第1章 绪论 1
1.1 高分子科学的建立和发展 1
1.1.1 高分子科学的发展历史 1
1.1.2 高分子科学体系及发展趋势 3
1.2 高分子化合物的基本概念 4
1.2.1 高分子化合物与聚合物 4
1.2.2 聚合物的分子量及多分散性 5
1.3 高分子的分类与命名 6
1.3.1 高分子的分类 6
1.3.2 高分子的命名 8
1.3.3 高分子结构式的书写及英文缩写 11
1.4 高分子合成反应的分类 13
1.4.1 按元素组成和结构变化关系分类 13
1.4.2 按反应机理分类 13
1.4.3 聚合物的化学转化 14
1.5 高分子的结构、物理状态及其性能特点 14
1.5.1 高分子的结构特点 14
1.5.2 高分子的结构层次 15
1.5.3 高分子的物理状态 15
习题与思考题 16
第2章 缩聚及其他逐步聚合反应 18
2.1 聚合反应类型及特点 18
2.2 缩聚反应 19
2.2.1 缩聚反应的单体和类型 19
2.2.2 官能度、官能度体系及等活性理论 21
2.2.3 缩聚反应的逐步性和可逆性 23
2.3 线形缩聚反应 24
2.3.1 线形缩聚物的形成条件 24
2.3.2 反应程度和聚合度 24
2.3.3 线形缩聚反应动力学 25
2.3.4 影响缩聚平衡的因素、平衡常数与聚合度 27
2.4 线形缩聚的分子量的控制及分子量分布 28
2.4.1 缩聚分子量的控制 28
2.4.2 线形缩聚高分子分子量分布 30
2.5 体形缩聚反应 31
2.5.1 体形缩聚反应的历程和特点 31
2.5.2 凝胶点及其预测 32
2.6 其他逐步聚合反应简介 33
2.6.1 逐步加成聚合制备聚氨酯 33
2.6.2 Diels-Alder聚合 34
2.6.3 氧化偶合聚合 34
2.7 逐步聚合反应实施方法 35
2.7.1 熔融缩聚 35
2.7.2 溶液缩聚 35
2.7.3 界面缩聚 36
习题与思考题 36
第3章 自由基聚合反应 38
3.1 自由基聚合单体 38
3.2 自由基聚合机理 40
3.2.1 自由基的结构及化学反应 40
3.2.2 自由基聚合的基元反应 40
3.2.3 自由基聚合反应特征 42
3.3 自由基聚合的引发剂及引发作用 42
3.3.1 引发剂的种类 42
3.3.2 引发剂分解动力学 44
3.4 自由基聚合反应动力学 47
3.4.1 本体聚合的反应特征 47
3.4.2 自由基聚合动力学方程 48
3.4.3 温度对聚合速率的影响 52
3.4.4 各基元反应速率常数及聚合主要参数 53
3.5 自动加速现象 53
3.6 自由基聚合的分子量与聚合度 55
3.6.1 动力学链长与聚合度 55
3.6.2 温度对聚合度的影响 56
3.6.3 链转移反应 57
3.7 阻聚原理和阻聚剂作用 61
3.7.1 阻聚作用和缓聚作用 61
3.7.2 阻聚剂和阻聚反应 62
3.8 光与其他方式引发的自由基聚合 63
3.8.1 热引发聚合 63
3.8.2 光引发聚合 63
3.8.3 高能辐射引发聚合 65
3.9 烯类单体自由基聚合的热力学规律 65
3.9.1 热力学的一般概念 65
3.9.2 聚合上限温度 65
3.10 自由基聚合实施方法 66
3.10.1 本体聚合 66
3.10.2 溶液聚合 67
3.10.3 悬浮聚合 68
3.10.4 乳液聚合 70
3.10.5 各种聚合方法的比较 72
习题与思考题 73
第4章 离子型聚合和配位聚合 76
4.1 阳离子聚合 76
4.1.1 阳离子聚合单体 77
4.1.2 阳离子聚合引发剂 77
4.1.3 阳离子聚合的特征 77
4.1.4 阳离子聚合动力学 79
4.1.5 影响阳离子聚合的因素 80
4.2 阴离子聚合 81
4.2.1 阴离子聚合单体 81
4.2.2 阴离子聚合引发剂 81
4.2.3 阴离子聚合的特征 81
4.2.4 活性聚合 82
4.2.5 阴离子聚合动力学 83
4.2.6 影响阴离子聚合的因素 83
4.3 配位聚合 84
4.3.1 聚合物的立构规整性 85
4.3.2 丙烯的配位聚合 87
4.3.3 丙烯配位聚合机理 88
4.4 不同聚合方法的比较 91
习题与思考题 92
第5章 共聚合反应 94
5.1 共聚合反应与共聚物 94
5.1.1 共聚合反应 94
5.1.2 共聚物 94
5.2 共聚合方程 95
5.2.1 共聚合反应特点 95
5.2.2 自由基共聚合反应机理 96
5.2.3 自由基共聚合方程 96
5.3 竞聚率、共聚曲线及共聚物组分的控制 99
5.3.1 竞聚率 99
5.3.2 共聚曲线 102
5.3.3 共聚物组分的控制 104
5.4 单体和自由基的活性、Q-e概念 106
5.4.1 单体的活性 107
5.4.2 自由基的活性 107
5.4.3 取代基对单体和自由基活性的影响 108
5.4.4 Q-e概念 110
5.5 离子共聚合 112
5.5.1 阳离子型共聚 113
5.5.2 阴离子型共聚 115
习题与思考题 116
第6章 聚合物的化学反应 118
6.1 聚合物化学反应的特征及影响因素 118
6.1.1 聚合物化学反应特征 118
6.1.2 影响大分子链上官能团反应能力的物理因素 119
6.1.3 影响聚合物反应的化学因素 120
6.2 聚合物的官能团反应 120
6.2.1 纤维素的反应 121
6.2.2 芳环取代反应 122
6.2.3 聚乙酸乙烯酯的反应 122
6.2.4 氯化反应 122
6.3 聚合物的交联和接枝 123
6.3.1 橡胶的硫化 123
6.3.2 聚烯烃交联 124
6.3.3 辐射交联 124
6.3.4 低聚物树脂的交联固化 125
6.3.5 接枝反应 126
6.4 大分子的扩链反应 127
6.4.1 环氧类端基聚合物 127
6.4.2 异氰酸酯类端基聚合物 127
6.4.3 羧基类端基聚合物 127
6.4.4 羟基类端基聚合物 127
6.5 大分子的降解和老化 127
6.5.1 热降解 128
6.5.2 机械降解 129
6.5.3 氧化降解 129
6.5.4 化学和生物降解 130
6.5.5 光降解 130
6.5.6 大分子的老化 132
习题与思考题 132
第7章 高分子的结构 133
7.1 高分子的近程结构 133
7.1.1 分子链的化学组成 134
7.1.2 结构单元的键接方式 134
7.1.3 高分子的构造——线形、支化和交联 135
7.1.4 共聚物的组成与结构 137
7.1.5 高分子链的构型 138
7.2 高分子的远程结构 139
7.2.1 小分子的内旋转构象 139
7.2.2 高分子的内旋转构象 141
7.2.3 高分子链的平面锯齿构象和螺旋链构象 142
7.2.4 高分子在溶液或熔体中的构象 143
7.2.5 高分子的链柔性 143
7.2.6 影响链柔性的因素 144
7.3 高分子链的均方末端距 146
7.3.1 均方末端距的几何计算 147
7.3.2 均方末端距的统计计算 149
7.3.3 均方末端距的应用 150
7.4 聚合物的分子间作用力与凝聚态 151
7.4.1 聚合物分子间作用力 152
7.4.2 内聚能密度 153
7.4.3 高分子的凝聚态 154
7.5 高分子的晶态结构 155
7.5.1 晶体结构的基本概念 155
7.5.2 聚合物的晶胞结构 156
7.5.3 聚合物的结晶形态 158
7.5.4 晶态结构模型 162
7.6 聚合物的结晶度与物理性能 164
7.6.1 结晶度的概念及测试方法 164
7.6.2 结晶度对聚合物性能的影响 166
7.7 聚合物的结晶行为和结晶动力学 167
7.7.1 聚合物结构与结晶能力的关系 167
7.7.2 结晶速率的测定方法 169
7.7.3 结晶动力学——Avrami方程 170
7.7.4 结晶速率与温度的关系 172
7.7.5 影响结晶速率的其他因素 173
7.7.6 结晶过程的控制 174
7.8 高分子的非晶态结构 174
7.8.1 无规线团模型 175
7.8.2 两相球粒模型 175
7.9 高分子液晶态结构 176
7.9.1 液晶态结构 176
7.9.2 高分子液晶的结构与性能 177
7.9.3 高分子液晶的应用 179
7.10 高分子的取向态结构 180
7.10.1 取向现象 180
7.10.2 取向机理 181
7.10.3 取向程度的表征 181
7.10.4 取向的应用 182
7.11 高分子共混物的形态结构 183
7.11.1 聚合物相容性 184
7.11.2 非均相共混体系的形态 185
7.11.3 共混形态与性能 185
习题与思考题 186
第8章 大分子的热运动、力学状态及其转变 188
8.1 聚合物分子运动的特点 188
8.1.1 运动单元的多重性 188
8.1.2 分子运动的时间依赖性——松弛过程 189
8.1.3 分子运动的温度依赖性 189
8.2 聚合物的力学状态和热转变 190
8.2.1 非晶态聚合物的温度-形变曲线 190
8.2.2 结晶聚合物的温度-形变曲线 192
8.3 聚合物的玻璃化转变 192
8.3.1 玻璃化转变现象和玻璃化转变温度的测定 192
8.3.2 玻璃化转变理论 195
8.4 影响玻璃化转变温度的因素 199
8.4.1 化学结构的影响 199
8.4.2 分子量对Tg的影响 201
8.4.3 支化、交联、结晶 202
8.4.4 共聚 202
8.4.5 共混 203
8.4.6 分子间作用力的影响 203
8.4.7 外界条件的影响 203
8.4.8 调节玻璃化转变温度的方法 204
8.5 玻璃化转变温度下的次级转变 205
8.6 结晶聚合物的熔融——结晶热力学 206
8.6.1 熔融过程与熔点 206
8.6.2 结晶温度对熔点的影响 207
8.6.3 晶片厚度与熔点的关系 208
8.6.4 高分子链结构对熔点的影响 208
8.6.5 共聚物的熔点 210
8.6.6 杂质对聚合物熔点的影响 211
8.6.7 应力与压力的影响 211
8.7 聚合物的粘流转变和流动行为 212
8.7.1 聚合物粘性流动的机理 212
8.7.2 粘流温度 212
8.7.3 聚合物的流动行为 213
8.7.4 聚合物的流动曲线 214
8.7.5 聚合物流动性的表征 215
8.8 聚合物熔体粘度的测定 216
8.8.1 毛细管粘度计 216
8.8.2 旋转粘度计 218
8.8.3 落球粘度计 219
8.9 影响聚合物熔体粘度和流动性的因素 219
8.9.1 聚合物分子结构的影响 219
8.9.2 外界条件的影响 221
8.10 聚合物熔体的弹性效应 223
8.10.1 法向应力效应 223
8.10.2 挤出物膨大 224
8.10.3 不稳定流动和熔体破裂现象 224
8.11 拉伸粘度和动态粘度 226
8.11.1 拉伸流动和拉伸粘度 226
8.11.2 动态粘度 227
习题与思考题 227
第9章 高分子固体的力学性质 230
9.1 玻璃态和晶态高分子的力学性质 230
9.1.1 描述力学性质的基本物理量 230
9.1.2 高分子材料的应力应变 232
9.1.3 高分子材料应力-应变曲线类型 234
9.2 高分子材料的屈服及判据 235
9.3 高分子材料的破坏和理论强度 238
9.3.1 脆性断裂和韧性断裂 238
9.3.2 高分子的理论强度 239
9.3.3 影响断裂强度的因素 240
9.4 高分子弹性体的力学性能 242
9.4.1 高弹性的特点 242
9.4.2 高弹形变的热力学分析 243
9.4.3 橡胶弹性的统计理论 243
9.4.4 影响弹性体性能的因素 246
9.5 交联聚合物的溶胀 247
9.6 高分子的粘弹性 249
9.6.1 粘弹现象 249
9.6.2 交变应力作用下材料的模量 253
9.7 粘弹性数学模型 253
9.7.1 Maxwell模型 253
9.7.2 Kelvin模型 254
9.7.3 三元件模型 255
9.7.4 四元件模型 256
9.7.5 Boltsmann叠加原理 256
9.7.6 粘弹性的时温等效原理 257
习题与思考题 258
第10章 高分子溶液性质 260
10.1 高分子的溶解过程 260
10.1.1 溶解过程的热力学 260
10.1.2 溶度参数 261
10.1.3 溶剂的选择 264
10.2 高分子稀溶液热力学 266
10.2.1 高分子溶液与理想溶液的偏差 266
10.2.2 Flory-Huggins高分子稀溶液理论 267
10.2.3 Flory-Krigbaum高分子稀溶液理论简介 270
10.3 聚合物的分子量和分子量分布 271
10.3.1 聚合物分子量的统计意义 272
10.3.2 分子量分布 273
10.4 聚合物分子量的测定 275
10.4.1 数均分子量的测定 275
10.4.2 重均分子量？w的测定 278
10.4.3 粘均分子量？η的测定 279
10.5 凝胶渗透色谱 284
10.5.1 凝胶渗透色谱工作原理 284
10.5.2 GPC仪器 286
10.5.3 普适关系 286
10.5.4 GPC实验技术 288
习题与思考题 291
第11章 高分子的电性能、热性能以及光学性质 293
11.1 高分子的电学性质 293
11.1.1 高分子的极化和介电性 293
11.1.2 高分子的导电性 296
11.1.3 高分子的击穿 299
11.1.4 静电现象 301
11.1.5 新的电学性质 302
11.2 高分子的热性能 303
11.2.1 高分子的热稳定性 303
11.2.2 高分子的导热性 304
11.2.3 高分子的热膨胀 304
11.3 高分子的光学性能 305
11.3.1 光的折射和非线性光学性质 305
11.3.2 光的反射和吸收 306
习题与思考题 306
参考文献 307