本书涉及合成、结构、动力学、热力学及定向使用的材料等领域,主要介绍了聚合物的各种分类、合成及改性方法;热力学、平衡及聚合动力学;应用于聚合物表征的物理方法;聚合物的加工及测试技术;聚合物的应用等内容。
本书为第三版,在前两版基础上,增加了橡胶态弹性、黏弹性、生物模拟及材料科学的结构与性质关系的知识。
本书内容成熟、经典,拓宽了不同技术领域内读者的视野,使读者感受到聚合物化学的重要性及未来潜能,同时本书还能指点读者在学习时如何获得更详细的资料来源。
本书适用于高分子及相关专业的本科生、研究生和工程技术人员。
|
目录
第一部分聚合物的合成与反应
第1章聚合物化学的范围2
11绪论2
12定义2
121单体2
122二聚体、三聚体及低聚体3
123聚合物3
124线形聚合物4
125支化聚合物4
126交联聚合物4
127星形聚合物及树枝状聚合物4
128带环结构的线形聚合物5
129梯形聚合物5
1210环状基体聚合物6
1211共聚物6
1212三元共聚物7
1213接枝共聚物7
1214遥爪聚合物7
1215平均分子量及分子量分布7
1216聚合物的形态学8
1217热塑体8
1218弹性体9
1219增塑剂10
1220热固性树脂10
1221聚合物共混体10
1222立构规整度10
13聚合物的种类10
131缩合聚合物11
132加成聚合物11
133开环聚合反应13
134引发剂13
14聚合物科学发展简史14
141大分子假说14
142对结构的研究工作14
143合成聚合物14
144工程及材料科学16
习题16
进一步阅读的建议17
第2章缩合聚合及其它逐步聚合反应18
21绪论18
211定义18
212逐步聚合和链式聚合反应的
比较20
213缩聚反应类型20
214缩聚反应机理21
215高分子量的条件21
216交换反应21
217环的生成与聚合反应的竞争22
22具体的缩合聚合22
221线形聚酯22
222支化及交联聚酯23
223聚碳酸酯24
224聚酸酐24
225聚酰胺25
226聚酰亚胺27
227聚苯并咪唑27
228聚苯并唑及聚苯并噻唑28
229聚喹啉28
2210芳族梯形聚合物28
2211苯酚甲醛树脂、脲甲醛树脂及
蜜胺甲醛树脂29
2212聚缩醛30
23其它逐步聚合31
231芳族取代反应生成聚醚31
232氧化偶联反应生成聚醚31
233DielsAlder加成聚合物31
234聚氨酯及聚脲32
235由亲电芳族取代反应得到的
聚合物32
参考文献33
习题33
进一步阅读的建议34
第3章自由基聚合35
31加成反应35
32自由基加成反应35
33自由基聚合的引发剂35
34自由基聚合的单体36
35溶剂及体系36
36典型的实验步骤37
361苯乙烯的热聚合37
362AIBN引发的甲基丙烯酸甲酯
本体聚合37
363丙烯腈的乳液聚合37
37链式反应38
38自由基引发剂39
381引发剂的热分解39
382氧化还原反应引发41
383热和光直接引发41
384电离辐射引发42
39引发剂自由基与单体的反应42
310自由基链增长反应43
311链转移反应43
312自由基链终止反应44
313原子转移自由基聚合45
314在超临界二氧化碳中的聚合46
参考文献47
习题47
进一步阅读的建议48
第4章离子型及配位聚合反应50
41有规立构聚合物50
42阴离子型及配位聚合51
421阴离子聚合引发剂51
422阴离子聚合反应的单体52
423典型的实验步骤52
424阴离子聚合反应的一般机理53
425“活的”聚合54
426共聚合反应55
427ZieglerNatta催化剂55
428π烯丙基配合物作催化剂59
429金属茂诱导的聚合反应60
4210其它阴离子型催化剂60
4211CO与乙烯交替共聚催化剂61
4212开环易位聚合61
4213无环二烯烃易位聚合反应62
43基团转移聚合63
44阳离子聚合65
441阳离子聚合反应引发剂65
442阳离子聚合反应单体65
443阳离子聚合反应的实验条件65
444阳离子聚合反应机理66
445经典阳离子聚合的性质67
446活的碳离子聚合反应68
447活性阳离子聚合中可逆的终止
反应68
448醛类的阳离子聚合反应69
45由不同途径制备的聚合物的比较69
参考文献70
习题70
进一步阅读的建议71
第5章光聚合、辐射聚合及电聚合73
51光化学聚合73
511优点及其用途73
512能发生光聚合的单体74
513实验技术:苯乙烯的光敏化
聚合反应74
514单体直接光解的引发机理75
515光敏聚合反应76
516量子产率77
52辐射引发聚合77
521一般性质77
522实验方法78
523射线的吸收79
524自由基链引发79
525离子型链引发81
526固相辐射引发的聚合反应82
53等离子体聚合85
54电化学引发聚合85
541一般原则85
542在电极表面的聚合反应86
参考文献87
习题87
进一步阅读的建议88
第6章环状有机化合物的聚合90
61不能发生聚合的环状化合物91
62经典开环聚合的一般机理92
63环醚92
631三烷92
632三噻烷及四噻烷93
633四氢呋喃93
634氧杂环丁烷类及氧杂环庚烷类95
635环氧化物类95
64内酯类97
65乙交酯类及丙交酯类97
66环状酸酐类97
67环状碳酸酯类97
68内酰胺类98
69氮杂环丙烷99
610环烯烃类100
611唑啉聚合的特殊情况100
612无催化共聚反应101
613自由基开环聚合101
614环化聚合102
615聚(对苯二亚甲基)103
参考文献103
习题103
进一步阅读的建议104
第7章合成聚合物的反应106
71主链的反应106
711对主链反应感兴趣的原因106
712加成反应106
713使骨架成为不饱和的反应106
714链的水解断裂107
715合成聚合物的酶降解107
716氧化反应107
717高温降解反应108
718电子束解聚反应110
719主链反应总结110
72侧基的反应110
721一般的思考110
722侧基结构的水解111
723聚合物载体上的有机反应112
724接枝聚合物的生成114
725交联反应115
726微光刻与聚合物反应115
73在聚合物表面的反应116
731表面氟化116
732表面硝化及磺化116
733表面氧化118
734其它体系118
735表面的表征118
参考文献118
习题118
进一步阅读的建议119
第8章生物聚合物及其反应121
81聚糖121
811聚糖的一般组成121
812特殊的聚糖122
813聚糖的生物合成122
814聚糖的反应123
82蛋白质及多肽125
821蛋白质及多肽的一般组成125
822氨基酸125
823不同的蛋白质及其功能126
824蛋白质的生物合成128
825多肽的实验室合成129
826蛋白质的反应131
827酶的固定化134
83聚核苷酸135
831聚核苷酸的一般组成135
832各种核苷酸所起的作用136
833聚核苷酸的聚合编码138
834聚核苷酸的合成及改性139
835聚核苷酸的反应139
84聚酯的生物合成140
参考文献141
习题141
进一步阅读的建议142
第9章聚合物中的无机元素144
91将无机元素引入聚合物的原因144
92这一领域的范围145
93侧基含无机元素的有机聚合物146
931含无机取代基的不饱和单体的
聚合反应146
932有机聚合物与无机或有机金属
试剂的反应147
94在主链上含无机元素的聚合物147
95聚有机硅氧烷147
951聚有机硅氧烷的性质149
952有机硅氧烷梯形聚合物149
96硅氧烷亚芳基及硅氧烷卡硼烷
聚合物150
97酞菁“串形多晶结构”聚合物151
98聚有机硅烷及聚碳硅烷151
99膦腈聚合物153
991通过开环聚合反应的合成法153
992大分子置换步骤155
993聚膦腈的缩合合成法157
994聚膦腈的结构特性158
995聚有机膦腈的用途159
910聚(碳膦腈、硫膦腈、亚硫酸
膦腈)159
911聚硫159
912聚氮化硫161
913金属配位在主链上的聚合物162
9131通过经典给体配位基进行骨架
结合162
9132主链上有二茂金属单元的
聚合物162
9133其它体系163
914矿物聚合物和陶瓷前体聚合物163
9141矿物聚合物及陶瓷163
9142溶胶凝胶法165
9143陶瓷前体聚合物166
9144碳纤维166
9145作为碳化硅前体的聚硅烷及
碳硅烷166
9146作为氮化硅前体的聚硅氮烷167
9147氮化硼前体167
915结束语168
参考文献168
习题168
进一步阅读的建议169
第二部分聚合反应的动力学和热力学
第10章聚合及解聚的平衡176
101单体聚合物平衡176
102环聚合物相互转变的示例177
103“不能聚合的”化合物177
104一般的热力学问题178
105热力学效应178
106聚合的标准焓、熵及自由能179
107单体聚合物平衡180
108ΔH及ΔS对环链平衡的影响181
109硫的平衡体系183
1010统计意义上的影响因素185
1011分子结构的因素186
1012骨架的键能187
1013骨架的键角187
1014芳香性及离域作用188
1015侧基的相互作用188
1016动力学方面190
参考文献191
习题191
进一步阅读的建议192
第11章缩合聚合反应动力学193
111大分子的活性193
112缩聚反应的速率195
113聚酯合成的反应动力学196
1131情况1:不加入酸性催化剂196
1132情况2:酸催化聚酯反应197
114平均聚合度及平均分子量与时间的
关系198
115线形缩聚物的分子量分布199
116非等当量反应物比例对线形缩聚物的
作用202
117支化及交联缩聚物203
参考文献205
习题205
进一步阅读的建议208
第12章自由基聚合动力学209
121近似性209
1211动力学链长209
1212自由基加成单体的方向210
1213自由基的活性和大小210
1214稳态近似210
122增长链自由基的稳态浓度211
123聚合速率212
1231聚合速率的实验测量213
1232聚合反应的理论速率214
1233平均动力学链长216
124平均聚合度及平均分子量216
125聚合度及分子量的分布217
126链转移219
1261链转移对平均聚合度的影响220
1262链转移对聚合度分布的影响222
1263链转移对DP及DP分布影响的
例子222
127聚合度对温度的依存性222
128绝对增长及终止速率常数223
129共聚合224
1291共聚合组成方程:反应
竞聚率224
1292反应竞聚率的实验测定226
1293单体在共聚合中的活性226
1294单体在共聚物中的分布227
参考文献229
习题229
进一步阅读的建议231
第13章离子型聚合动力学233
131离子型聚合动力学与自由基聚合
动力学的区别233
132阴离子聚合233
1321引发剂定量且瞬间离解:活性
聚合物233
1322增长速率常数237
1323引发剂的不完全离解237
1324阴离子共聚合238
133阳离子聚合239
1331聚合速率239
1332聚合度240
1333温度的效应241
1334增长速率常数242
1335阳离子共聚合242
参考文献243
习题243
进一步阅读的建议244
第三部分聚合物的物理表征
第14章绝对分子量的测定248
141绪论248
142聚合物的溶解性249
1421定性方面249
1422内聚能密度和溶度参数251
143端基分析、依数性和数均分子量253
1431端基分析253
1432依数性和数均分子量253
144渗透压法测定绝对分子量254
1441理论254
1442实用渗透压法257
1443渗透压法测定分子量的
准确度258
1444半透膜259
145光散射测定绝对分子量和分子
尺寸259
1451光散射强度:瑞利比259
1452浊度260
1453浊度和聚合物溶液的分子量261
1454重均分子量262
1455聚合物尺寸和不对称散射
校正263
1456实验装置和技术265
1457光散射测定分子量的精度268
146质谱法269
147超速离心法测定绝对分子量269
1471方法原理269
1472分子量275
参考文献276
习题276
进一步阅读的建议280
第15章分子量和分子量分布测定的
相对方法281
151绪论281
152溶液黏度281
1521溶液黏度和分子尺寸281
1522黏度测定282
1523溶液黏度术语的定义284
1524特性黏数和分子量285
1525特性黏数得到分子尺寸288
1526特性黏数测定精度289
153气相渗透压法290
154分子量分布292
1541重要性292
1542直观计算292
1543表示法293
1544从沉淀分级得到的分布294
1545从梯度淋洗得到的分布295
155凝胶渗透色谱295
1551基本原理295
1552设备296
1553凝胶渗透色谱中的问题297
1554凝胶渗透色谱的普适校正298
参考文献301
习题301
进一步阅读的建议303
第16章聚合物溶液热力学和无扰链305
161绪论305
162理想溶液的定义305
163溶剂和溶质的混合熵306
1631小分子溶质/小分子溶剂体系306
1632聚合物溶质/小分子溶剂体系307
164溶剂和聚合物溶质的混合焓310
165聚合物溶质和溶剂的混合自由能311
166溶剂的化学势和活度311
167聚合物溶液的渗透压312
168FloryHuggins理论的一些其它
应用313
169理论的局限性315
1610稀溶液及排斥体积效应条件下的
无扰链316
1611更精细的理论318
参考文献318
习题318
进一步阅读的建议320
第17章形态学、玻璃化转变和聚合物
结晶322
171聚合物的形态变化322
172黏弹态的特性322
1721术语323
1722玻璃态323
1723橡胶态324
1724柔顺性的非弹态325
1725液态325
1726一些唯象学模型325
1727特种黏弹性材料327
1728两相体系328
173转变的热力学328
174玻璃化转变温度330
175玻璃化转变温度的测定331
1751“缺口”技术331
1752扭转刚性法331
1753宽线核磁共振332
1754膨胀计332
1755差热分析和差示扫描量热法334
176微晶性334
177结晶性对物理性能的影响335
178结晶度的提高336
179结晶动力学337
1710结晶的检测与测量339
1711聚合物单晶340
1712其它技术341
参考文献341
习题342
进一步阅读的建议342
第18章聚合物构象分析345
181构象分析的任务345
182聚合物的构象346
183聚合物的小分子模型346
1831定性研究347
1832定量研究347
184聚合物的短链模型350
1841短链的概念350
1842构象命名法350
1843硬球模型的应用351
1844分子间势能的应用352
1845较长链的模型354
185与统计线团概念的关系355
186Boltzmann分布的影响357
187统计矩阵法357
1871旋转同分异构态模型357
1872统计权重矩阵358
188构象分析的应用358
1881构象和结晶性358
1882链的柔顺性359
1883非常不柔顺的分子链360
1884与玻璃化转变温度的关系360
1885弹性测定361
1886用于表征链构象的某些其它
性质362
189多肽和蛋白质363
1810分子图形学364
参考文献364
习题364
进一步阅读的建议365
第19章衍射、散射和光谱法测定聚合物
结构368
191绪论368
192X射线衍射法368
193实验方法368
1931样品制备368
1932X射线的产生369
1933X射线照相机和衍射仪370
1934结晶度的测定371
1935晶体取向度的测定371
194分子结构及构象的测定372
1941不同的方法372
1942微晶聚合物的X射线照片的
解释372
1943结构的初步探索374
1944对反射强度数据的初步分析374
1945结构因素分析374
1946螺旋构象的衍射375
1947可见光衍射378
195散射379
1951概述379
1952结构的应用379
1953动态性能380
196光谱学380
参考文献381
习题381
进一步阅读的建议382
第四部分聚合物的加工和测试
第20章聚合物的加工388
201绪论388
202薄膜的制备388
2021溶液浇注388
2022热压成膜390
2023吹塑成膜391
2024压延成膜391
203纤维392
2031溶液纺丝392
2032熔融纺丝394
2033纤维取向和后处理395
204链取向和增强395
2041增强的分子机理395
2042薄膜396
2043纤维396
2044其它例子396
205成型物的加工397
2051浇注397
2052加压模塑398
2053注射模塑398
2054吹塑398
2055热融成型和热压成型399
2056旋转注塑399
2057袋模塑法399
2058管材加工400
2059挤出膨胀400
206膨胀的聚合物401
207增强聚合物402
208弹性体技术403
209表面涂层403
2091浸渍403
2092压延涂层403
2093挤出涂层403
2094静电涂层404
2095刮涂404
2096辊涂404
2097流化床涂层和粉料模塑404
2098辐射固化涂层404
参考文献404
习题404
进一步阅读的建议405
第21章聚合物的测试406
211绪论406
212基础理化测试406
213力学测试407
2131应力应变曲线407
2132冲击性能409
2133弯曲强度409
2134硬度及耐磨损性409
214橡胶类弹性410
2141网络结构的制备411
2142弹性体的典型应用411
2143弹性体研究的实验详情411
2144弹性体的典型应力应变行为412
2145网络结构的控制413
2146高度形变的网络结构413
2147其它类型的形变414
2148溶胀和凝胶415
2149填料增强的弹性体415
21410弹性体改性陶瓷416
21411目前问题及未来趋势416
215热性质417
2151热膨胀417
2152力学性能变化417
2153易燃性417
2154热分解417
216电学测试418
2161电阻率418
2162介电强度和耐电弧性418
2163介电常数和功率因子418
217环境稳定性418
2171老化测试419
2172耐溶剂性419
218其它性质419
2181光学性质419
2182湿气和气体的渗透性419
习题419
进一步阅读的建议420
第五部分分子结构、性质和应用
第22章大分子结构与性质的关系424
221绪论424
222大分子骨架的影响424
2221脂肪族C—C键425
2222脂肪族CC双键425
2223芳环为骨架的结构单元425
2224芳香梯形结构425
2225醚类的C—O键425
2226聚酯中的C—O键426
2227酐键426
2228Schiff碱键426
2229酰胺键426
22210氨酯键427
22211硅氧键427
22212磷氮双键427
22213S—S键、S—C键和
S—N键428
223不同侧基的影响428
2231氢作为侧基428
2232烷基作为侧基429
2233芳基侧链429
2234介晶侧基429
2235氟侧链430
2236氯431
2237氰基侧链431
2238羟基432
2239酰胺侧基432
22310烷基醚侧基432
22311酯侧基433
22312羧基侧基433
22313吡啶或其它的氨基类侧基433
224与表面性质的关系434
225结构对固态性质的影响434
2251平衡柔性与动态柔性434
2252分子间引力434
2253实例说明435
2254弹性蛋白的情况436
2255无规和嵌段共聚物437
2256接枝和交联438
226科学家如何设计新的聚合物和聚合物
材料438
习题439
进一步阅读的建议440
第23章电活性和光电聚合物441
231绪论441
232固态聚合物的离子导电性质442
2321现象442
2322用作固体电解质的宿主
聚合物442
2323聚环氧乙烷443
2324固体聚合物电解质的应用444
2325质子导体444
233具有导电微区的热解聚合物和复合
聚合物445
234导电聚合物445
2341一般性描述和目的445
2342能带理论445
2343绝缘体446
2344半导体447
2345金属447
2346半金属448
2347聚硫氮[(SN)x]448
2348聚乙炔449
2349亚苯基聚合物451
23410聚苯胺453
23411基于聚合物导体的集成电路454
235光学和光电器件455
2351不同光学性质455
2352“线性”光学材料456
2353具有可控透明度的聚合物457
2354非线性光学聚合物458
2355光伏电池458
2356电致发光聚合物459
236评论459
习题460
进一步阅读的建议460
第24章合成聚合物在生物医药方面的
应用463
241聚合物在生物医药领域的应用463
242生物稳定材料463
2421一般原理463
2422聚合物在活体中的稳定性464
243心血管方面的应用465
2431心脏瓣膜和人造血管465
2432人工心脏465
244组织黏合剂和人造皮肤467
245骨、关节和牙齿467
246接触镜片和眼内透镜468
247人工肾和血液透析材料468
248氧输送膜469
249可生物降解聚合物469
2410外科用手术缝合线469
2411组织工程聚合物469
2412药物控制释放470
24121扩散控制膜或基质470
24122固态生物可降解基质471
24123水溶性聚合物键合药物471
2413聚合物血液代用品472
参考文献472
习题472
进一步阅读的建议473
附录一聚合物命名法476
附录二某些聚合物的性质和应用479
|
本书适用于高分子及相关专业的本科生、研究生和工程技术人员。
| |