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出版社： 化学工业

ISBN：9787122164995

商品编码：27647260924

丛书名： 高分子结晶学原理(精)

开本：16开

出版时间：2013-07-01

 

基本信息

书名:高分子结晶学理

：128.00元

作者:胡文兵 著

出版社：化学工业出版社

出版日期：2013-7-1

ISBN：9787122164995

字数：

页码：454

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品标识：23294179

编辑推荐

 

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暂无

内容提要

 

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本书从微观分子角度出发系统地介绍了高分子结晶热力学、动力学和形态学的基本概念以及当前研究进展，并重点介绍了在无规共聚物、纳米空间和嵌段共聚物自组装微畴等受限条件下高分子结晶学的研究进展，附录还介绍了作者所擅长的动态蒙特卡罗分子模拟方法。

本书适合从事高分子凝聚态物理、高分子材料、高分子化学和化工、生物物理等研究和开发领域的科研人员、教师、企业技术人员、研究生和高年级本科生阅读。

目录

 

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第一部分高分子的结晶热力学1

第1章高分子的分子结构特点3

1?1什么是高分子？3

1?2高分子链结构的表征4

1?3高分子内在分类结构特点6

1?3?1链的非柔顺性6

1?3?2高分子链间复杂的相互作用8

1?4高分子外在个别结构特点9第一部分高分子的结晶热力学1

第1章高分子的分子结构特点3

1?1什么是高分子？3

1?2高分子链结构的表征4

1?3高分子内在分类结构特点6

1?3?1链的非柔顺性6

1?3?2高分子链间复杂的相互作用8

1?4高分子外在个别结构特点9

1?4?1分子量及其分布9

1?4?2链的拓扑构造10

1?4?3链的序列不规整性13

参考文献15

第2章结晶热力学和相态16

2?1有序相转变的热力学16

2?2多重有序相态18

2?3多组分体系结晶相图23

2?4晶相的结构表征25

参考文献33

第3章结晶统计热力学和平衡熔点性质36

3?1微观相互作用模型的建立36

3?2平均场统计处理计算高分子溶液的配分函数39

3?2?1格子模型和平均场假定39

3?2?2混合熵的计算40

3?2?3混合焓的计算43

3?2?4配分函数及溶液相图的计算44

3?3高分子平衡熔点的性质45

3?3?1对内在链结构特点的依赖性45

3?3?2对外在结构特点分子量的依赖性48

3?3?3对外在结构特点链序列规整性的依赖性49

3?3?4对多组分体系浓度的依赖性51

参考文献53

第4章结晶与多组分液态相分离的相互作用56

4?1溶液中的热力学相互作用56

4?2高分子溶液相分离对结晶成核的加速作用59

4?3结晶有序化相互作用对共混物相分离的增强作用69

4?4不相容体系界面对结晶成核的增强作用73

4?5单链体系中的相变及其相互作用78

4?6嵌段共聚物体系中相分离与结晶相互作用82

参考文献84

第二部分高分子结晶动力学89

第5章结晶成核动力学91

5?1成核理及基本模式91

5?2成核动力学99

5?3成核剂和成核促进剂103

5?4链内成核模型105

参考文献109

第6章晶体生长动力学114

6?1晶体生长的基本模式114

6?1?1扩散控制生长115

6?1?2界面控制生长116

6?2高分子折叠链片晶121

6?2?1折叠链片晶模型121

6?2?2片晶的界面区128

6?2?3片晶的厚度及其来源130

6?3片晶生长动力学135

6?3?1次级成核作为速率决定步骤135

6?3?2Lauritzen?Hoffman理论138

6?3?3伸展链晶的二维生长理论142

6?3?4链内成核理论147

6?3?5其他基于非次级成核的片晶生长模型155

参考文献163

第7章高分子片晶生长的特殊动力学现象173

7?1短链整数次折叠和片晶生长自中毒现象173

7?1?1短链整数次折叠结晶173

7?1?2短链片晶生长的自中毒现象176

7?2分子量效应及二元共结晶速率184

7?2?1分子量对片晶线生长速率的影响184

7?2?2分子量效应的理论解释186

7?2?3二元链长混合物的共结晶速率188

7?3结晶分子分凝现象197

7?3?1高分子结晶的分子量分级197

7?3?2结晶分子分凝的微观动力学机制199

7?4片晶生长速率温度依赖性的regime(区域)转变现象203

7?4?1regime转变的实验观测203

7?4?2regime转变的Lauritzen?Hoffman理论解释204

7?4?3regime转变的分子模拟及链内成核理论解释206

7?5片晶生长导致的半结晶织态结构214

7?5?1半结晶织态结构的成因214

7?5?2动力学成因的分子模拟证据214

7?6溶液准一维生长的片晶线生长速率215

7?6?1恒浓溶液体系215

7?6?2恒量溶液体系216

参考文献218

第8章片晶的退火和熔化226

8?1片晶的退火增厚226

8?1?1片晶的退火效应226

8?1?2片晶增厚的分子机理230

8?1?3单层片晶增厚的动力学234

8?2片晶的可逆熔化238

8?2?1片晶可逆熔化的实验证据238

8?2?2片晶可逆熔化的分子机理240

8?3片晶的不可逆熔化243

8?3?1片晶熔化的不可逆现象243

8?3?2片晶熔化的动力学244

8?3?3片晶过热度与升温速率的标度关系249

参考文献252

第9章高分子总结晶动力学257

9?1结晶度的表征257

9?2等温结晶过程的Avrami方程处理260

9?2?1总结晶速率260

9?2?2Avrami方程260

9?2?3总结晶速率的复杂性262

9?3非等温结晶动力学263

9?3?1Ozawa理论263

9?3?2动力学结晶能力265

9?3?3直接求Avrami指数法266

参考文献266

第三部分高分子结晶形态学269

第10章高分子单晶271

10?1高分子单晶的生长习性及其演变271

10?2聚乙烯单晶(200)弯曲生长面的解释279

10?3多层片晶282

参考文献287

第11章高分子球晶290

11?1球晶的形貌表征290

11?1?1球晶形貌的演化290

11?1?2球晶的偏光显微镜表征290

11?1?3球晶的小角光散射表征294

11?2球晶的微观结构295

11?2?1球晶初期的结构295

11?2?2球晶中片晶的分枝298

11?2?3环带球晶中片晶的扭曲机制302

11?3球晶的生成机制309

11?3?1Keith?Padden理论309

11?3?2分枝生长的计算机模拟312

11?4反常球晶313

参考文献314

第12章伴随其他过程的高分子结晶形态319

12?1伴随聚合反应的高分子结晶319

12?1?1高分子结晶的几种基本模式319

12?1?2单体结晶然后聚合320

12?1?3结晶与聚合同时发生320

12?1?4先聚合紧接着结晶322

12?2取向诱导结晶324

12?2?1取向诱导结晶的理324

12?2?2界面诱导结晶325

12?2?3拉伸诱导结晶332

12?2?4流动诱导结晶338

12?3高分子结晶冻胶344

12?3?1静态条件344

12?3?2流动或搅拌条件345

参考文献346

第四部分受限高分子结晶353

第13章无规共聚物结晶355

13?1共聚物序列结构的统计学分类355

13?1?1共聚物序列结构的统计学表征355

13?1?2三种典型的共聚物序列结构模拟356

13?2均匀型共聚物结晶358

13?2?1结晶度的定义358

13?2?2降温和升温结晶度曲线359

13?2?3共聚物结晶形貌362

13?2?4共聚物结晶的序列长度分凝现象363

13?2?5共聚单元进入晶区的影响366

13?3非均匀型共聚物结晶367

13?3?1结晶之前的相分离367

13?3?2中间组分对结晶的影响369

13?4无规共聚物结晶的特殊记忆效应371

参考文献378

第14章均聚物纳米空间受限结晶381

14?1一维纳米受限结晶381

14?1?1超薄膜中晶粒的取向381

14?1?2超薄膜Flat?on片晶生长动力学386

14?1?3超薄膜Edge?on片晶生长动力学390

14?1?4超薄膜树枝晶形貌演化393

14?2二维纳米受限结晶395

14?3三维纳米受限结晶399

参考文献401

第15章嵌段共聚物微畴受限结晶407

15?1嵌段共聚物的自组装及其结晶407

15?1?1嵌段共聚物微相分离407

15?1?2结晶驱动的嵌段共聚物自组装408

15?1?3嵌段共聚物纳米微畴中的受限结晶412

15?2层状相受限结晶416

15?2?1硬受限结晶416

15?2?2软受限结晶419

15?2?3双段结晶425

15?3柱状相受限结晶430

15?3?1硬受限结晶430

15?3?2软受限结晶431

15?4球状相受限结晶436

参考文献440

附录446

A高分子结晶的动态蒙特卡罗模拟方法446

A1格子链微松弛模型446

A2抽样方法449

参考文献450

索引452

作者介绍

 

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暂无

文摘

 

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暂无

媒体推荐

 

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暂无

《聚合物结构与性能》 内容简介 本书系统深入地阐述了聚合物材料的结构特征与宏观性能之间的内在联系，聚焦于高分子材料从分子尺度到宏观尺度的多层次结构演变及其对材料力学、热学、流变学和老化等关键性能的影响规律。全书内容涵盖高分子化学基础、分子链结构、链间相互作用、高分子固体态（包括结晶与非晶态）、高分子溶液、高分子加工特性以及聚合物的降解与老化等多个核心领域，旨在为材料科学、高分子工程、应用化学等相关领域的科研人员、工程师和高年级本科生提供一部全面且具有深度参考价值的专业著作。 第一部分：高分子基础与分子结构 本书首先回顾了高分子的基本概念，包括单体的聚合反应类型（如自由基聚合、缩合聚合、开环聚合等）及其动力学特征。重点深入探讨了高分子链的构象理论，从理想链模型（如随机游走模型）出发，过渡到更符合实际的真实链模型（如佩尔林-厄尔金格模型、韦伯模型），详细分析了链的柔性、扭转能、回转半径等关键结构参数。 特别强调了影响聚合物性能的微观结构因素： 分子量与分子量分布： 阐述了不同分子量对聚合物熔体粘度、拉伸强度和冲击韧性的非线性影响机制，介绍了凝胶渗透色谱（GPC）等表征方法。 化学结构与立构规整性： 详细解析了主链结构（如双键、环状结构）对链段运动自由度的影响。重点讨论了乙烯基聚合物的立构异构现象（如全同立构、间同立构和无规立构），这些结构差异如何直接决定了聚合物是高度结晶还是仅形成无定形玻璃态。 共聚物的序列结构： 剖析了无规共聚物、交替共聚物和嵌段共聚物的序列分布对相分离行为和微观形貌的影响。 第二部分：高分子链的聚集态结构与热力学 这是本书的核心部分之一，详细论述了聚合物链在固态下形成有序结构或无序结构的热力学和动力学基础。 高分子溶液热力学： 采用Flory-Huggins理论，精确描述了聚合物与溶剂间的相互作用参数（$chi$参数），解释了高分子溶液的相分离现象（上临界溶解温度UCST和下临界溶解温度LCST），并引入了排除体积效应的概念。 高分子结晶学原理（非本书主题的深入拓展）： 尽管不涉及特定教材的特定章节，本书依然会详细阐述高分子结晶的热力学驱动力（焓变与熵变），特别是链折叠与拉链模型。重点分析了晶体的热力学稳定性、熔点（$T_m$）的理论预测与实际测量（如差示扫描量热法DSC的应用），以及晶体生长速率与形核机制。 玻璃化转变（$T_g$）： 对玻璃化转变现象进行了全面的动力学和统计力学解释。详细介绍了自由体积理论（如弗克斯-泰梅尔方程，Doolittle方程）和弛豫时间概念。讨论了分子量、交联度、增塑剂和外加压力对$T_g$的影响，并阐明了$T_g$作为衡量聚合物加工窗口和使用温度的关键指标的重要性。 第三部分：高分子材料的力学性能与流变学 本部分聚焦于高分子宏观响应的物理本质，强调结构对机械性能的控制。 线性粘弹性理论： 引入了蠕变、应力松弛、动态力学分析（DMA）等实验方法。采用经典粘弹性模型（如Voigt模型、Maxwell模型）来描述聚合物在时间尺度上的力学响应。着重讲解了时间-温度等效原理（WLF方程），这是处理聚合物动态性能的基础。 粘弹塑性与粘性流动： 深入探讨了聚合物熔体的流变学行为。区分了牛顿流体、剪切稀化、剪切增稠等非牛顿行为。详细分析了流变学模型（如幂律模型、Cross模型）在描述聚合物加工过程（如挤出、注塑）中的应用，特别关注了分子量对熔体粘度和表观粘度的影响。 高分子弹性体与橡胶： 基于统计力学，阐述了理想橡胶网络模型（高斯统计链模型），计算了弹性模量与交联密度的关系，解释了超弹性（大变形弹性）的本质。 韧化与增强： 讨论了如何通过引入纳米填料（如碳纳米管、石墨烯）或共混改性来提高聚合物的强度、模量和韧性，探讨了界面相互作用在复合材料性能中的决定性作用。 第四部分：高分子材料的物理表征方法 本书系统介绍了现代高分子科学研究中不可或缺的实验和表征技术，侧重于从实验数据中提取结构信息： 1. 光谱学方法： 傅里叶变换红外光谱（FTIR）用于官能团分析和立构规整度半定量估计；核磁共振波谱（NMR）用于精确确定分子量分布、共聚物序列和化学结构细节。 2. 热分析技术： 详细解读了差示扫描量热法（DSC）在确定$T_g$、$T_m$、结晶度以及热历史（如退火、诱导结晶）中的应用。热重分析（TGA）用于热稳定性和降解机制研究。 3. 散射与衍射技术： X射线衍射（XRD）用于晶体结构和结晶度分析；小角X射线散射（SAXS）和同步辐射技术用于分析纳米尺度的结构特征，如微相分离尺寸、球形胶束尺寸和薄膜层间距。 4. 形貌观察： 扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）在观察共混物相结构、纤维取向和薄膜形貌中的应用，以及原子力显微镜（AFM）对表面微观形貌的高分辨率研究。 第五部分：高分子材料的稳定与老化 高分子材料的长期使用性能依赖于其抗环境劣化能力。本部分探讨了聚合物在光、热、氧气、水、机械应力等环境因素作用下的降解机理。 热氧化降解： 详细阐述自由基链式反应机理，包括引发、链增长和终止步骤。重点分析了氧化诱导期、氧化速率与温度、氧分压的关系。 光老化： 区分了光物理过程（如能量转移）和光化学过程（如光裂解、光交联）。探讨了紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂（HALS）的作用机理。 水解与溶胀： 针对聚酯、聚酰胺等含有易水解基团的聚合物，分析了水分子在聚合物基体中的扩散和水解反应动力学。 稳定剂技术： 介绍了主抗氧化剂（如酚类）、辅助抗氧化剂（如亚磷酸酯）和各种稳定剂的协同效应，以提高材料的耐用性。 本书力求在保持科学严谨性的同时，注重理论与实际应用的结合，通过丰富的实例和清晰的图示，帮助读者构建对高分子材料全方位、多尺度结构的系统认识。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的深度对于入门者来说可能略显陡峭，但对于已经有一定基础的研究人员而言，它无疑是一座宝库。作者在讨论高分子结晶动力学时，对经典理论模型的批判性继承和发展，展现了极高的学术视野。它没有简单地复述已有的理论，而是引导读者思考现有模型的局限性，并提出了新的视角去观察那些看似已经被解释透彻的现象。我感觉自己像是被邀请参加了一场高级的学术研讨会，每一次阅读都能从作者的字里行间感受到他对该领域前沿问题的深刻洞察。这本书的价值就在于它能够不断激发读者的批判性思维，而不是提供标准答案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献部分做得极其详尽和专业，这充分体现了作者严谨的治学态度。我发现，每当书中提出一个重要的理论观点或实验发现时，都能找到对应的经典或最新文献作为支撑，这使得全书的论证逻辑无懈可击。更贴心的是，作者似乎还精选了一些非常具有启发性的研究论文，并简要点评了其重要性。对于我这样需要在文献海洋中快速定位关键信息的科研工作者来说，这简直是省时省力的“导航图”。这本书不仅仅是一本知识的载体，更像是一个高质量的学术资源索引，指引着我们深入探索高分子结晶这个迷人的学科领域。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的排版和图表设计简直是一场视觉享受。作为一本严谨的学术著作，它能把如此复杂的结晶过程用清晰的图示和生动的示意图展现出来，这一点非常难得。我尤其欣赏作者在解释不同温度下结晶形态演变时所采用的对比手法，让人能直观地理解分子链的排列和堆叠是多么精妙的平衡艺术。而且，书中对不同结晶表征技术（如X射线衍射、差示扫描量热法）的原理和应用也做了详尽的介绍，这对于我们理解实验数据背后的物理意义至关重要。读完后，我感觉自己对如何通过实验手段“窥探”高分子内部的秘密有了更清晰的认知，不再是死记硬背那些抽象的概念了。

评分☆☆☆☆☆

这本关于高分子结晶学的书，内容实在是太扎实了！我作为一个刚接触这个领域的学生，感觉像是掉进了一个知识的海洋里。书里对晶体结构的热力学和动力学分析讲得非常透彻，每一个公式的推导都清晰明了，让我这个基础不太好的读者也能跟上思路。特别是关于拉伸过程中的取向和结晶行为那几章，作者似乎对实验现象有着深刻的理解，不仅仅停留在理论层面，还结合了大量的实际案例来佐证观点。阅读这本书的过程中，我深刻体会到高分子材料的微观结构是如何决定宏观性能的，这对于我后续的实验设计和数据解读非常有启发性。当然，这本书的深度也意味着它需要投入大量的时间和精力去消化，但物有所值，绝对是专业人士案头必备的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常引人入胜，它不像某些教科书那样枯燥乏味，更像是一位经验丰富的导师在循循善诱。作者似乎非常善于捕捉初学者在学习过程中的困惑点，并在关键的转折点进行细致的铺垫和解释。我特别喜欢它在探讨成核机制时所采用的类比手法，一下子就把那些复杂的界面能和吉布斯自由能的变化变得生动起来。读起来一点都不觉得费力，反而有一种“茅塞顿开”的感觉。对于我这种希望深入理解高分子科学本质而非仅仅停留在应用层面的人来说，这种注重理论溯源和逻辑构建的写作方式，是极其宝贵的。