435

2.1共轭有机材料的光致发光现象435

2.2共轭有机材料的电致发光现象440

2.3光伏打效应与有机聚合物太阳能电池451

2.4聚合物的几何光学性能455

物理量符号一览表458

思考题及习题459

参考文献460

附录462

主题词索引462

重要物理常数471

单位换算471