本书是国家级精品课程“高聚物的结构与性能”的新编教材第二版，是2005年“全面提升高分子物理重点课程的教学质量”国家级教学成果奖二等奖内容的全面体现。全书系统讲述高聚物的分子链结构、凝聚态结构、相变和亚稳态、分子量和分子量分布、分子运动，以及高聚物的力学、电学、光学、磁学、热学、流变和溶液性能，通过分子运动揭示“分子结构与材料性能”之间的内在联系及基本规律，更进一步提出包括“凝聚态结构与制品性能”关系和“电子态结构与材料功能”关系在内的三个层次的结构与性能关系理念，以期对高聚物材料的合成、加工、测试、选材、使用和开发提供理论依据。全书还介绍了我国学者的研究成果及编者多年教学研究的心得和对已有体系、知识点的新理解、新认识。
样章试读
目录
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第二版前言
第一版前言
第1章 高分子链的链结构 1
1.1 高聚物结构的特点和高聚物的性能 1
1.1.1 从高分子学科的诺贝尔奖谈起 1
1.1.2 软物质和高聚物的软物质特性 3
1.1.3 对结构与性能关系的再认识 4
1.1.4 高聚物结构的特点 5
1.1.5 高聚物性能的概念 11
1.2 高聚物分子内与分子间的相互作用 12
1.2.1 化学键 12
1.2.2 极性的相互作用 16
1.2.3 范德瓦耳斯力和氢键 16
1.2.4 熵力 18
1.2.5 内聚能和内聚能密度 19
1.3 高分子链的近程结构 20
1.3.1 结构单元的化学组成 21
1.3.2 端基 21
1.3.3 结构单元的键接方式 23
1.3.4 结构单元的空间立构 25
1.3.5 支化和交联 27
1.3.6 结构单元的键接序列 30
1.3.7 测定近程结构的方法 33
1.4 分子的内旋转和高分子链的柔性 34
1.4.1 小分子的内旋转 35
1.4.2 高分子链的柔性 39
1.5 高分子链的构象统计 42
1.5.1 均方末端距 42
1.5.2 实际链的均方末端距 51
1.5.3 影响高分子链柔性的各种因素 54
1.6 刚性链结构 58
复习思考题 61
第2章 高分子链的凝聚态结构 63
2.1 引言 63
2.1.1 气体、液体、固体和气态（相）、液态（相）、固态（相） 63
2.1.2 高分子链凝聚态结构的基本问题 64
2.1.3 高分子链的凝聚过程 64
2.1.4 高分子链凝聚态结构的内容 67
2.1.5 高分子链在晶体中的构象 70
2.1.6 高分子链凝聚态结构与性能的关系 72
2.2 高分子链凝聚态的结构模型 73
2.2.1 晶态高聚物的结构模型 73
2.2.2 非晶态高聚物的结构模型 78
2.2.3 高分子链的缠结 81
2.3 高聚物的结晶形态 82
2.3.1 从溶液或熔体中结晶 84
2.3.2 固态晶相聚合和高聚物的宏观单晶体 89
2.3.3 单链单晶 96
2.3.4 高聚物超薄膜的结晶 102
2.4 高聚物的结晶过程 104
2.4.1 结晶过程 104
2.4.2 结晶动力学和阿夫拉米方程 106
2.4.3 影响高聚物结晶的结构因素和外界因素 112
2.5 高聚物的结晶理论 117
2.5.1 高聚物结晶的经典H-L理论 117
2.5.2 H-L理论的不足之处 120
2.5.3 斯特罗伯多步介晶相生长模型 121
2.6 高聚物结晶的研究方法 121
2.6.1 高聚物结晶形态的研究方法 121
2.6.2 高聚物晶体基本参数的测定 122
2.6.3 高聚物结晶过程的研究方法 124
2.7 高聚物的结晶度 128
2.7.1 结晶度的定义 128
2.7.2 结晶度的测量方法 129
2.7.3 结晶度分布——高分子科学中的新概念 132
2.8 高聚物的液晶态 134
2.8.1 液晶及其分类 134
2.8.2 高聚物液晶 137
2.8.3 高聚物液晶的表征 139
2.8.4 高聚物液晶的分子结构特征 140
2.8.5 高聚物液晶的相行为 142
2.8.6 功能性高聚物液晶 147
2.8.7 高聚物液晶的应用简介 150
2.8.8 我国高分子科学家对高聚物液晶研究的贡献 152
2.9 高聚物的取向态 154
2.9.1 几个基本概念 155
2.9.2 晶态高聚物的拉伸取向 160
2.9.3 取向度及其测定方法 161
2.9.4 影响高聚物取向的因素 165
2.9.5 我国学者在取向态方面的贡献——GOLR态 167
复习思考题 167
第3章 高聚物的相和相变中的亚稳态 170
3.1 相及相变 170
3.1.1 相的宏观热力学描述 170
3.1.2 相的微观描述 171
3.1.3 相变 172
3.2 亚稳定性和亚稳态 173
3.2.1 一般小分子化合物的情况 173
3.2.2 高聚物的情况 176
3.3 高聚物结晶中的亚稳态 177
3.3.1 从非整数折叠链到整数折叠链的转变 177
3.3.2 多晶高聚物中相的亚稳性 184
3.4 高聚物液晶的亚稳态和相变 194
3.5 多相共混高聚物相分离中的亚稳态 199
复习思考题 205
第4章 高聚物的分子量和分子量分布 206
4.1 高聚物分子量的统计意义 206
4.1.1 各种平均分子量 207
4.1.2 各种分子量的关系 208
4.2 分子量分布宽度 209
4.3 高聚物分子量的测定方法 210
4.3.1 高聚物分子量测定方法的一般论述 210
4.3.2 膜渗透压法 212
4.3.3 光散射法 214
4.3.4 黏度法 218
4.3.5 弗洛里特性黏数理论 223
4.3.6 极稀溶液黏度的测定 225
4.3.7 自动黏度计 226
4.3.8 质谱法 227
4.4 高聚物的分子量分布 231
4.4.1 高聚物分子量分布的表示方法 232
4.4.2 高聚物分子量分布的测定方法 234
4.4.3 分级实验的数据处理 235
4.4.4 尺寸排阻色谱 237
复习思考题 247
第5章 高聚物的分子运动 249
5.1 高聚物分子运动的特点 249
5.1.1 运动单元的多重性 249
5.1.2 分子运动的时间依赖性 251
5.1.3 高聚物分子运动的温度依赖性 252
5.2 高聚物特有的链段运动——玻璃化转变 253
5.2.1 玻璃化转变的定义 255
5.2.2 玻璃化转变的实用意义 256
5.2.3 玻璃化转变的学科意义 256
5.2.4 玻璃化转变现象 256
5.2.5 玻璃化转变的理论 261
5.2.6 影响玻璃化温度的结构因素 272
5.2.7 改变玻璃化温度的各种手段 278
5.2.8 高聚物玻璃化转变的几个特殊情况 288
5.3 比链段更小运动单元的运动——玻璃态高聚物的次级转变 291
5.3.1 局部弛豫模式 291
5.3.2 曲柄运动 291
5.3.3 杂链高聚物主链中杂链节的运动 292
5.3.4 侧基或侧链的运动 293
5.3.5 物理老化 294
5.4 晶态高聚物的分子运动 295
5.4.1 结晶熔融 295
5.4.2 一种晶型到另一种晶型的转变 297
5.4.3 晶区中小侧基的运动 297
5.4.4 晶区缺陷部分的运动 297
5.4.5 晶区与非晶区之间相互作用 297
5.4.6 晶区中晶粒的摩擦损耗 298
5.5 高聚物分子运动的研究方法 298
5.5.1 膨胀计法 298
5.5.2 差示扫描量热法 301
5.5.3 力学弛豫法 302
5.5.4 介电弛豫法 313
5.5.5 正电子湮没技术 314
5.5.6 宽谱线核磁共振法 317
复习思考题 322
第6章 高聚物的力学性能(Ⅰ)——高弹性和黏弹性 324
6.1 形变类型、应力、应变和胡克定律 324
6.1.1 简单剪切 324
6.1.2 本体压缩 325
6.1.3 单向拉伸和单向压缩 326
6.1.4 弯曲 327
6.1.5 胡克定律 327
6.2 橡胶的高弹性 328
6.2.1 高弹性的特点 328
6.2.2 高弹性热力学分析 329
6.2.3 高弹性的统计理论 332
6.2.4 内能对高弹性的贡献 337
6.2.5 交联橡胶应力-应变关系的试验研究 338
6.2.6 弹性大形变的唯象理论 342
6.3 高聚物的黏弹性 345
6.3.1 高聚物黏弹性的力学模型 345
6.3.2 麦克斯韦串联模型 347
6.3.3 开尔文-沃伊特并联模型 352
6.3.4 三元件模型——标准线性固体 355
6.3.5 力学模型的广义形式 359
6.3.6 弛豫时间谱和推迟时间谱 361
6.4 玻尔兹曼叠加原理 364
6.4.1 高聚物力学行为的历史效应 364
6.4.2 叠加原理 366
6.5 高聚物力学性能的温度依赖性 370
6.5.1 时-温等效原理 375
6.5.2 组合曲线(主曲线)377
6.6 WLF方程的推导 378
6.6.1 杜里特公式 379
6.6.2 WLF方程 380
复习思考题 382
第7章 高聚物的力学性能(Ⅱ)——塑性和屈服、断裂和强度 385
7.1 高聚物的塑性和屈服行为 385
7.1.1 应力-应变曲线和真应力与真应变 385
7.1.2 高聚物屈服过程特征 389
7.1.3 屈服准则 392
7.1.4 屈服的微观解释 400
7.1.5 屈服后现象 404
7.2 高聚物的断裂和强度 411
7.2.1 高聚物的脆性断裂和韧性断裂 412
7.2.2 高聚物的理论强度 417
7.2.3 应力集中 420
7.2.4 格里菲斯理论 422
7.2.5 断裂的分子动力学理论——茹柯夫理论 424
7.2.6 普适断裂力学理论 427
7.2.7 玻璃态高聚物的银纹和开裂现象 428
7.2.8 高聚物的冲击强度 431
复习思考题 437
第8章 高聚物的流变性能 439
8.1 各种模塑法和高聚物熔体的性能 439
8.2 高聚物熔体的非牛顿性 440
8.2.1 牛顿流体 440
8.2.2 非牛顿流体 441
8.2.3 高聚物熔体的流动 443
8.3 剪切黏度的测定及其影响因素 445
8.3.1 剪切黏度测定方法 445
8.3.2 影响高聚物熔体剪切黏度的各种因素 450
8.4 高聚物熔体的拉伸黏度 458
8.4.1 拉伸黏度 458
8.4.2 高聚物熔体拉伸黏度的几个类型 459
8.4.3 拉伸黏度的工艺意义 460
8.4.4 拉伸黏度的实验测定 461
8.5 高聚物熔体的弹性 462
8.5.1 弹性剪切模量 463
8.5.2 拉伸弹性 464
8.5.3 法向应力 465
8.5.4 爬杆效应 466
8.5.5 无管虹吸效应 466
8.5.6 末端压力降 467
8.5.7 挤出胀大 467
8.5.8 不稳定流动和熔体破裂 469
8.6 高聚物电磁动态塑化挤出方法 472
8.7 高聚物力学性能与制品设计的关系 475
8.7.1 必须考虑的因素 475
8.7.2 制品设计实例 477
复习思考题 480
第9章 高聚物的电学性能 483
9.1 高聚物电学性能的特点 483
9.2 高聚物的介电性能 484
9.2.1 介电性能的一般概念 484
9.2.2 介电常数和介电损耗 486
9.2.3 电学模型与力学模型的类比 489
9.3 高聚物的介电弛豫 491
9.3.1 高分子链的偶极矩 491
9.3.2 高聚物的介电常数和介电损耗 493
9.3.3 影响高聚物介电性能的因素 494
9.3.4 高聚物的介电弛豫和介电弛豫谱 497
9.4 高聚物的导电性 500
9.4.1 导电高聚物的基本概念 501
9.4.2 派尔斯不稳定性 502
9.4.3 聚乙炔 504
9.4.4 一维导体特有的“孤子”态 505
9.4.5 聚乙炔基态的简并性 506
9.4.6 反式聚乙炔中的孤子和极化子 507
9.4.7 畴壁中的电子状态 510
9.4.8 掺杂 512
9.4.9 基态非简并的高聚物导体 515
9.4.10 二维体系的导电高聚物 516
9.4.11 石墨烯 517
9.4.12 其他导电高聚物 519
9.5 电致发光共轭高聚物 521
9.6 高聚物的超导性 526
9.6.1 超导体中自由电子导电的路线 527
9.6.2 超导态和BCS超导理论的基本概念 527
9.6.3 超导高聚物的利特尔模型 530
9.6.4 聚3-己基噻吩有机高聚物超导体和石墨烯的超导性 532
9.7 单链高分子的导电性 534
9.8 高聚物锂离子电池和离子导电型固态高聚物电解质 537
9.8.1 高聚物电解质分类 539
9.8.2 固态高聚物电解质的导电机理 540
9.8.3 对固态高聚物电解质的改进 542
9.9 高聚物的其他电学性能 548
9.9.1 高聚物的压电极化与热电极化 548
9.9.2 高聚物驻极体及热释电 552
9.9.3 高聚物的电击穿 557
9.9.4 高聚物的静电现象 559
9.10 利用静电现象的摩擦纳米发电机 563
9.10.1 摩擦纳米发电机简介 563
9.10.2 摩擦纳米发电机的工作原理 564
9.10.3 摩擦纳米发电机的影响因素 567
9.10.4 摩擦纳米发电机的优点和应用 570
9.11 高聚物的热电性能 572
9.11.1 热电材料的三个效应 573
9.11.2 评价热电效率的热电优值 574
9.11.3 几个典型的高聚物热电材料 575
复习思考题 579
第10章 高聚物的热学性能 582
10.1 高聚物的热稳定性和耐高温高聚物材料 582
10.1.1 高聚物结构与耐热性的关系——马克三角形原理 583
10.1.2 高聚物的热分解 591
10.2 高聚物的热膨胀 600
10.2.1 热膨胀的定性解释 600
10.2.2 PTS单晶体的负膨胀系数 604
10.2.3 非晶态高聚物的热膨胀——取向的影响 606
10.2.4 晶态高聚物的热膨胀 609
10.2.5 降低高聚物热膨胀的思考 610
10.3 高聚物的热传导 613
10.3.1 固体高聚物的热传导 613
10.3.2 高聚物熔体和溶液的热传导 616
10.4 阻燃高聚物 620
复习思考题 623
第11章 高聚物的光学和磁学性能 624
11.1 高聚物的一般光学性能 624
11.1.1 折射 625
11.1.2 透光度 629
11.1.3 光的反射 629
11.1.4 光的散射 631
11.1.5 光的色散 631
11.2 光学塑料 632
11.2.1 常见的光学塑料 632
11.2.2 新型光学塑料 636
11.3 非线性光学高聚物材料 637
11.3.1 非线性光学材料的一般知识 637
11.3.2 非线性光学高聚物材料类型 639
11.4 光折变高聚物材料 644
11.4.1 光折变高聚物材料一般介绍 644
11.4.2 高聚物光折变材料的空间光孤子 647
11.4.3 光折变效应的带输运模型 649
11.4.4 光折变高聚物体系 651
11.4.5 主-客掺杂体系和全功能体系高聚物光折变材料 654
11.5 高聚物光纤（塑料光纤POF） 658
11.6 高聚物微透镜阵列 661
11.7 高聚物的磁学性能 662
11.7.1 高聚物有机磁性材料的性能特点 663
11.7.2 有机化合物磁学性能的一般概念 665
11.7.3 结构型有机高聚物磁体 669
11.8 高聚物有机磁性材料可能的应用 678
复习思考题 680
第12章 高聚物的溶液性能 681
12.1 高聚物溶液性质的特点 681
12.2 高聚物的溶解和溶剂的选择 683
12.2.1 影响高聚物溶解的因素 683
12.2.2 高聚物溶解的热力学解释 684
12.2.3 互溶性判定和溶剂的选择 685
12.2.4 溶解的目的和溶液的用途 690
12.3 柔性链高聚物的溶液热力学性质 690
12.3.1 理想溶液 691
12.3.2 高聚物溶液的统计理论——弗洛里-哈金斯似格子模型理论 692
12.3.3 稀溶液理论 701
12.4 高聚物溶液的相平衡 705
12.4.1 渗透压 705
12.4.2 Θ溶液 708
12.4.3 相分离 710
12.4.4 交联橡胶的溶胀 712
12.5 高分子溶液的相图和它们的普适标度律 717
12.5.1 高分子溶液相图的类型 717
12.5.2 微流体装置联用小角激光散射绘制高分子溶液相图的新方法 718
12.5.3 聚乙酸乙烯酯在异丁醇溶剂中的相图 719
12.6 共混物相容性的热力学 722
12.6.1 共混物 722
12.6.2 热力学 722
12.6.3 增容剂 726
12.7 高聚物的浓溶液 727
12.7.1 高聚物的增塑 728
12.7.2 纺丝液 729
12.7.3 冻胶和凝胶 729
12.8 聚电解质溶液 730
12.8.1 聚电解质溶液定义和分类 730
12.8.2 聚电解质溶液的特点 731
12.8.3 强聚电解质凝胶在有机溶剂中的体积相变 732
12.9 高聚物溶液中的标度概念 733
复习思考题 738
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