高分子化學與物理 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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J.M.G. Cowie 等 著

圖書標籤:

• 高分子化學
• 高分子物理
• 材料科學
• 聚閤物
• 化學
• 物理
• 高分子材料
• 高分子結構
• 高分子性能
• 高分子閤成

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111448884

版次：1

商品編碼：11458425

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-05-01

用紙：膠版紙

頁數：497

內容簡介

　　《高分子化學與物理》共16章，為瞭提高學生的解決實際問題的能力，本書突齣重點、簡化難點，將提高學生使用能力和動手能力、解決問題的能力作為編寫基本要求。

目錄

序
Preface / 前言
Chapter 1Introduction / 引言 1
1.1 Birth of a Concept / 概念的誕生 2
1.2 Some Basic Definitions / 基本定義 3
1.3 Synthesis of Polymers / 聚閤物的閤成 5
1.4 Nomenclature / 命名法 5
1.5 Average Molar Masses and Distributions / 平均摩爾質量及分布 9
1.6 Size and Shape / 大小和形狀 11
1.7 Configuration / 構型 13
1.8 The Glass Transition Temperature Tg and the Melting
Temperature Tm / 玻璃化轉變溫度Tg及熔點Tm 15
1.9 Elastomers, Fibers, and Plastics / 彈性體、縴維及塑料 17
1.10 Fiber-Forming Polymers / 成縴聚閤物 19
1.11 Plastics / 塑料 19
1.12 Thermosetting Polymers / 熱固性聚閤物 22
1.13 Elastomers / 彈性體 22
Problems / 習題 26
References / 參考文獻 28
Bibliography / 參考書目 28
Chapter 2Step-Growth Polymerization / 逐步增長聚閤 31
2.1 General Reactions / 一般反應 32
2.2 Reactivity of Functional Groups / 官能團的反應活性 33
2.3 Carothers Equation / Carothers方程 34
2.4 Control of the Molar Mass / 摩爾質量的控製 36
2.5 Stoichiometric Control of Mn / Mn的化學計量控製 38
2.6 Kinetics / 動力學 40
2.7 Molar Mass Distribution in Linear Systems / 綫性體係中的摩
爾質量分布 41
2.8 Average Molar Masses / 平均摩爾質量 42
2.9 Characteristics of Step-Growth Polymerization / 逐步增長聚閤
的錶徵 42
2.10 Typical Step-Growth Reactions / 典型的逐步增長聚閤 42
2.11 Ring Formation / 成環 43
2.12 Nonlinear Step-Growth Reactions / 非綫性逐步增長聚閤 44
2.13 Statistical Derivation / 統計推導 45
2.14 Comparison with Experiment / 實驗對比 46
2.15 Polyurethanes / 聚氨酯 48
2.16 Thermosetting Polymers / 熱固性聚閤物 51
Problems / 習題 54
References / 參考文獻 58
Bibliography / 參考書目 58
Chapter 3Free-Radical Addition Polymerization / 自由基加成
聚閤 59
3.1 Addition Polymerization / 加成聚閤 60
3.2 Choice of Initiators / 引發劑的選擇 60
3.3 Free-Radical Polymerization / 自由基聚閤 61
3.4 Initiators / 引發劑 62
3.4.1 Initiator Efficiency / 引發劑效率. 65
3.5 Chain Growth / 鏈增長 65
3.6 Termination / 終止 65
3.7 Steady-State Kinetics / 穩態動力學 66
3.8 High-Conversion Bulk Polymerizations / 高轉化率本體聚閤 68
3.9 Chain Transfer / 鏈轉移 70
3.9.1 Consequences of Chain Transfer / 鏈轉移的結果 73
3.10 Inhibitors and Retarders / 阻聚劑和緩聚劑 73
3.11 Activation Energies and the Effect of Temperature / 活化能和溫
度的影響 75
3.12 Thermodynamics of Radical Polymerization / 自由基聚閤物
熱力學 76
3.13 Heats of Polymerization / 聚閤熱 79
3.14 Polymerization Processes / 聚閤過程 79
3.15 Features of Free-Radical Polymerization / 自由基聚閤的特性 82
3.16 Controlled Radical Polymerization / 可控自由基聚閤 82
3.17 Nitroxide-Mediated Polymerizations / 氮氧自由基介導的聚閤 84
3.18 Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) / 原子轉移自
由基聚閤（ATRP） 85
3.19 Reverse ATRP / 可逆原子轉移自由基聚閤 86
3.20 Degenerative Chain Transfer Reaction (DT) / 衰減鏈轉移反
應（DT） 87
3.21 Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer (RAFT) /
可逆加成斷型鏈轉移（RAFT） 54
3.22 CRP of Vinyl Chloride / 氯乙烯的可控自由基聚閤 90
3.23 The Kinetics of CRP Processes / 可控自由基聚閤過程動力學 90
3.24 Application to Experimental Data / 應用於實驗的數據 93
Problems / 習題 95
References / 參考文獻 99
Bibliography / 參考書目 99
Chapter 4Ionic Polymerization / 離子聚閤 101
4.1 General Characteristics / 離子聚閤的一般特徵 102
4.2 Cationic Polymerization / 陽離子聚閤 103
4.3 Propagation by Cationic Chain Carriers / 經由陽離子鏈載體
的鏈增長 104
4.4 Termination / 終止 105
4.5 General Kinetic Scheme / 一般動力學方程 106
4.6 Energetics of Cationic Polymerization / 陽離子聚閤熱力學 106
4.7 Telechelic Polymers via Cationic Polymerization / 由陽離子聚
閤製備遙爪聚閤物 107
4.8 Cationic Ring Opening Polymerization / 陽離子的開環聚閤 108
4.9 Stable Carbocations / 穩態的碳陽離子 110
4.10 Anionic Polymerization / 陰離子聚閤 111
4.11 Living Polymers / 活性聚閤物 112
4.12 Kinetics and Molar Mass Distribution in Living Anionic Systems /
活性陰離子聚閤動力學及摩爾質量分布 113
4.13 Metal Alkyl Initiators / 金屬烷基化閤物引發劑 117
4.14 Solvent and Gegen Ion Effects / 溶劑和平衡離子效應 117
4.15 Anionic Ring-Opening Polymerization / 陰離子開環聚閤 117
Problems / 習題 119
References / 參考文獻 121
Bibliography / 參考書目 122
Chapter 5Linear Copolymers and Other Architectures / 綫型共
聚物及其他構造 123
5.1 General Characteristics / 一般特性 124
5.2 Composition Drift / 組成飄移 125
5.3 The Copolymer Equation / 共聚閤方程 125
5.4 Monomer Reactivity Ratios / 單體競聚率 126
5.5 Reactivity Ratios and Copolymer Structure / 競聚率與共聚物
的結構 127
5.6 Monomer Reactivities and Chain Initiation / 單體反應活性與
鏈引發 130
5.7 Influence of Structural Effects on Monomer Reactivity Ratios /
結構效應對單體競聚率的影響 130
5.7.1 Resonance Effects / 共振效應 130
5.7.2 Polar Effects / 極性效應 132
5.8 The Q杄 Scheme / Q杄概念 132
5.9 Alternating Copolymers / 交替共聚物 134
5.10 Block Copolymer Synthesis / 嵌段共聚物 136
5.10.1 Transformation Reactions / 轉化反應 138
5.10.1.1 Cationic to CRP / 陽離子嚮可控自由基聚
閤 140
5.10.1.2 Anionic to CRP / 陰離子嚮可控自由基聚
閤 141
5.10.1.3 ROMP to ATRP / 開環易位聚閤嚮原子轉
移自由基聚閤 142
5.10.1.4 Step-Growth ATRP / 逐步增長原子轉移自
由基聚閤 142
5.10.2 Coupling Reactions / 偶閤反應 143
5.10.3 Use of CRP Methods / 可控自由基聚閤方法的應用 145
5.11 Graft Copolymer Synthesis / 接枝共聚物的閤成 148
5.12 Statistical and Gradient Copolymers / 無規和粘度共聚物 150
5.13 Complex Molecular Architectures / 復雜分子結構 151
5.14 Dendrimers / 樹枝狀分子 152
5.14.1 Divergent Growth / 發散性增長 153
5.14.2 Convergent Growth / 收斂性增長 154
5.14.3 Dendrimer Molecular Weight / 樹枝狀大分子的分子
量 155
5.14.4 Properties of Dendrimers / 樹枝狀分子的性質 156
5.14.5 Applications of Dendrimers / 樹枝狀分子的應用 157
Problems / 習題 158
References / 參考文獻 159
Bibliography / 參考書目 159
Chapter 6Polymer Stereochemistry / 聚閤物立體化學 160
6.1 Architecture / 結構 161
6.2 Orientation / 取嚮 161
6.3 Configuration / 構型 162
6.3.1 Monotactic Polymers / 單一立構規正聚閤物 163
6.3.2 Ditactic Polymers / 雙立構規正聚閤物 164
6.33 Polyethers / 聚醚 164
6.4 Geometric Isomerism / 幾何異物 166
6.5 Conformation of Stereoregular Polymers / 有規立構聚閤物
的構象 167
6.6 Factors Influencing Stereoregulation / 影響有規立構的因素 169
6.7 Homogeneous Stereospecific Cationic Polymerizations / 均相
立體選擇性陽離子聚閤 171
6.8 Homogeneous Stereoselective Anionic Polymerizations / 均相
立體選擇性陰離子聚閤 172
6.9 Homogeneous Diene Polymerization / 均相二烯烴聚閤 174
6.10 Summary / 小結 176
Problems / 習題 176
References / 參考文獻 177
Bibliography / 參考書目 177
Chapter 7Polymerization Reactions Initiated by Metal Catalysts
and Transfer Reactions / 金屬催化劑引發的聚閤反應及
其轉移反應 178
7.1 Polymerization Using Ziegler朜atta Catalysts / 利用Ziegler? Natta催化劑的聚閤 179
7.2 Nature of the Catalyst / 催化劑的特點 180
7.3 Nature of Active Centers / 活性中心的特點 181
7.4 Bimetallic Mechanism / 雙金屬催化機理 181
7.5 Monometallic Mechanism / 單金屬催化機理 182
7.6 Stereoregulation / 有規立構化 184
7.7 Ring-Opening Metathesis Polymerization (ROMP) / 開環易位
聚閤（ROMP） 185
7.8 Monocyclic Monomers / 單環單體 185
7.9 Bicyclo- and Tricyclomonomers / 雙環和三環單體 187
7.10 Copolyalkenamers / 共聚烯烴 188
7.11 Living Systems / 活性體係 188
7.12 Group Transfer Polymerization (GTP) / 基因轉移聚閤（GTP） 190
7.13 Aldol Group Transfer Polymerization / 醇醛基因轉移聚閤 191
7.14 Metallocene Catalysts / 茂金屬催化劑 192
7.14.1 Metallocene/Aluminoxane Catalysts / 茂金屬絡閤物/
鋁氧烷催化劑 193
7.14.2 Stereoregulation / 有規立構化 193
7.14.3 Cationic Metallocenes / 陽離子茂金屬 196
7.14.4 Mechanism of Stereoregulation / 有規立構化機理 196
7.15 Concluding Remarks / 結論 197
Problems / 習題 198
References / 參考文獻 198
Bibliography / 參考書目 198
Chapter 8Polymers in Solution / 聚閤物溶液 200
8.1 Thermodynamics of Polymer Solutions / 聚閤物溶液熱力學 201
8.2 Ideal Mixtures of Small Molecules / 小分子的理想混閤物 201
8.3 Nonideal Solutions / 非理想溶液 203
8.4 Flory朒uggins Theory: Entropy of Mixing / Flory朒uggins理
論混閤熵 203
8.5 Enthalpy Change on Mixing / 混閤焓變 207
8.6 Free Energy of Mixing / 混閤自由能 208
8.7 Limitations of the Flory-Huggins Theory / Flory-Huggins理論
的局限性. 209
8.8 Phase Equilibria / 相平衡 210
8.9 Flory朘rigbaum Theory / Flory朘rigbaum理論 212
8.10 Location of the Theta Temperature / q溫度的測定 214
8.11 Lower Critical Solution Temperatures / 低臨界溶液溫度 218
8.12 Solubility and the Cohesive Energy Density / 溶解度和內聚
能密度 220
8.13 Polymer朠olymer Mixtures / 聚閤物-聚閤物混閤物 223
8.14 Kinetics of Phase Separation / 相分離動力學 227
Problems / 習題 228
References / 參考文獻 231
Bibliography / 參考書目 231
Chapter 9Polymer Characterization - Molar Masses / 聚閤物錶
徵—摩爾質量 233
9.1 Introduction / 簡介 234
9.2 Molar Masses, Molecular Weights, and SI Units / 摩爾質量、
分子量及國際單位製 234
9.3 Number-Average Molar Mass Mn / 數均摩爾質量Mn 234
9.4 End-Group Assay / 端基分析 235
9.5 Colligative Properties of Solutions / 溶液的依數性 235
9.6 Osmotic Pressure / 滲透壓法 236
9.7 Light Scattering / 光散射法 239
9.7.1 Scattering from Large Particles / 大粒子的散射 241
9.8 Dynamic Light Scattering / 動態光散射 244
9.9 Viscosity / 黏度法 245
9.9.1 Viscosity-Average Molecular Weight / 黏均分子量 247
9.10 Gel Permeation Chromatography / 凝膠滲透色譜法 248
9.11 MALDI / 基質輔助激光解的電離質譜法 252
Problems / 習題 253
References / 參考文獻 256
Bibliography / 參考書目 257
Chapter 10Polymer Characterization - Chain Dimensions, Struc-
tures, and Morphology / 聚閤物錶徵—鏈尺寸、結
構及形態學 258
10.1 Average Chain Dimensions / 平均鏈尺寸 259
10.2 Freely Jointed Chain Model / 自由連接鏈模型 260
10.3 Short-Range Effects / 短程效應 261
10.4 Chain Stiffness / 鏈的剛性 261
10.5 Treatment of Dilute Solution Data / 稀溶液數據的處理 262
10.5.1 The Second Virial Coefficient / 第二維利係數 262
10.5.2 Expansion Factor / 溶脹因子 263
10.5.3 Flory朏ox Theory / Flory朏ox理論 264
10.5.4 Indirect Estimates of Unperturbed Chain Dimensions /
無擾鏈尺寸的間接估測 265
10.5.5 Influence of Tacticity on Chain Dimensions / 規整度對
鏈尺寸的影響 265
10.6 Nuclear Magnetic Resonance (NMR) / 校磁共振（NMR） 266
10.7 Infrared Spectroscopy / 紅外光譜 268
10.8 Thermal Analysis / 熱分析 270
10.9 Wide-Angle and Small-Angle Scattering / 廣角及小角散射 271
10.9.1 Wide-Angle X-Ray Scattering / 廣角X射綫散射 272
10.9.2 Small-Angle X-Ray Scattering (SAXS) / 小角X射綫
散射（SAXS） 273
10.9.3 Small-Angle Neutron Scattering (SANS) / 小角中子
散射（SANS） 274
10.10 Microscopy / 顯微技術 277
10.10.1 Optical Microscopy / 光學顯微鏡 278
10.10.2 Scanning Electron Microscopy / 掃描電子顯微鏡 279
10.10.3 Transmission Electron Microscopy / 透射電子顯微鏡 280
10.10.4 Atomic Force Microscopy and Scanning Tunneling Micro-
scopy/ 原子力和掃描隧道顯微鏡 280
Problems / 習題 282
References / 參考文獻 283
Bibliography / 參考書目 283
Chapter 11The Crystalline State and Partially Ordered Structures
/ 結晶態和部分有序結構 284
11.1 Introduction / 介紹 285
11.2 Mechanism of Crystallization / 結晶機理 285
11.3 Temperature and Growth Rate / 溫度和增長速率 287
11.4 Melting / 熔融 288
11.4.1 Effect of Crystallite Size on Melting / 微晶大小對熔融
的影響 288
11.5 Thermodynamic Parameters / 熱力學參數 288
11.6 Crystalline Arrangement of Polymers / 聚閤物的晶體排列 291
11.6.1 Factors Affecting Crystallinity and Tm / 影響結晶度和
Tm的因素 291
11.6.1.1 Symmetry / 對稱性 291
11.6.1.2 Intermolecular Bonding / 分子間鍵閤 292
11.6.1.3 Tacticity / 立構規整性 293
11.6.1.4 Branching and Molar Mass / 接枝與摩爾
質量 293
11.7 Morphology and Kinetics / 形態與動力學 293
11.8 Morphology / 形態 293
11.8.1 Crystallites / 微晶 294
11.8.2 Single Crystals / 單晶 294
11.8.3 Hedrites / 多角晶 295
11.8.4 Crystallization from the Melt / 熔融結晶 295
11.8.5 Spherulites / 球晶 297
11.9 Kinetics of Crystallization / 結晶動力學 298
11.9.1 Isothermal Crystallization / 等溫結晶 299
11.9.2 The Avrami Equation / Avrami方程 299
11.9.3 Deviations from Avrami Equation / 偏離Avrami方程 300
11.10 Block Copolymers / 嵌段共聚物 300
11.11 Historical Development of Polymer Liquid Crystals / 聚閤物
液晶的發展曆史 302
11.12 Liquid Crystalline Phases / 液晶相 303
11.13 Identification of the Mesophases / 中間相的識彆 306
11.14 Lyotropic Main-Chain Liquid Crystal Polymers / 溶緻性主鏈
液晶聚閤物 308
11.15 Thermotropic Main-Chain Liquid Crystal Polymers / 熱緻性
主鏈液晶聚閤物 310
11.16 Side-Chain Liquid Crystal Polymers / 支鏈液晶聚閤物 315
11.17 Chiral Nematic Liquid Crystal Polymers / 手性嚮列型液晶
聚閤物 317
Problems / 習題 320
References / 參考文獻 324
Bibliography / 參考書目 324
Chapter 12The Glassy State and Glass Transition / 玻璃態和玻
璃化轉變 326
12.1 The Amorphous State / 無定形態 327
12.2 The Glassy State / 玻璃態 327
12.3 Relaxation Processes in the Glassy State / 玻璃態鬆弛過程 327
12.4 Glass Transition Region / 玻璃化轉變區域 329
12.4.1 The Glass Transition Temperature, Tg / 玻璃化轉變
溫度，Tg 329
12.4.2 Experimental Demonstration of Tg / Tg的實驗測定 330
12.4.2.1 Measurement of Tg from V-T Curves / V-T
麯綫法則 331
12.4.2.2 Thermal Methods / 量熱法 332
12.4.3 Factors Affecting Tg / 影響玻璃化轉變溫度的因素 333
12.4.3.1 Chain Flexibility / 鏈柔性 334
12.4.3.2 Steric Effects / 立體位阻效應 334
12.4.3.3 Configurational Effects / 構型的影響 336
12.4.3.4 Effect of Cross-Links on Tg / 交聯對Tg的
影響 338
12.5 Theoretical Treatments / 理論處理 336
12.5.1 The Free-Volume Theory / 自由體積理論 337
12.5.2 Gibbs-Di Marzio Thermodynamic Theory / Gibbs-Di
Marzio熱力學理論 341
12.5.3 Adam-Gibbs Theory / Adam-Gibbs理論 342
12.6 Dependence of Tg on Molar Mass / 分子量對Tg的影響 343
12.7 Structural Relaxation and Physical Aging / 結構鬆弛和物
理老化 344
Problems / 習題 345
References / 參考文獻 348
Bibliography / 參考書目 349
Chapter 13Rheology and Mechanical Properties / 流變和力學
性能 350
13.1 Introduction to Rheology / 流變學簡介 351
13.2 The Five Regions of Viscoelastic Behavior / 黏彈行為的五個
區間 352
13.3 The Viscous Region / 黏性區 353
13.3.1 Shear Dependence of Viscosity / 黏度對剪切的依賴
性 355
13.3.2 Kinetic Units in Polymer Chains / 聚閤物鏈的動力
學單元 357
13.3.3 Effect of Chain Length / 鏈長的影響 358
13.3.4 Temperature Dependence of / 黏度對溫度的依賴
性 359
13.3.5 Concentration Dependence of Viscosity / 黏度對濃度
的依賴性 359
13.3.6 Time-Dependent Behavior / 流體行為的時間依賴性 360
13.4 Mechanical Properties / 力學性能 361
13.4.1 Interrelation of Moduli / 模量之間的相互關係 363
13.5 Mechanical Models Describing Viscoelasticity / 描述黏彈性
的力學模型 363
13.6 Linear Viscoelastic Behavior of Amorphous Polymers / 無定型
聚閤物的綫性黏彈性行為 366
13.6.1 Creep / 蠕變 369
13.6.2 Stress朣train Measurements / 應力-應變測試 369
13.6.3 Effect of Temperature on Stress-Strain Response / 溫
度對應力-應變響應的影響 369
13.6.4 Boltzmann Superposition Principle / 玻耳茲曼疊加原
理 371
13.6.5 Stress Relaxation / 應力鬆弛 372
13.7 Dynamic Mechanical and Dielectric Thermal Analysis / 動態
力學和介電熱分析 372
13.7.1 Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA) / 動
態力學熱分析（DMTA） 372
13.7.2 Dielectric Thermal Analysis (DETA) / 介電熱分析
（DETA） 375
13.7.3 Comparison Between DMTA and DETA / DMTA和DETA
的比較 377
13.8 Time-Temperature Superposition Principle / 時溫疊加原理 379
13.9 Dynamic Viscosity / 動力黏度 383
13.10 A Molecular Theory for Viscoelasticity / 黏彈性的分子
理論 384
13.11 The Reptation Model / 蠕動模型 386
Problems / 習題 388
References / 參考文獻 393
Bibliography / 參考書目 394
Chapter 14 The Elastomeric State / 高彈態 395
14.1 General Introduction / 一般介紹 396
14.1.1 Natural Rubber / 天然橡膠 397
14.2 Experimental Vulcanization / 硫化實驗 398
14.3 Properties of Elastomers / 彈性體的性質 398
14.4 Thermodynamic Aspects of Rubberlike Elasticity / 類橡膠彈性
的熱力學方麵 399
14.5 Nonideal Elastomers / 非理想彈性體 401
14.6 Distribution Function for Polymer Conformation / 聚閤物構象
的分布函數 402
14.7 Statistical Approach / 統計學方法 405
14.7.1 Experimental Stress朣train Results / 應力-應變實驗
結果
14.7.1.1 Simple Extension / 簡單拉伸 405
14.7.1.2 Simple Compression / 簡單壓縮 407
14.7.1.3 Pure Shear / 純剪切 407
14.7.1.4 Large Elastic Deformation / 大彈性變形 407
14.8 Swelling of Elastomeric Networks / 彈性體網絡的溶脹 407
14.9 Network Defects / 網絡缺陷 408
14.10 Resilience of Elastomers / 彈性體的迴彈性 410
Problems / 習題 412
References / 參考文獻 415
Bibliography / 參考書目 415
Chapter 15Structure朠roperty Relations / 結構與性能的關係 416
15.1 General Considerations / 概論 417
15.2 Control of Tm and Tg / Tm和Tg的控製 417
15.2.1 Chain Stiffness / 鏈的剛性 418
15.2.2 Intermolecuar Bonding / 分子間鍵閤 419
15.3 Relation Between Tm and Tg / Tm和Tg的聯係 421
15.4 Random Copolymers / 無規共聚物 421
15.5 Dependence of Tm and Tg on Copolymer Composition / 共聚物
組成對Tm和Tg的影響 422
15.6 Block Copolymers / 嵌段共聚物 425
15.7 Plasticizers / 增塑劑 427
15.8 Crystallinity and Mechanical Response / 結晶度和力學響應 428
15.9 Application to Fibers, Elastomers, and Plastics / 在縴維、塑料
和彈性體上的應用 430
15.10 Fibers / 縴維 430
15.10.1 Chemical Requirements / 化學要求 431
15.10.1.1 Linear Polyesters / 綫型聚酯 433
15.10.2 Mechanical Requirements for Fibers / 縴維的力學
性能 434
15.10.2.1 Spinning Techniques / 紡絲技術 434
15.10.2.1.1 Melt Spinning / 熔融紡絲 434
15.10.2.1.2 Wet and Dry Spinning /
濕法和乾法紡絲 434
15.10.2.2 Drawing, Orientation, and Crystallinity /
拉伸、取嚮和結晶度 435
15.10.2.3 Modulus and Chain Stiffness / 模量和
鏈的剛性 436
15.10.2.4 Other Factors / 其他因素 436
15.11 Aromatic Polyamides / 芳香族聚酰胺 437
15.12 Polyethylene / 聚乙烯 439
15.13 Elastomers and Cross-Linked Networks / 彈性體和交聯網絡 442
15.13.1 Cross-Linking / 交聯 443
15.13.2 Creep in Cross-Linked Polymers / 交聯聚閤物中
的蠕變 443
15.13.3 Additives / 添加劑 443
15.14 Plastics / 塑料 443
15.14.1 Plastic Selection for Bottle Crate Manufacture / 製
造瓶用周轉箱的塑料 445
15.14.2 Medical Applications / 醫學應用 446
15.15 High-Temperature Speciality Polymers / 高溫特種聚閤物 447
15.16 Carbon Fibers / 碳縴維 454
15.17 Concluding Remarks / 結論 454
Problems / 習題 456
References / 參考文獻 461
Bibliography / 參考書目 462
Chapter 16Polymers for the Electronics Industry / 聚閤物在電子
工業中的應用 463
16.1 Introduction / 介紹 464
16.2 Polymer Resists for IC Fabrication / 聚閤物抗蝕劑在工業中
的應用 464
16.3 The Lithographic Process / 光刻工藝 465
16.4 Polymer Resists / 聚閤物抗蝕劑 466
16.4.1 Sensitivity / 敏感性 467
16.4.2 Resolution / 清晰度 468
16.5 Photolithography / 光刻法 468
16.5.1 Positive Photoresists / 正性光緻抗蝕劑 468
16.5.2 Negative Photoresists / 負性光緻抗蝕劑 469
16.6 Electron Beam Sensitive Resists / 電子束敏感抗蝕劑 472
16.6.1 Positive Resists / 正性抗蝕劑 472
16.6.2 Negative Resists / 負性抗蝕劑 473
16.7 X-ray and Ion Sensitive Resists / X射綫和離子敏感抗蝕劑 473
16.8 Electroactive Polymers / 電活性聚閤物 474
16.9 Conduction Mechanisms / 導電機理 475
16.10 Preparation of Conductive Polymers / 導電聚閤物的製備 476
16.11 Polyacetylene / 聚乙炔 478
16.12 Poly(p-phenylene) / 聚苯撐 481
16.13 Polyheterocyclic Systems / 雜環聚閤物 483
16.13.1 Polypyrrole / 聚吡咯 484
16.13.2 Sulfur Compounds / 硫化物 484
16.14 Polyaniline / 聚苯胺 485
16.15 Poly(Phenylene Sulfide) / 聚苯硫醚 485
16.16 Poly(1,6-heptadiyne) / 聚（1,6-庚二炔） 485
16.17 Applications / 應用 485
16.18 Photonic Applications / 光子應用 486
16.19 Light-Emitting Polymers / 發光聚閤物 486
16.19.1 Applications / 應用 487
16.20 Nonlinear Optics / 非綫性光學 487
16.21 Langmuir朆lodgett Films / LB膜 490
16.22 Optical Information Storage / 光信息存儲 492
16.23 Thermorecording on Liquid Crystalline Polymers / 用液晶聚
閤物進行熱記錄 496
References / 參考文獻 495
Bibliography / 參考書目 495
Preface / 前言

前言/序言

《現代材料科學導論：從原子到宏觀性能的橋梁》 圖書簡介 導言：跨越尺度的科學之旅 《現代材料科學導論》旨在為初學者和希望係統性拓展知識的讀者提供一個全麵而深入的材料科學世界觀。本書的核心在於建立起材料的微觀結構、原子/分子尺度的相互作用、加工工藝與最終宏觀性能之間清晰、可量化的聯係。我們相信，對材料的深刻理解必須建立在對底層物理和化學原理的掌握之上。 本書摒棄瞭傳統材料學科的碎片化敘述方式，而是采用“跨尺度集成”的視角，引導讀者從最基本的量子力學概念齣發，逐步過渡到晶體結構、缺陷工程、相變動力學，並最終落腳於功能材料的實際應用。全書結構緊湊，邏輯嚴密，力求在嚴謹的科學深度與清晰的教學可讀性之間找到最佳平衡。 第一部分：材料的基石——原子與結構 本部分緻力於構建讀者對材料微觀世界的直觀認識。 第一章：原子尺度下的結閤力與能 原子結構與電子排布： 詳細闡述瞭s、p、d、f軌道理論，重點討論瞭價電子在化學鍵形成中的作用。 基本化學鍵的量化： 深入分析瞭離子鍵、共價鍵、金屬鍵的性質、電負性差異對鍵強度的影響。引入瞭鍵能和鍵長作為預測材料穩定性的關鍵參數。 範德華力和氫鍵： 對軟物質和生物材料至關重要的非共價相互作用的物理本質，包括倫敦色散力、偶極-偶極相互作用的理論基礎。 晶體場理論初步： 簡要介紹過渡金屬配閤物中d軌道的能級分裂，為後續的磁性與光學性質討論打下基礎。 第二章：晶體結構與有序度 晶體學的基本概念： 闡述晶格、基矢、布拉維點陣、晶胞的概念。重點剖析麵心立方（FCC）、體心立方（BCC）、六方最密堆積（HCP）的幾何特徵及其堆積因子。 對稱性與密勒指數： 係統介紹如何使用密勒指數（$hkl$）描述晶麵和晶嚮，並結閤幾何關係解釋不同晶麵密度的差異。 非晶態結構的描述： 區彆於完美晶體，探討無序係統的短程有序和長程無序特徵，通過徑嚮分布函數（RDF）進行量化描述。 晶體衍射： 重點講解X射綫衍射（XRD）的基本原理，布拉格定律的應用，以及如何利用衍射峰確定晶體結構和晶粒尺寸（謝勒公式）。 第三部分：結構的不完美性與性能調控 本部分將重點關注“缺陷”——材料性能的真正驅動力。 第三章：晶體缺陷的分類與熱力學 點缺陷： 詳盡討論瞭金屬中的空位、間隙原子、取代原子（固溶體形成）。引入缺陷形成能的熱力學計算方法，說明缺陷濃度與溫度的關係。 綫缺陷（位錯）： 介紹刃型、螺鏇型位錯的 Burgers 矢量概念。重點分析位錯綫的滑移（剪切）機製與反應，這是理解塑性變形的物理核心。 麵缺陷： 包括晶界、堆垛層錯和孿晶界。分析晶界對材料力學性能和電學性能的顯著影響（如晶界散射效應）。 體缺陷： 氣泡、夾雜物及孔隙的形成及其對疲勞強度的影響。 第四章：微觀結構演變與動力學 擴散現象： 建立菲剋第一、第二定律，解釋固態擴散的原子機製（空位機製和間隙機製）。引入擴散係數的阿倫尼烏斯關係。 相圖與相變熱力學： 深入解讀單組元和二元相圖（如杠杆原理）。分析相變過程中的形核與長大機製，包括無位移相變（如共析轉變）和位移相變（如馬氏體轉變）。 動力學控製： 介紹轉變速率與過冷度之間的關係，探討冷卻速率對最終微觀組織（如晶粒尺寸）的決定性作用。 第三部分：功能材料的物理與化學特性 本部分將應用前述基礎知識，探討三大類關鍵功能材料的特性。 第五章：電子與電磁學特性 能帶理論： 基於緊束縛近似，推導能帶結構的形成過程，清晰區分導體、半導體和絕緣體的費米能級位置。 半導體物理基礎： 引入有效質量概念，闡述本徵激發、摻雜效應（n型與p型），以及PN結的形成與二極管原理。 介電與鐵電材料： 解釋宏觀極化現象的微觀來源（電子極化、離子極化、取嚮極化），介紹鐵電疇結構和居裏溫度。 磁性材料： 區分抗磁性、順磁性、鐵磁性。深入分析布洛赫壁、磁疇結構及磁化過程，介紹磁滯迴綫及其應用。 第六章：熱學與輸運特性 晶格振動與聲子： 介紹德拜模型與愛因斯坦模型，闡明聲子是熱傳導的主要載流子。 熱導率： 分析金屬中電子貢獻與晶格（聲子）貢獻，解釋缺陷和晶界如何通過散射聲子來降低熱導率（熱阻效應）。 熱電材料： 介紹塞貝剋效應，關鍵參數ZT值的物理意義，以及優化ZT值所需具備的低電子導率與高熱阻率的矛盾統一。 第七章：機械性能的本構關係與加工 應力與應變： 建立廣義鬍剋定律，講解楊氏模量、剪切模量和泊鬆比的物理意義。 彈性極限與塑性變形： 詳細闡述位錯滑移如何導緻宏觀塑性，分析加工硬化機製。 斷裂力學基礎： 引入應力集中、Griffith裂紋擴展能量判據、應力強度因子（$K_I$）的概念，用於評估材料的韌性和抗脆斷能力。 疲勞與蠕變： 討論在交變載荷和高溫下材料性能的退化機製，如S-N麯綫的構建。 結語：麵嚮未來的材料設計 本書的最後將展望計算材料學（如DFT方法）在加速新材料發現中的作用，強調材料科學已進入“設計驅動”的時代，引導讀者思考如何利用已掌握的跨尺度知識指導新型復閤材料、納米結構和智能材料的開發。本書提供的不僅是知識體係，更是一種係統性的材料思維框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書我當初是抱著極大的好奇心買下的，我一直對那些神奇的材料如何被創造齣來充滿興趣。書名《高分子化學與物理》聽起來就很有深度，我本以為會像科普讀物一樣，輕鬆地講解高分子材料的原理和應用，比如我們日常生活中遇到的塑料、橡膠、縴維等等，它們是如何擁有那些奇妙的性質，是怎樣在自然界中被發現或者被人類閤成齣來的。我特彆期待能看到一些有趣的案例分析，比如某些高性能材料是如何解決特定工業難題的，或者某些生物高分子在生命科學中的扮演的角色。我也希望這本書能帶我領略到化學和物理學知識如何奇妙地結閤在一起，共同揭示高分子世界的奧秘。例如，我想知道聚閤物的鏈結構、結晶度、玻璃化轉變溫度這些概念，究竟是如何通過物理學的原理來解釋的，而化學鍵的形成和斷裂又如何影響這些宏觀性質。可惜的是，當我翻開這本書，發現內容與我的初步設想大相徑庭，它似乎更側重於基礎理論的研究，對我這種希望瞭解實際應用和趣味科普的讀者來說，著實有些齣乎意料。

評分☆☆☆☆☆

對於《高分子化學與物理》這本書，我的期待是能夠成為我打開材料科學大門的一把鑰匙。我一直對我們身邊的各種材料充滿瞭好奇，從堅硬的金屬到柔軟的織物，再到我們每天使用的電子産品，背後都隱藏著材料科學的智慧。我特彆希望能在這本書裏找到關於高分子材料的詳盡介紹，比如它們是如何被設計和閤成的，不同的聚閤方式會對材料的性能産生怎樣的影響。我希望能夠瞭解一些經典的聚閤物，比如聚乙烯、聚丙烯，它們是如何成為我們生活中不可或缺的一部分的，以及它們的生産過程是否環保。我也很想知道，在“物理”這個詞的加持下，這本書會如何闡述高分子材料的力學性能、熱學性能、光學性能等等，比如聚閤物的強度、韌性、彈性和透明度，這些宏觀性質是如何由微觀的分子結構決定的。我期待能夠看到一些關於高分子材料加工成型工藝的介紹，比如注塑、擠齣、吹塑等等，這些技術又是如何將液態或粉末狀的聚閤物轉化為我們熟悉的固體産品的。然而，當我閱讀這本書時，我發現它似乎走瞭一條更純粹的學術路綫，對這些我更感興趣的應用層麵和工程技術方麵的討論，並沒有達到我預期的那種廣度和深度，這讓我有些失望。

評分☆☆☆☆☆

當我拿到《高分子化學與物理》這本書時，我內心是充滿期待的，我一直覺得，能夠把“化學”和“物理”這兩個看似獨立的學科巧妙地結閤起來，去解釋一類物質的特性，這本身就是一件非常有意思的事情。我當時腦海中構想的，是一本能夠將高分子世界描繪得生動而又嚴謹的書。我希望它能從化學的角度，詳細講解單體的種類，聚閤反應的類型，以及高分子鏈的結構特點，比如鏈的柔韌性、立體規整性等等。同時，我也期待它能從物理學的角度，深入淺齣地闡述高分子材料的各種物理性質，比如力學性能（彈性、塑性、強度）、熱學性質（玻璃化轉變、熔融）、光學性質（透明度、摺射率）以及電學性質（絕緣性、導電性）。我尤其希望能看到一些將化學結構與物理性能直接聯係起來的精彩論述，比如某種官能團的引入如何改變材料的極性，進而影響其在溶劑中的溶解性；或者高分子鏈的纏結如何導緻材料的粘彈性。我還設想，書中應該包含大量的實例，展示高分子材料是如何在科技、醫療、能源、環保等各個領域發揮重要作用的，從而激發讀者對這個領域的興趣。然而，當我翻閱這本書時，我發現它所呈現的內容，與我最初的美好設想，在重點和敘事方式上，存在著一定的距離。

評分☆☆☆☆☆

我最近在整理書架的時候，偶然翻到瞭這本《高分子化學與物理》。說實話，我當時買它更多的是一種“跟風”行為，周圍的同學都在討論它，說它在某個專業領域內是必讀的經典。我當時對“高分子”這個概念並不十分清晰，隻知道它大概和很多大分子有關，但具體是什麼，又有什麼實際意義，我是一知半解。我原本設想，這本書會像一本厚重的百科全書，裏麵詳細介紹瞭各種各樣的聚閤物，它們的分子結構、閤成方法、以及在不同領域中的應用，比如在醫學領域，有沒有可降解的高分子用於手術縫閤；在電子領域，有沒有導電的高分子可以替代金屬；在環境保護方麵，有沒有新型的高分子材料可以解決塑料汙染問題。我也期待書中能夠通過生動形象的比喻或者圖示，來解釋一些抽象的化學和物理概念，讓像我這樣的非專業人士也能有所領悟。然而，當我深入閱讀時，我發現這本書的敘事方式和內容深度，似乎與我最初的期望存在著不小的偏差，它更多的是在探討一些非常基礎和理論性的問題，對於我期望的那些“奇妙應用”和“前沿探索”的描述，似乎著墨不多，這讓我感到有些遺憾，同時也引發瞭我對這本書實際價值的重新思考。

評分☆☆☆☆☆

我當時之所以選擇《高分子化學與物理》這本書，主要是被它那個充滿學術氣息的書名所吸引，我本身是材料工程領域的一名學生，對高分子材料的瞭解還處於比較基礎的階段。我抱著希望能夠係統性地學習高分子閤成、結構、性能以及加工方麵的知識的想法來閱讀它。我特彆期望書中能夠詳細講解各種重要的聚閤反應機理，比如自由基聚閤、離子聚閤、縮聚等等，並能通過清晰的反應式和機理圖來展示。我也希望能夠深入瞭解高分子鏈的構象、聚集態結構（如無定形、半結晶、液晶等）以及它們對宏觀性能的影響，比如高分子材料的強度、模量、玻璃化轉變溫度、熔點等關鍵物理參數是如何通過分子設計和加工工藝來調控的。此外，作為一本涵蓋“物理”的書，我期待它能詳細介紹高分子材料的流變學行為、力學性能測試方法，以及一些先進的錶徵技術，比如X射綫衍射、差示掃描量熱法、熱重分析等等，這些技術是如何幫助我們理解和研究高分子材料的。不過，在閱讀過程中，我發現這本書的側重點似乎與我最初的期望有所偏離，它在某些我特彆關注的實驗和應用細節上的介紹，並沒有達到我所期望的深入程度。