高分子物理

前言

本教材自1994年交付定稿出版已經(jīng)歷了十年。十年來，高分子物理學(xué)又有了相當(dāng)大的進(jìn)展，我國高等教育改革取得了巨大的階段性成果，新的教育教學(xué)理念日益深入人心并正在發(fā)揮著積極作用。依照時代要求，結(jié)合作者在教學(xué)實踐中的體會和意見反饋，我們進(jìn)行了本次修訂。作為專業(yè)主干課教材，本次修訂仍遵循第一版的根據(jù)主要應(yīng)用對象而設(shè)定的編寫原則，主體內(nèi)容基本未做變動。主要改動有：（1）考慮到基本概念的遞進(jìn)性，把分子量的統(tǒng)計意義插入第二章中；把分子量及其分布的測試原理同高分子溶液性質(zhì)的論述結(jié)合在一起；把高分子溶液的內(nèi)容放到聚合物凝聚態(tài)之前介紹，以期使知識結(jié)構(gòu)層次更趨合理。（2）為了突出主體內(nèi)容和壓縮篇幅，正文中刪去了有關(guān)表征儀器與數(shù)據(jù)處理等描述性內(nèi)容，只保留了必要的測試原理論述；重新處理了若干圖表及數(shù)學(xué)推導(dǎo)。（3）以適當(dāng)篇幅補(bǔ)充或擴(kuò)展了若干新知識、新概念。主要有：樹枝狀高支化高分子、體積相轉(zhuǎn)變、多相體系的超晶格結(jié)構(gòu)、亞穩(wěn)態(tài)、黏彈性問題的微分算子運算、脆一韌轉(zhuǎn)變理論和高分子生物降解等。（4）為方便教學(xué)，在每章末加入了習(xí)題，其中包括同該章內(nèi)容密切結(jié)合的復(fù)習(xí)鞏固性習(xí)題、從該章內(nèi)容出發(fā)的延伸性習(xí)題以及運用已學(xué)過的多方面知識分析問題的綜合性習(xí)題等三類。（5）擴(kuò)展了附錄。其中前兩部分主要為相關(guān)問題的分析討論與深入學(xué)習(xí)提供參考，后一部分的目的在于為了解高分子物理研究手段提供導(dǎo)引。（6）對某些內(nèi)容進(jìn)行了整理歸并，改動了一些表述方式。

內(nèi)容概要

本書是高分子物理的基礎(chǔ)性讀物。全書共10章，從基本概念和基礎(chǔ)理論出發(fā)著重介紹了高分子的結(jié)構(gòu)特點和與之密切相關(guān)的物理化學(xué)性能、力學(xué)性能及電學(xué)與光學(xué)性能。從分子運動與相互作用的觀點討論結(jié)構(gòu)與性能的內(nèi)在聯(lián)系，適當(dāng)介紹高分子物理研究方法的原理及應(yīng)用，并引入一些新知識、新結(jié)論實例。    本書可作為高等學(xué)校高分子科學(xué)和材料科學(xué)專業(yè)本科生教材，也可供相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生、科研人員和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章  緒論  第一節(jié)  高分子科學(xué)的建立與發(fā)展  第二節(jié)  高分子物理的幾個基本問題    1.2.1  高分子物理的研究內(nèi)容    1.2.2  高分子結(jié)構(gòu)的特點    1.2.3  高分子性能的特點  習(xí)題  參考文獻(xiàn)第二章  高分子鏈結(jié)構(gòu)  第一節(jié)  高分子的近程結(jié)構(gòu)    2.1.1  高分子鏈的化學(xué)組成    2.1.2  側(cè)基與端基    2.1.3  支化與交聯(lián)    2.1.4  鍵接結(jié)構(gòu)    2.1.5  高分子鏈的構(gòu)型    2.1.6  共聚物的序列結(jié)構(gòu)  第二節(jié)  分子量的統(tǒng)計分析    2.2.1  平均分子量的定義    2.2.2  分布寬度    2.2.3  分子量分布的表示方法  第三節(jié)  鏈末端距和回轉(zhuǎn)半徑    2.3.1  高分子鏈構(gòu)象的概念    2.3.2  均方末端距的幾何計算    2.3.3  回轉(zhuǎn)半徑    2.3.4  構(gòu)象能  第四節(jié)  末端分布    2.4.1  等效自由連接鏈    2.4.2  末端分布函數(shù)    2.4.3  平均值    2.4.4  鏈伸展對末端分布的影響  第五節(jié)  高分子鏈柔性    2.5.1  靜態(tài)柔性與動態(tài)柔性    2.5.2  影響鏈柔性的結(jié)構(gòu)因素    2.5.3  鏈柔性的評價  習(xí)題  參考文獻(xiàn)第三章  高分子溶液  第一節(jié)  高分子的溶解    3.1.1  高分子溶解過程    3.1.2  溶劑的選擇    3.t.3  溶解過程的熱力學(xué)分析  第二節(jié)  高分子溶液的熱力學(xué)另論    3.2.1  Flory-Huggins理論    3.2.2  Flory-Krigbaum理論  第三節(jié)  相平衡    3.3.1  滲透壓    3.3.2  交聯(lián)高分子的溶脹    3.3.3  相分離  第四節(jié)  稀溶液中的摩擦與散射性質(zhì)    3.4.1  摩擦系數(shù)    3.4.2  擴(kuò)散與沉降    3.4.3  增比黏度與特性黏數(shù)    3.4.4  流動分級——GPC原理    3.4.5  光散射  第五節(jié)  亞濃溶液、濃溶液    3.5.1  亞濃溶液    3.5.2  濃溶液  習(xí)題  參考文獻(xiàn)第四章  高分子聚集態(tài)(一)  第一節(jié)  聚合物的分子間作用力  第二節(jié)  高分子的晶態(tài)結(jié)構(gòu)    4.2.1  晶胞組成與鏈構(gòu)象    4.2.2  高分子結(jié)晶形態(tài)    4.2.3  晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型    ……第五章  高分子聚集態(tài)（二）第六章  聚合物的分子運動與轉(zhuǎn)變第七章  橡膠彈性第八章  聚合物的黏彈性第九章  聚合物的機(jī)械強(qiáng)度第十章  聚合物的其他性質(zhì)附錄A  若干數(shù)據(jù)表附錄B  數(shù)學(xué)關(guān)系式附錄C  高分子物理常用研究方法

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：第二節(jié) 高分子物理的幾個基本問題1.2.1高分子物理的研究內(nèi)容高分子科學(xué)是研究高分子化合物的合成、結(jié)構(gòu)、性能、加工與應(yīng)用的一門學(xué)科。它既是一門基礎(chǔ)科學(xué)，同時又是一門應(yīng)用科學(xué)。從一種合成材料的形成與應(yīng)用的過程來看：首先，要選擇合適的單體和適當(dāng)?shù)木酆鲜侄问怪酆铣筛叻肿踊衔?，或者把已有的天然的或合成的高分子進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)修飾，為此要進(jìn)行有關(guān)聚合反應(yīng)機(jī)理、聚合方法、高分子的化學(xué)反應(yīng)、反應(yīng)動力學(xué)以及熱力學(xué)等問題的研究，這是“高分子化學(xué)”的研究領(lǐng)域。為了某項具體應(yīng)用，總是要把合成出來的高分子原料以適當(dāng)手段加工成材料，從而形成了“高分子加工”的研究領(lǐng)域。那么，合成-加工-應(yīng)用這一過程的選擇依據(jù)是什么呢？在高分子的合成過程中，單體的選擇無疑決定了其形成聚合物的元素組成，聚合方法與工藝的選擇決定了組成分子鏈的原子間的相對位置關(guān)系以及鏈的大小與幾何形狀，將高分子化合物加工成型的過程則是確定聚合物鏈段間乃至分子間的聚集形態(tài)的過程。因此說，聚合物的合成與加工規(guī)定了它的鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，而材料的最終性能則是高分子的各種結(jié)構(gòu)效應(yīng)的綜合表現(xiàn)，同時也是采用什么手段針對某種聚合物進(jìn)行加工和利用的依據(jù)。達(dá)到高分子材料設(shè)計的途徑在于探明合成-結(jié)構(gòu)-性能之間的關(guān)系。作為其中的一個環(huán)節(jié)，高分子物理是研究高分子的結(jié)構(gòu)與性能及其關(guān)聯(lián)的一門學(xué)科，包括高分子物構(gòu)、高分子物化和高分子物性等領(lǐng)域。決定結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的內(nèi)在因素在于高分子的分子運動與相互作用，探索各種環(huán)境下高分子各運動單元的運動規(guī)律，以分子運動的觀點討論各領(lǐng)域里的實際問題乃是高分子物理學(xué)的精髓。1.2.2高分子結(jié)構(gòu)的特點高分子的特性行為的根本原因在于高分子物質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)。同小分子物質(zhì)相比，高分子結(jié)構(gòu)的以下特點特別值得注意：（1）高分子量。高分子是由很大數(shù)目的結(jié)構(gòu)單元組成的，通常達(dá)103～105，這些結(jié)構(gòu)單元每一個都相當(dāng)于一個小分子，因此，高分子的分子量要比小分子高出好幾個數(shù)量級。（2）線鏈狀結(jié)構(gòu)。高分子可看成是數(shù)目龐大的小分子以共價鍵相連接而形成的。如果把小分子抽象為一個“點”，那么絕大多數(shù)高分子則抽象為由千百萬個“點”連接而成的“線”或“鏈”。除真正的線狀鏈外，還可能形成支化鏈、網(wǎng)絡(luò)鏈等。而較大尺寸的高分子的分子運動行為就可通過，“鏈”的運動來描述。（3）分子量和分子尺寸的多分散性。除有限的幾種天然高分子外，高分子的分子量都是不均一的。不僅如此，一般高分子主鏈的單鍵都可發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由此引起高分子結(jié)構(gòu)單元在空間可有無數(shù)種排布方式（構(gòu)象）。因此，即使分子量相同的高分子鏈，其構(gòu)象不同分子尺寸也就不同。這可以理解為同一分子在不同的時刻可能具有不同的尺寸，也可理解為分子量相同的不同分子之間在同一時刻可具有不同的尺寸。上述性質(zhì)決定了所謂高分子的分子量和分子尺寸只能是某種意義上的統(tǒng)計平均值。

編輯推薦

《高分子物理(第2版)》：1999年榮獲教育部科技進(jìn)步三等獎

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