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Chapter 1 引言1

1.1 概念的诞生2

1.2 基本定义3

1.3 聚合物的合成5

1.4 命名法5

1.5 平均摩尔质量及分布9

1.6 大小和形状11

1.7 构型13

1.8 玻璃化转变温度Tg及熔点Tm15

1.9 弹性体、纤维及塑料17

1.10 成纤聚合物19

1.11 塑料19

1.12 热固性聚合物22

1.13 弹性体22

习题26

参考文献28

参考书目28

Chapter 2 逐步增长聚合31

2.1 一般反应32

2.2 官能团的反应活性33

2.3 Carothers方程34

2.4 摩尔质量的控制36

2.5 Mn的化学计量控制38

2.6 动力学40

2.7 线性体系中的摩尔质量分布41

2.8 平均摩尔质量42

2.9 逐步增长聚合的表征42

2.10 典型的逐步增长聚合42

2.11 成环43

2.12 非线性逐步增长聚合44

2.13 统计推导45

2.14 实验对比46

2.15 聚氨酯48

2.16 热固性聚合物51

习题54

参考文献58

参考书目58

Chapter 3 自由基加成聚合59

3.1 加成聚合60

3.2 引发剂的选择60

3.3 自由基聚合61

3.4 引发剂62

3.4.1 引发剂效率65

3.5 链增长65

3.6 终止65

3.7 稳态动力学66

3.8 高转化率本体聚合68

3.9 链转移70

3.9.1 链转移的结果73

3.10 阻聚剂和缓聚剂73

3.11 活化能和温度的影响75

3.12 自由基聚合物热力学76

3.13 聚合热79

3.14 聚合过程79

3.15 自由基聚合的特性82

3.16 可控自由基聚合82

3.17 氮氧自由基介导的聚合84

3.18 原子转移自由基聚合（ATRP）85

3.19 可逆原子转移自由基聚合86

3.20 衰减链转移反应（DT）87

3.21 可逆加成断型链转移（RAFT）87

3.22 氯乙烯的可控自由基聚合90

3.23 可控自由基聚合过程动力学90

3.24 应用于实验的数据93

习题95

参考文献99

参考书目99

Chapter 4 离子聚合101

4.1 离子聚合的一般特征102

4.2 阳离子聚合103

4.3 经由阳离子链载体的链增长104

4.4 终止105

4.5 一般动力学方程106

4.6 阳离子聚合热力学106

4.7 由阳离子聚合制备遥爪聚合物107

4.8 阳离子的开环聚合108

4.9 稳态的碳阳离子110

4.10 阴离子聚合111

4.11 活性聚合物112

4.12 活性阴离子聚合动力学及摩尔质量分布113

4.13 金属烷基化合物引发剂117

4.14 溶剂和平衡离子效应117

4.15 阴离子开环聚合117

习题119

参考文献121

参考书目122

Chapter 5 线型共聚物及其他构造123

5.1 一般特性124

5.2 组成飘移125

5.3 共聚合方程125

5.4 单体竞聚率126

5.5 竞聚率与共聚物的结构127

5.6 单体反应活性与链引发130

5.7 结构效应对单体竞聚率的影响130

5.7.1 共振效应130

5.7.2 极性效应132

5.8 Qe概念132

5.9 交替共聚物134

5.10 嵌段共聚物136

5.10.1 转化反应138

5.10.1.1 阳离子向可控自由基聚合140

5.10.1.2 阴离子向可控自由基聚合141

5.10.1.3 开环易位聚合向原子转移自由基聚合142

5.10.1.4 逐步增长原子转移自由基聚合142

5.10.2 偶合反应143

5.10.3 可控自由基聚合方法的应用145

5.11 接枝共聚物的合成148

5.12 无规和粘度共聚物150

5.13 复杂分子结构151

5.14 树枝状分子152

5.14.1 发散性增长153

5.14.2 收敛性增长154

5.14.3 树枝状大分子的分子量155

5.14.4 树枝状分子的性质156

5.14.5 树枝状分子的应用157

习题158

参考文献159

参考书目159

Chapter 6 聚合物立体化学160

6.1 结构161

6.2 取向161

6.3 构型162

6.3.1 单一立构规正聚合物163

6.3.2 双立构规正聚合物164

6.3.3 聚醚164

6.4 几何异物166

6.5 有规立构聚合物的构象167

6.6 影响有规立构的因素169

6.7 均相立体选择性阳离子聚合171

6.8 均相立体选择性阴离子聚合172

6.9 均相二烯烃聚合174

6.10 小结176

习题176

参考文献177

参考书目177

Chapter 7 金属催化剂引发的聚合反应及其转移反应178

7.1 利用Ziegler Natta催化剂的聚合179

7.2 催化剂的特点180

7.3 活性中心的特点181

7.4 双金属催化机理181

7.5 单金属催化机理182

7.6 有规立构化184

7.7 开环易位聚合（ROMP）185

7.8 单环单体185

7.9 双环和三环单体187

7.10 共聚烯烃188

7.11 活性体系188

7.12 基因转移聚合（GTP）190

7.13 醇醛基因转移聚合191

7.14 茂金属催化剂192

7.14.1 茂金属络合物／铝氧烷催化剂193

7.14.2 有规立构化193

7.14.3 阳离子茂金属196

7.14.4 有规立构化机理196

7.15 结论197

习题198

参考文献198

参考书目198

Chapter 8 聚合物溶液200

8.1 聚合物溶液热力学201

8.2 小分子的理想混合物201

8.3 非理想溶液203

8.4 理论混合熵203

8.5 混合焓变207

8.6 混合自由能208

8.7 理论的局限性209

8.8 相平衡210

8.9 Flory Krigbaum理论212

8.10 θ温度的测定214

8.11 低临界溶液温度218

8.12 溶解度和内聚能密度220

8.13 聚合物-聚合物混合物223

8.14 相分离动力学227

习题228

参考文献231

参考书目231

Chapter 9 聚合物表征——摩尔质量233

9.1 简介234

9.2 摩尔质量、分子量及国际单位制234

9.3 数均摩尔质量Mn234

9.4 端基分析235

9.5 溶液的依数性235

9.6 渗透压法236

9.7 光散射法239

9.7.1 大粒子的散射241

9.8 动态光散射244

9.9 黏度法245

9.9.1 黏均分子量247

9.10 凝胶渗透色谱法248

9.11 基质辅助激光解的电离质谱法252

习题253

参考文献256

参考书目257

Chapter 10 聚合物表征——链尺寸、结构及形态学258

10.1 平均链尺寸259

10.2 自由连接链模型260

10.3 短程效应261

10.4 链的刚性261

10.5 稀溶液数据的处理262

10.5.1 第二维利系数262

10.5.2 溶胀因子α263

10.5.3 Flory Fox理论264

10.5.4 无扰链尺寸的间接估测265

10.5.5 规整度对链尺寸的影响265

10.6 校磁共振（NMR）266

10.7 红外光谱268

10.8 热分析270

10.9 广角及小角散射271

10.9.1 广角X射线散射272

10.9.2 小角X射线散射（SAXS）273

10.9.3 小角中子散射（SANS）274

10.10 显微技术277

10.10.1 光学显微镜278

10.10.2 扫描电子显微镜279

10.10.3 透射电子显微镜280

10.10.4 原子力和扫描隧道显微镜280

习题282

参考文献283

参考书目283

Chapter 11 结晶态和部分有序结构284

11.1 介绍285

11.2 结晶机理285

11.3 温度和增长速率287

11.4 熔融288

11.4.1 微晶大小对熔融的影响288

11.5 热力学参数288

11.6 聚合物的晶体排列291

11.6.1 影响结晶度和Tm的因素291

11.6.1.1 对称性291

11.6.1.2 分子间键合292

11.6.1.3 立构规整性293

11.6.1.4 接枝与摩尔质量293

11.7 形态与动力学293

11.8 形态293

11.8.1 微晶294

11.8.2 单晶294

11.8.3 多角晶295

11.8.4 熔融结晶295

11.8.5 球晶297

11.9 结晶动力学298

11.9.1 等温结晶299

11.9.2 方程299

11.9.3 偏离Avrami方程300

11.10 嵌段共聚物300

11.11 聚合物液晶的发展历史302

11.12 液晶相303

11.13 中间相的识别306

11.14 溶致性主链液晶聚合物308

11.15 热致性主链液晶聚合物310

11.16 支链液晶聚合物315

11.17 手性向列型液晶聚合物317

习题320

参考文献324

参考书目324

Chapter 12 玻璃态和玻璃化转变326

12.1 无定形态327

12.2 玻璃态327

12.3 玻璃态松弛过程327

12.4 玻璃化转变区域329

12.4.1 玻璃化转变温度，Tg329

12.4.2 Tg的实验测定330

12.4.2.1 V-T曲线法则331

12.4.2.2 量热法332

12.4.3 影响玻璃化转变温度的因素333

12.4.3.1 链柔性334

12.4.3.2 立体位阻效应334

12.4.3.3 构型的影响336

12.4.3.4 交联对Tg的影响336

12.5 理论处理336

12.5.1 自由体积理论337

12.5.2 Gibbs-Di Marzio热力学理论341

12.5.3 Adam-Gibbs理论342

12.6 分子量对Tg的影响343

12.7 结构松弛和物理老化344

习题345

参考文献348

参考书目349

Chapter 13 流变和力学性能350

13.1 流变学简介351

13.2 黏弹行为的五个区间352

13.3 黏性区353

13.3.1 黏度对剪切的依赖性355

13.3.2 聚合物链的动力学单元357

13.3.3 链长的影响358

13.3.4 黏度对温度的依赖性359

13.3.5 黏度对浓度的依赖性359

13.3.6 流体行为的时间依赖性360

13.4 力学性能361

13.4.1 模量之间的相互关系363

13.5 描述黏弹性的力学模型363

13.6 无定型聚合物的线性黏弹性行为366

13.6.1 蠕变369

13.6.2 应力-应变测试369

13.6.3 温度对应力-应变响应的影响369

13.6.4 玻耳兹曼叠加原理371

13.6.5 应力松弛372

13.7 动态力学和介电热分析372

13.7.1 动态力学热分析（DMTA）372

13.7.2 介电热分析（DETA）375

13.7.3 DMTA和DETA的比较377

13.8 时温叠加原理379

13.9 动力黏度383

13.10 黏弹性的分子理论384

13.11 蠕动模型386

习题388

参考文献393

参考书目394

Chapter 14 高弹态395

14.1 一般介绍396

14.1.1 天然橡胶397

14.2 硫化实验398

14.3 弹性体的性质398

14.4 类橡胶弹性的热力学方面399

14.5 非理想弹性体401

14.6 聚合物构象的分布函数402

14.7 统计学方法405

14.7.1 应力-应变实验结果405

14.7.1.1 简单拉伸405

14.7.1.2 简单压缩407

14.7.1.3 纯剪切407

14.7.1.4 大弹性变形407

14.8 弹性体网络的溶胀407

14.9 网络缺陷408

14.10 弹性体的回弹性410

习题412

参考文献415

参考书目415

Chapter 15 结构与性能的关系416

15.1 概论417

15.2 Tm和Tg的控制417

15.2.1 链的刚性418

15.2.2 分子间键合419

15.3 Tm和Tg的联系421

15.4 无规共聚物421

15.5 共聚物组成对Tm和Tg的影响422

15.6 嵌段共聚物425

15.7 增塑剂427

15.8 结晶度和力学响应428

15.9 在纤维、塑料和弹性体上的应用430

15.10 纤维430

15.10.1 化学要求431

15.10.1.1 线型聚酯433

15.10.2 纤维的力学性能434

15.10.2.1 纺丝技术434

15.10.2.1.1 熔融纺丝434

15.10.2.1.2 湿法和干法纺丝434

15.10.2.2 拉伸、取向和结晶度435

15.10.2.3 模量和链的刚性436

15.10.2.4 其他因素436

15.11 芳香族聚酰胺437

15.12 聚乙烯439

15.13 弹性体和交联网络442

15.13.1 交联443

15.13.2 交联聚合物中的蠕变443

15.13.3 添加剂443

15.14 塑料443

15.14.1 制造瓶用周转箱的塑料445

15.14.2 医学应用446

15.15 高温特种聚合物447

15.16 碳纤维454

15.17 结论454

习题456

参考文献461

参考书目462

Chapter 16 聚合物在电子工业中的应用463

16.1 介绍464

16.2 聚合物抗蚀剂在工业中的应用464

16.3 光刻工艺465

16.4 聚合物抗蚀剂466

16.4.1 敏感性467

16.4.2 清晰度468

16.5 光刻法468

16.5.1 正性光致抗蚀剂468

16.5.2 负性光致抗蚀剂469

16.6 电子束敏感抗蚀剂472

16.6.1 正性抗蚀剂472

16.6.2 负性抗蚀剂473

16.7 X射线和离子敏感抗蚀剂473

16.8 电活性聚合物474

16.9 导电机理475

16.10 导电聚合物的制备476

16.11 聚乙炔478

16.12 聚苯撑481

16.13 杂环聚合物483

16.13.1 聚吡咯484

16.13.2 硫化物484

16.14 聚苯胺485

16.15 聚苯硫醚485

16.16 聚（1,6-庚二炔）485

16.17 应用485

16.18 光子应用486

16.19 发光聚合物486

16.19.1 应用487

16.20 非线性光学487

16.21 LB膜490

16.22 光信息存储492

16.23 用液晶聚合物进行热记录495

参考文献496

参考书目496