高分子物理教程 方征平

第1章 绪论 1

1.1 基本概念 1

1.1.1 聚合物的定义 1

1.1.2 从小分子到大分子 2

1.2 聚合物的分子量及其分布 3

1.2.1 聚合物的分子量及其分布的特殊性 3

1.2.2 聚合物的平均分子量 4

1.2.3 聚合物的分子量分布 4

1.3 聚合物结构与性能的特点 5

1.3.1 聚合物的结构层次 5

1.3.2 聚合物结构的多重性和复杂性 6

1.3.3 高分子材料的性能特点 6

习题与思考题 7

第2章 聚合物链的结构 8

2.1 聚合物链的近程结构 8

2.1.1 结构单元的化学组成 8

2.1.2 键接方式 11

2.1.3 结构单元的空间排列方式 15

2.2 聚合物链的远程结构 17

2.2.1 聚合物链的形态 17

2.2.2 聚合物链的内旋转构象 18

2.2.3 聚合物链的尺寸 20

2.3 聚合物链的柔顺性 24

2.3.1 聚合物链柔顺性的表征 24

2.3.2 影响聚合物链柔顺性的内在因素 25

2.3.3 影响聚合物链柔顺性的外在因素 28

习题与思考题 29

第3章 聚合物溶液与共混体系 30

3.1 聚合物的溶解 31

3.1.1 聚合物溶解过程的特点 31

3.1.2 溶度参数与聚合物的溶解性 33

3.1.3 溶度参数的测定和计算 34

3.2 聚合物稀溶液 36

3.2.1 理想溶液的混合热力学 36

3.2.2 聚合物稀溶液的混合热力学 37

3.2.3 Θ溶液 39

3.2.4 聚合物-溶剂的相分离和分级 40

3.3 聚合物分子量的测定 41

3.3.1 渗透压法 42

3.3.2 光散射法 43

3.3.3 黏度法 44

3.3.4 体积排除色谱法 46

3.4 聚合物浓溶液 48

3.4.1 聚合物浓溶液的特点 48

3.4.2 增塑聚合物 49

3.4.3 涂料 50

3.4.4 胶黏剂 51

3.4.5 冻胶和凝胶 52

3.5 聚合物共混物 52

3.5.1 聚合物-聚合物相分离热力学 53

3.5.2 聚合物-聚合物相分离动力学 54

3.5.3 聚合物共混物的相形态 55

3.5.4 不相容聚合物共混物的增容 59

习题与思考题 61

第4章 非晶聚合物的结构与热转变 63

4.1 非晶聚合物的凝聚态结构 63

4.1.1 固体、液体与软物质 63

4.1.2 非晶聚合物中的残余有序性 64

4.1.3 非晶聚合物的结构模型 65

4.2 非晶聚合物的力学状态与热转变 66

4.2.1 非晶聚合物的力学状态 66

4.2.2 玻璃化转变理论 68

4.2.3 化学结构对玻璃化温度的影响 70

4.2.4 影响玻璃化温度的其他因素 72

4.2.5 其他转变与松弛 76

4.3 聚合物的取向态 77

4.3.1 取向方式 78

4.3.2 取向机理 78

4.3.3 取向度及其测定方法 80

4.3.4 取向的应用 82

习题与思考题 83

第5章 结晶聚合物的结构与热转变 85

5.1 聚合物的晶态结构 85

5.1.1 聚合物的结晶度及其测定方法 85

5.1.2 结晶聚合物的晶胞与链构象 87

5.1.3 聚合物的结晶形态 91

5.1.4 结晶聚合物的结构模型 95

5.2 熔融热力学 98

5.2.1 结晶聚合物的熔融与熔点 98

5.2.2 化学结构对熔点的影响 99

5.2.3 影响熔点的其他因素 101

5.3 结晶动力学 103

5.3.1 等温结晶动力学 103

5.3.2 非等温结晶动力学 104

5.3.3 球晶径向生长速率及其温度依赖性 107

习题与思考题 109

第6章 聚合物的变形与流动 111

6.1 聚合物的高弹性 111

6.1.1 橡胶与高弹性 111

6.1.2 高弹性的热力学分析 112

6.1.3 高弹性的统计理论 115

6.1.4 对交联橡胶状态方程的几点说明 118

6.2 聚合物的黏弹性 119

6.2.1 黏弹性现象 120

6.2.2 黏弹性的力学模型 127

6.2.3 Boltzmann叠加原理 133

6.2.4 时温等效原理 134

6.3 聚合物流体的流变性 136

6.3.1 牛顿流体与非牛顿流体 137

6.3.2 聚合物流体黏性流动的特点 139

6.3.3 聚合物的黏流温度 141

6.3.4 聚合物流体的流动性 143

6.3.5 聚合物流体的弹性流变效应 150

6.3.6 拉伸流动与拉伸黏度 155

习题与思考题 156

第7章 聚合物的强度与韧性 157

7.1 聚合物的应力应变行为 157

7.1.1 应力-应变曲线 157

7.1.2 形变过程的分子运动 159

7.2 聚合物的屈服 161

7.2.1 聚合物屈服点的特征 161

7.2.2 银纹屈服 162

7.2.3 剪切屈服 165

7.3 聚合物的断裂 167

7.3.1 聚合物的理论强度与实际强度 167

7.3.2 聚合物的宏观断裂形式 169

7.3.3 脆性断裂理论 170

7.4 影响聚合物强度与韧性的因素 174

7.4.1 聚合物的链结构 174

7.4.2 结晶与取向 177

7.4.3 增强填料与助剂 178

7.4.4 共聚与共混 179

7.4.5 温度和应变速率 182

习题与思考题 183

第8章 聚合物的其他性能 185

8.1 聚合物的电学性能 185

8.1.1 聚合物的导电性能 185

8.1.2 聚合物的介电性能 187

8.1.3 聚合物的介电击穿 189

8.1.4 聚合物的静电现象 190

8.2 聚合物的光学性能 191

8.2.1 光的吸收、散射和透射 191

8.2.2 光的折射和反射 192

8.2.3 非线性光学性能 193

8.3 聚合物的热性能 194

8.3.1 聚合物的特性温度 194

8.3.2 聚合物的耐热性 195

8.3.3 聚合物的热物理性能 196

习题与思考题 197

附录：符号及其物理意义 198