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第1章 高分子链的结构 1

1.1 引言 1

1.1.1 高分子结构的特点 1

1.1.2 高分子结构的研究内容 2

1.2 高分子链一级结构 2

1.2.1 重复单元的化学组成 2

1.2.2 键接结构 4

1.2.3 高分子链的构型 4

1.2.4 支化与交联 7

1.2.5 共聚物的结构 8

1.2.6 具有“天然”规整性的高分子 9

1.3 高分子链二级结构 10

1.3.1 高分子的相对分子质量 10

1.3.2 高分子链的内旋转和构象 12

1.3.3 高分子链的柔性 14

1.3.4 结构对高分子链柔性的影响 15

1.4 高分子链尺寸 16

1.4.1 均方末端距的几何计算法 17

1.4.2 均方末端距的统计计算法 20

1.4.3 等效自由连接链 24

1.4.4 表征链柔性 25

1.4.5 高分子链的均方回转半径 26

1.4.6 蠕虫状链 27

第2章 高分子的凝聚态结构 31

2.1 高分子中分子间的相互作用 31

2.1.1 范德华力与氢键作用 31

2.1.2 内聚能密度 32

2.2 非晶态 32

2.2.1 非晶态的特征 32

2.2.2 高分子的链缠结与解缠结 33

2.3 结晶态 33

2.3.1 单晶 33

2.3.2 球晶 34

2.3.3 高分子晶体的构象 35

2.4 结晶高分子的结构模型 37

2.4.1 缨状微束模型 37

2.4.2 松散折叠链模型 37

2.4.3 插线板模型 38

2.5 高分子结晶 38

2.5.1 化学结构与结晶 38

2.5.2 高分子结构与结晶能力 39

2.5.3 结晶动力学 39

2.6 结晶度测定 43

2.6.1 密度测定 43

2.6.2 X射线衍射 43

2.6.3 差示扫描量热法 44

2.7 结晶度与物理性能 45

2.7.1 力学性能 45

2.7.2 密度与光学性能 45

2.7.3 热性能 45

2.7.4 加工过程-结构-结晶性能 45

2.7.5 相对分子质量与结晶度 45

2.8 结晶热力学 46

2.8.1 熔融与熔融温度 46

2.8.2 测定熔融温度的技术 47

2.8.3 结晶温度与熔融温度 47

2.8.4 晶片厚度与熔融温度 48

2.8.5 拉伸取向与熔融温度 48

2.8.6 结构与熔融温度 48

2.8.7 共聚物的熔融温度 50

2.8.8 杂质对熔融温度的影响 51

2.9 高分子取向 52

2.9.1 取向的概念 52

2.9.2 取向的机理 52

2.9.3 取向指数与测定方法 53

2.10 液晶高分子 53

2.10.1 液晶态概念 54

2.10.2 液晶相结构 54

2.10.3 液晶性质 56

2.10.4 高分子液晶 57

第3章 高分子的溶液性质 61

3.1 高分子溶解性 61

3.1.1 高分子的溶解过程及特点 61

3.1.2 溶解过程的热力学分析 62

3.1.3 溶剂选择原则 64

3.2 高分子溶液的热力学性质 65

3.2.1 Flory-Huggins稀溶液理论 66

3.2.2 高分子溶液的理想状态 70

3.2.3 Flory-Krigbaum稀溶液理论 71

3.3 高分子的亚浓溶液 73

3.3.1 临界胶束浓度 73

3.3.2 亚浓溶液的渗透压 74

3.3.3 亚浓溶液中高分子链尺寸 75

3.4 高分子的浓溶液 77

3.4.1 高分子的增塑 77

3.4.2 高分子的溶液纺丝 78

3.4.3 高分子冻胶与凝胶 79

3.5 高分子电解质溶液 80

3.5.1 基本概念 80

3.5.2 高分子电解质的黏度 82

3.5.3 高分子电解质溶液的渗透压 82

3.6 高分子溶液的相平衡 82

3.7 高分子共混 84

3.7.1 高分子共混热力学 84

3.7.2 高分子共混体系相分离机理 85

3.8 高分子溶液的流体力学性质 88

3.8.1 高分子在溶液中的扩散 88

3.8.2 高分子在溶液中的黏性流动 89

第4章 高聚物的相对分子质量及相对分子质量分布 93

4.1 高聚物相对分子质量的统计意义 93

4.1.1 平均相对分子质量 93

4.1.2 相对分子质量分布函数 94

4.1.3 相对分子质量的分散性 95

4.2 相对分子质量分布的表示方法 95

4.3 相对分子质量和相对分子质量分布的测定方法 96

4.3.1 端基分析法 97

4.3.2 沸点升高法和凝固点降低法 97

4.3.3 渗透压法 98

4.3.4 蒸气压渗透法 99

4.3.5 光散射法 100

4.3.6 飞行时间质谱法 101

4.3.7 黏度法 102

4.3.8 凝胶渗透色谱法 103

第5章 高聚物的分子运动 107

5.1 高聚物分子热运动 107

5.1.1 运动单元的多重性 107

5.1.2 高聚物分子热运动是松弛过程 107

5.1.3 高聚物分子热运动与温度的关系 108

5.2 高聚物玻璃化转变 109

5.2.1 玻璃化转变现象和玻璃化转变温度的测量 109

5.2.2 玻璃化转变理论 110

5.2.3 影响玻璃化转变温度的因素 113

5.2.4 玻璃化转变的多维性 116

5.2.5 次级松弛过程 117

5.3 高聚物黏性流动 117

5.3.1 高聚物黏性流动的特点 117

5.3.2 影响黏流温度的因素 121

5.3.3 聚合物的流动性表征 122

5.3.4 剪切黏度的测量方法 124

5.3.5 高分子熔体的流动曲线 126

5.3.6 影响高分子熔体黏度和流动的因素 127

5.3.7 高聚物流动的几种特殊现象 131

第6章 高聚物的力学性能 135

6.1 高聚物力学测量 135

6.1.1 简单拉伸 136

6.1.2 均匀压缩 136

6.1.3 简单剪切 137

6.1.4 机械强度 137

6.2 高聚物拉伸行为 139

6.2.1 玻璃态高聚物的拉伸 140

6.2.2 玻璃态高聚物的强迫高弹形变 141

6.2.3 晶态高聚物的拉伸 142

6.2.4 硬弹高聚物的拉伸 142

6.2.5 应变诱发塑料-橡胶转变 143

6.2.6 高聚物的屈服 143

6.2.7 高聚物的破坏和理论强度 146

6.2.8 影响高聚物机械强度的因素 147

6.3 高弹态聚合物力学性质 150

6.3.1 橡胶的使用温度 150

6.3.2 橡胶弹性的热力学分析 152

6.4 高聚物力学松弛-黏弹性 154

6.4.1 高聚物的力学松弛现象 154

6.4.2 黏弹性的力学模型 162

6.4.3 黏弹性与时间、温度的关系 167

6.4.4 动态黏弹性的表征方法 168

第7章 高聚物的电学性能 170

7.1 高聚物的介电性能 170

7.1.1 分子极化 170

7.1.2 高聚物的介电常数 172

7.2 高聚物的介电损耗和介电松弛 174

7.2.1 介电损耗产生原因及其表征 174

7.2.2 影响介电损耗的因素 175

7.2.3 高聚物介电松弛谱 177

7.3 高聚物的导电性能 179

7.3.1 导电性的表征 179

7.3.2 高聚物的导电特点 180

7.3.3 高聚物导电性与分子结构的关系 181

7.3.4 影响高聚物导电性的其他因素 182

7.4 高聚物的介电击穿 183

7.4.1 介电击穿与介电强度 183

7.4.2 高聚物介电击穿的机理 183

7.5 高聚物的静电现象 184

7.5.1 静电现象及起电机理 184

7.5.2 静电的危害和防止 185

第8章 聚合物的表征方法 188

8.1 波谱分析 188

8.1.1 红外光谱 188

8.1.2 拉曼光谱 190

8.1.3 紫外光谱 193

8.1.4 核磁共振波谱 194

8.1.5 X射线分析 196

8.2 热分析 199

8.2.1 差示扫描量热分析 199

8.2.2 热重分析 200

8.3 显微分析 200

8.3.1 偏光显微镜 200

8.3.2 电子显微镜 201

8.4 力学性能分析 206

8.4.1 聚合物的拉伸性能及表征方法 206

8.4.2 聚合物的冲击性能及表征方法 207

8.4.3 聚合物的动态力学性能及表征方法 207

参考文献 209