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第1章 高分子链的近程结构1

1.1 高聚物结构的特点和高聚物的性能1

1.1.1 从软物质谈起1

1.1.2 高聚物结构的特点1

1.1.3 高聚物性能的概念6

1.2 高聚物分子内与分子间的相互作用7

1.2.1 化学键7

1.2.2 极性的相互作用10

1.2.3 范德华力和氢键11

1.2.4 内聚能和内聚能密度13

1.3 高分子链的近程结构15

1.3.1 结构单元的化学组成15

1.3.2 端基16

1.3.3 结构单元的键接方式17

1.3.4 结构单元的空间立构19

1.3.5 支化和交联21

1.3.6 结构单元的键接序列24

1.4 测定近程结构的方法28

1.4.1 一般化学法29

1.4.2 裂解色谱法29

1.4.3 红外光谱法30

1.4.4 X射线衍射法30

1.4.5 核磁共振法31

1.4.6 质谱法32

复习思考题32

第2章 高分子链的远程结构34

2.1 分子的内旋转和高分子链的柔性35

2.1.1 小分子的内旋转35

2.1.2 高分子链的柔性38

2.2 高分子链的构象统计42

2.2.1 均方末端距42

2.2.2 实际链的均方末端距50

2.2.3 影响高分子链柔性的各种因素53

2.3 刚性链结构57

复习思考题59

第3章 高分子链的凝聚态结构61

3.1 引言61

3.1.1 气体、液体、固体和气态（相）、液态（相）、固态（相）61

3.1.2 高分子链凝聚态结构的基本问题62

3.1.3 高分子链是如何凝聚的62

3.1.4 高分子链凝聚态结构的内容65

3.1.5 高分子链在晶体中的构象67

3.1.6 高分子凝聚态结构与性能的关系70

3.2 高分子链凝聚态的结构模型70

3.2.1 晶态高聚物的结构模型70

3.2.2 非晶态高聚物的结构模型76

3.2.3 高分子链的缠结78

3.3 高聚物的结晶形态80

3.3.1 从溶液或熔体中结晶81

3.3.2 固态晶相聚合和高聚物的宏观单晶体86

3.3.3 单链单晶92

3.3.4 高聚物超薄膜的结晶99

3.4 高聚物的结晶过程100

3.4.1 结晶过程100

3.4.2 结晶动力学和阿夫拉米方程103

3.4.3 影响高聚物结晶的结构因素和外界因素107

3.4.4 斯特罗伯高聚物晶体生长模型112

3.5 高聚物结晶的研究方法113

3.5.1 高聚物结晶形态的研究方法113

3.5.2 高聚物晶体基本参数的测定114

3.5.3 高聚物结晶过程的研究方法115

3.5.4 高聚物结晶度及其测定116

3.6 高聚物的液晶态119

3.6.1 液晶及其分类119

3.6.2 高聚物液晶122

3.6.3 高聚物液晶的表征124

3.6.4 高聚物液晶的分子结构特征125

3.6.5 高聚物液晶的相行为127

3.6.6 功能性高聚物液晶132

3.6.7 高聚物液晶的应用简介135

3.6.8 我国高分子科学家对高聚物液晶研究的贡献137

3.7 高聚物的取向态139

3.7.1 几个基本概念140

3.7.2 晶态高聚物的拉伸取向145

3.7.3 取向度及其测定方法146

3.7.4 影响高聚物取向的因素150

3.7.5 我国学者在取向态方面的贡献——GOLR态152

复习思考题152

第4章 高聚物的分子运动155

4.1 高聚物分子运动的特点155

4.1.1 运动单元的多重性155

4.1.2 分子运动的时间依赖性157

4.1.3 高聚物分子运动的温度依赖性158

4.2 高聚物特有的链段运动——玻璃化转变159

4.2.1 玻璃化转变的定义159

4.2.2 玻璃化转变的实用意义160

4.2.3 玻璃化转变的学科意义160

4.2.4 玻璃化转变现象160

4.2.5 玻璃化转变的理论162

4.2.6 影响玻璃化温度的结构因素167

4.2.7 改变玻璃化温度的各种手段173

4.2.8 高聚物玻璃化转变的几个特殊情况179

4.3 比链段更小运动单元的运动——玻璃态高聚物的次级转变182

4.3.1 局部松弛模式182

4.3.2 曲柄运动183

4.3.3 杂链高聚物主链中杂链节的运动183

4.3.4 侧基或侧链的运动184

4.3.5 物理老化185

4.4 晶态高聚物的分子运动186

4.4.1 结晶熔融187

4.4.2 一种晶型到另一种晶型的转变187

4.4.3 晶区中小侧基的运动188

4.4.4 晶区缺陷部分的运动189

4.4.5 晶区与非晶区之间相互作用189

4.4.6 晶区中晶粒的摩擦损耗189

4.5 高聚物分子运动的研究方法189

4.5.1 膨胀计法190

4.5.2 差示扫描量热法192

4.5.3 力学松弛法193

4.5.4 介电松弛法205

4.5.5 宽谱线核磁共振法206

复习思考题211

第5章 高聚物的力学性能213

5.1 形变类型、应力、应变和胡克定律213

5.1.1 简单剪切213

5.1.2 本体压缩214

5.1.3 单向拉伸和单向压缩215

5.1.4 弯曲216

5.1.5 胡克定律216

5.2 橡胶的高弹性217

5.2.1 高弹性的特点217

5.2.2 高弹性热力学分析218

5.2.3 高弹性的统计理论221

5.2.4 内能对高弹性的贡献226

5.2.5 交联橡胶应力-应变关系的试验研究227

5.2.6 弹性大形变的唯象理论231

5.3 高聚物的黏弹性234

5.3.1 高聚物黏弹性的力学模型234

5.3.2 麦克斯韦串联模型236

5.3.3 沃伊特-开尔文并联模型241

5.3.4 三元件模型——标准线性固体244

5.3.5 力学模型的广义形式248

5.3.6 松弛时间谱和推迟时间谱250

5.4 高聚物力学性能的温度依赖性253

5.4.1 形变-温度曲线，模量-温度曲线和动态力学温度谱254

5.4.2 时温等当和转换——时温转换原理258

5.4.3 组合曲线（主曲线）260

5.4.4 WLF方程262

5.5 高聚物的塑性和屈服行为265

5.5.1 应力-应变曲线，真应力和真应变266

5.5.2 高聚物屈服过程特征269

5.5.3 屈服的微观解释272

5.5.4 屈服后现象276

5.6 高聚物的断裂和强度280

5.6.1 高聚物的脆性断裂和韧性断裂281

5.6.2 高聚物的理论强度286

5.6.3 应力集中289

5.6.4 格里菲思理论291

5.6.5 断裂的分子动力学理论——茹柯夫理论292

5.6.6 普适断裂力学理论295

5.6.7 玻璃态高聚物的银纹和开裂现象296

5.6.8 高聚物的冲击强度299

复习思考题305

第6章 高聚物的流变性能309

6.1 各种模塑法和高聚物熔体的性能309

6.2 高聚物熔体的非牛顿性310

6.2.1 牛顿流体310

6.2.2 非牛顿流体311

6.2.3 高聚物熔体的流动313

6.3 剪切黏度的测定及其影响因素315

6.3.1 剪切黏度测定方法315

6.3.2 影响高聚物熔体剪切黏度的各种因素319

6.4 高聚物熔体的拉伸黏度328

6.4.1 拉伸黏度328

6.4.2 高聚物熔体拉伸黏度的几个类型329

6.4.3 拉伸黏度的工艺意义330

6.4.4 拉伸黏度的试验测定331

6.5 高聚物熔体的弹性332

6.5.1 弹性剪切模量333

6.5.2 拉伸弹性334

6.5.3 法向应力335

6.5.4 爬杆效应336

6.5.5 无管虹吸效应337

6.5.6 末端压力降337

6.5.7 挤出胀大338

6.5.8 不稳定流动和熔体破裂340

6.6 加工成形工艺中典型流动分析342

6.6.1 挤塑343

6.6.2 吹塑346

6.7 高聚物电磁动态塑化挤出方法346

6.8 高聚物力学性能与制品设计的关系349

复习思考题354

第7章 高聚物的电学性能357

7.1 高聚物电学性能的特点357

7.2 高聚物的介电性能358

7.2.1 介电性能的一般概念358

7.2.2 介电系数和介质损耗360

7.2.3 电学模型与力学模型的类比363

7.3 高聚物的介电性能365

7.3.1 高分子链的偶极矩365

7.3.2 高聚物的介电系数和介质损耗367

7.3.3 影响高聚物介电性能的因素368

7.3.4 高聚物的介电松弛和介电松弛谱371

7.4 高聚物的导电性374

7.4.1 导电高聚物的基本概念375

7.4.2 派尔斯不稳定性376

7.4.3 聚乙炔378

7.4.4 一维导体特有的“孤子”态379

7.4.5 聚乙炔基态的简并性380

7.4.6 反式聚乙炔中的孤子和极化子381

7.4.7 畴壁中的电子状态384

7.4.8 掺杂386

7.4.9 基态非简并的高聚物导体389

7.4.10 二维体系的导电高聚物390

7.4.11 其他导电高聚物391

7.5 电致发光共轭高聚物394

7.6 高聚物的超导性398

7.6.1 超导体中自由电子导电的路线399

7.6.2 超导态和BCS超导理论的基本概念399

7.6.3 超导高聚物的利特尔模型402

7.6.4 聚3-己基噻吩有机高聚物超导体404

7.7 单链高分子的导电性404

7.8 高聚物的其他电学性能408

7.8.1 高聚物的压电极化与热电极化408

7.8.2 高聚物驻极体及热释电412

7.8.3 高聚物的电击穿416

7.8.4 高聚物的静电现象419

复习思考题421

第8章 高聚物的热学、光学和磁学性能423

8.1 高聚物的热稳定性和耐高温高聚物材料423

8.1.1 高聚物结构与耐热性的关系——马克三角形原理424

8.1.2 高聚物的热分解431

8.2 高聚物的热膨胀439

8.2.1 热膨胀的定性解释439

8.2.2 PTS单晶体的负膨胀系数443

8.2.3 非晶态高聚物的热膨胀——取向的影响445

8.2.4 晶态高聚物的热膨胀448

8.3 高聚物的热传导449

8.3.1 固体高聚物的热传导450

8.3.2 高聚物熔体和溶液的热传导453

8.4 阻燃高聚物456

8.5 高聚物的一般光学性能459

8.5.1 折射460

8.5.2 透光度463

8.5.3 光的反射464

8.6 光学塑料465

8.6.1 常见的光学塑料465

8.6.2 新型光学塑料468

8.7 高聚物光纤（塑料光纤POF）469

8.8 高聚物微透镜阵列472

8.9 高聚物的磁学性能473

8.9.1 有机化合物磁学性能的一般概念474

8.9.2 结构型有机高聚物磁体476

复习思考题481

第9章 高聚物的溶液性能483

9.1 高聚物溶液性质的特点483

9.2 高聚物的溶解和溶剂的选择485

9.2.1 影响高聚物溶解的因素485

9.2.2 高聚物溶解的热力学解释486

9.2.3 互溶性判定和溶剂的选择487

9.2.4 溶解的目的和溶液的用途492

9.3 柔性链高聚物的溶液热力学性质492

9.3.1 理想溶液493

9.3.2 高聚物溶液的统计理论——弗洛里-哈金斯似格子模型理论494

9.3.3 稀溶液理论503

9.4 高聚物溶液的相平衡507

9.4.1 渗透压508

9.4.2 Θ溶液510

9.4.3 相分离512

9.4.4 交联橡胶的溶胀514

9.5 共混物相容性的热力学519

9.5.1 共混物519

9.5.2 共混物相容性的热力学519

9.5.3 相容剂523

9.6 高聚物的浓溶液524

9.6.1 高聚物的增塑525

9.6.2 纺丝液526

9.6.3 冻胶和凝胶526

9.7 聚电解质溶液527

9.7.1 聚电解质溶液527

9.7.2 聚电解质溶液的特点528

9.7.3 强聚电解质凝胶在有机溶剂中的体积相变529

9.8 高聚物溶液中的标度概念530

复习思考题535

第10章 高聚物的相对分子质量和相对分子质量分布538

10.1 高聚物相对分子质量的统计意义538

10.1.1 各种平均相对分子质量539

10.1.2 各种平均相对分子质量的关系540

10.2 相对分子质量分布宽度541

10.3 高聚物相对分子质量的测定方法543

10.3.1 高聚物相对分子质量测定方法的一般论述543

10.3.2 膜渗透压法545

10.3.3 光散射法547

10.3.4 黏度法551

10.3.5 弗洛里特性黏数理论556

10.3.6 极稀溶液黏度的测定558

10.3.7 自动黏度计559

10.3.8 质谱法560

10.4 高聚物的相对分子质量分布564

10.4.1 高聚物相对分子质量分布的表示方法565

10.4.2 高聚物相对分子质量分布的测定方法567

10.4.3 分级实验的数据处理568

10.4.4 体积排除色谱570

复习思考题580

附录582

附录Ⅰ 有关高分子物理的教学参考书582

附录Ⅱ 作者公开发表的高分子物理教学研究论文目录592