第一章 聚合物X射线晶体学基础 1
1.1 晶体 1
1.2 高分子晶体的特点 2
1.2.1 晶胞由链段构成 2
1.2.2 折叠链 4
1.2.3 聚合物晶体的晶胞结构重复单元 4
1.2.4 结晶不完善 4
1.2.5 结构的复杂性及多重性 4
1.2.6 聚合物晶体的空间群 5
1.3 晶胞和点阵 5
1.3.1 晶胞 5
1.3.2 点阵 5
1.3.3 点阵点、直线点阵及平面点阵的指标 8
1.4 晶体对称性、晶系与晶体空间点阵形式 9
1.4.1 晶体对称性 9
1.4.2 晶系 16
1.4.3 平面间距（晶面间距） 17
1.4.4 晶体空间点阵形式 17
1.5 点群 22
1.6 空间群 27
1.6.1 空间群及其推导举例 27
1.6.2 空间群描述 37
本章小结 42
习题 42
参考文献 43
第二章 晶态聚合物 44
2.1 高分子链的组成、构筑、构型及构象 44
2.2 高分子结晶过程 55
2.3 外场诱变下聚合物结晶及结构 59
2.3.1 重力场对聚合物形成的影响研究概况 59
2.3.2 应力、热、溶剂诱变下聚合物的结构变化 70
2.3.3 聚合物高压结晶和剪切场下的结晶 87
2.4 晶态聚合物结构 87
2.4.1 晶态高分子链的基本堆砌 88
2.4.2 某些典型聚合物的晶体结构 94
习题 134
参考文献 135
第三章 X射线物理基础 138
3.1 X射线的产生及其性质 138
3.2 X射线谱 140
3.2.1 具有连续波长成分的连续X射线 140
3.2.2 特征X射线 141
3.3 X射线吸收 142
3.4 X射线安全防护 144
3.5 X射线源 144
习题 145
第四章 聚合物X射线衍射 146
4.1 原理 146
4.2 X射线衍射强度 146
4.2.1 衍射强度公式 146
4.2.2 结构因子Fhkl及其计算 148
4.2.3 Ihkl的计算 150
4.3 几个重要方程 151
4.3.1 Bragg方程 151
4.3.2 Polanyi方程 153
4.3.3 Laue方程 153
4.4 倒易点阵（倒易空间） 154
4.4.1 矢量代数中的矢量乘法 154
4.4.2 倒易点阵的概念及其与正点阵的关系 155
4.4.3 倒易点阵的某些应用 160
习题 164
附录 Laue方程与Bragg方程的联系 164
第五章 实验方法 168
5.1 照相法 168
5.1.1 平面底片法 168
5.1.2 圆筒底片法（回转晶体法） 170
5.1.3 德拜-谢乐法 172
5.2 衍射仪法 174
5.3 SAXS方法 176
5.4 同步辐射X射线散射实验方法 177
习题 178
第六章 聚合物X射线衍射图分类 179
6.1 回转图（纤维图） 179
6.2 粉末衍射图 179
6.2.1 照相法 180
6.2.2 衍射仪法 182
6.3 SAXS图 185
习题 186
第七章 聚合物材料的结构鉴定 187
7.1 聚合物晶型及有规立构的分析鉴定 187
7.2 聚合物物相的鉴定分析 190
7.3 聚合物材料中各种添加剂的剖析 193
习题 193
第八章 多晶法测定聚合物晶体结构 194
8.1 目的和任务 194
8.2 聚合物晶体衍射的特点 194
8.3 聚合物晶体结构的测定原理 194
8.3.1 单胞参数及空间群的确定——圆筒底片法 198
8.3.2 单胞内晶体结构重复单元的确定 199
8.3.3 单胞内原子位置的确定 199
习题 206
第九章 聚合物材料的结晶度 207
9.1 结晶聚合物的结构模型 207
9.1.1 缨状胶束模型 207
9.1.2 插线板模型 207
9.1.3 结晶-非晶中间层 208
9.2 结晶度的概念 209
9.3 几种常用方法 209
9.3.1 X射线衍射 209
9.3.2 量热法 210
9.3.3 密度测量 210
9.3.4 红外光谱法 211
9.4 X射线衍射方法 212
9.4.1 作图法 212
9.4.2 Ruland方法 220
9.4.3 X射线衍射曲线拟合分峰计算法 224
9.4.4 回归线法 226
习题 227
参考文献 228
第十章 聚合物材料的取向度 231
10.1 经验公式 234
10.2 单轴取向 234
10.2.1 单轴取向模型 234
10.2.2 Wilchinsky非正交晶系取向模型 240
10.3 算例 243
10.3.1 聚乙烯（PE） 243
10.3.2 聚丙烯腈（PAN） 244
10.3.3 等规立构聚丙烯（i-PP） 244
10.3.4 聚（4-甲基-1-戊烯） 245
10.4 双轴取向 246
10.5 取向非晶态聚合物材料的结构分析 254
10.5.1 取向非晶态聚合物材料取向态结构分析的ODF方法 254
10.5.2 取向非晶态聚合物材料取向态结构分析的CDF方法 255
习题 256
参考文献 256
第十一章 聚合物材料微晶尺寸和点阵畸变 258
11.1 引言 258
11.2 近似函数法 259
11.2.1 Scherrer法 259
11.2.2 Wilson法 263
11.2.3 Stokes法 265
11.2.4 Voigt积分宽度法 266
11.3 Warren-Averbach Fourier分析法 271
11.4 Fourier单线分析法 277
11.5 Hosemann次晶模型法 278
11.6 方差函数法 280
11.6.1 Wilson方差法 280
11.6.2 方差范围函数（二次矩）法 281
11.7 四次矩法 284
11.8 几点说明 285
习题 286
参考文献 287
第十二章 聚合物材料的小角X射线散射 288
12.1 引言 288
12.2 SAXS仪及散射原理 289
12.2.1 SAXS仪 289
12.2.2 单粒子散射 292
12.3 产生小角散射的体系 293
12.4 小角散射强度公式 295
12.4.1 粒子形状相同、大小均一的稀薄体系 295
12.4.2 粒子形状相同、大小不均一的稀薄体系 301
12.4.3 粒子形状相同、大小均一的稠密体系 304
12.4.4 稠密不均匀粒子体系 309
12.4.5 取向粒子体系的散射 311
12.4.6 任意体系的散射 314
12.4.7 互补体系散射的互易性 315
12.5 SAXS的数据处理 316
12.5.1 试样要求 316
12.5.2 SAXS强度数据的前处理 317
12.5.3 SAXS绝对强度的计算 324
12.6 Guinier作图法 327
12.7 微孔大小的测定 329
12.7.1 Fankuchen逐次切线法 329
12.7.2 结晶粒子形状和尺寸测定 331
12.8 SAXS图——长周期及散射花样 335
12.9 一维电子密度相关函数（EDCF）法 338
12.9.1 Strobl方法 338
12.9.2 Vonk方法 341
12.10 距离分布函数 344
12.11 两相体系边界层厚度——Porod关系 346
12.11.1 引言 346
12.11.2 Porod规律的负偏离修正 347
12.11.3 Porod规律的正偏离修正 348
12.12 两相体系平均切割长度和比表面积的计算 349
12.12.1 Porod方法计算两相体系平均切割长度 349
12.12.2 Stein方法计算两相体系平均切割长度 350
12.12.3 比表面积（S/V）的计算 351
12.13 SAXS方法研究聚合物相行为 352
12.14 分形维数 363
12.15 小角中子散射 370
12.15.1 中子源及SANS原理 370
12.15.2 SANS仪 372
12.15.3 SANS特点 373
12.15.4 SANS的应用 373
12.16 聚合物材料结晶过程的结晶能量计算 374
12.16.1 预成核能Ec 374
12.16.2 结晶成核能En 375
12.16.3 晶核生长能Eg 376
习题 377
参考文献 378
第十三章 聚合物材料掠入射X射线衍射 380
13.1 引言 380
13.2 掠入射X射线衍射的几何分类及实验方法简介 381
13.2.1 掠入射衍射的几何分类 381
13.2.2 掠入射X射线衍射仪 382
13.2.3 掠入射X射线衍射实验方法简介 384
13.3 掠入射衍射基本原理及应用 386
13.3.1 X射线反射率 386
13.3.2 掠入射X射线衍射 397
习题 404
参考文献 404
第十四章 非晶态聚合物材料的X射线散射 405
14.1 非晶态聚合物 405
14.2 普适X射线散射强度方程 407
14.3 非晶态材料径向分布函数（RDF） 409
14.3.1 单种原子非晶态材料径向分布函数 409
14.3.2 多种原子非晶态材料径向分布函数 411
14.4 非晶态材料的X射线散射实验方法 416
14.4.1 实验要求 416
14.4.2 X射线散射实验 417
14.5 X射线散射强度的数据处理 418
14.5.1 空气散射强度、多重散射强度和荧光辐射 418
14.5.2 偏振和吸收校正 418
14.5.3 非相干散射 419
14.5.4 样品散射强度的归一化 420
14.6 非晶态聚合物材料结构参数的计算 422
14.7 聚合物非晶态材料径向分布函数的计算示例 424
习题 428
参考文献 428
第十五章 同步辐射X射线散射在聚合物材料研究中的应用 430
15.1 同步辐射 430
15.1.1 同步辐射简介 430
15.1.2 同步辐射与聚合物材料 432
15.1.3 上海光源小角散射实验站 433
15.2 同步辐射X射线原位样品装置 435
15.3 同步辐射X射线散射在聚合物研究中的实例 438
15.3.1 同步辐射X射线散射研究聚合物结晶动力学 438
15.3.2 同步辐射X射线散射研究嵌段共聚物相变 443
15.3.3 同步辐射X射线散射研究流动场诱导聚合物结晶 448
15.3.4 同步辐射X射线散射研究聚合物材料结构与性能的关系 454
习题 457
参考文献 457
附录1 聚合物晶体学数据 459
附录2 Ag,Mo,Cu,Co和Fe靶在不同衍射角（2θ）下的面间距d 507
附录3 基本物理常数 509
附录4 晶面间距和单胞体积 510
附录5 主族元素间化学键的键长 511
附录6 多原子分子的键长与键角 512
附录7 部分习题参考答案 513