高分子物理

第1章 绪论 1

1.1 由小分子到高分子 1

1.2 高分子结构的特点 2

1.3 高分子性能的特点 3

1.4 高分子物理的研究内容 3

思考题 4

第2章 高分子链的结构 5

2.1 近程结构 5

2.1.1 键属性 5

2.1.2 成链元素（化学组成） 8

2.1.3 单体的键接 11

2.1.4 旋光异构（空间立构） 12

2.1.5 几何异构（顺反异构） 13

2.1.6 侧基与端基 15

2.1.7 支化与交联 15

2.1.8 共聚物的结构 17

2.2 远程结构 19

2.2.1 分子量的大小与分布 19

2.2.2 链的形态——柔顺性 23

思考题 39

附录1 “无规行走”的统计计算 39

附录2 自由旋转链的几何计算 42

第3章 聚合物的聚集态结构（结晶） 43

3.1 聚合物的分子间作用力 43

3.1.1 取向力 44

3.1.2 诱导力 44

3.1.3 色散力 44

3.1.4 氢键 45

3.1.5 内聚能及内聚能密度 46

3.2 晶体的基本概念 47

3.2.1 空间点阵、晶胞和晶系 47

3.2.2 晶面和晶面指数 48

3.3 聚合物结晶结构 49

3.3.1 高分子晶型 49

3.3.2 晶体中分子链的构象 50

3.3.3 聚合物的结晶形态 53

3.3.4 聚合物晶相结构模型 57

3.4 聚合物的结晶过程 60

3.4.1 聚合物的结晶速率 60

3.4.2 影响结晶的因素 62

3.5 结晶聚合物的熔融 65

3.5.1 聚合物的熔融特点 65

3.5.2 结构对熔点的影响 66

3.5.3 结晶条件对熔点的影响 67

3.5.4 不完善结晶 68

3.6 高分子液晶 70

3.6.1 液晶的结构特征 70

3.6.2 高分子液晶的应用 72

思考题 72

第4章 聚合物的聚集态结构（非晶及多相结构） 73

4.1 非晶态聚合物的结构特征 73

4.2 非晶结构模型 74

4.2.1 无规线团模型 74

4.2.2 折叠链缨状胶束粒子模型 74

4.3 聚合物的取向结构 76

4.3.1 取向机理 76

4.3.2 取向的表征 78

4.3.3 高分子取向的实际应用 79

4.4 高分子溶液 81

4.4.1 高分子-溶剂的相互作用 81

4.4.2 高分子稀溶液 83

4.4.3 聚电解质溶液 94

4.4.4 高分子浓溶液 94

思考题 96

第5章 聚合物分子运动与结构转变 97

5.1 聚合物的运动单元及运动特性 97

5.1.1 运动的结构基础 97

5.1.2 运动的外界因素 99

5.1.3 高分子运动的动力学特性 102

5.2 聚合物的热运动与力学状态 102

5.3 次级弛豫与玻璃态 105

5.4 链段解冻与玻璃化转变 106

5.4.1 自由体积理论 106

5.4.2 影响玻璃化温度的因素 108

5.5 链段运动与高弹形变 113

5.5.1 橡胶态形变的热力学分析 114

5.5.2 橡胶弹性的统计理论 116

5.6 分子链的相对位移与黏性流动 119

5.6.1 聚合物黏性流动的特点 119

5.6.2 影响黏流温度的因素 120

5.6.3 剪切流动 122

5.6.4 拉伸流动 131

5.7 黏弹性-运动的弛豫本质 132

5.7.1 流体的弹性现象 132

5.7.2 固体的黏性 134

5.7.3 线性黏弹性的数学描述 135

5.7.4 影响聚合物黏弹行为的因素 143

思考题 144

第6章 聚合物的力学性能 146

6.1 基本概念 146

6.1.1 应力和应变 146

6.1.2 弹性模量 147

6.1.3 泊松比 147

6.1.4 强度 148

6.2 聚合物的拉伸行为 149

6.3 聚合物的破坏 151

6.3.1 聚合物的理论强度 151

6.3.2 脆性断裂和韧性断裂 152

6.3.3 聚合物的脆-韧转变及其影响因素 153

6.4 聚合物力学性能的影响因素 155

6.4.1 近程结构的影响 155

6.4.2 分子量的影响 156

6.4.3 结晶的影响 156

6.4.4 共混、共聚、填充的影响 156

6.4.5 外力作用速度和温度的影响 157

思考题 158

第7章 聚合物的其他性能 159

7.1 高分子材料的电学性能 159

7.1.1 聚合物的极化和介电性能 159

7.1.2 聚合物的静电现象 163

7.2 高分子材料的光学性能 165

7.2.1 聚合物对光的吸收和透射 165

7.2.2 聚合物对光的折射 165

思考题 167

第8章 聚合物分析测试技术 168

8.1 聚合物化学结构分析 169

8.1.1 红外光谱 169

8.1.2 核磁共振 172

8.1.3 X射线光电子能谱（XPS）分析 174

8.2 聚合物凝聚态结构分析 175

8.2.1 X射线衍射（XRD）分析 176

8.2.2 热分析 178

8.2.3 显微分析 180

8.3 聚合物分子运动分析 185

思考题 186

参考文献 187