高分子凝聚態(tài)物理學

內容概要

　　《高分子凝聚態(tài)物理學》根據(jù)近二十年來高分子科學尤其高分子物理學的最新進展，探索并建立了高分子凝聚態(tài)物理學的理論范式和基本框架。詳細介紹了高分子從單鏈化合物凝聚成多鏈聚集體過程中大分子構象、運動、相互作用和相態(tài)的變化及機理，系統(tǒng)介紹了在研究高分子極稀溶液、稀溶液、亞濃溶液、濃溶液和極濃體系中最新提出的大量新概念、新模型、新理論和新方法。包括大分子鏈的自相似結構、分形性及由此發(fā)展的標度律概念和方法論；軟物質、復雜流體理論及高分子材料的軟物質特征；單鏈凝聚態(tài)、單鏈單晶及單鏈與多鏈聚集體的關系；聚合物相變中的亞穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象和臨界現(xiàn)象；分子間作用力及超分子組裝和自組裝；單分子鏈和纏結分子鏈運動學等。與此同時書中單獨設章介紹了高分子材料的幾種特殊凝聚態(tài)，如液晶態(tài)高分子（包括生物膜和微泡）；有機高分子的激發(fā)態(tài)－導電高分子、發(fā)光高分子、磁性高分子；高分子非均質態(tài)及逾滲模型在高分子科學的應用。最后介紹研究凝聚態(tài)結構的實驗方法--高分子凝聚態(tài)微結構的光譜解析。

書籍目錄

序言 前言 第1章 緒論 1.1 凝聚態(tài)物理學基本概念 1.2 高分子凝聚態(tài)及其特點 參考文獻 第2章 單鏈構象和單鏈凝聚態(tài) 2.1 大分子鏈的化學結構和拓撲構造 2.1.1 結構單元的化學組成  2.1.2 結構單元的鍵接異構  2.1.3 構型和高分子立體異構  2.1.4 分子鏈的拓撲構造 2.2 理想單分子鏈的構象 2.2.1 分子鏈柔性的本質 2.2.2 理想鏈的構象和理想鏈模型 2.2.3 分子鏈構象的分形本質  2.2.4 理想鏈的自由能 2.2.5 鏈拉伸的標度理論 2.2.6 理想鏈的對偶關聯(lián)函數(shù) 2.2.7 理想鏈性質小結 2.3 真實單分子鏈的構象 2.3.1 單元間的相互作用和排除體積 2.3.2 聚合物良（稀）溶液經(jīng)典理論 2.3.3 真實鏈的標度模型 2.3.4 溫度對構象的影響 2.3.5 溶脹鏈的對偶關聯(lián)函數(shù) 2.3.6 真實鏈性質小結 2.4 高分子極稀溶液和單鏈凝聚態(tài) 2.4.1 高分子極稀溶液 2.4.2 單鏈凝聚態(tài)--單鏈高分子試樣的制備 2.4.3 大分子單鏈單晶 2.4.4 單鏈玻璃態(tài)顆粒和單鏈高分子的高彈拉伸行為 2.5 單分子鏈運動學--孤立分子鏈的黏彈性理論 2.5.1 漲落-耗散定理 2.5.2 Debey珠-鏈模型討論孤立分子鏈的黏性流動 2.5.3 Rouse-Zimm模型討論孤立分子鏈的黏彈運動 2.5.4 Rouse-Zimm模型的顯式本構方程 2.5.5 流體動力學相互作用和Zimm修正 物理量符號一覽表 參考文獻 第3章 高分子濃厚體系和多鏈凝聚態(tài) 3.1 大分子鏈的溶致凝聚過程 3.2 高分子亞濃溶液 3.2.1 亞濃溶液的滲透壓 3.2.2 亞濃溶液中的關聯(lián)效應 3.2.3 亞濃溶液的對偶關聯(lián)函數(shù) 3.2.4 亞濃溶液中的屏蔽效應 3.3 高分子濃溶液和極濃溶液 3.3.1 纏結濃度ce和全高斯鏈濃度c** 3.3.2 濃厚體系中分子鏈的相互穿越交疊 3.3.3 濃厚體系中的屏蔽效應 3.3.4 全高斯鏈濃度c**的意義 3.3.5 分子鏈聚集狀態(tài)隨溶液濃度的變化 3.4 非晶（無定形）聚合物 3.4.1 非晶聚合物的力學狀態(tài)及轉變  3.4.2 經(jīng)典的非晶聚合物結構模型及關于分子鏈纏結的討論 3.4.3 分子鏈串滴模型和長程纏結的概念 3.5 結晶（半晶）聚合物 3.5.1 高分子結晶的特點 3.5.2 高分子晶體形態(tài)和結構模型 3.5.3 結晶與熔融動力學 3.5.4 晶體厚度與結晶溫度和熔點的關系 3.6 交聯(lián)聚合物（網(wǎng)絡） 3.6.1 交聯(lián)網(wǎng)絡結構及高彈性的特點 3.6.2 平衡態(tài)高彈形變的熱力學分析  3.6.2 高彈形變的分子理論 3.6.4 高彈形變的唯象理論 3.6.5 交聯(lián)聚合物的平衡溶脹 3.7 纏結分子鏈的運動學 3.7.1 濃厚體系的流變性 3.7.2 管模型和蠕動模型 3.7.3 熔體中分子鏈的纏結 3.7.4 熔體中分子鏈的蠕動 3.7.5 Doi-Edwards模型 物理量符號一覽表 參考文獻 第4章 相態(tài)、相變及聚合物相變的特征 4.1 物質狀態(tài)的描述 4.1.1 物質狀態(tài)的微觀描述與宏觀描述 4.1.2 微觀描述與宏觀描述的聯(lián)系 4.1.3 對稱性及對稱操作 4.1.4 對稱群 4.1.5 物質結構函數(shù)及其Fourier變換 4.2 相變的定義 4.2.1 相變的熱力學分類 4.2.2 對稱破缺及序參量 4.2.3 二級相變理論  4.2.4 平均場方法及其局限性 4.3 軟物質概念和軟物質中的相變 4.3.1 軟物質概念 4.3.2 熵致相變 4.3.3 玻璃化轉變 4.3.4 溶膠-凝膠轉變，F(xiàn)lory-Stockmayer硫化理論 4.4 相變中的亞穩(wěn)定態(tài) 4.4.1 亞穩(wěn)定性與亞穩(wěn)定態(tài) 4.4.2 高分子相變中亞穩(wěn)定態(tài)的復雜性 4.5 高分子結晶中的亞穩(wěn)定態(tài)現(xiàn)象 4.5.1 晶體生長的動力學控制 4.5.2 整數(shù)折疊鏈和非整數(shù)折疊鏈 4.5.3 晶體尺寸對晶體穩(wěn)定性的影響 4.6 共混聚合物相分離中的亞穩(wěn)定態(tài)現(xiàn)象 4.6.1 聚合物共混熱力學 4.6.2 關于吸熱共混過程中相容性的討論 4.6.3 相圖與相分離  物理量符號一覽表 參考文獻 第5章 分子間相互作用和超分子組裝 5.1 分子間相互作用 5.1.1分子間相互作用的重要性 5.1.2 常見的分子間相互作用 5.1.3 內聚能密度和溶解度參數(shù) 5.2 超分子化學及超分子組裝 5.2.1 超分子化學概念  5.2.2 主客體化學和高分子包含化合物 5.2.3 兩親化合物及其有序聚集體 5.2.4 分子組裝和超分子組裝 5.2.5 分子器件和超分子器件 5.2.6 超分子熱力學  5.3 大分子自組裝 5.3.1 嵌段共聚物的自組裝 5.3.2 非嵌段共聚物的膠束化 5.3.3 含納米粒子的高分子組裝體系 5.4 關于高分子凝聚態(tài)物理學理論范式的討論 5.4.1 理論范式的重要性 5.4.2 關于高分子凝聚態(tài)物理學理論范式的思考 物理量符號一覽表 參考文獻 第6章 高分子液晶態(tài) 6.1 液晶的分類與凝聚態(tài)性質 6.1.1 液晶的分類  6.1.2 液晶的凝聚態(tài)特征 6.2 高分子液晶的結構及性能特點 6.2.1 高分子液晶的主要類型 6.2.2 高分子液晶的化學結構及其與性能的關系 6.2.3 高分子液晶的織態(tài)結構 6.3 高分子液晶的主要性能及應用 6.3.1 高分子液晶的主要特性 6.3.2 高分子液晶的主要應用 6.3.3 生物高分子液晶  物理量符號一覽表 參考文獻 …… 第7章 有機高分子的激發(fā)態(tài)--導電離分子 第8章 凝聚態(tài)物質的非均質性 重要物理常數(shù) 索引

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   （2）從內能角度考慮。大分子鏈相對分子質量巨大，不能做劇烈熱運動，內能低。在凝聚過程中鏈與鏈之間的相互作用主要是次價鍵作用（交聯(lián)、固化過程除外），無論是形成無定形聚合物或結晶聚合物，鏈間相互作用均以次價鍵為主，鍵能遠低于化學鍵能。在聚合物中，沿分子主鏈方向的共價鍵和分子鏈間的次價鍵并存是其凝聚態(tài)的主要特點之一，材料具有明顯的各向異性。對于結晶聚合物而言，形成晶體的驅動力為次價鍵（范德華力或氫鍵），屬于分子晶體。熔融時只需供給次價鍵能量，因而熔點較低。對于無定形聚合物而言，長鏈大分子相互纏結，無論處于玻璃態(tài)、高彈態(tài)或黏流態(tài)，分子鏈間均以次價鍵作用為主。次價鍵具有累積效應，使其黏度增大，分子鏈相對運動困難。 （3）從熵的角度考慮。大分子鏈化學結構復雜，長鏈分子具有柔順性，構象熵巨大。大量分子鏈混合時，既有單鏈的構象熵變化，又有大量分子鏈的混合熵變化。在大分子凝聚和聚合物相變過程中，熵變與內能變化相互競爭，許多情形下熵變的貢獻突出，常超過內能的貢獻，發(fā)生所謂"熵致相變"，使材料具有軟物質特征。熵變的形式有多種。一是階躍式突變，由此引發(fā)體系對稱性改變，發(fā)生熵致熱力學相變，如大分子溶致液晶形成過程中，熵變與內能競爭占上風，體系由各向同性液相到向列相液晶的轉變屬于熵致一級相變，參看圖4-5和4.3.2節(jié)。另一種是漸變式熵變，熵變會引起力學性能（力學狀態(tài)）變化，但未引發(fā)相變，如高彈態(tài)分子鏈拉伸取向時構象熵降低，發(fā)生熵彈性，但取向態(tài)并非熱力學穩(wěn)定態(tài)。

編輯推薦

《高分子凝聚態(tài)物理學》為國內首部系統(tǒng)介紹高分子凝聚態(tài)物理學的專著，構建了高分子凝聚態(tài)物理學的基本理論框架，詳細論述了學科的基本概念、理論、模型和研究方法，詳細講解了大分子鏈發(fā)生凝聚的過程細節(jié)和本質，以及高分子材料發(fā)生相變的復雜性和特殊規(guī)律；提出了探究和總結高分子凝聚態(tài)物理學理論范式（paradigm）這一重要而迫切的任務。《高分子凝聚態(tài)物理學》主要用作高分子科學方向研究生教學用書，也可供相關專業(yè)的科學工作者和高年級本科生參考。

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