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1.2　定义2

1.2.1 单体2

目录2

第一部分　聚合物的合成与反应2

第1章 聚合物化学的范围2

1.1　绪论2

1.2.3　聚合物3

1.2.2　二聚体、三聚体及低聚体3

1.2.7　星形聚合物及树枝状聚合物4

1.2.6　交联聚合物4

1.2.4　线形聚合物4

1.2.5　支化聚合物4

1.2.9　梯形聚合物5

1.2.8　带环结构的线形聚合物5

1.2.11　共聚物6

1.2.10　环状基体聚合物6

1.2.15　平均分子量及分子量分布7

1.2.14　遥爪聚合物7

1.2.12　三元共聚物7

1.2.13　接枝共聚物7

1.2.17　热塑体8

1.2.16　聚合物的形态学8

1.2.18　弹性体9

1.3　聚合物的种类10

1.2.22　立构规整度10

1.2.19　增塑剂10

1.2.20　热固性树脂10

1.2.21　聚合物共混体10

1.3.2　加成聚合物11

1.3.1　缩合聚合物11

1.3.4　引发剂13

1.3.3　开环聚合反应13

1.4.3　合成聚合物14

1.4.2　对结构的研究工作14

1.4　聚合物科学发展简史14

1.4.1　大分子假说14

习题16

1.4.4　工程及材料科学16

进一步阅读的建议17

2.1.1 定义18

2.1　绪论18

第2章 缩合聚合及其它逐步聚合反应18

2.1.3　缩聚反应类型20

2.1.2　逐步聚合和链式聚合反应的比较20

2.1.6　交换反应21

2.1.5　高分子量的条件21

2.1.4　缩聚反应机理21

2.2.1　线形聚酯22

2.2　具体的缩合聚合22

2.1.7　环的生成与聚合反应的竞争22

2.2.2　支化及交联聚酯23

2.2.4　聚酸酐24

2.2.3　聚碳酸酯24

2.2.5　聚酰胺25

2.2.7　聚苯并咪唑27

2.2.6　聚酰亚胺27

2.2.10　芳族梯形聚合物28

2.2.9　聚喹噁啉28

2.2.8　聚苯并噁唑及聚苯并噻唑28

2.2.11 苯酚-甲醛树脂、脲-甲醛树脂及蜜胺-甲醛树脂29

2.2.12　聚缩醛30

2.3.3　Diels-Alder加成聚合物31

2.3.2　氧化偶联反应生成聚醚31

2.3　其它逐步聚合31

2.3.1　芳族取代反应生成聚醚31

2.3.5 由亲电芳族取代反应得到的聚合物32

2.3.4　聚氨酯及聚脲32

习题33

参考文献33

进一步阅读的建议34

3.3 自由基聚合的引发剂35

3.2 自由基加成反应35

第3章 自由基聚合35

3.1　加成反应35

3.5　溶剂及体系36

3.4 自由基聚合的单体36

3.6.3　丙烯腈的乳液聚合37

3.6.2 AIBN引发的甲基丙烯酸甲酯本体聚合37

3.6　典型的实验步骤37

3.6.1　苯乙烯的热聚合37

3.7　链式反应38

3.8.1　引发剂的热分解39

3.8 自由基引发剂39

3.8.3　热和光直接引发41

3.8.2　氧化还原反应引发41

3.9 引发剂自由基与单体的反应42

3.8.4 电离辐射引发42

3.11　链转移反应43

3.10 自由基链增长反应43

3.12 自由基链终止反应44

3.13　原子转移自由基聚合45

3.14　在超临界二氧化碳中的聚合46

习题47

参考文献47

进一步阅读的建议48

4.1　有规立构聚合物50

第4章　离子型及配位聚合反应50

4.2.1 阴离子聚合引发剂51

4.2　阴离子型及配位聚合51

4.2.3　典型的实验步骤52

4.2.2　阴离子聚合反应的单体52

4.2.4　阴离子聚合反应的一般机理53

4.2.5　“活的”聚合54

4.2.7　Ziegler-Natta催化剂55

4.2.6　共聚合反应55

4.2.8　π-烯丙基配合物作催化剂59

4.2.10　其它阴离子型催化剂60

4.2.9　金属茂诱导的聚合反应60

4.2.12　开环易位聚合61

4.2.11　CO与乙烯交替共聚催化剂61

4.2.13　无环二烯烃易位聚合反应62

4.3　基团转移聚合63

4.4.3 阳离子聚合反应的实验条件65

4.4.2　阳离子聚合反应单体65

4.4　阳离子聚合65

4.4.1 阳离子聚合反应引发剂65

4.4.4　阳离子聚合反应机理66

4.4.5　经典阳离子聚合的性质67

4.4.7 活性阳离子聚合中可逆的终止反应68

4.4.6　活的碳鎓离子聚合反应68

4.5 由不同途径制备的聚合物的比较69

4.4.8　醛类的阳离子聚合反应69

习题70

参考文献70

进一步阅读的建议71

5.1.1　优点及其用途73

5.1　光化学聚合73

第5章 光聚合、辐射聚合及电聚合73

5.1.3　实验技术：苯乙烯的光敏化聚合反应74

5.1.2　能发生光聚合的单体74

5.1.4　单体直接光解的引发机理75

5.1.5　光敏聚合反应76

5.2.1 一般性质77

5.2　辐射引发聚合77

5.1.6　量子产率77

5.2.2　实验方法78

5.2.4 自由基链引发79

5.2.3　射线的吸收79

5.2.5　离子型链引发81

5.2.6 固相辐射引发的聚合反应82

5.4.1　一般原则85

5.4　电化学引发聚合85

5.3　等离子体聚合85

5.4.2　在电极表面的聚合反应86

习题87

参考文献87

进一步阅读的建议88

第6章　环状有机化合物的聚合90

6.1 不能发生聚合的环状化合物91

6.3.1　三噁烷92

6.3　环醚92

6.2　经典开环聚合的一般机理92

6.3.3　四氢呋喃93

6.3.2　三噻烷及四噻烷93

6.3.5　环氧化物类95

6.3.4 氧杂环丁烷类及氧杂环庚烷类95

6.7　环状碳酸酯类97

6.6　环状酸酐类97

6.4　内酯类97

6.5　乙交酯类及丙交酯类97

6.8　内酰胺类98

6.9　氮杂环丙烷99

6.11 噁唑啉聚合的特殊情况100

6.10 环烯烃类100

6.13 自由基开环聚合101

6.12　无催化共聚反应101

6.14　环化聚合102

习题103

参考文献103

6.15　聚（对苯二亚甲基）103

进一步阅读的建议104

7.1.3　使骨架成为不饱和的反应106

7.1.2　加成反应106

第7章　合成聚合物的反应106

7.1　主链的反应106

7.1.1 对主链反应感兴趣的原因106

7.1.6　氧化反应107

7.1.5　合成聚合物的酶降解107

7.1.4　链的水解断裂107

7.1.7　高温降解反应108

7.2.1 一般的思考110

7.2　侧基的反应110

7.1.8　电子束解聚反应110

7.1.9　主链反应总结110

7.2.2　侧基结构的水解111

7.2.3　聚合物载体上的有机反应112

7.2.4　接枝聚合物的生成114

7.2.6　微光刻与聚合物反应115

7.2.5　交联反应115

7.3.2　表面硝化及磺化116

7.3.1　表面氟化116

7.3　在聚合物表面的反应116

习题118

参考文献118

7.3.3　表面氧化118

7.3.4　其它体系118

7.3.5　表面的表征118

进一步阅读的建议119

8.1.1　聚糖的一般组成121

8.1 聚糖121

第8章　生物聚合物及其反应121

8.1.3　聚糖的生物合成122

8.1.2　特殊的聚糖122

8.1.4　聚糖的反应123

8.2.2　氨基酸125

8.2.1　蛋白质及多肽的一般组成125

8.2　蛋白质及多肽125

8.2.3　不同的蛋白质及其功能126

8.2.4　蛋白质的生物合成128

8.2.5　多肽的实验室合成129

8.2.6　蛋白质的反应131

8.2.7　酶的固定化134

8.3.1　聚核苷酸的一般组成135

8.3　聚核苷酸135

8.3.2　各种核苷酸所起的作用136

8.3.3　聚核苷酸的聚合编码138

8.3.5　聚核苷酸的反应139

8.3.4　聚核苷酸的合成及改性139

8.4　聚酯的生物合成140

习题141

参考文献141

进一步阅读的建议142

9.1 将无机元素引入聚合物的原因144

第9章 聚合物中的无机元素144

9.2　这一领域的范围145

9.3.1 含无机取代基的不饱和单体的聚合反应146

9.3　侧基含无机元素的有机聚合物146

9.5　聚有机硅氧烷147

9.4　在主链上含无机元素的聚合物147

9.3.2　有机聚合物与无机或有机金属试剂的反应147

9.5.2　有机硅氧烷梯形聚合物149

9.5.1　聚有机硅氧烷的性质149

9.6　硅氧烷-亚芳基及硅氧烷-卡硼烷聚合物150

9.8　聚有机硅烷及聚碳硅烷151

9.7　酞菁“串形多晶结构”聚合物151

9.9.1 通过开环聚合反应的合成法153

9.9　膦腈聚合物153

9.9.2　大分子置换步骤155

9.9.3　聚膦腈的缩合合成法157

9.9.4　聚膦腈的结构特性158

9.11　聚硫159

9.10　聚（碳-膦腈、硫-膦腈、亚硫酸-膦腈）159

9.9.5　聚有机膦腈的用途159

9.12　聚氮化硫161

9.13.2 主链上有二茂金属单元的聚合物162

9.13.1 通过经典给体配位基进行骨架结合162

9.13　金属配位在主链上的聚合物162

9.14.1　矿物聚合物及陶瓷163

9.14　矿物聚合物和陶瓷前体聚合物163

9.13.3　其它体系163

9.14.2　溶胶-凝胶法165

9.14.5　作为碳化硅前体的聚硅烷及碳硅烷166

9.14.4　碳纤维166

9.14.3　陶瓷前体聚合物166

9.14.7　氮化硼前体167

9.14.6　作为氮化硅前体的聚硅氮烷167

习题168

参考文献168

9.15　结束语168

进一步阅读的建议169

10.1　单体-聚合物平衡176

第二部分 聚合反应的动力学和热力学第10章　聚合及解聚的平衡176

10.3 “不能聚合的”化合物177

10.2　环-聚合物相互转变的示例177

10.5　热力学效应178

10.4　一般的热力学问题178

10.6 聚合的标准焓、熵及自由能179

10.7　单体-聚合物平衡180

10.8　△H及△S对环-链平衡的影响181

10.9　硫的平衡体系183

10.10　统计意义上的影响因素185

10.11　分子结构的因素186

10.13　骨架的键角187

10.12　骨架的键能187

10.15　侧基的相互作用188

10.14　芳香性及离域作用188

10.16　动力学方面190

习题191

参考文献191

进一步阅读的建议192

11.1　大分子的活性193

第11章 缩合聚合反应动力学193

11.2　缩聚反应的速率195

11.3.1 情况1：不加入酸性催化剂196

11.3　聚酯合成的反应动力学196

11.3.2　情况2：酸催化聚酯反应197

11.4 平均聚合度及平均分子量与时间的关系198

11.5　线形缩聚物的分子量分布199

11.6 非等当量反应物比例对线形缩聚物的作用202

11.7　支化及交联缩聚物203

习题205

参考文献205

进一步阅读的建议208

12.1.1　动力学链长209

12.1　近似性209

第12章 自由基聚合动力学209

12.1.4　稳态近似210

12.1.3 自由基的活性和大小210

12.1.2 自由基加成单体的方向210

12.2　增长链自由基的稳态浓度211

12.3　聚合速率212

12.3.1　聚合速率的实验测量213

12.3.2　聚合反应的理论速率214

12.4　平均聚合度及平均分子量216

12.3.3　平均动力学链长216

12.5　聚合度及分子量的分布217

12.6　链转移219

12.6.1　链转移对平均聚合度的影响220

12.7　聚合度对温度的依存性222

12.6.3　链转移对？及？分布影响的例子222

12.6.2　链转移对聚合度分布的影响222

12.8　绝对增长及终止速率常数223

12.9.1　共聚合组成方程：反应竞聚率224

12.9　共聚合224

12.9.3　单体在共聚合中的活性226

12.9.2　反应竞聚率的实验测定226

12.9.4　单体在共聚物中的分布227

习题229

参考文献229

进一步阅读的建议231

13.2.1　引发剂定量且瞬间离解：活性聚合物233

13.2　阴离子聚合233

第13章　离子型聚合动力学233

13.1 离子型聚合动力学与自由基聚合动力学的区别233

13.2.3　引发剂的不完全离解237

13.2.2　增长速率常数237

13.2.4　阴离子共聚合238

13.3.1 聚合速率239

13.3　阳离子聚合239

13.3.2　聚合度240

13.3.3　温度的效应241

13.3.5　阳离子共聚合242

13.3.4　增长速率常数242

习题243

参考文献243

进一步阅读的建议244

14.1 绪论248

第14章　绝对分子量的测定248

第三部分 聚合物的物理表征248

14.2.1　定性方面249

14.2　聚合物的溶解性249

14.2.2 内聚能密度和溶度参数251

14.3.2　依数性和数均分子量253

14.3.1 端基分析253

14.3　端基分析、依数性和数均分子量253

14.4.1 理论254

14.4 渗透压法测定绝对分子量254

14.4.2　实用渗透压法257

14.4.3 渗透压法测定分子量的准确度258

14.5.1　光散射强度：瑞利比259

14.5 光散射测定绝对分子量和分子尺寸259

14.4.4 半透膜259

14.5.2　浊度260

14.5.3 浊度和聚合物溶液的分子量261

14.5.4　重均分子量262

14.5.5 聚合物尺寸和不对称散射校正263

14.5.6　实验装置和技术265

14.5.7　光散射测定分子量的精度268

14.7.1　方法原理269

14.7　超速离心法测定绝对分子量269

14.6　质谱法269

14.7.2　分子量275

习题276

参考文献276

进一步阅读的建议280

15.2.1　溶液黏度和分子尺寸281

15.2　溶液黏度281

第15章 分子量和分子量分布测定的相对方法281

15.1　绪论281

15.2.2　黏度测定282

15.2.3　溶液黏度术语的定义284

15.2.4　特性黏数和分子量285

15.2.5　特性黏数得到分子尺寸288

15.2.6　特性黏数测定精度289

15.3　气相渗透压法290

15.4.2　直观计算292

15.4.1　重要性292

15.4　分子量分布292

15.4.3　表示法293

15.4.4　从沉淀分级得到的分布294

15.5.1　基本原理295

15.5　凝胶渗透色谱295

15.4.5　从梯度淋洗得到的分布295

15.5.2　设备296

15.5.3　凝胶渗透色谱中的问题297

15.5.4　凝胶渗透色谱的普适校正298

习题301

参考文献301

进一步阅读的建议303

16.2　理想溶液的定义305

16.1　绪论305

第16章 聚合物溶液热力学和无扰链305

16.3.1 小分子溶质／小分子溶剂体系306

16.3　溶剂和溶质的混合熵306

16.3.2 聚合物溶质／小分子溶剂体系307

16.4　溶剂和聚合物溶质的混合焓310

16.6　溶剂的化学势和活度311

16.5 聚合物溶质和溶剂的混合自由能311

16.7　聚合物溶液的渗透压312

16.8　Flory-Huggins理论的一些其它应用313

16.9　理论的局限性315

16.10　稀溶液及排斥体积效应条件下的无扰链316

习题318

参考文献318

16.11更精细的理论318

进一步阅读的建议320

17.2　黏弹态的特性322

17.1　聚合物的形态变化322

第17章　形态学、玻璃化转变和聚合物结晶322

17.2.2　玻璃态323

17.2.1　术语323

17.2.3　橡胶态324

17.2.6　一些唯象学模型325

17.2.5　液态325

17.2.4　柔顺性的非弹态325

17.2.7　特种黏弹性材料327

17.3　转变的热力学328

17.2.8　两相体系328

17.4　玻璃化转变温度330

17.5.2　扭转刚性法331

17.5.1　“缺口”技术331

17.5　玻璃化转变温度的测定331

17.5.4　膨胀计332

17.5.3　宽线核磁共振332

17.6　微晶性334

17.5.5 差热分析和差示扫描量热法334

17.7　结晶性对物理性能的影响335

17.8　结晶度的提高336

17.9　结晶动力学337

17.10　结晶的检测与测量339

17.11　聚合物单晶340

参考文献341

17.12　其它技术341

进一步阅读的建议342

习题342

18.1　构象分析的任务345

第18章　聚合物构象分析345

18.3　聚合物的小分子模型346

18.2　聚合物的构象346

18.3.2　定量研究347

18.3.1 定性研究347

18.4.2　构象命名法350

18.4.1　短链的概念350

18.4　聚合物的短链模型350

18.4.3　硬球模型的应用351

18.4.4　分子间势能的应用352

18.4.5　较长链的模型354

18.5　与统计线团概念的关系355

18.7.1　旋转同分异构态模型357

18.7　统计矩阵法357

18.6　Boltzmann分布的影响357

18.8.1　构象和结晶性358

18.8　构象分析的应用358

18.7.2　统计权重矩阵358

18.8.2　链的柔顺性359

18.8.4 与玻璃化转变温度的关系360

18.8.3　非常不柔顺的分子链360

18.8.5　弹性测定361

18.8.6　用于表征链构象的某些其它性质362

18.9　多肽和蛋白质363

习题364

参考文献364

18.10　分子图形学364

进一步阅读的建议365

19.3.1　样品制备368

19.3　实验方法368

第19章　衍射、散射和光谱法测定聚合物结构368

19.1　绪论368

19.2　X射线衍射法368

19.3.2 X射线的产生369

19.3.3 X射线照相机和衍射仪370

19.3.5 晶体取向度的测定371

19.3.4 结晶度的测定371

19.4.2　微晶聚合物的X射线照片的解释372

19.4.1　不同的方法372

19.4　分子结构及构象的测定372

19.4.5　结构因素分析374

19.4.4 对反射强度数据的初步分析374

19.4.3　结构的初步探索374

19.4.6　螺旋构象的衍射375

19.4.7 可见光衍射378

19.5.2　结构的应用379

19.5.1　概述379

19.5　散射379

19.6　光谱学380

19.5.3　动态性能380

习题381

参考文献381

进一步阅读的建议382

20.2.1　溶液浇注388

20.2　薄膜的制备388

第四部分　聚合物的加工和测试388

第20章　聚合物的加工388

20.1　绪论388

20.2.2　热压成膜390

20.2.4　压延成膜391

20.2.3　吹塑成膜391

20.3.1　溶液纺丝392

20.3　纤维392

20.3.2　熔融纺丝394

20.4.1　增强的分子机理395

20.4　链取向和增强395

20.3.3　纤维取向和后处理395

20.4.4　其它例子396

20.4.3　纤维396

20.4.2　薄膜396

20.5.1 浇注397

20.5　成型物的加工397

20.5.4　吹塑398

20.5.3　注射模塑398

20.5.2　加压模塑398

20.5.7　袋模塑法399

20.5.6　旋转注塑399

20.5.5　热融成型和热压成型399

20.5.9　挤出膨胀400

20.5.8　管材加工400

20.6　膨胀的聚合物401

20.7　增强聚合物402

20.9.3　挤出涂层403

20.9.2　压延涂层403

20.8　弹性体技术403

20.9　表面涂层403

20.9.1　浸渍403

习题404

参考文献404

20.9.4　静电涂层404

20.9.5　刮涂404

20.9.6　辊涂404

20.9.7　流化床涂层和粉料模塑404

20.9.8　辐射固化涂层404

进一步阅读的建议405

21.2　基础理化测试406

21.1　绪论406

第21章　聚合物的测试406

21.3.1　应力-应变曲线407

21.3 学测试407

21.3.4　硬度及耐磨损性409

21.3.3　弯曲强度409

21.3.2 冲击性能409

21.4　橡胶类弹性410

21.4.3　弹性体研究的实验详情411

21.4.2　弹性体的典型应用411

21.4.1　网络结构的制备411

21.4.4 弹性体的典型应力-应变行为412

21.4.6　高度形变的网络结构413

21.4.5　网络结构的控制413

21.4.7　其它类型的形变414

21.4.9　填料增强的弹性体415

21.4.8　溶胀和凝胶415

21.4.11 目前问题及未来趋势416

21.4.10　弹性体改性陶瓷416

21.5.4　热分解417

21.5.3　易燃性417

21.5　热性质417

21.5.1　热膨胀417

21.5.2　力学性能变化417

21.7　环境稳定性418

21.6.3　介电常数和功率因子418

21.6 电学测试418

21.6.1 电阻率418

21.6.2　介电强度和耐电弧性418

习题419

21.8.2　湿气和气体的渗透性419

21.7.1　老化测试419

21.7.2　耐溶剂性419

21.8　其它性质419

21.8.1　光学性质419

进一步阅读的建议420

22.2　大分子骨架的影响424

22.1　绪论424

第五部分 分子结构、性质和应用424

第22章 大分子结构与性质的关系424

22.2.5　醚类的C—O键425

22.2.4　芳香梯形结构425

22.2.1 脂肪族C—C键425

22.2.2　脂肪族C＝C双键425

22.2.3　芳环为骨架的结构单元425

22.2.9　酰胺键426

22.2.8　Schiff碱键426

22.2.6 聚酯中的C—O键426

22.2.7　酐键426

22.2.12　磷氮双键427

22.2.11　硅氧键427

22.2.10　氨酯键427

22.3.1　氢作为侧基428

22.3　不同侧基的影响428

22.2.13　S—S键、S—C键和S—N键428

22.3.4　介晶侧基429

22.3.3　芳基侧链429

22.3.2　烷基作为侧基429

22.3.5　氟侧链430

22.3.7　氰基侧链431

22.3.6　氯431

22.3.10　烷基醚侧基432

22.3.9　酰胺侧基432

22.3.8　羟基432

22.3.13 吡啶或其它的氨基类侧基433

22.3.12　羧基侧基433

22.3.11　酯侧基433

22.5.2　分子间引力434

22.5.1　平衡柔性与动态柔性434

22.4 与表面性质的关系434

22.5　结构对固态性质的影响434

22.5.3　实例说明435

22.5.4　弹性蛋白的情况436

22.5.5　无规和嵌段共聚物437

22.6　科学家如何设计新的聚合物和聚合物材料438

22.5.6　接枝和交联438

习题439

进一步阅读的建议440

23.1　绪论441

第23章 电活性和光电聚合物441

23.2.2　用作固体电解质的宿主聚合物442

23.2.1　现象442

23.2 固态聚合物的离子导电性质442

23.2.3　聚环氧乙烷443

23.2.5　质子导体444

23.2.4 固体聚合物电解质的应用444

23.4.2　能带理论445

23.4.1　一般性描述和目的445

23.3　具有导电微区的热解聚合物和复合聚合物445

23.4　导电聚合物445

23.4.3　绝缘体446

23.4.5　金属447

23.4.4　半导体447

23.4.7　聚硫氮［（SN）x］448

23.4.6　半金属448

23.4.8　聚乙炔449

23.4.9 亚苯基聚合物451

23.4.10　聚苯胺453

23.4.11 基于聚合物导体的集成电路454

23.5.1　不同光学性质455

23.5　光学和光电器件455

23.5.2　“线性”光学材料456

23.5.3　具有可控透明度的聚合物457

23.5.5　光伏电池458

23.5.4　非线性光学聚合物458

23.6 评论459

23.5.6 电致发光聚合物459

进一步阅读的建议460

习题460

24.2.1 一般原理463

24.2　生物稳定材料463

第24章 合成聚合物在生物医药方面的应用463

24.1 聚合物在生物医药领域的应用463

24.2.2 聚合物在活体中的稳定性464

24.3.2　人工心脏465

24.3.1 心脏瓣膜和人造血管465

24.3　心血管方面的应用465

24.5　骨、关节和牙齿467

24.4　组织黏合剂和人造皮肤467

24.7　人工肾和血液透析材料468

24.6　接触镜片和眼内透镜468

24.11　组织工程聚合物469

24.10　外科用手术缝合线469

24.8　氧输送膜469

24.9 可生物降解聚合物469

24.12.1　扩散控制膜或基质470

24.12　药物控制释放470

24.12.3　水溶性聚合物键合药物471

24.12.2　固态生物可降解基质471

习题472

参考文献472

24.13　聚合物血液代用品472

进一步阅读的建议473

附录一 聚合物命名法476

附录二 某些聚合物的性质和应用479