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概述 1

参考文献 3

第1章 晶态聚合物定义和特征 5

1.1 晶态聚合物定义 5

1.2 晶态聚合物熔融热力学 5

1.2.1 聚合物晶体的熔融与熔点 5

1.2.2 影响熔点的因素 7

1.2.3 共聚物的熔点 13

1.3 晶态聚合物的特征 14

1.3.1 晶胞由链段构成 14

1.3.2 结晶区由微晶组成 16

1.3.3 折叠链 16

1.3.4 聚合物晶体的晶胞结构重复单元 16

1.3.5 结晶不完善 16

1.3.6 结构的复杂性及多重性 16

1.3.7 聚合物晶体的空间群 17

参考文献 17

第2章 晶体结构测定 18

2.1 引言 18

2.2 X射线相干散射的基本理论概念 20

2.2.1 单电子相干散射公式 20

2.2.2 X射线被一个电子密度分布体所散射的基本公式 20

2.2.3 Ewald球及衍射图 22

2.2.4 电子密度分布与衍射图的傅里叶变换关系 23

2.2.5 一个原子对X射线的散射 24

2.3 几何晶体学基础 25

2.3.1 晶体的宏观对称性和点群 25

2.3.2 晶体的七个晶系 27

2.3.3 晶体的空间点阵、空间群 29

2.4 晶体对X射线的散射 35

2.4.1 布拉格方程 35

2.4.2 倒易点阵 37

2.4.3 结构因子 41

2.4.4 结构因子在复数平面上的表示及其矢量表达式 41

2.4.5 结构因子的电子密度函数表达式 43

2.4.6 中心对称晶体的结构因子 44

2.4.7 Friedel定律 44

2.4.8 结构因子和衍射强度 45

2.4.9 系统消光和微观对称元素 46

2.5 晶体结构解析 48

2.5.1 帕特森法 49

2.5.2 直接法 50

2.5.3 电子密度函数法 53

2.5.4 最小二乘方法结构精修 55

2.5.5 晶体结构的表达 56

2.6 多晶法测定聚合物晶体结构 59

2.6.1 概述 59

2.6.2 聚合物晶体衍射特点 59

2.6.3 聚合物晶体结构测定原理 60

参考文献 71

第3章 晶态聚合物的红外光谱分析 72

3.1 晶型结构的确定 73

3.2 结晶度分析 74

3.2.1 聚乙烯 75

3.2.2 间规聚苯乙烯 76

3.2.3 聚己内酯 76

3.2.4 纤维素 77

3.3 晶体的熔融过程 77

3.3.1 等规聚丙烯 77

3.3.2 聚噻吩 78

3.4 结晶动力学 81

3.4.1 聚对苯二甲酸丙二醇酯 82

3.4.2 双酚A癸烷共聚醚 83

3.4.3 多嵌段聚氨酯 84

3.5 聚合物晶体的相转变 86

3.5.1 烷基化聚乙烯亚胺侧链 87

3.5.2 聚甲醛晶体 88

3.5.3 间规聚苯乙烯晶体 88

3.6 晶体的取向 90

3.7 显微红外分析 92

3.7.1 显微红外成像 93

3.7.2 间规聚苯乙烯纳米棒 95

3.7.3 等规聚苯乙烯／聚苯醚纳米棒 97

参考文献 99

第4章 晶态聚合物的核磁共振研究 102

4.1 晶态聚合物核磁共振技术和分析方法 102

4.1.1 晶态聚合物核磁共振特征 102

4.1.2 固态聚合物核磁共振分析方法 102

4.2 聚合物晶区结构分析 106

4.2.1 聚烯烃 106

4.2.2 聚乳酸 110

4.3 晶态结构与分子运动 114

4.3.1 聚酰胺 114

4.3.2 聚醚 119

4.4 晶态聚合物分子结构表征 124

4.4.1 纤维素 124

4.4.2 淀粉 130

参考文献 134

第5章 热分析研究聚合物的结晶和结构 137

5.1 热分析简介 137

5.1.1 热分析定义及发展历程 137

5.1.2 热重分析法 138

5.1.3 差示扫描量热法 139

5.1.4 热机械分析法 143

5.1.5 动态热机械分析法 144

5.2 聚合物结晶和结构的差示扫描量热法研究 146

5.2.1 实验的设计原则 146

5.2.2 聚合物的玻璃化、结晶和熔融过程研究 147

5.2.3 热固性聚合物样品研究 156

5.2.4 嵌段共聚物、不相容共混物的成核与结晶特性研究 157

5.3 聚合物结晶和结构的动态热机械法研究 161

5.3.1 实验的设计原则 161

5.3.2 聚合物的玻璃化、结晶与熔融研究 164

参考文献 165

第6章 晶态聚合物结构形态 166

6.1 高分子链的构造和基本堆砌 166

6.1.1 高分子链的构造 166

6.1.2 高分子链的基本堆砌 174

6.2 晶态聚合物结构物理图像 180

6.2.1 缨状胶束模型 180

6.2.2 高分子单晶 181

6.2.3 折叠链模型 184

6.2.4 凝固模型 187

6.2.5 Hosemann次晶结构模型 187

6.2.6 高分子中间相结构——晶态高分子三相模型 188

参考文献 196

第7章 高分子球晶 198

7.1 球晶的结构特点和种类 198

7.1.1 一般球晶的结构特点 198

7.1.2 常见聚合物球晶的种类 199

7.2 球晶的生长过程和形成机理 200

7.2.1 球晶的生长过程 200

7.2.2 黑十字消光的形成 203

7.2.3 环状消光的光学原理 205

7.2.4 光率体的取向与球晶光性 205

7.3 环带球晶及其形成机理 207

7.3.1 环带球晶的发现 207

7.3.2 可以形成环带球晶的聚合物 207

7.3.3 环带球晶的形成机理 208

7.4 异常光性球晶 211

7.4.1 两瓣形放射状球晶 211

7.4.2 不对称四瓣形放射状球晶 212

7.4.3 六瓣形放射状球晶 212

7.4.4 带正环的负球晶 212

7.4.5 彩色球晶 213

7.4.6 异常光性球晶结构单元的半径不等效性 213

7.5 一些常见聚合物的球晶形态 216

7.5.1 均聚物 216

7.5.2 共混聚合物 224

7.5.3 嵌段共聚物 227

7.5.4 高分子薄膜和超薄膜 227

参考文献 232

第8章 聚合物的异构现象 235

8.1 偏振光的产生和应用 235

8.1.1 偏振光的产生 235

8.1.2 旋光度和比旋光度 235

8.2 聚合物异构现象 236

8.2.1 聚合物构造异构（或同分异构） 237

8.2.2 聚合物的立体异构 238

参考文献 260

第9章 聚合物结晶动力学 262

9.1 引言 262

9.2 聚合物结晶的成核 263

9.2.1 成核的分类 263

9.2.2 成核热力学 264

9.2.3 成核速率 265

9.2.4 成核动力学 266

9.3 聚合物晶体的L-H成核生长理论 268

9.4 聚合物结晶动力学的理论基础 270

9.4.1 Avrami理论 271

9.4.2 Evans理论 271

9.4.3 Mandelkern理论 272

9.5 聚合物等温结晶动力学方程 272

9.6 聚合物等温结晶动力学实验数据 273

9.7 聚合物等温结晶动力学方程的改进 275

9.7.1 考虑结晶后期球晶的相互挤撞 275

9.7.2 考虑晶体生长过程中晶核体积的影响 276

9.7.3 考虑晶体生长过程中线生长速率的变化 276

9.7.4 两步结晶模型 276

9.8 聚合物非等温结晶动力学方程 277

9.8.1 经典Ozawa法 278

9.8.2 Jeziorny法 278

9.8.3 一种新的方法 279

9.8.4 微分方程法 283

参考文献 284

第10章 外场性质对高分子结晶形成和结构的影响 286

10.1 重力场对高分子的结晶与结构的影响 286

10.1.1 重力场在高分子材料研究中的应用 286

10.1.2 微重力下高分子的合成、结晶与结构 287

10.1.3 高真空静电减重力下高分子的结晶与结构 289

10.2 应力、热、溶剂诱导下高分子的结晶与结构 295

10.2.1 应力、热、溶剂诱导结晶对聚芳醚酮类高分子结构的影响 295

10.2.2 应力和热诱导结晶对尼龙11结构的影响 303

10.2.3 晶态高分子的应力-形变机理 308

10.3 电场对高分子的合成、结晶与结构的影响 309

10.3.1 电场对高分子的合成和结构的影响 310

10.3.2 电场对高分子的结晶和结构的影响 310

10.4 压力场对高分子的结晶与结构的影响 312

10.4.1 压力场对聚乙烯的结晶与结构的影响 312

10.4.2 压力场对烷基取代聚噻吩的结晶与结构的影响 314

10.4.3 压力场对其他高分子的结晶与结构的影响 316

10.5 剪切场对高分子的结晶与结构的影响 319

10.5.1 剪切场对聚丙烯的结晶与结构的影响 319

10.5.2 剪切场对其他高分子的结晶与结构的影响 323

参考文献 326

第11章 高分子结晶理论和模拟研究 328

11.1 高分子结晶特征 328

11.2 成核理论 329

11.2.1 经典成核理论 330

11.2.2 “超越”经典成核理论 334

11.2.3 成核理论概述 336

11.3 高分子结晶经典理论 336

11.3.1 经典成核动力学结晶理论 337

11.3.2 非成核动力学结晶理论——粗糙表面生长理论（SG理论） 340

11.3.3 高分子经典理论问题和挑战 341

11.4 高分子结晶理论新进展 341

11.4.1 旋节线相分离诱导成核理论 342

11.4.2 中介相多步生长理论 343

11.5 高分子总结晶动力学 346

11.5.1 等温结晶过程的Avrami方程处理 347

11.5.2 非等温结晶动力学 347

11.5.3 总结晶速率及其复杂性 349

11.6 高分子结晶的计算机模拟研究 350

11.6.1 高分子结晶的主要模拟方法 351

11.6.2 高分子结晶模拟研究进展 354

11.7 高分子结晶理论模拟研究展望 358

参考文献 359

第12章 受限体系中的聚合物结晶 362

12.1 聚合物受限体系的构筑 363

12.1.1 嵌段共聚物模板 363

12.1.2 多孔模板 364

12.1.3 电纺丝纳米线 366

12.1.4 纳米球 366

12.2 一维受限结晶 367

12.2.1 嵌段共聚物体系 367

12.2.2 聚合物薄膜 368

12.3 二维受限结晶 372

12.3.1 嵌段共聚物体系 372

12.3.2 径迹蚀刻模板 373

12.3.3 AAO模板 374

12.3.4 纳米压印模板 380

12.3.5 电纺丝体系 381

12.3.6 其他受限方式 382

12.4 三维受限结晶 383

12.4.1 嵌段共聚物体系 383

12.4.2 去润湿的微米液滴 383

12.4.3 微乳液法制备纳米液滴 384

12.4.4 无机杂化体系 384

12.5 结语 385

参考文献 385

第13章 聚乳酸结晶和结构 388

13.1 乳酸的来源和结构 388

13.1.1 乳酸的来源 388

13.1.2 乳酸的结构 389

13.2 聚乳酸的合成和分子链结构 389

13.2.1 聚乳酸的合成 389

13.2.2 聚乳酸的分子链结构 391

13.3 聚乳酸的结晶和结构 391

13.3.1 聚乳酸的结晶 392

13.3.2 聚乳酸的晶体结构转变 396

13.3.3 聚乳酸的单晶 406

13.4 聚乳酸立构复合结晶 408

13.4.1 聚乳酸立构复合物的结构 408

13.4.2 聚乳酸的立构复合结晶 410

13.5 聚乳酸的冷结晶 413

13.5.1 玻璃态冷结晶 413

13.5.2 薄膜-溶剂诱导冷结晶 415

13.6 展望 420

参考文献 420

第14章 纤维素和淀粉 424

14.1 葡萄糖、淀粉和纤维素的生成和结构 424

14.2 纤维素晶体结构 426

14.3 淀粉 428

14.3.1 淀粉的基本组成单元 428

14.3.2 淀粉的分子结构式 429

14.3.3 淀粉的分类 430

14.3.4 淀粉的理化性能 431

14.3.5 淀粉粒凝聚态结构 432

14.3.6 淀粉的结晶结构 435

14.3.7 淀粉结晶X射线衍射 437

14.3.8 A型淀粉 438

14.3.9 B型淀粉 438

参考文献 439

第15章 聚酰胺（尼龙） 441

15.1 概述 441

15.2 聚酰胺品种 441

15.3 聚酰胺的结构特征 454

15.3.1 平面锯齿形构象 454

15.3.2 聚酰胺晶体结构 458

15.3.3 聚酰胺晶型转变 462

15.4 聚酰胺结晶和熔融 467

15.4.1 聚酰胺结晶 467

15.4.2 外场对尼龙结晶的影响 470

15.4.3 聚酰胺熔融 472

参考文献 473

第16章 晶性共轭聚合物 475

16.1 共轭聚合物简介 475

16.2 共轭聚合物的结晶结构 476

16.2.1 共轭聚合物的晶体结构 476

16.2.2 共轭聚合物结晶的特点 481

16.2.3 共轭聚合物晶体的取向 482

16.3 聚噻吩类结晶性共轭聚合物 485

16.3.1 均聚噻吩 485

16.3.2 聚噻吩衍生物 487

16.4 聚芴类晶性共轭聚合物 488

16.4.1 均聚芴类共轭聚合物的结晶结构 488

16.4.2 聚芴衍生物 493

16.5 其他晶性共轭聚合物 494

16.5.1 聚乙炔类材料 494

16.5.2 聚苯胺类材料 495

16.5.3 聚苯类材料 496

16.5.4 非晶性共轭聚合物 496

参考文献 496