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Chapter 1 引言 1

1.1 概念的诞生 2

1.2 基本定义 3

1.3 聚合物的合成 5

1.4 命名法 5

1.5 平均摩尔质量及分布 9

1.6 大小和形状 11

1.7 构型 13

1.8 玻璃化转变温度Tg及熔点Tm 15

1.9 弹性体、纤维及塑料 17

1.10 成纤聚合物 19

1.11 塑料 19

1.12 热固性聚合物 22

1.13 弹性体 22

习题 26

参考文献 28

参考书目 28

Chapter 2 逐步增长聚合 31

2.1 一般反应 32

2.2 官能团的反应活性 33

2.3 Carothers方程 34

2.4 摩尔质量的控制 36

2.5 Mn的化学计量控制 38

2.6 动力学 40

2.7 线性体系中的摩尔质量分布 41

2.8 平均摩尔质量 42

2.9 逐步增长聚合的表征 42

2.10 典型的逐步增长聚合 42

2.11 成环 43

2.12 非线性逐步增长聚合 44

2.13 统计推导 45

2.14 实验对比 46

2.15 聚氨酯 48

2.16 热固性聚合物 51

习题 54

参考文献 58

参考书目 58

Chapter 3 自由基加成聚合 59

3.1 加成聚合 60

3.2 引发剂的选择 60

3.3 自由基聚合 61

3.4 引发剂 62

3.4.1 引发剂效率 65

3.5 链增长 65

3.6 终止 65

3.7 稳态动力学 66

3.8 高转化率本体聚合 68

3.9 链转移 70

3.9.1 链转移的结果 73

3.10 阻聚剂和缓聚剂 73

3.11 活化能和温度的影响 75

3.12 自由基聚合物热力学 76

3.13 聚合热 79

3.14 聚合过程 79

3.15 自由基聚合的特性 82

3.16 可控自由基聚合 82

3.17 氮氧自由基介导的聚合 84

3.18 原子转移自由基聚合（ATRP） 85

3.19 可逆原子转移自由基聚合 86

3.20 衰减链转移反应（DT） 87

3.21 可逆加成断型链转移（RAFT） 87

3.22 氯乙烯的可控自由基聚合 90

3.23 可控自由基聚合过程动力学 90

3.24 应用于实验的数据 93

习题 95

参考文献 99

参考书目 99

Chapter 4 离子聚合 101

4.1 离子聚合的一般特征 102

4.2 阳离子聚合 103

4.3 经由阳离子链载体的链增长 104

4.4 终止 105

4.5 一般动力学方程 106

4.6 阳离子聚合热力学 106

4.7 由阳离子聚合制备遥爪聚合物 107

4.8 阳离子的开环聚合 108

4.9 稳态的碳阳离子 110

4.10 阴离子聚合 111

4.11 活性聚合物 112

4.12 活性阴离子聚合动力学及摩尔质量分布 113

4.13 金属烷基化合物引发剂 117

4.14 溶剂和平衡离子效应 117

4.15 阴离子开环聚合 117

习题 119

参考文献 121

参考书目 122

Chapter 5 线型共聚物及其他构造 123

5.1 一般特性 124

5.2 组成飘移 125

5.3 共聚合方程 125

5.4 单体竞聚率 126

5.5 竞聚率与共聚物的结构 127

5.6 单体反应活性与链引发 130

5.7 结构效应对单体竞聚率的影响 130

5.7.1 共振效应 130

5.7.2 极性效应 132

5.8 Qe概念 132

5.9 交替共聚物 134

5.10 嵌段共聚物 136

5.10.1 转化反应 138

5.10.1.1 阳离子向可控自由基聚合 140

5.10.1.2 阴离子向可控自由基聚合 141

5.10.1.3 开环易位聚合向原子转移自由基聚合 142

5.10.1.4 逐步增长原子转移自由基聚合 142

5.10.2 偶合反应 143

5.10.3 可控自由基聚合方法的应用 145

5.11 接枝共聚物的合成 148

5.12 无规和粘度共聚物 150

5.13 复杂分子结构 151

5.14 树枝状分子 152

5.14.1 发散性增长 153

5.14.2 收敛性增长 154

5.14.3 树枝状大分子的分子量 155

5.14.4 树枝状分子的性质 156

5.14.5 树枝状分子的应用 157

习题 158

参考文献 159

参考书目 159

Chapter 6 聚合物立体化学 160

6.1 结构 161

6.2 取向 161

6.3 构型 162

6.3.1 单一立构规正聚合物 163

6.3.2 双立构规正聚合物 164

6.3.3 聚醚 164

6.4 几何异物 166

6.5 有规立构聚合物的构象 167

6.6 影响有规立构的因素 169

6.7 均相立体选择性阳离子聚合 171

6.8 均相立体选择性阴离子聚合 172

6.9 均相二烯烃聚合 174

6.10 小结 176

习题 176

参考文献 177

参考书目 177

Chapter 7 金属催化剂引发的聚合反应及其转移反应 178

7.1 利用Ziegler Natta催化剂的聚合 179

7.2 催化剂的特点 180

7.3 活性中心的特点 181

7.4 双金属催化机理 181

7.5 单金属催化机理 182

7.6 有规立构化 184

7.7 开环易位聚合（ROMP） 185

7.8 单环单体 185

7.9 双环和三环单体 187

7.10 共聚烯烃 188

7.11 活性体系 188

7.12 基因转移聚合（GTP） 190

7.13 醇醛基因转移聚合 191

7.14 茂金属催化剂 192

7.14.1 茂金属络合物／铝氧烷催化剂 193

7.14.2 有规立构化 193

7.14.3 阳离子茂金属 196

7.14.4 有规立构化机理 196

7.15 结论 197

习题 198

参考文献 198

参考书目 198

Chapter 8 聚合物溶液 200

8.1 聚合物溶液热力学 201

8.2 小分子的理想混合物 201

8.3 非理想溶液 203

8.4 理论混合熵 203

8.5 混合焓变 207

8.6 混合自由能 208

8.7 理论的局限性 209

8.8 相平衡 210

8.9 Flory Krigbaum理论 212

8.10 θ温度的测定 214

8.11 低临界溶液温度 218

8.12 溶解度和内聚能密度 220

8.13 聚合物-聚合物混合物 223

8.14 相分离动力学 227

习题 228

参考文献 231

参考书目 231

Chapter 9 聚合物表征——摩尔质量 233

9.1 简介 234

9.2 摩尔质量、分子量及国际单位制 234

9.3 数均摩尔质量Mn 234

9.4 端基分析 235

9.5 溶液的依数性 235

9.6 渗透压法 236

9.7 光散射法 239

9.7.1 大粒子的散射 241

9.8 动态光散射 244

9.9 黏度法 245

9.9.1 黏均分子量 247

9.10 凝胶渗透色谱法 248

9.11 基质辅助激光解的电离质谱法 252

习题 253

参考文献 256

参考书目 257

Chapter 10 聚合物表征——链尺寸、结构及形态学 258

10.1 平均链尺寸 259

10.2 自由连接链模型 260

10.3 短程效应 261

10.4 链的刚性 261

10.5 稀溶液数据的处理 262

10.5.1 第二维利系数 262

10.5.2 溶胀因子α 263

10.5.3 Flory Fox理论 264

10.5.4 无扰链尺寸的间接估测 265

10.5.5 规整度对链尺寸的影响 265

10.6 校磁共振（NMR） 266

10.7 红外光谱 268

10.8 热分析 270

10.9 广角及小角散射 271

10.9.1 广角X射线散射 272

10.9.2 小角X射线散射（SAXS） 273

10.9.3 小角中子散射（SANS） 274

10.10 显微技术 277

10.10.1 光学显微镜 278

10.10.2 扫描电子显微镜 279

10.10.3 透射电子显微镜 280

10.10.4 原子力和扫描隧道显微镜 280

习题 282

参考文献 283

参考书目 283

Chapter 11 结晶态和部分有序结构 284

11.1 介绍 285

11.2 结晶机理 285

11.3 温度和增长速率 287

11.4 熔融 288

11.4.1 微晶大小对熔融的影响 288

11.5 热力学参数 288

11.6 聚合物的晶体排列 291

11.6.1 影响结晶度和Tm的因素 291

11.6.1.1 对称性 291

11.6.1.2 分子间键合 292

11.6.1.3 立构规整性 293

11.6.1.4 接枝与摩尔质量 293

11.7 形态与动力学 293

11.8 形态 293

11.8.1 微晶 294

11.8.2 单晶 294

11.8.3 多角晶 295

11.8.4 熔融结晶 295

11.8.5 球晶 297

11.9 结晶动力学 298

11.9.1 等温结晶 299

11.9.2 方程 299

11.9.3 偏离Avrami方程 300

11.10 嵌段共聚物 300

11.11 聚合物液晶的发展历史 302

11.12 液晶相 303

11.13 中间相的识别 306

11.14 溶致性主链液晶聚合物 308

11.15 热致性主链液晶聚合物 310

11.16 支链液晶聚合物 315

11.17 手性向列型液晶聚合物 317

习题 320

参考文献 324

参考书目 324

Chapter 12 玻璃态和玻璃化转变 326

12.1 无定形态 327

12.2 玻璃态 327

12.3 玻璃态松弛过程 327

12.4 玻璃化转变区域 329

12.4.1 玻璃化转变温度，Tg 329

12.4.2 Tg的实验测定 330

12.4.2.1 V-T曲线法则 331

12.4.2.2 量热法 332

12.4.3 影响玻璃化转变温度的因素 333

12.4.3.1 链柔性 334

12.4.3.2 立体位阻效应 334

12.4.3.3 构型的影响 336

12.4.3.4 交联对Tg的影响 336

12.5 理论处理 336

12.5.1 自由体积理论 337

12.5.2 Gibbs-Di Marzio热力学理论 341

12.5.3 Adam-Gibbs理论 342

12.6 分子量对Tg的影响 343

12.7 结构松弛和物理老化 344

习题 345

参考文献 348

参考书目 349

Chapter 13 流变和力学性能 350

13.1 流变学简介 351

13.2 黏弹行为的五个区间 352

13.3 黏性区 353

13.3.1 黏度对剪切的依赖性 355

13.3.2 聚合物链的动力学单元 357

13.3.3 链长的影响 358

13.3.4 黏度对温度的依赖性 359

13.3.5 黏度对浓度的依赖性 359

13.3.6 流体行为的时间依赖性 360

13.4 力学性能 361

13.4.1 模量之间的相互关系 363

13.5 描述黏弹性的力学模型 363

13.6 无定型聚合物的线性黏弹性行为 366

13.6.1 蠕变 369

13.6.2 应力-应变测试 369

13.6.3 温度对应力-应变响应的影响 369

13.6.4 玻耳兹曼叠加原理 371

13.6.5 应力松弛 372

13.7 动态力学和介电热分析 372

13.7.1 动态力学热分析（DMTA） 372

13.7.2 介电热分析（DETA） 375

13.7.3 DMTA和DETA的比较 377

13.8 时温叠加原理 379

13.9 动力黏度 383

13.10 黏弹性的分子理论 384

13.11 蠕动模型 386

习题 388

参考文献 393

参考书目 394

Chapter 14 高弹态 395

14.1 一般介绍 396

14.1.1 天然橡胶 397

14.2 硫化实验 398

14.3 弹性体的性质 398

14.4 类橡胶弹性的热力学方面 399

14.5 非理想弹性体 401

14.6 聚合物构象的分布函数 402

14.7 统计学方法 405

14.7.1 应力-应变实验结果 405

14.7.1.1 简单拉伸 405

14.7.1.2 简单压缩 407

14.7.1.3 纯剪切 407

14.7.1.4 大弹性变形 407

14.8 弹性体网络的溶胀 407

14.9 网络缺陷 408

14.10 弹性体的回弹性 410

习题 412

参考文献 415

参考书目 415

Chapter 15 结构与性能的关系 416

15.1 概论 417

15.2 Tm和Tg的控制 417

15.2.1 链的刚性 418

15.2.2 分子间键合 419

15.3 Tm和Tg的联系 421

15.4 无规共聚物 421

15.5 共聚物组成对Tm和Tg的影响 422

15.6 嵌段共聚物 425

15.7 增塑剂 427

15.8 结晶度和力学响应 428

15.9 在纤维、塑料和弹性体上的应用 430

15.10 纤维 430

15.10.1 化学要求 431

15.10.1.1 线型聚酯 433

15.10.2 纤维的力学性能 434

15.10.2.1 纺丝技术 434

15.10.2.1.1 熔融纺丝 434

15.10.2.1.2 湿法和干法纺丝 434

15.10.2.2 拉伸、取向和结晶度 435

15.10.2.3 模量和链的刚性 436

15.10.2.4 其他因素 436

15.11 芳香族聚酰胺 437

15.12 聚乙烯 439

15.13 弹性体和交联网络 442

15.13.1 交联 443

15.13.2 交联聚合物中的蠕变 443

15.13.3 添加剂 443

15.14 塑料 443

15.14.1 制造瓶用周转箱的塑料 445

15.14.2 医学应用 446

15.15 高温特种聚合物 447

15.16 碳纤维 454

15.17 结论 454

习题 456

参考文献 461

参考书目 462

Chapter 16 聚合物在电子工业中的应用 463

16.1 介绍 464

16.2 聚合物抗蚀剂在工业中的应用 464

16.3 光刻工艺 465

16.4 聚合物抗蚀剂 466

16.4.1 敏感性 467

16.4.2 清晰度 468

16.5 光刻法 468

16.5.1 正性光致抗蚀剂 468

16.5.2 负性光致抗蚀剂 469

16.6 电子束敏感抗蚀剂 472

16.6.1 正性抗蚀剂 472

16.6.2 负性抗蚀剂 473

16.7 X射线和离子敏感抗蚀剂 473

16.8 电活性聚合物 474

16.9 导电机理 475

16.10 导电聚合物的制备 476

16.11 聚乙炔 478

16.12 聚苯撑 481

16.13 杂环聚合物 483

16.13.1 聚吡咯 484

16.13.2 硫化物 484

16.14 聚苯胺 485

16.15 聚苯硫醚 485

16.16 聚（1,6-庚二炔） 485

16.17 应用 485

16.18 光子应用 486

16.19 发光聚合物 486

16.19.1 应用 487

16.20 非线性光学 487

16.21 LB膜 490

16.22 光信息存储 492

16.23 用液晶聚合物进行热记录 495

参考文献 496

参考书目 496