高分子化學原理

《高分子化學原理》(原著第2版)是國際高分子領域的知名教授所撰寫的高分子化學領域的專著。該書內容涵蓋了高分子化學和高分子物理，並以高分子化學的內容為主，分章節介紹了自由基聚合、離子聚合、開環聚合、高分子反應及聚合物降解的原理和方法，並單獨設章節專門介紹了商用高分子材料的工業合成工藝、天然高分子等內容。 ^[1] 

第1章緒論及聚合物物理性質1

1.1定義1

1.2聚合物命名法4

1.2.1鏈增長聚合物命名法4

1.2.2逐步增長聚合物命名法5

1.3有機聚合物的結構與性能的關係5

1.3.1偶極作用6

1.3.2聚合物中的誘導力6

1.4無定形和結晶排布7

1.4.1無定形態7

1.4.2彈性7

1.4.3結晶度10

1.4.4液晶聚合物12

1.4.5取向13

1.4.6第一轉變温度13

1.4.7第二轉變温度13

1.5化學結構對物理性能的影響14

1.6聚合物溶液15

1.6.1聚合物溶液熱力學15

1.7分子量和分子量測定16

1.8聚合物的空間排列21

1.9聚合物的光學活性22

附:補充定義23

回顧問題23

參考文獻25

第2章自由基聚合28

2.1自由基聚合過程28

2.1.1自由基聚合的動力學方程28

2.2產生鏈引發自由基的反應29

2.2.1偶氮化合物和過氧化合物的熱分解30

2.2.2雙分子引發體系（氧化還原引發體系）32

2.2.3自由基聚合的烷基硼和烷基金屬引發劑34

2.2.4光化學引發劑34

2.2.5輻射和電子束的鏈引發35

2.3單體對自由基的捕捉35

2.4鏈增長37

2.4.1空間位阻、極性和共軛效應對鏈增長的影響37

2.4.2反應介質的影響38

2.4.3聚合上限温度39

2.4.4自動加速作用40

2.4.5具有多個雙鍵的單體的聚合41

2.5鏈終止反應42

2.6共聚合45

2.6.1競聚率45

2.6.2Q無圖46

2.7三元共聚合47

2.8烯丙基單體的聚合47

2.9阻聚和緩聚48

2.10熱聚合50

2.11共聚合中的電子供體受體絡合物50

2.12和Lewis酸的絡合聚合53

2.13自由基聚合中的立體結構控制54

2.14可控/“活性”聚合55

2.14.1鈷調節聚合56

2.14.2原子轉移聚合57

2.14.3氮氧自由基調節聚合58

2.14.4特殊類型的可控/“活性”自由基聚合60

2.14.5可控/“活性”自由基聚合動力學61

2.15聚合方法61

回顧問題65

參考文獻67

第3章離子聚合74

3.1離子聚合化學74

3.2離子聚合動力學74

3.3陽離子聚合76

3.3.1雙電子轉移引發反應77

3.3.2單電子傳遞引發聚合82

3.3.3陽離子聚合鏈增長85

3.3.4陽離子聚合的鏈終止反應91

3.4烯烴的陰離子聚合93

3.4.1陰離子聚合鏈引發94

3.4.2陰離子聚合鏈增長99

3.4.3陰離子聚合的鏈終止反應104

3.5配位陰離子聚合106

3.5.1非均相Ziegler仠愀琀琀愀催化劑106

3.5.2均相Ziegler仠愀琀琀愀催化劑110

3.5.3共軛雙烯聚合的空間立體控制111

3.5.4Ziegler仠愀琀琀愀催化劑在現代工業中的發展113

3.5.5Lewis鹼的影響116

3.5.6配位聚合的鏈終止反應117

3.5.7載體上被還原的過渡金屬氧化物催化劑117

3.5.8使用配位催化劑的異構化聚合反應118

3.6醛的聚合反應118

3.6.1醛的陽離子聚合118

3.6.2醛的陰離子聚合120

3.6.3不飽和醛的聚合122

3.6.4雙醛的聚合123

3.7酮和異氰酸酯的聚合124

3.8離子機理的共聚合124

3.9基團轉移聚合126

3.10鏈增長中的鏈增長機理和構形統計學128

回顧問題131

參考文獻133

第4章開環聚合143

4.1開環聚合化學 143

4.2開環聚合反應動力學143

4.3環氧乙烷的聚合反應144

4.3.1陽離子開環聚合反應144

4.3.2陰離子開環聚合反應146

4.3.3配位聚合的反應機理147

4.3.4環氧乙烷聚合反應的立構控制150

4.4氧雜環丁烷的聚合反應152

4.4.1引發反應152

4.4.2鏈增長反應153

4.5四氫呋喃的聚合反應153

4.5.1引發反應154

4.5.2鏈增長反應155

4.5.3鏈終止反應155

4.6氧雜環庚烷的聚合反應156

4.7環縮醛的開環聚合反應156

4.7.1三聚甲醛的聚合反應156

4.7.2二氧戊環的聚合反應158

4.7.3二氧庚環和其它環狀縮醛的聚合反應159

4.8內酯的聚合反應160

4.8.1內酯的陽離子聚合反應160

4.8.2內酯的陰離子聚合反應160

4.8.3內酯的配位聚合反應161

4.8.4內酯聚合反應的特殊催化劑162

4.9內酰胺的聚合反應163

4.9.1內酰胺的陽離子聚合反應163

4.9.2內酰胺的陰離子聚合反應167

4.9.3內酰胺的水解聚合反應171

4.10N羧基α氨基酸酐的聚合172

4.11脂環烴的易位聚合175

4.12環胺的聚合177

4.13環硫化合物的開環聚合178

4.14環狀單體的開環共聚合180

4.15兩性離子的自發交替共聚合181

4.16自由基開環聚合183

回顧問題184

參考文獻186

第5章常見鏈增長聚合物193

5.1聚乙烯和烯類單體193

5.1.1聚乙烯自由基聚合193

5.1.2按離子聚合機制製備PE194

5.1.3工業HDPE的生產195

5.1.4烯烴材料197

5.2PP198

5.2.1製備工藝200

5.2.2間規立構的PP200

5.3聚異丁烯201

5.4聚α烯烴202

5.4.1聚α烯烴的性能202

5.4.2聚1丁烯202

5.4.3聚4甲基1戊烯203

5.5乙烯和丙烯的共聚物203

5.5.1乙烯和丙烯彈性體203

5.5.2乙烯和α烯烴的共聚物以及乙烯和一氧化碳的共聚物204

5.5.3丙烯和二烯烴的共聚205

5.5.4乙烯和乙酸乙烯的共聚物205

5.5.5離子聚合物205

5.6共軛二烯烴的均聚物205

5.6.1聚丁二烯206

5.6.2聚異戊二烯208

5.7甲基橡膠，聚2,3賠甲丁二烯210

5.8氯丁二烯橡膠，聚2氯1,3丁二烯210

5.9二烯烴特種聚合物212

5.10二烯烴的環化反應212

5.11二烯的共聚物213

5.11.1GR疊愀膠213

5.11.2GR仠愀膠214

5.12聚苯乙烯和類聚苯乙烯聚合物214

5.12.1自由基聚合法制備苯乙烯215

5.12.2離子鏈增長聚合法215

5.12.3苯乙烯取代物的聚合物216

5.13苯乙烯共聚物218

5.13.1高抗衝聚苯乙烯218

5.13.2ABS樹脂219

5.13.3苯乙烯與順丁烯二酸酐的共聚物219

5.14丙烯酸和甲基丙烯酸酯的聚合物220

5.14.1丙烯酸和甲基丙烯酸酯的聚合220

5.14.2丙烯酸的彈性體222

5.14.3熱塑性和熱固性丙烯酸樹脂222

5.15丙烯腈和甲基丙烯腈聚合物224

5.16聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸225

5.17含有鹵素的聚合物226

5.17.1聚四氟乙烯226

5.17.2聚三氟氯乙烯227

5.17.3聚偏二氟乙烯227

5.17.4聚乙烯基氟化物227

5.17.5氟烯烴共聚物227

5.17.6各種含氟的鏈增長聚合物228

5.17.7聚氯乙烯229

5.17.8聚偏二氯乙烯231

5.18聚乙酸乙烯酯232

5.19聚乙烯醇和聚乙烯醇縮乙醛232

回顧問題233

參考文獻235

第6章逐步聚合與逐步聚合物244

6.1逐步聚合機理與動力學244

6.1.1官能團間的反應244

6.1.2動力學分析245

6.1.3逐步增長聚合中的成環作用249

6.1.4聚合物製備技術250

6.2聚酯250

6.2.1線形飽和聚酯250

6.2.2線形不飽和聚酯258

6.2.3用作表面塗層的交聯聚酯259

6.2.4聚碳酸酯260

6.2.5由內酯製備的聚酯261

6.3聚酰胺262

6.3.1尼龍262

6.3.2脂肪聚酰胺269

6.3.3聚酰胺製備的特殊反應269

6.3.4芳香族聚酰胺270

6.4芳香族聚酰胺烠騎胺與芳香族聚酯烠騎胺272

6.5聚酰亞胺274

6.6聚醚278

6.6.1聚氧化亞苯基278

6.6.2苯氧基聚合物280

6.7聚縮醛和聚縮酮281

6.8聚對二亞甲苯基282

6.9含硫聚合物283

6.9.1聚碸283

6.9.2硫醇類聚合物和聚硫醇285

6.10聚氨酯286

6.10.1多官能異氰酸酯的製備287

6.10.2商業多異氰酸酯287

6.10.3異氰酸酯的反應287

6.10.4催化劑的作用288

6.10.5聚氨酯纖維288

6.10.6聚氨酯彈性體289

6.10.7聚氨酯泡沫290

6.11環氧樹脂290

6.11.1工業環氧樹脂的製備290

6.11.2交聯反應291

6.11.3脂環族環氧樹脂296

6.12苯酚甲醛樹脂297

6.12.1甲階酚醛樹脂297

6.12.2熱塑性酚醛樹脂299

6.12.3氨催化酚醛樹脂301

6.12.4典型工業製備301

6.13氨基聚合物302

6.13.1脲醛樹脂302

6.13.2蜜胺甲醛樹脂303

6.14硅氧烷聚合物303

6.14.1聚硅氧烷303

6.14.2硅樹脂彈性體305

6.14.3聚硅氧烷塗料樹脂306

6.14.4氟硅氧烷彈性體306

6.14.5聚芳基硅氧烷306

6.15聚硅烷307

6.16磷腈聚合物307

6.17高性能聚合物308

6.17.1含氟芳香聚合物309

6.17.2聚亞苯基310

6.17.3DielsAlder聚合物311

6.17.4含硅的芳香族聚合物314

6.17.5直接縮聚聚合物315

6.17.6帶有端基官能團的低聚物317

6.17.7Cardo聚合物（環狀聚合物）318

6.17.8梯形聚合物318

6.17.9聚芳基醚與聚芳基醚酮320

6.18樹枝形聚合物和輪烷聚合物321

6.18.1樹枝形聚合物與超支化聚合物321

6.18.2輪烷聚合物322

回顧問題323

參考文獻325

第7章天然高分子333

7.1天然高分子333

7.2多糖333

7.2.1半纖維素333

7.2.2澱粉334

7.2.3纖維素334

7.2.4各種各樣的多糖338

7.3木質素339

7.4聚異戊二烯340

7.5蛋白質340

7.5.1α氨基酸341

7.5.2蛋白質的結構和化學性質342

7.5.3製備多肽的合成方法345

7.5.4蛋白質的化學改性346

7.6核酸347

7.6.1DNA和RNA348

7.6.2製備核酸的合成方法348

7.7聚烷羧酸酯349

回顧問題350

參考文獻351

第8章高分子的反應353

8.1高分子的反應性353

8.1.1分散控制的反應354

8.1.2成對基團效應和相鄰基團效應354

8.1.3分子尺寸的影響355

8.1.4溶解性變化的影響355

8.1.5結晶的影響356

8.1.6適合大分子的反應356

8.2加成反應356

8.2.1鹵化356

8.2.2氫化反應358

8.2.3卡賓加成358

8.2.4醛的親電加成359

8.2.5極性加成360

8.3重排反應364

8.3.1異構化反應364

8.3.2環化和分子內重排365

8.4取代反應368

8.4.1飽和碳氫化合物聚合物的取代反應368

8.4.2含氯高分子的取代反應370

8.4.3含有芳環的大分子的取代反應373

8.4.4丙烯酸、甲基丙烯酸及相關聚合物的反應378

8.4.5聚乙烯醇的取代反應381

8.4.6其它交換反應382

8.5聚合物的交聯反應384

8.5.1橡膠的硫化384

8.5.2過氧化物存在下的交聯385

8.5.3聚合物的其它交聯反應386

8.5.4輻射交聯386

8.5.5高分子的光交聯386

8.5.6電子束照射下高分子的交聯394

8.6高分子反應物395

8.6.1固定化反應物395

8.6.2高分子催化劑396

8.7接枝共聚物的形成398

8.7.1通過鏈轉移反應進行自由基接枝反應399

8.7.2聚合物與雙鍵的自由基接枝反應400

8.7.3大分子輔助製備接枝共聚物400

8.7.4從聚合物主鏈上引發聚合402

8.7.5接枝共聚物的光化學合成404

8.7.6高能射線照射下接枝共聚物的形成404

8.7.7利用離子鏈增長和逐步聚合反應的方法制備接枝共聚物405

8.7.8各種各樣的接枝共聚合407

8.8嵌段共聚物407

8.8.1嵌段共聚酯408

8.8.2嵌段共聚酰胺408

8.8.3聚氨酯嫠煬胺嵌段共聚物408

8.8.4聚酰胺嫠澀嵌段共聚物409

8.8.5聚氨酯離子交聯聚合物409

8.8.6聚α烯烴嵌段共聚物409

8.8.7同時使用自由基聚合和離子鏈增長410

8.8.8通過均相離子共聚的方法制備嵌段共聚物411

8.8.9製備嵌段共聚物的特殊反應413

8.8.10各種嵌段共聚物414

8.8.11利用機械化學方法形成嵌段共聚物415

8.9導電高分子415

回顧問題417

參考文獻419

第9章聚合物的降解431

9.1聚合物的降解過程431

9.2常見連鎖聚合物的熱降解431

9.2.1聚烯烴和共軛二烯烴聚合物的熱降解432

9.2.2聚苯乙烯和類聚苯乙烯聚合物的熱降解433

9.2.3甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯類聚合物的熱降解433

9.2.4氯碳化合物和氟碳化合物類聚合物的熱降解435

9.2.5聚乙酸乙烯酯的熱降解436

9.3常見的逐步聚合物的熱降解437

9.3.1多氧化物的熱降解437

9.3.2聚酯的熱降解437

9.3.3聚酰胺的熱降解439

9.3.4環氧樹脂的熱降解440

9.3.5聚酰亞胺、聚氧二唑和聚喹喔啉的熱降解441

9.3.6芳香族聚碸的熱降解442

9.3.7聚醚的熱降解442

9.4纖維素材料的熱降解443

9.5升温條件下的聚合物水解降解443

9.6聚合物的氧化降解443

9.6.1鏈增長聚合物的氧化444

9.6.2逐步聚合物的氧化446

9.7高分子的光降解447

9.8聚合物的光氧化降解452

9.9聚合物材料的電離輻射降解454

回顧問題454

參考文獻455 ^[1]