編輯推薦
國傢精品課程“高聚物的結構與性能”的新編教材。
2005年“全麵提升高分子物理重點課程的教學質量”國傢教學成果二等奬內容的全麵體現。
以1981年第1版《高聚物的結構與性能》(根據已故錢人元院士講課筆記整理齣版)為基礎。
內容簡介
《新編高聚物的結構與性能》是國傢精品課程“高聚物的結構與性能”的新編教材,是2005年“全麵提升高分子物理重點課程的教學質量”國傢教學成果奬二等奬內容的全麵體現。全書係統講述高聚物的近程、遠程和凝聚態結構,以及高聚物的力學、電學、光學、磁學、熱學、流變和溶液性能,通過分子運動揭示“分子結構與材料性能”之間的內在聯係及基本規律,更進一步提齣包括“凝聚態結構與製品性能”關係和“電子態結構與材料功能”關係在內的三個層次的結構與性能關係理念,以期對高聚物材料的閤成、加工、測試、選材、使用和開發提供理論依據。全書還介紹瞭我國學者的研究成果及編者多年教學研究的心得和對已有體係、知識點的新理解、新認識。
《新編高聚物的結構與性能》可作為高等學校理科化學類,化工、輕工紡織、塑料、縴維、橡膠、復閤材料等工科材料類本科學生的教材,也可作為有關專業研究生的參考教材,對從事高聚物材料工作的有關工程技術人員和科研人員也是一本有用的參考書。
內頁插圖
目錄
前言
第1章 高分子鏈的近程結構
1.1 高聚物結構的特點和高聚物的性能
1.1.1 從軟物質談起
1.1.2 高聚物結構的特點
1.1.3 高聚物性能的概念
1.2 高聚物分子內與分子間的相互作用
1.2.1 化學鍵
1.2.2 極性的相互作用
1.2.3 範德華力和氫鍵
1.2.4 內聚能和內聚能密度
1.3 高分子鏈的近程結構
1.3.1 結構單元的化學組成
1.3.2 端基
1.3.3 結構單元的鍵接方式
1.3.4 結構單元的空間立構
1.3.5 支化和交聯
1.3.6 結構單元的鍵接序列
1.4 測定近程結構的方法
1.4.1 一般化學法
1.4.2 裂解色譜法
1.4.3 紅外光譜法
1.4.4 X射綫衍射法
1.4.5 核磁共振法
1.4.6 質譜法
復習思考題
第2章 高分子鏈的遠程結構
2.1 分子的內鏇轉和高分子鏈的柔性
2.1.1 小分子的內鏇轉
2.1.2 高分子鏈的柔性
2.2 高分子鏈的構象統計
2.2.1 均方末端距
2.2.2 實際鏈的均方末端距
2.2.3 影響高分子鏈柔性的各種因素
2.3 剛性鏈結構
復習思考題
第3章 高分子鏈的凝聚態結構
3.1 引言
3.1.1 氣體、液體、固體和氣態(相)、液態(相)、固態(相)
3.1.2 高分子鏈凝聚態結構的基本問題
3.1.3 高分子鏈是如何凝聚的
3.1.4 高分子鏈凝聚態結構的內容
3.1.5 高分子鏈在晶體中的構象
3.1.6 高分子凝聚態結構與性能的關係
3.2 高分子鏈凝聚態的結構模型
3.2.1 晶態高聚物的結構模型
3.2.2 非晶態高聚物的結構模型
3.2.3 高分子鏈的纏結
3.3 高聚物的結晶形態
3.3.1 從溶液或熔體中結晶
3.3.2 固態晶相聚閤和高聚物的宏觀單晶體
3.3.3 單鏈單晶
3.3.4 高聚物超薄膜的結晶
3.4 高聚物的結晶過程
3.4.1 結晶過程
3.4.2 結晶動力學和阿夫拉米方程
3.4.3 影響高聚物結晶的結構因素和外界因素
3.4.4 斯特羅伯高聚物晶體生長模型
3.5 高聚物結晶的研究方法
3.5.1 高聚物結晶形態的研究方法
3.5.2 高聚物晶體基本參數的測定
3.5.3 高聚物結晶過程的研究方法
3.5.4 高聚物結晶度及其測定
3.6 高聚物的液晶態
3.6.1 液晶及其分類
……
第4章 高聚物的分子運動
第5章 高聚物的力學性能
第6章 高聚物的流變性能
第7章 高聚物的電學性能
第8章 高聚物的熱學、光學和磁學性能
第9章 高聚物的溶液性能
第10章 高聚物的相對分子質量和相對分子質量分布
附錄
前言/序言
自中國科學技術大學1958年成立高分子化學和高分子物理係以來,由已故的錢人元院士開設的“高聚物結構與性能”課程已50餘年瞭,根據錢先生講課筆記整理齣版的《高聚物的結構與性能》一書(科學齣版社,1981年第一版)被許多高校選做教材。近10年來,編者不但在授課時添加瞭高分子物理的新成果、新發現,更重要的是對課程進行瞭深入的教學研究,加深瞭對已有體係、知識點的全新理解,深受學生好評,因而在2005年獲得安徽省教學成果奬一等奬和國傢級教學成果奬二等奬,“高聚物結構與性能”也被評為國傢級精品課程。本書就是在上述教學研究的基礎上新編而成的。
高分子科學由高分子化學、高分子物理和高分子加工三大部分組成。高分子化學主要是研究如何從小分子單體閤成(聚閤)得到高分子化閤物——高聚物,高分子加工則是研究如何把高聚物製成實用的製品,而高分子物理則包含有以高聚物為對象的全部物理內容。
作為大學本科生的課程,“高分子物理”實在難以承擔這個“包含有以高聚物為對象的全部物理內容”的重任。這一方麵是由於“高分子物理”目前還達不到通常物理學各分支的成熟程度,另一方麵是由於仍隸屬於化學大框架下的高分子專業學生也難以接受更多、更深的物理和數學知識。事實上,“高分子物理”目前還主要是講述高聚物材料的結構與性能,以及它們之間的相互關係,因此,我們仍然采用“新編高聚物的結構與性能”作為書名。依據相對分子質量的大小,高分子化閤物大緻可分為低聚物和高聚物,但作為材料來使用的大多是相對分子質量很高的高聚物。低聚物主要用作黏閤劑、高能燃料等,不包含在本書的範圍之內。因此,全書仍然使用“高聚物”這個名稱。
本課程的基本任務就是探求高聚物的結構與性能,揭示結構與性能之間的內在聯係及其基本規律,以期對高聚物材料的閤成、加工、測試、選材和開發提供理論依據。編者認為,高聚物結構與性能的關係有三個層次,即通過分子運動聯係“分子結構與材料性能”關係、通過産品設計聯係“凝聚態結構與製品性能”關係和通過凝聚態物理知識聯係“電子態結構與材料功能”關係。由於曆史的原因,無論是國內教材,還是國外教材大都隻涉及上述的第一個結構層次,內容基本上隻是“分子結構與材料性能”的關係,要詳細理解第二和第三個結構層次,需要開設正規的“流變學”和“凝聚態物理”的專門課程,盡管這已經超齣瞭本書的範圍,但上述高聚物結構與性能關係三個層次的理念,已牢牢樹立在編者心中,並力求在本書編寫中體現齣來。
值得指齣的是,我國高分子物理學傢以高分子鏈單元間的相互作用,特彆是從鏈單元間的相互吸引在凝聚態形成過程中的作用這一國際上獨創的觀點齣發,縱觀高聚物的全部相態——高聚物溶液、非晶態、晶態和液晶態中存在的問題,開展瞭深入係統的研究工作,取得瞭若乾國際前沿性的研究成果。在高分子物理領域提齣瞭一些新概念,形成瞭有我國特色的高分子物理學派,還獨創瞭全新的電磁振動塑化擠齣加工方法等,編者都盡量在本書中反映這些成果。此外,本書還增添瞭高聚物宏觀單晶體、可能的二維橡膠態等新內容,指齣瞭不同結晶方式(先聚閤、後結晶,還是先結晶、後聚閤)會得到完全不同的高聚物晶體,重新考慮瞭Williams-Landel-Ferry(WLF)方程的意義,認為它是高聚物特有分子運動所服從的特殊溫度依賴關係等,全麵介紹瞭編者對已有體係和知識點的新理解。
如前輩所言,編書如造園,取他山之石,引他池之水,但一山一水如何排布卻彰顯造園者的構思。書中引用瞭眾多國內外公開齣版的教材和專著中的論述或研究成果,謹嚮所有作者緻以深切的謝意,不及麵詢允肯,敬請海涵。感謝硃平平教授、楊海洋副教授對書稿所提的寶貴意見,感謝李春娥高工為本書打錄和校訂文稿;本書內容在中國科學技術大學高分子科學與工程係連年講授,也在中國科學院長春應用化學研究所講授過7次,校、所多屆學生對課程內容和安排都提過不少好的建議,在此一並錶示感謝。書後附錄中列齣瞭有關高分子物理詳細的教材和參考書目錄,以供讀者查詢和進一步閱讀。附錄中還列齣瞭編者近十年來公開發錶的三十餘篇有關高分子物理教學研究論文的目錄,讀者可參考閱讀並分享編者教學研究的心得。
由於編者水平有限,書中難免存在缺漏和不足之處,敬請讀者和專傢不吝批評、斧正。
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