聚合物結構與性能

《普通高等教育"十二五"規劃教材:聚合物結構與性能(結構篇)》深入地闡述了高分子物理基本概念，概念的論證主要用實驗研究成果，同時適當引用高分子物理基本理論。重點介紹溶液光散射、固體小角激光光散射、廣角X射線衍射及其徑向分佈函數測定，小角中子散射及相互作用參數測定方法原理與應用，儘量反映當今高分子科學對高分子物理基本概念的認識水平。《普通高等教育"十二五"規劃教材:聚合物結構與性能(結構篇)》的章和節劃分得比較細，各章具有明顯的獨立性，各節也有相對獨立性，方便教與學，各章列有相關文獻，便於拓展學習內容。

《普通高等教育"十二五"規劃教材:聚合物結構與性能(結構篇)》共9章，包括聚合物鏈近程結構，聚合物鏈遠程結構，聚合物非晶態，聚合物結晶態，聚合物液晶態，聚合物共混物相分離熱力學，聚合物共混物相分離動力學，結晶聚合物共混物相容性、結晶、熔融與相分離，聚合物分子運動。

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序言

第1章 聚合物鏈近程結構 1

1.1 聚合物的特性與地位 1

1.2 鏈狀大分子概念 3

1.2.1 現代線形大分子概念 4

1.2.2 現代高分子科學研究成果確認線形鏈式大分子概念 5

1.3 大分子鏈化學結構 6

1.3.1 全碳碳主鏈聚合物 6

1.3.2 主鏈含異性原子的聚合物 12

1.3.3 主鏈含環聚合物 l7

1.3.4 共聚物 18

1.4 大分子鏈結構單元構型 20

1.4.1 鏈結構單元鍵接方式 20

1.4.2 鏈結構單元的有規立構 20

1.4.3 鏈結構單元的旋光異構 22

1.4.4 鏈結構單元的序列結構 24

1.4.5 聚合物鏈的支化與超支化 26

1.4.6 聚合物的交聯網狀結構 29

1.5 天然高分子 30

1.5.1 多糖 30

1.5.2 蛋白質與多肽 31

1.5.3 核酸 34

1.6 聚合物分子鏈內與分子鏈間相互作用 35

1.6.1 化學鍵 36

1.6.2 範德華相互作用 37

1.6.3 氫鍵 42

第2章 聚合物鏈遠程結構 49

2.1 高分子鏈柔性與構象統計 49

2.1.1 分子的內旋轉和高分子鏈的柔性 49

2.1.2 高分子鏈的構象統計 53

2.1.3 高分子鏈尺寸的幾何計算 57

2.1.4 近程相互作用對高分子鏈柔性的影響 59

2.1.5 遠程相互作用：排除體積效應 62

2.2 高分子品格中鏈與蠕蟲狀鏈的構象 64

2.2.1 高分子品格中鏈的構象 64

2.2.2 蠕蟲狀鏈 66

2.3 聚合物的分子量與分子量分佈 71

2.3.1 聚合物分子量的統計分佈 71

2.3.2 聚合物的統計平均分子量 73

2.3.3 聚合物分子量分佈寬度及其他 79

2.3.4 聚合物分子量分佈函數 81

2.4 無規共聚物的組成統計分佈與序列分佈 84

2.4.1 無規共聚物的組成統計分佈 85

2.4.2 升温淋洗分級和結晶分析分級及*新進展 91

2.4.3 無規共聚物的序列分佈 102

第3章 聚合物非晶態 110

3.1 引言 110 ^[2] 

3.2 聚合物非晶態判據 112

3.2.1 根據廣角X射線衍射花樣——彌散環或彌散峯判斷聚合物非晶態 112

3.2.2 根據DSC熱譜只呈現單一玻璃化轉變判斷聚合物非晶態 116

3.2.3 根據動態力學温度譜“損耗峯判斷結晶聚合物巾與晶區相伴的非晶態 118

3.3 聚合物非晶態的短程有序概念 119

3.3.1 小分子化合物的“長程有序”與“短程有序” 119

3.3.2 聚合物非晶態與小分子液體短程有序的可比性 124

3.4 無定形聚合物的短程有序的廣角X射線衍射的徑向分佈函數研究 127

3.4.1 廣角X射線衍射的徑向分佈函數研究無定形聚合物的短程有序 127

3.4.2 天然橡膠廣角X射線散射示差徑向分佈函數分析 137

3.5 聚合物非晶態基本物理圖像 144

3.5.1 聚合物非晶態本體中大分子鏈構象 144

3.5.2 本體聚合物的分子構象 145

3.6 聚合物非晶態的中子衍射研究 155

3.6.1 在無定形固體狀態和濃溶液中中子衍射測定聚合物的大分子鏈構象 155

3.6.2 低角巾子散射研究熔融態和固態的聚苯乙烯與聚乙烯的分子鏈構象 163

3.7 聚合物非晶態的激基締合物熒光光譜研究 173

第4章 聚合物結晶態 176

4.1 聚合物品態的有序結構 177

4.2 聚合物的結晶形態結構 182

4.2.1 聚合物品體中分子鏈堆砌模型 182

4.2.2 聚合物結晶形態與分子鏈堆砌 185

4.3 聚合物結晶熱力學 196

4.3.1 熔融過程與平衡熔點 196

4.3.2 衷面能和熔點降低 200

4.3.3 多重熔融現象 200

4.4 聚合物結晶動力學 205

4.4.1 實驗方法 205

4.4.2 聚合物品體的成核和生長過程 209

4.4.3 聚合物結晶速率與温度的關係 212

4.4.4 聚合物結晶動力學及其分析方法 215

4.5 異質表面上的聚合物結晶 220

4.5.1 聚合物橫向結晶 220

4.5.2 聚合物附生結晶 221

4.6 聚合物的取向結構 226

4.6.1 聚合物的取向與結晶 226

4.6.2 晶態聚合物的取向 227

4.6.3 聚合物取向結構的應用 230

4.6.4 取向度及其測試方法 230

第5章 聚合物液晶態 241

5.1 液晶態的有序結構特徵與分類 241

5.1.1 液晶態的分子結構特徵 241

5.1.2 液晶態分類 242

5.2 聚合物液晶態低維有序與織構 244

5.2.1 聚合物液晶態的X射線衍射 244

5.2.2 聚合物液晶態織構 245

5.3 聚合物液晶態統計熱力學理論 246

5.3.1 0nsager理論 247

5.3.2 Flory理論 248

5.3.3 0nsager理論與Flory理論的實驗比較 252

5.3.4 Maier Saupe理論在液晶聚合物體系的應用 253

5.4 聚合物液晶態熱力學相轉變與動力學 253

5.4.1 主鏈液晶聚合物 253

5.4.2 側鏈型液晶聚合物 254

5.4.3 液晶態相轉變動力學 255

5.5 液晶態的向錯 257

5.5.1 液晶聚合物向列相的向錯結構 257

5.5.2 液晶聚合物膽甾相的缺陷結構 263

5.6 聚合物液晶態的流變性與相轉變電磁效應 267

5.6.1 液晶態的流變性 267

5.6.2 液晶態相轉變的電磁場效應 268

第6章 聚合物共混物相分離熱力學 275

6.1 引言 275

6.1.1 相容性定義 275

6.1.2 混容性定義 275

6.1.3 聚合物合金和界面相定義 276

6.1.4 增容定義 276

6.1.5 T程聚合物和T‘程聚合物共混物定義 276

6.2 聚合物共混物相分離熱力學 281

6.2.1 Flory Huggins理論 281

6.2.2 狀態方程理論 284

第7章 聚合物共混物相分離動力學 300

7.1 聚合物共混物相分離行為的兩種機理：旋節相分離和成核生長相分離 301

7.2 聚合物共混物旋節相分離線性動態力學 306

7.2.1 旋節相分離線性理論 307

7.2.2 旋節相分離組成漲落弛豫與聚合物分子參數關係 308

7.2.3 光散射與旋節相分離過程中空間組成漲落弛豫的關係 309

7.3 旋節相分離的時間分辨光散射實驗研究 311

7.3.1 時間分辨光散射實驗裝置及原理 311

7.3.2 時間分辨光散射測定相分離動態力學的聚合物共混物樣品與製備 312

7.3.3 時間分辨光散射測定PS/PVME聚合物共混物相分離動態力學結果與分析 312

7.4 聚合物共混物相分離的旋節線與雙節線的光散射實驗測定 317

7.4.1 PS/PVME聚合物共混物相圖的光散射法測定 318

7.4.2 時間分辨（實時）光散射測定 319

7.4.3 PS/PVME聚合物共混物相分離相圖測定 319

7.5 旋節相分離中後階段動態力學行為標度率 321

7.5.1 聚苯乙烯／聚甲基乙烯基醚臨界組成共混物在旋節點温度下旋節相分離初始階段動態力學結果與討論 327

7.5.2 旋節相分離後期階段中粗化過程的討論 330

第8章 結晶聚合物共混物相容性、結晶、熔融與相分離 335

8.1 結晶聚合物共混物相容性 335

8.1.1 聚ε-己內酯／聚氯乙烯(PCL/PVC)共混體系相容性 336

8.1.2 聚ε-己內酯／聚氯乙烯共混體系的氫鍵相互作用 341

8.1.3 聚ε-己內酯／聚氯乙烯共混體系分子間相互作用參數（反相色譜測定法） 347

8.2 結晶聚合物共混物結晶 355

8.2.1 結晶相容聚合物共混物的結晶温度範圍 356

8.2.2 結晶相容聚合物共混物結晶的特徵現象與行為 357

8.2.3 結晶相容聚合物共混物中結晶組分的球晶生長 361

8.2.4 結晶相容聚合物共混物結晶組分的整體結晶 366

8.3 結晶聚合物共混物熔融與熔點降低 372

8.3.1 PVDF/PMMA共混體系樣品、製備與DSC測定掃描程序 372

8.3.2 PVDF/PMMA共混物玻璃化轉變、結晶、熔融研究結果 374

8.3.3 PVDF/PMMA共混物熔點降低熱力學本質討論 380

8.4 結晶相容聚合物共混物相分離 385

8.4.1 模型結晶相容聚合物共混對及其相圖 386

8.4.2 PCL/PS共混物的相分離與結晶行為 386

8.4.3 結晶與相分離同時發生機理的進一步認識 387

8.4.4 結晶與相分離兩過程 388

第9章 聚合物分子運動 399

9.1 聚合物的玻璃化轉變 400

9.1.1 聚合物玻璃化轉變的實驗觀測 400

9.1.2 聚合物玻璃化轉變理論 407

9.2 聚合物大分子鏈的整體運動 415

9.2.1 珠簧鏈模型分子理論 416

9.2.2 蛇行運動模型分子理論 424

9.2.3 在固定障礙物存在下一個聚合物分子鏈的蛇行運動 426 ^[2]