本書是高等學(xué)校高分子化學(xué)與物理課程的教學(xué)輔導(dǎo)書。全書共17章,第1章是緒論,第2~6章是高分子化學(xué)部分,第7~16章是高分子物理部分,第17章是綜合題。本書的習(xí)題同時(shí)涵蓋了高分子學(xué)科的兩大基礎(chǔ)課程(高分子化學(xué)和高分子物理),也適用于“高分子化學(xué)”和“高分子物理”分設(shè)的單獨(dú)課程。
本書精選了1700多道習(xí)題,每道題都有解答,習(xí)題覆蓋教學(xué)大綱的所有知識(shí)點(diǎn)。標(biāo)題細(xì)分到四級(jí),所有習(xí)題都有很詳細(xì)的歸類。最后一章的綜合題收集了600多道填空題、單選題和是非題。400多個(gè)名詞解釋題的答案則分散在書中以節(jié)省篇幅,每章末尾有相應(yīng)的索引。
本書可作為研究型高校的非高分子專業(yè)(如化學(xué)、化工、材料等專業(yè)),以及應(yīng)用型高校、高職本科和二級(jí)學(xué)院相關(guān)專業(yè)的本科生輔助教材或參考書,也適用于研究型高校的高分子專業(yè)本科生的教學(xué)。此外,本書還特別適合用作考研參考書。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 高分子的歷史 1
1.2 高分子的定義和基本概念 1
1.3 聚合物的命名和結(jié)構(gòu)式 3
1.3.1 從單體或聚合物的結(jié)構(gòu)式出發(fā)命名 3
1.3.2 從聚合物中文名稱或英文縮寫出發(fā)寫出結(jié)構(gòu)式 6
1.3.3 IUPAC系統(tǒng)命名法 8
1.4 高分子的分類 9
1.5 聚合反應(yīng)的分類 12
1.6 聚合反應(yīng)式 17
1.7 高分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的一般特點(diǎn) 20
第2章 自由基聚合 22
2.1 判斷某種化合物能否進(jìn)行聚合反應(yīng) 22
2.2 自由基聚合的反應(yīng)機(jī)理 23
2.2.1 自由基的活性 23
2.2.2 反應(yīng)熱力學(xué) 24
2.2.3 引發(fā)、增長(zhǎng)和終止等基元反應(yīng) 26
2.3 鏈引發(fā) 29
2.3.1 引發(fā)劑和引發(fā)作用 29
2.3.2 引發(fā)劑分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和引發(fā)劑效率 31
2.4 自由基聚合反應(yīng)速率 32
2.4.1 自由基聚合反應(yīng)初期動(dòng)力學(xué)方程 32
2.4.2 溫度對(duì)聚合速率和聚合度的影響 33
2.4.3 聚合動(dòng)力學(xué)計(jì)算 36
2.4.4 自動(dòng)加速現(xiàn)象 38
2.5 聚合度和鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng) 39
2.5.1 無鏈轉(zhuǎn)移的聚合度 39
2.5.2 考慮鏈轉(zhuǎn)移的聚合度 42
2.6 阻聚和緩聚 49
2.7 自由基聚合的實(shí)施方法 50
第3章 自由基共聚合 61
3.1 共聚物的類型及命名 61
3.2 二元共聚物組成微分方程與競(jìng)聚率 61
3.3 典型二元共聚物組成曲線 69
3.4 共聚物組成控制方法 74
3.5 二元共聚物的序列結(jié)構(gòu) 75
3.6 單體(自由基)活性與Q-e方程 77
3.7 離子型共聚 79
3.8 共聚物材料 80
第4章 離子聚合和配位聚合 82
4.1 陽離子、陰離子聚合反應(yīng)的單體及引發(fā)劑類型 82
4.2 離子聚合反應(yīng)的聚合反應(yīng)方程和反應(yīng)機(jī)理 84
4.3 離子聚合的活性中心、反離子和溫度對(duì)聚合反應(yīng)速率和聚合物規(guī)整性的影響 87
4.4 離子聚合的動(dòng)力學(xué)和聚合度計(jì)算 89
4.4.1 利用聚合物結(jié)構(gòu)式或動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算聚合度 89
4.4.2 已知聚合度計(jì)算引發(fā)劑量 92
4.5 陰離子聚合的特點(diǎn)——活性陰離子聚合 92
4.6 陽離子聚合的特點(diǎn)——異構(gòu)化 95
4.7 配位聚合的基本概念和引發(fā)劑 96
4.8 配位聚合的單體及聚合物的立構(gòu) 99
第5章 逐步聚合 101
5.1 逐步聚合反應(yīng)的特點(diǎn)和分類 101
5.2 逐步聚合反應(yīng)的單體 102
5.3 線型縮聚反應(yīng) 103
5.3.1 線型縮聚反應(yīng)的機(jī)理和動(dòng)力學(xué) 103
5.3.2 密閉體系的平衡縮聚反應(yīng)計(jì)算聚合度 104
5.3.3 敞開體系的不平衡縮聚反應(yīng)計(jì)算聚合度 114
5.3.4 提高縮聚物聚合度的方法 116
5.4 非線型縮聚反應(yīng) 117
5.5 聚合方法 23
第6章 聚合物化學(xué)反應(yīng) 127
6.1 聚合物化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)及影響因素 127
6.2 聚合物的側(cè)基反應(yīng) 128
6.3 聚合物的主鏈反應(yīng) 131
6.3.1 聚合物的降解、解聚和老化 131
6.3.2 聚合物的接枝、擴(kuò)鏈和交聯(lián) 135
第7章 高分子鏈的結(jié)構(gòu) 140
7.1 高分子的程結(jié)構(gòu)140
7.1.1 構(gòu)型 140
7.1.2 鍵接結(jié)構(gòu)和共聚序列 146
7.1.3 支化與交聯(lián)149
7.2 高分子鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu) 150
7.2.1 構(gòu)象 150
7.2.2 均方末端距 153
7.3 高分子鏈的柔順性 161
7.3.1 柔順性的結(jié)構(gòu)影響因素(定性描述) 161
7.3.2 柔順性的參數(shù)(定量描述) 164
7.4 綜合 167
第8章 高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 169
8.1 高分子結(jié)晶的形態(tài) 169
8.2 結(jié)晶模型和非晶模型 171
8.3 聚合物的結(jié)晶能力、結(jié)晶過程 172
8.4 結(jié)晶度 175
8.4.1 比體積、密度和結(jié)晶度 175
8.4.2 結(jié)晶(度)對(duì)性能的影響 178
8.5 結(jié)晶熱力學(xué)與熔點(diǎn) 179
8.5.1 從熱力學(xué)角度出發(fā)比較聚合物的熔點(diǎn) 179
8.5.2 熔點(diǎn)和平衡熔點(diǎn)的計(jì)算 183
8.6 結(jié)晶速率與結(jié)晶動(dòng)力學(xué) 186
8.7 聚合物的取向態(tài)、液晶態(tài)和共混高分子的相態(tài)結(jié)構(gòu) 189
8.7.1 取向態(tài) 189
8.7.2 液晶態(tài) 191
8.7.3 共混高分子 193
8.8 綜合 195
第9章 高分子溶液 197
9.1 高分子的溶解與溶脹 197
9.2 分子間作用力、內(nèi)聚能密度和溶度參數(shù) 199
9.2.1 聚合物的分子間作用力 199
9.2.2 能密度 200
9.2.3 溶度 202
9.3 溶劑的選擇原則 207
9.3.1 溶劑選擇三原則 207
9.3.2 相似相溶原則 209
9.3.3 溶劑化原則 209
9.3.4 溶度原則 209
9.3.5 外部條件 210
9.4 高分子稀溶液的熱力學(xué) 210
9.4.1 溶液的基本物理量 210
9.4.2 Flory-Huggins的似晶格模型 211
9.4.3 Huggins參數(shù)x1 211
9.4.4 混合 212
9.4.5 混合熵 212
9.4.6 混合能 214
9.4.7 化學(xué)勢(shì) 215
9.4.8 θ狀態(tài) 217
9.5 高分子亞濃溶液、濃溶液和聚電解質(zhì)溶液 221
9.5.1 高分子亞濃溶液 221
9.5.2 高分子濃溶液 222
9.5.3 高分子聚電解質(zhì)溶液 224
第10章 聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量 226
10.1 聚合物相對(duì)分子質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)意義 226
10.1.1 利用定義式計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量 226
10.1.2 多分散系數(shù)和分布寬度指數(shù) 233
10.2 數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定 236
10.2.1 端基分析法 236
10.2.2 沸點(diǎn)升高、冰點(diǎn)下降法 237
10.2.3 膜滲透壓法 238
10.2.4 氣相滲透壓法 247
10.3 重均相對(duì)分子質(zhì)量與Z均相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定 248
10.3.1 光散射法 248
10.3.2 超速離心沉降法 253
10.4 黏均相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定 254
10.4.1 黏度法測(cè)相對(duì)分子質(zhì)量 254
10.4.2 黏度法涉及的其他參數(shù) 263
10.5 不同測(cè)定方法的比較 266
10.6 相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)聚合物性能的影響 267
第11章 聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量分布 269
11.1 相對(duì)分子質(zhì)量分布的意義和表亦方法 269
11.2 基于溶解度的分級(jí)方法 273
11.3 凝膠色譜法 277
11.3.1 原理、儀器和實(shí)驗(yàn)條件 277
11.3.2 校準(zhǔn)曲線與相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算 279
11.3.3 普適校準(zhǔn)曲線 284
11.3.4 峰加寬效應(yīng)和柱效 285
11.4 分子分布性能的 287
第12章 聚合物的分子運(yùn)動(dòng) 288
12.1 形變-溫度曲線 288
12.2 聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變 296
12.2.1 測(cè)定 296
12.2.2 玻璃化轉(zhuǎn)變理論和相關(guān)計(jì)算 299
12.2.3 Tg的影響因素 306
12.2.4 耐熱性 313
12.2.5 次級(jí)松弛(或多重轉(zhuǎn)變) 314
12.2.6 脆化溫度 316
12.3 聚合物的黏性流動(dòng) 316
12.3.1 黏流的特點(diǎn)和黏流溫度 316
12.3.2 熔體黏度 318
12.3.3 流曲線和流性 328
第13章 橡膠彈性 334
13.1 橡膠的結(jié)構(gòu)和使用溫度范圍 334
13.2 高彈性的特點(diǎn)和熱力學(xué)分析 335
13.2.1 高彈性的特點(diǎn)(高彈性的定性分析) 335
13.2.2 橡膠彈性的熱力學(xué)分析(高彈性的定量分析) 336
13.3 交聯(lián)橡膠彈性的統(tǒng)計(jì)理論 339
13.3.1 交聯(lián)橡膠變形時(shí)的熵變 339
13.3.2 交聯(lián)橡膠的狀態(tài)方程 340
13.4 唯象理論 349
13.5 熱塑性彈性體 349
第14章 聚合物的黏彈性 351
14.1 黏彈性現(xiàn)象 351
14.1.1 黏彈性與松弛 351
14.1.2 靜態(tài)黏彈性 352
14.1.3 動(dòng)態(tài)黏彈性 357
14.2 力學(xué)模型 360
14.2.1 靜態(tài)黏彈性相關(guān)的力學(xué)模型 360
14.2.2 動(dòng)態(tài)黏彈性與相關(guān)力學(xué)模型 368
14.3 時(shí)溫等效原理與WLF方程 371
14.4 Boltzmann疊力口原理 376
14.5 測(cè)定動(dòng)態(tài)黏彈性的實(shí)驗(yàn)方法 380
第15章 聚合物的力學(xué)性能 384
15.1 力學(xué)性質(zhì)的基本物理量和力學(xué)性能指標(biāo) 384
15.1.1 基本物理量的定義和計(jì)算 384
15.1.2 力學(xué)性能指標(biāo)的定義和計(jì)算 388
15.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線 389
15.2.1 典型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線 389
15.2.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線的五種類型 392
15.2.3 影響因素 394
15.2.4 有關(guān)計(jì)算 395
15.3 屈服和斷裂 397
15.3.1 屈服 397
15.3.2 斷裂 399
第16章 聚合物的電學(xué)性能 405
16.1 聚合物的極化與介電性能 405
16.1.1 介電極化 405
16.1.2 介電損耗與介電松弛譜 408
16.1.3 影響介電性的因素 411
16.2 聚合物的導(dǎo)電性和靜電現(xiàn)象 415
16.2.1 導(dǎo)電性的表征 415
16.2.2 影響導(dǎo)電性的因素 416
16.2.3 導(dǎo)電性高分子 419
16.2.4 聚合物的靜電現(xiàn)象 420
第17章 綜合題 422
17.1 高分子化學(xué)綜合題 422
17.1.1 填空題 422
17.1.2 單選題 428
17.1.3 是非題 435
17.2 高分子物理綜合題 436
17.2.1 填空題 436
17.2.2 單選題 442
17.2.3 是非題 451
主要參考書目 455
附錄 457