本書共11章，包括聚合物高彈性，聚合物黏彈性，聚合物屈服、斷裂與強(qiáng)度，聚合物流變性，聚合物的介電和離子導(dǎo)電性能，導(dǎo)電聚合物結(jié)構(gòu)與性能，聚合物光學(xué)性質(zhì)，聚合物熱性能，聚合物的表面性質(zhì)，聚合物溶液熱力學(xué)與溶液光散射，發(fā)展中的聚合物結(jié)構(gòu)與性能的相互關(guān)系。
本書深入地闡述了高分子物理基本概念，概念的論證主要用實(shí)驗(yàn)研究成果，同時(shí)適當(dāng)引用高分子物理基本理論。聚合物力學(xué)性能作為基礎(chǔ)性能占有突出的地位，電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)及表面性質(zhì)方面盡量反映發(fā)展?fàn)顟B(tài)，聚合物溶液熱力學(xué)與光散射理論與實(shí)驗(yàn)并重，最后介紹了聚合物結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系發(fā)展實(shí)例。本書的章和節(jié)劃分得比較細(xì)，各章具有明顯的獨(dú)立性，各節(jié)也有相對(duì)獨(dú)立性，方便教與學(xué)，各章列有相關(guān)文獻(xiàn)，便于拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容。
本書可作為高等學(xué)校高分子物理及相關(guān)專業(yè)的高年級(jí)本科生和研究生教材，還可供學(xué)校、研究院所、工廠企業(yè)的高分子科學(xué)與工程等領(lǐng)域的科研人員參考。
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馬德柱主編的《聚合物結(jié)構(gòu)與性能》深入地闡述了高分子物理基本概念，概念的論證主要用實(shí)驗(yàn)研究成果，同時(shí)適當(dāng)引用高分子物理基本理論。比較詳細(xì)地介紹溶液光散射、固體小角激光光散射、廣角x射線衍射及其徑向分布函數(shù)測(cè)定，小角中子散射及分子間相互作用參數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)方法原理與應(yīng)用，盡量做到反映當(dāng)今高分子科學(xué)對(duì)高分子物理基本概念的認(rèn)識(shí)水平。
目錄
序言
第10章 聚合物高彈性 1
10.1 聚合物力學(xué)性能概述 1
10.1.1 各向同性彈性固體基本形變模式中的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 1
10.1.2 各向同性聚合物彈性固體形變的廣義應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 4
10.2 聚合物高彈性概述 9
10.3 橡膠彈性熱力學(xué) 11
10.3.1 歷史背景 11
10.3.2 橡膠彈性熱力學(xué)分析 11
10.3.3 橡膠彈性熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定 16
10.4 橡膠彈性統(tǒng)計(jì)理論 22
10.4.1 理想氣體的狀態(tài)方程 22
10.4.2 橡膠彈性的統(tǒng)計(jì)理論 22
10.4.3 硫化橡膠在適宜伸長(zhǎng)比范圍的應(yīng)力-應(yīng)變實(shí)驗(yàn)測(cè)定 25
10.5 橡膠彈性力學(xué)唯象分析 27
10.6 橡膠彈性分子理論的現(xiàn)代發(fā)展 30
第11章 聚合物黏彈性 35
11.1 線性黏彈行為 35
11.1.1 k變 36
11.1.2 應(yīng)力弛豫 38
11.2 聚合物線性黏彈性的力學(xué)模型 39
11.2.1 Kelvin或Voigt模型 39
11.2.2 Maxwell模型 41
11.2.3 標(biāo)準(zhǔn)線性黏彈性固體 42
11.2.4 推遲與弛豫時(shí)間譜 43
11.3 動(dòng)態(tài)黏彈性:復(fù)數(shù)模量和復(fù)數(shù)柔量 44
11.3.1 儲(chǔ)能模量G1、損耗模量G2及損耗角正切tanδ的頻率依賴性 46
11.3.2 動(dòng)態(tài)力學(xué)行為與頻率間的數(shù)學(xué)關(guān)系式 47
11.3.3 動(dòng)態(tài)力學(xué)行為的弛豫時(shí)間譜 48
11.3.4 應(yīng)力弛豫模量和蠕變?nèi)崃颗c復(fù)數(shù)模量和復(fù)數(shù)柔量的數(shù)學(xué)關(guān)系 49
11.4 Boltzmann疊加原理 51
11.4.1 Boltzmann疊加原理幾何分析典型東例 52
11.4.2 應(yīng)力弛豫模量 54
11.5 聚合物的時(shí)間-溫度等效與疊加 54
11.6 聚合物分子鏈纏結(jié)、蛇行運(yùn)動(dòng)與黏彈性 62
11.6.1 聚合物分子鏈纏結(jié)概念的由來(lái)與本質(zhì) 62
11.6.2 未化學(xué)交聯(lián)聚合物中拓?fù)淅p結(jié)顯現(xiàn)的重要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 67
11.6.3 未化學(xué)交聯(lián)的聚合物拓?fù)淅p結(jié)網(wǎng)的纏結(jié)點(diǎn)間分子量Me的測(cè)定 71
11.6.4 聚合物分子鏈的拓?fù)淅p結(jié)和蛇行運(yùn)動(dòng) 73
11.6.5 聚合物分子鏈的蛇行運(yùn)動(dòng)與黏彈行為(分子理論） 74
11.6.6 聚合物蛇行運(yùn)動(dòng)理論(管道模型)所揭示的聚合物黏彈行為的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 78
第12章 聚合物屈服、斷裂與強(qiáng)度 82
12.1 聚合物塑性形變的應(yīng)力-應(yīng)變行為 82
12.2 聚合物的屈服行為 86
12.2.1 聚合物屈服行為與真應(yīng)力 86
12.2.2 聚合物屈服判據(jù) 89
12.2.3 屈服判據(jù)的幾何表示 93
12.2.4 聚合物屈服判據(jù)的適用性與流體靜壓力影響 95
12.2.5 聚合物屈服過(guò)程中絕熱-生熱現(xiàn)象的歷史解釋 99
12.2.6 屈服與冷拉的分子理論解釋 102
12.3 聚合物斷裂 105
12.3.1 聚合物脆性、韌性及脆韌轉(zhuǎn)變 106
12.3.2 聚合物脆性斷裂原理 109
12.3.3 聚合物銀紋:概念提出、形成與結(jié)構(gòu) 113
12.3.4 聚合物韌性斷裂原理 123
12.3.5 聚合物斷裂的分子理論 131
12.3.6 聚合物的疲勞 133
12.4 聚合物韌性與增韌 136
12.4.1 聚合物的沖擊強(qiáng)度 136
12.4.2 增韌聚合物:高抗沖聚合物共混物 142
第13章 聚合物流變性 152
13.1 聚合物流體的非牛頓性 152
13.1.1 牛頓流體 152
13.1.2 非牛頓流體 154
13.1.3 聚合物的黏性流動(dòng) 155
13.2 聚合物流體切黏度的測(cè)量方法 157
13.2.1 毛細(xì)管擠出流變計(jì) 158
13.2.2 同軸圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)黏度計(jì) 160
13.2.3 錐-板黏度計(jì) 161
13.2.4 落球黏度計(jì) 161
13.2.5 熔體指數(shù)儀 162
13.3 影響聚合物流體切黏度的因素 162
13.3.1 分子量 163
13.3.2 分子量分布 164
13.3.3 支化 166
13.3.4 溫度 166
13.3.5 壓力 168
13.3.6 熔體結(jié)構(gòu) 169
13.3.7 共混 169
13.4 聚合物流體的彈性表現(xiàn) 170
13.4.1 法向應(yīng)力效應(yīng) 170
13.4.2 應(yīng)力過(guò)沖和可回復(fù)切變 172
13.4.3 擠出脹大 174
13.4.4 不穩(wěn)定流動(dòng) 176
13.5 聚合物流體的拉伸流動(dòng) 177
13.5.1 拉伸黏度 177
13.5.2 拉伸共振 181
13.6 聚合物流體的本構(gòu)方程 182
第14章 聚合物的介電和離子導(dǎo)電性能 187
14.1 聚合物的介電極化和介電弛豫 187
14.1.1 在電場(chǎng)中的聚合物電介質(zhì) 187
14.1.2 聚合物電介質(zhì)極化的微觀描述 191
14.1.3 介電弛豫的微觀描述 197
14.1.4 介電弛豫時(shí)間分布的微觀描述 199
14.1.5 聚合物中介電極化和介電弛豫 201
14.1.6 聚合物的介電性能與應(yīng)用 204
14.2 聚合物的電擊穿 204
14.2.1 聚合物的電擊穿形式 205
14.2.2 實(shí)際過(guò)程中聚合物的電擊穿和評(píng)估 206
14.3 聚合物的靜電性能 207
14.4 聚合物的壓電性、熱電性和熱釋電性 209
14.4.1 聚合物的壓電性 209
14.4.2 聚合物的熱電性和熱釋電性 211
14.5 聚合物的離子導(dǎo)電性 212
14.5.1 離子導(dǎo)電聚合物的分類 213
14.5.2 離子導(dǎo)電聚合物的相結(jié)構(gòu) 214
14.5.3 離子導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電模型 215
14.5.4 聚氧化乙烯 216
14.5.5 聚丙烯腈系離子導(dǎo)電聚合物 221
14.5.6 聚甲基丙烯酸甲酯 223
14.5.7 含氟聚合物 224
14.5.8 單離子導(dǎo)電聚合物 225
14.5.9 聚合物鹽中電解質(zhì) 226
14.5.10 質(zhì)子導(dǎo)電聚合物 227
14.5.11 離子導(dǎo)電聚合物的應(yīng)用 229
第15章 導(dǎo)電聚合物結(jié)構(gòu)與性能 234
15.1 導(dǎo)電聚合物的結(jié)構(gòu) 234
15.1.1 共軛鏈結(jié)構(gòu) 234
15.1.2 本征態(tài)π電子結(jié)構(gòu) 235
15.1.3 摻雜態(tài)結(jié)構(gòu) 236
15.1.4 電荷載流子與相關(guān)的結(jié)構(gòu)特征 237
15.2 摻雜特性 239
15.2.1 化學(xué)摻雜 239
15.2.2 電化學(xué)摻雜 239
15.3 電導(dǎo)特性 240
15.4 吸收光譜特性 241
15.5 可溶性和取代基效應(yīng) 243
15.5.1 本征態(tài)共軛聚合物的可溶性和取代基效應(yīng) 243
15.5.2 摻雜導(dǎo)電態(tài)聚合物的可溶性 244
15.6 電化學(xué)性質(zhì) 245
15.6.1 導(dǎo)電聚吡咯的電化學(xué)性質(zhì) 246
15.6.2 導(dǎo)電聚苯胺的電化學(xué)性質(zhì) 248
15.6.3 聚噻吩的電化學(xué)性質(zhì) 249
15.6.4 PPV的電化學(xué)性質(zhì) 250
15.6.5 共軛聚合物HOMO和LUMO能級(jí)的電化學(xué)測(cè)量 251
15.7 熒光和電致發(fā)光特性 252
15.8 光伏特性 254
15.9 小結(jié)和展望 256
第16章 聚合物光學(xué)性質(zhì) 259
16.1 聚合物的一般光學(xué)物理性質(zhì) 259
16.1.1 聚合物的透光性 259
16.1.2 聚合物的折射 260
16.1.3 聚合物的雙折射 261
16.1.4 光學(xué)塑料的應(yīng)用 264
16.2 聚合物的光化學(xué)性質(zhì)和光物理性質(zhì) 279
16.2.1 聚合物光物理和光化學(xué)原理 279
16.2.2 光敏聚合物及其應(yīng)用 281
16.3 聚合物的非線性光學(xué)性質(zhì)及材料 296
16.3.1 非線性電極化效應(yīng) 297
16.3.2 聚合物非線性光學(xué)材料 298
16.3.3 聚合物光折變材料 306
第17章 聚合物熱性能 321
17.1 聚合物熱降解與熱穩(wěn)定性 321
17.1.1 熱降解的研究方法 322
17.1.2 聚合物熱降解機(jī)制及熱降解機(jī)理舉例 327
17.2 聚合物的耐熱性 337
17.2.1 耐熱聚合物發(fā)展的最重要的背景 337
17.2.2 耐熱聚合物的綜合化學(xué)結(jié)構(gòu)的選擇 338
17.2.3 耐熱和耐高溫聚合物典型 340
17.3 聚合物與分子活動(dòng)性直接相關(guān)的宏觀熱物理性質(zhì) 365
17.3.1 聚合物的熱容 365
17.3.2 聚合物的熱膨脹 372
17.3.3 聚合物的熱傳導(dǎo) 378
17.4 聚合物阻燃 386
17.4.1 聚合物阻燃的基本原理 387
17.4.2 阻燃劑的選擇和分類 388
17.4.3 燃燒性能測(cè)試方法 389
17.4.4 非熱危害評(píng)估指標(biāo) 394
17.4.5 阻燃技術(shù)研究發(fā)展方向 394
第18章 聚合物的表面性質(zhì) 416
18.1 引言 416
18.2 表面張力和接觸角 417
18.2.1 表面張力和表面能 417
18.2.2 接觸角 418
18.2.3 表面潤(rùn)濕性質(zhì) 423
18.3 聚合物的表面結(jié)構(gòu) 428
18.3.1 聚合物表面分子間相互作用 428
18.3.2 聚合物表面化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 429
18.3.3 聚合物表面相態(tài) 437
18.4 聚合物表面處理改性 441
18.4.1 表面改性的意義 441
18.4.2 表面改性的方法 441
18.5 聚合物表面的摩擦和磨損 447
18.5.1 聚合物表面的摩擦 447
18.5.2 聚合物表面的磨損 450
18.5.3 磨損和摩擦學(xué)特性的測(cè)定 453
第19章 聚合物溶液熱力學(xué)與溶液光散射 456
19.1 聚合物溶液特點(diǎn)與溶解性質(zhì) 456
19.1.1 聚合物溶液特點(diǎn) 456
19.1.2 聚合物的溶解 457
19.2 聚合物溶液熱力學(xué)——Flory晶格模型與稀溶液理論 463
19.2.1 Flory-Huggins晶格模型理論 464
19.2.2 Flory-Krigbaum稀溶液理論 472
19.2.3 Maron溶液理論 479
19.3 聚合物溶液的相平衡 481
19.3.1 滲透壓 481
19.3.2 相分離 489
19.3.3 交聯(lián)聚合物的溶脹 493
19.4 聚電解質(zhì)溶液與聚合物濃溶液 495
19.4.1 聚電解質(zhì)溶液的滲透壓 495
19.4.2 聚電解質(zhì)溶液的黏度 497
19.4.3 聚合物的增塑 499
19.4.4 聚合物的溶液紡絲 500
19.4.5 凝膠與凍膠 501
19.5 聚合物溶液光散射原理 502
19.5.1 靜態(tài)光散射 502
19.5.2 動(dòng)態(tài)光散射 507
19.6 聚合物溶液光散射實(shí)驗(yàn) 509
19.6.1 參比標(biāo)準(zhǔn)樣品 509
19.6.2 聚合物溶液的除塵 509
19.6.3 聚合物溶液光散射儀 510
19.6.4 折射率n和折射率比濃增量測(cè)定 511
19.7 聚合物分子量和分子量分布表征 512
19.7.1 靜態(tài)光散射的應(yīng)用 512
19.7.2 動(dòng)態(tài)光散射的應(yīng)用 513
19.7.3 平動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)分布向分子量分布的轉(zhuǎn)換 515
19.8 聚N-異丙基丙烯酰胺在水中相轉(zhuǎn)變的激光光散射研究 516
19.8.1 摘要 516
19.8.2 引言 516
19.8.3 理論背景 518
19.8.4 實(shí)驗(yàn)部分 519
19.8.5 結(jié)果與討論 520
19.8.6 結(jié)論 526
第20章 發(fā)展中的聚合物結(jié)構(gòu)與性能的相互關(guān)系 529
20.1 聚烯烴 529
20.1.1 聚乙烯 529
20.1.2 全同立構(gòu)聚丙烯 533
20.1.3 茂金屬催化聚合間同立構(gòu)聚丙烯 546
20.1.4 新型丙烯合金共聚物 551
20.2 工程塑料 558
20.2.1 聚麵安 558
20.2.2 芳香聚酰胺 560
20.2.3 聚甲醛 561
20.2.4 聚碳酸酯 562
20.2.5 聚苯醚 563
20.2.6 聚芳砜 564
20.2.7 熱塑芳香聚酯 565
20.2.8 液晶聚芳酯 566
20.2.9 聚苯硫醚 567
20.2.10 聚醚酰亞胺 567
20.2.11 芳香聚酮與脂肪族聚酮 568
20.2.12 間同立構(gòu)聚苯乙烯 569
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