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出版时间:2020-08

出版社:中国轻工业出版社

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试读
  • 中国轻工业出版社
  • 9787518429547
  • 2-3
  • 362748
  • 48255730-3
  • 平装
  • 16开
  • 2020-08
  • 352
  • 工学
  • 材料科学与工程
  • ①O631.2
  • 高分子材料与工程
  • 本科
作者简介
励杭泉,北京化工大学教授,博导。主要研究领域:浓乳液聚合、树脂基复合材料、高分子材料的制备与改性。是《材料导论(第二版)》和高分子物理主编。
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内容简介
本教材主要讲述高分子的物理,即研究抽象高分子的物理。所有高分子都可以抽象成一般高分子,高分子的运动规律代表了所有分子的一般规律,这就是高分子物理这门学科的意义所在。本书主要包括化学结构、单链、溶液、橡胶态、玻璃态与玻璃化转变、半晶态、取向态、 线性黏弹性、流变学、运动学、电学性质。 本书是一本有深度的高分子物理教程。一般内容适合大学本科教材,深度内容可供研究生学习参考,也能为业内人士的知识深化提供帮助。
目录
第1 章  化学结构……………………………………………………………………………………………… 1
  1.. 1  组成与构造 …………………………………………………………………………………………… 2
  1.. 2  构型……………………………………………………………………………………………………… 5
  1.. 3  平均相对分子质量…………………………………………………………………………………… 9
  1.. 4  相对分子质量分布 ………………………………………………………………………………… 12
  1.. 5  化学结构与物理状态 ……………………………………………………………………………… 16
  思考题 ………………………………………………………………………………………………………… 18
  参考文献……………………………………………………………………………………………………… 18
第2 章  单链…………………………………………………………………………………………………… 19
  2.. 1  构象与柔性…………………………………………………………………………………………… 19
  2.. 2  理想链 ………………………………………………………………………………………………… 23
    2.. 2.. 1  理想链的尺寸 ……………………………………………………………………………………… 23
    2.. 2.. 2  蠕虫状链 …………………………………………………………………………………………… 27
    2.. 2.. 3  持续长度与 Kuhn 长度 …………………………………………………………………………… 31
    2.. 2.. 4  末端距分布 ………………………………………………………………………………………… 33
    2.. 2.. 5  理想链的拉伸 ……………………………………………………………………………………… 36
  2.. 3  真实链 ………………………………………………………………………………………………… 38
    2.. 3.. 1  排除体积 …………………………………………………………………………………………… 38
    2.. 3.. 2  膨胀链的尺寸 ……………………………………………………………………………………… 42
    2.. 3.. 3  重叠浓度与熔体尺寸 ……………………………………………………………………………… 45
  2.. 4  串珠概念 ……………………………………………………………………………………………… 48
    2.. 4.. 1  拉伸串珠 …………………………………………………………………………………………… 48
    2.. 4.. 2  浓度串珠 …………………………………………………………………………………………… 49
    2.. 4.. 3  热串珠 ……………………………………………………………………………………………… 51
  2.. 5  坍缩链———球团 …………………………………………………………………………………… 52
    2.. 5.. 1  球团的自由能 ……………………………………………………………………………………… 53
    2.. 5.. 2  膨胀因子 α ………………………………………………………………………………………… 54
    2.. 5.. 3  线团-球团转变……………………………………………………………………………………… 55
  思考题 ………………………………………………………………………………………………………… 57
  参考文献……………………………………………………………………………………………………… 57
第3 章  溶液…………………………………………………………………………………………………… 59
  3.. 1  混合热力学…………………………………………………………………………………………… 59
    3.. 1.. 1  混合熵 ……………………………………………………………………………………………… 60
    3.. 1.. 2  混合热 ……………………………………………………………………………………………… 61
    3.. 1.. 3  溶度参数 …………………………………………………………………………………………… 62
    3.. 1.. 4  混合自由能 ………………………………………………………………………………………… 64
  3.. 2  渗透压 ………………………………………………………………………………………………… 65
 3.. 2.. 1 数均相对分子质量与第二 virial 系数 …………………………………………………………… 66
    3.. 2.. 2  渗透压的标度 ……………………………………………………………………………………… 68
  3.. 3  光散射 ………………………………………………………………………………………………… 70
  3.. 4  相平衡与相分离 …………………………………………………………………………………… 73
  3.. 5  相图 …………………………………………………………………………………………………… 76
  3.. 6  聚合物合金…………………………………………………………………………………………… 80
    3.. 6.. 1  热力学处理 ………………………………………………………………………………………… 80
    3.. 6.. 2  相分离机理 ………………………………………………………………………………………… 83
    3.. 6.. 3  嵌段共聚物 ………………………………………………………………………………………… 86
  思考题 ………………………………………………………………………………………………………… 90
  参考文献……………………………………………………………………………………………………… 90
第4 章  橡胶态 ……………………………………………………………………………………………… 91
  4.. 1  弹性与网络…………………………………………………………………………………………… 91
  4.. 2  相似模型 ……………………………………………………………………………………………… 95
  4.. 3  内能与热效应………………………………………………………………………………………… 99
  4.. 4  非相似模型 ………………………………………………………………………………………… 101
    4.. 4.. 1  幻影模型…………………………………………………………………………………………… 101
    4.. 4.. 2  现象学模型………………………………………………………………………………………… 103
  4.. 5  高倍拉伸 …………………………………………………………………………………………… 105
  4.. 6  溶胀网络 …………………………………………………………………………………………… 107
    4.. 6.. 1  溶胀平衡…………………………………………………………………………………………… 108
    4.. 6.. 2  单向拉伸…………………………………………………………………………………………… 109
    4.. 6.. 3  网络的坍缩………………………………………………………………………………………… 110
  思考题 ……………………………………………………………………………………………………… 111
  参考文献 …………………………………………………………………………………………………… 111
第5 章  玻璃态与玻璃化转变 …………………………………………………………………………… 112
  5.. 1  玻璃化转变现象 …………………………………………………………………………………… 112
  5.. 2  玻璃态的非平衡性………………………………………………………………………………… 115
  5.. 3  玻璃化转变的动力学本质 ……………………………………………………………………… 118
  5.. 4  玻璃化转变理论 …………………………………………………………………………………… 122
    5.. 4.. 1  自由体积理论……………………………………………………………………………………… 122
    5.. 4.. 2  熵模型……………………………………………………………………………………………… 124
    5.. 4.. 3  Kauzmann 悖论 …………………………………………………………………………………… 125
    5.. 4.. 4  Gibbs-DiMarzio 理论 ……………………………………………………………………………… 126
  5.. 5  玻璃化温度的影响因素 ………………………………………………………………………… 127
    5.. 5.. 1  相对分子质量……………………………………………………………………………………… 127
    5.. 5.. 2  压力………………………………………………………………………………………………… 128
    5.. 5.. 3  柔性侧基…………………………………………………………………………………………… 129
    5.. 5.. 4  共聚与共混………………………………………………………………………………………… 130
    5.. 5.. 5  交联………………………………………………………………………………………………… 131
    5.. 5.. 6  薄膜厚度…………………………………………………………………………………………… 132
  思考题 ……………………………………………………………………………………………………… 132
参考文献 …………………………………………………………………………………………………… 132
第6 章  半晶态 ……………………………………………………………………………………………… 134
  6.. 1  聚合物晶体结构 …………………………………………………………………………………… 134
  6.. 2  X 光衍射 …………………………………………………………………………………………… 139
  6.. 3  聚合物结晶模型 …………………………………………………………………………………… 142
  6.. 4  结晶与熔融热力学………………………………………………………………………………… 147
    6.. 4.. 1  平衡熔点…………………………………………………………………………………………… 147
    6.. 4.. 2  熔点降低…………………………………………………………………………………………… 148
    6.. 4.. 3  晶体形状的平衡…………………………………………………………………………………… 149
    6.. 4.. 4  晶片厚度与熔点的关系…………………………………………………………………………… 150
    6.. 4.. 5  最低晶片厚度……………………………………………………………………………………… 151
    6.. 4.. 6  晶片增厚…………………………………………………………………………………………… 151
    6.. 4.. 7  结晶温度…………………………………………………………………………………………… 152
  6.. 5  成核…………………………………………………………………………………………………… 153
    6.. 5.. 1  成核的分类………………………………………………………………………………………… 153
    6.. 5.. 2  临界晶核…………………………………………………………………………………………… 154
  6.. 6  生长动力学 ………………………………………………………………………………………… 156
  6.. 7  总体结晶动力学 …………………………………………………………………………………… 159
    6.. 7.. 1  总体结晶速率……………………………………………………………………………………… 159
    6.. 7.. 2  Avrami 方程………………………………………………………………………………………… 161
  思考题 ……………………………………………………………………………………………………… 164
  参考文献 …………………………………………………………………………………………………… 164
第7 章  取向态 ……………………………………………………………………………………………… 166
  7.. 1  取向度………………………………………………………………………………………………… 166
  7.. 2  拉伸与纤维晶 ……………………………………………………………………………………… 170
    7.. 2.. 1  拉伸………………………………………………………………………………………………… 171
    7.. 2.. 2  纤维晶……………………………………………………………………………………………… 173
  7.. 3? 应变诱导结晶 ……………………………………………………………………………………… 176
    7.. 3.. 1  熵效应……………………………………………………………………………………………… 177
    7.. 3.. 2  伸直链晶的熔点…………………………………………………………………………………… 177
    7.. 3.. 3  卷曲-伸直转变 …………………………………………………………………………………… 178
  7.. 4  串晶…………………………………………………………………………………………………… 180
    7.. 4.. 1  Shish-kebab 现象 ………………………………………………………………………………… 180
    7.. 4.. 2  Shish-kebab 生成的分子机理 …………………………………………………………………… 180
    7.. 4.. 3  新发现与新解释…………………………………………………………………………………… 182
  7.. 5  液晶态………………………………………………………………………………………………… 183
    7.. 5.. 1  液晶基础…………………………………………………………………………………………… 183
    7.. 5.. 2  大分子液晶………………………………………………………………………………………… 187
    7.. 5.. 3  液晶理论…………………………………………………………………………………………… 190
  思考题 ……………………………………………………………………………………………………… 193
  参考文献 …………………………………………………………………………………………………… 194
第8 章  线性黏弹性………………………………………………………………………………………… 195
  8.. 1  基本概念 …………………………………………………………………………………………… 195
  8.. 2  静态黏弹响应 ……………………………………………………………………………………… 199
    8.. 2.. 1  应力松弛…………………………………………………………………………………………… 200
    8.. 2.. 2  蠕变与回复………………………………………………………………………………………… 203
  8.. 3  Boltzmann 叠加原理 ……………………………………………………………………………… 206
  8.. 4  动态力学响应 ……………………………………………………………………………………… 210
  8.. 5  损耗与阻尼 ………………………………………………………………………………………… 215
  8.. 6  介电响应 …………………………………………………………………………………………… 219
  8.. 7  时温等效原理 ……………………………………………………………………………………… 225
  思考题 ……………………………………………………………………………………………………… 229
  参考文献 …………………………………………………………………………………………………… 229
第9 章  流变学 ……………………………………………………………………………………………… 231
  9.. 1  概述…………………………………………………………………………………………………… 231
  9.. 2  广义牛顿流体 ……………………………………………………………………………………… 233
    9.. 2.. 1  剪切变稀流体……………………………………………………………………………………… 233
    9.. 2.. 2  黏塑性流体………………………………………………………………………………………… 235
    9.. 2.. 3  依时流体…………………………………………………………………………………………… 236
  9.. 3  剪切增稠 …………………………………………………………………………………………… 237
  9.. 4  流体弹性 …………………………………………………………………………………………… 239
  9.. 5  拉伸流………………………………………………………………………………………………… 242
  9.. 6  化学流变 …………………………………………………………………………………………… 245
    9.. 6.. 1  固化………………………………………………………………………………………………… 245
    9.. 6.. 2  黏度公式…………………………………………………………………………………………… 246
    9.. 6.. 3  转变点与 TTT 图 ………………………………………………………………………………… 248
  9.. 7  黏度测量 ??……………………………………………………………………………………… 250
    9.. 7.. 1  同心转筒流变仪…………………………………………………………………………………… 250
    9.. 7.. 2  锥板流变仪………………………………………………………………………………………… 251
    9.. 7.. 3  平板流变仪………………………………………………………………………………………… 252
    9.. 7.. 4  毛细管流变仪……………………………………………………………………………………… 254
  9.. 8  黏度影响因素 ……………………………………………………………………………………… 256
    9.. 8.. 1  相对分子质量与相对分子质量分布……………………………………………………………… 256
    9.. 8.. 2  支化………………………………………………………………………………………………… 258
    9.. 8.. 3  填料………………………………………………………………………………………………… 259
  思考题 ……………………………………………………………………………………………………… 260
  参考文献 …………………………………………………………………………………………………… 261
第10 章  运动学 …………………………………………………………………………………………… 262
  10.. 1  布朗运动 …………………………………………………………………………………………… 262
  10.. 2  扩散系数 …………………………………………………………………………………………… 264
  10.. 3  经典黏度公式 …………………………………………………………………………………… 268
    10.. 3.. 1  Eyring 黏度公式 ………………………………………………………………………………… 268
10.. 3.. 2  Debye 黏度公式 ………………………………………………………………………………… 270
    10.. 3.. 3  Bueche 理论 ……………………………………………………………………………………… 272
  10.. 4  特性黏度 …………………………………………………………………………………………… 274
  10.. 5  摩擦因数 …………………………………………………………………………………………… 278
  10.. 6  Rouse 模型 ………………………………………………………………………………………… 281
  10.. 7  爬行模型 …………………………………………………………………………………………… 285
    10.. 7.. 1  基本模型 ………………………………………………………………………………………… 285
    10.. 7.. 2  支化链 …………………………………………………………………………………………… 289
  10.. 8  凝胶渗透色谱 …………………………………………………………………………………… 291
  思考题 ……………………………………………………………………………………………………… 295
  参考文献 …………………………………………………………………………………………………… 296
第11 章  电学性质 ………………………………………………………………………………………… 297
  11.. 1  聚电解质 …………………………………………………………………………………………… 297
    11.. 1.. 1  聚电解质溶液的基本标尺 ……………………………………………………………………… 297
    11.. 1.. 2  反离子的凝聚 …………………………………………………………………………………… 300
    11.. 1.. 3  聚电解质在溶液中的尺寸 ……………………………………………………………………… 303
    11.. 1.. 4  聚电解质溶液的渗透压 ………………………………………………………………………… 305
  11.. 2  导电聚合物………………………………………………………………………………………… 307
    11.. 2.. 1  共轭聚合物与半导体 …………………………………………………………………………… 307
    11.. 2.. 2  掺杂 ……………………………………………………………………………………………… 310
    11.. 2.. 3  载荷子的本质 …………………………………………………………………………………… 313
    11.. 2.. 4  导电性的影响因素 ……………………………………………………………………………… 317
  11.. 3  电致发光 …………………………………………………………………………………………… 320
  1?.. 4  太阳能电池………………………………………………………………………………………… 323
  思考题 ……………………………………………………………………………………………………… 328
  参考文献 …………………………………………………………………………………………………… 328