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第1篇 聚合物力学性能及其与结构－应用的关联 3

1 模量 3

1.1 平行于链轴方向的模量计算 3

1.1.1 依据价键力场的Treloar计算方法 3

1.1.2 依据准一维链力场的量子化学从头计算方法 4

1.1.3 聚合物晶体模量与结构关系的分子理论 6

1.1.4 凝胶纺丝超高相对分子量聚乙烯纤维的实际模量 8

1.2 聚合物晶体的三维弹性常数 9

1.2.1 应力状态 9

1.2.2 广义胡克定律与弹性常数张量 11

1.2.3 聚合物晶体三维弹性常数的计算方法 12

1.2.4 具有三维高模量的新型聚合物晶体的分子设计 13

参考文献 15

2 屈服 18

2.1 均相玻璃态聚合物的屈服行为 18

2.1.1 屈服应力对温度和应变速率的依赖性 19

2.1.2 Eyring固态流动模型 20

2.1.3 Ree-Eyring模型 21

2.1.4 Fotheringham-Cherry协同模型及其屈服应力表达式 22

2.1.5 聚合物的β力学松弛与材料屈服的关系 24

2.2 聚合物在多维应力作用下的屈服判据 24

2.2.1 聚合物在多维应力作用下屈服的特点 25

2.2.2 具有压力依赖性的聚合物屈服判据 26

2.3 半晶与非均相聚合物的二次屈服行为 27

2.3.1 半晶聚合物的二次屈服行为 27

2.3.2 非均相聚合物的二次屈服行为 32

参考文献 36

3 断裂 39

3.1 与聚合物材料断裂相关的基本概念与基本理论 39

3.1.1 裂纹类型 39

3.1.2 断裂行为分类 40

3.1.3 脆－韧转变 43

3.1.4 缺口敏感性 44

3.1.5 Griffith理论 46

3.2 线弹性断裂力学基本理论及其在聚合物中的应用 48

3.2.1 裂纹扩展的应变能释放率和吸收能量率及其在聚合物中的应用 49

3.2.2 应力场强度因子与断裂韧性及其在聚合物中的应用 53

3.3 弹塑性断裂力学基本理论及其在聚合物中的应用 58

3.3.1 裂纹顶端张开位移（CTOD）及其在聚合物中的应用 58

3.3.2 J积分理论及其在聚合物中的应用 61

3.3.3 基本断裂功（EWF）及其在聚合物中的应用 65

3.4 聚合物材料的断口形貌 71

3.4.1 聚合物材料断口形貌的一般特征 71

3.4.2 聚合物材料断口形貌研究实例 80

参考文献 84

4 增韧 87

4.1 增塑剂增韧聚合物 87

4.2 橡胶颗粒增韧聚合物及其增韧机制 89

4.2.1 橡胶颗粒增韧聚合物实例 89

4.2.2 多重银纹机制 90

4.2.3 多重剪切屈服机制 95

4.2.4 多重银纹＋多重剪切屈服机制 96

4.2.5 空穴化与界面脱粘引起橡胶颗粒附近应力集中状态的改变 97

4.2.6 局部择优取向结晶效应 100

4.2.7 临界韧带厚度与逾渗模型 101

4.3 硬质颗粒增韧聚合物及其增韧机制 104

4.3.1 硬质颗粒增韧聚合物实例 104

4.3.2 硬质颗粒增韧聚合物的机制探讨 106

4.3.3 硬质颗粒增韧与橡胶颗粒增韧情况的比较 110

4.4 纳米颗粒增韧聚合物及其增韧机制 111

4.4.1 纳米颗粒增韧聚合物实例 112

4.4.2 纳米颗粒增韧聚合物的机制探讨 113

4.4.3 纳米颗粒增韧与微米－亚微米颗粒增韧情况的比较 113

4.4.4 纳米颗粒分散程度对复合材料增韧效果的影响 115

参考文献 115

5 增强 118

5.1 增强剂 119

5.1.1 纤维状增强剂 119

5.1.2 鳞片状增强剂 145

5.2 聚合物基体 149

5.2.1 热固性树脂基体 149

5.2.2 热塑性聚合物基体 161

5.3 聚合物基体与增强剂的界面 161

5.3.1 界面的形成 162

5.3.2 界面的破坏 172

5.3.3 增强剂的表面处理 173

5.4 纤维增强塑料的力学性能 178

5.4.1 连续纤维单向增强聚合物的模量与泊松比 178

5.4.2 连续纤维单向增强聚合物的强度 186

5.4.3 连续纤维单向增强聚合物的偏轴拉伸强度 193

5.4.4 其他力学性能指标与几个连续纤维增强热固性聚合物的力学性能实例 194

5.4.5 连续纤维增强热塑性聚合物的力学性能实例 195

5.4.6 非连续纤维增强热塑性聚合物的力学性能 199

5.4.7 一些非连续纤维对热塑性聚合物的增强效果及其影响因素的实例 204

小结 211

参考文献 211

第2篇 聚合物导电性能及其与结构、应用的关联 219

6 电子导电聚合物 219

6.1 金属、半导体和绝缘体的能带结构特点 219

6.1.1 金属能带结构的特点 220

6.1.2 半导体和绝缘体能带结构的特点 221

6.2 导电聚合物研究 223

6.3 结构特点 226

6.3.1 分子结构 226

6.3.2 固态结构 231

6.4 导电聚合物掺杂 238

6.4.1 导电聚合物的掺杂、p型掺杂和n型掺杂 240

6.4.2 导电聚合物的掺杂方法 242

6.5 π共轭聚合物的能带结构、载流子与导电机理 247

6.5.1 π共轭聚合物的能带结构 247

6.5.2 π共轭聚合物的载流子 251

6.5.3 π共轭聚合物的导电机理 276

6.6 导电聚合物的应用前景与实例 279

6.6.1 在固体电容器中的应用 280

6.6.2 在超级电容器中的应用 281

6.6.3 在聚合物发光二极管（PLED）及其点阵显示屏中的应用 284

6.6.4 在聚合物光伏电池中的应用 293

参考文献 303

7 聚合物导电复合材料 314

7.1 聚合物导电复合材料导电性的逾渗理论 315

7.1.1 蒙特卡罗模拟对导电逾渗特点的简要描述 315

7.1.2 逾渗理论的定量模型 317

7.1.3 双重逾渗模型 325

7.1.4 混杂逾渗 328

7.2 导电复合材料的PTC效应和NTC效应 333

7.2.1 聚合物基导电复合材料PTC效应和NTC效应的形成机理 335

7.2.2 影响PTC效应和后NTC效应的因素 335

7.2.3 双重PTC效应 341

参考文献 342

8 离子导电聚合物 345

8.1 含离子或含可电离基团的聚合物 345

8.2 质子导电聚合物 346

8.3 质子交换膜的结构 347

8.3.1 质子交换膜的化学结构 347

8.3.2 DMFC中质子交换膜的纳米级相分离结构和质子输运机理 353

8.4 质子交换膜在DMFC中的应用 355

8.5 聚合物电解质在锂离子电池中的应用 357

8.5.1 固体聚合物电解质在锂离子电池中的应用 358

8.5.2 凝胶聚合物电解质在锂离子电池中的应用 363

8.5.3 微孔型凝胶聚合物／液体混杂电解质在锂离子电池中的应用 365

8.5.4 “单离子”聚合物电解质在锂离子电池中的应用 368

8.5.5 高分散纳米TiO2材料在凝胶聚合物电解质中的应用 369

参考文献 372

附录A 主要英文缩写 376

附录B 主要符号含义 382