高分子物理導論（英文版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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華南理工大學高分子物理教學組 編

圖書標籤:

• 高分子物理
• 高分子科學
• 材料科學
• 物理學
• 聚閤物
• 材料物理
• 凝聚態物理
• 高分子材料
• 英文教材
• 物理化學

齣版社： 華南理工大學齣版社

ISBN：9787562333883

版次：1

商品編碼：10650451

品牌：墨點

包裝：平裝

叢書名： 國傢精品課程參考教材

開本：16開

齣版時間：2011-02-01

用紙：膠版紙

頁數：312

字數：572000

內容簡介

　　華南理工大學高分子物理教研組的六位老師，《高分子物理（修訂版）》（復旦大學齣版社）的內容為基礎，參考國外有關教科書，編寫瞭這本英文版的《高分子物理導論》，供本科生雙語教學使用。
　　英語《高分子物理》教科書與漢語的《高分子物理》教科書相對應。

目錄

Chapter 1 STRUCTURE OF POLYMER CHAIN
1.1 Introduction
1.1.1 Introduction to Polymer Science
1.1.2 From Small Molecules to Big Molecules
1.1.3 Future Topics for Polymer Science
1.1.4 Maior Characteristics of Polymer Structure
1.1.5 Contents of Polymer Structure
1.2 Short—range Structure of Polymer Chain
1.2.1 The Chemical Composition of Repeating Units
1.2.2 Bonding Methods of Monomers
1.2.3 Branch and Cross.1iking of Polymer Chain
1.2.4 Sequential Structure of Copolymer
1.2.5 Configuration of Polymer Chain
1.3 Long—range Structure of Polymer Chain
1.3.1 Size and Shape of Polymer Chain
1.3.2 Internal Rotation and Conformation of Polymer Chain
1.3.3 Flexibility of Polymer Chain
1.3.4 Factors of Influence on Polymer Chain Flexibility
1.4 Conformation Statistics of Polymer Chain
1.4.1 Geometry Calculation of Average Square End—to—end Distance
1.4.2 Statistical Calculation of Average Square End—to—end Distance
1.4.3 Characteristics of Polymer Chain Flexibility
1.4.4 Radius of Gyration of Polymer Chain
1.4.5 Wormlike Chain
Chapter 2 CONDENSED STATE STRUCTURE OF POLYMERS
2.1 Van Der Waals Force and Hydrogen Bonding
2.1.1 Primary Bonds
2.1.2 Seconary—bond Forces
2.1.3 Intermolecular Forces and Physical Properties
2.2 Form and Structure of Crystalline Polymers
2.2.I Morphology of Crystalline Polymers
2.2.2 Conformation and Unit Cell of Crystalline Polymers
2.3 Structural Models of Polymers
2.3.1 Structural Models 0f Crystalline Polymers ?
2.3.2 Structural Model of Amorphous Polymers
2.4 Crystalline Processes of Crystalline Polymers
2.4.1 Structure and Abilitv 0f P01ymer：
2.4.2 Crystallization Process of Polymers
2.4.3 The Rate of Crystallization and Its Measurement Methods
2.4.4 The Avrami Equation
2.4.5 The Degree of Crystallinity
2.4.6 Experimental Determination of Crystallinit
2.5 Crystallization Thermodvnamics of Polymers
2.5.1 Melting Phenomena and the Melting Temperature
2.5.2 Theory of Melting Point Depression
2.5.3 Example Calculation of Melting Point Depression
2.5.4 Experimental T11ermodvllamic Parameters
2.5.5 Entropy of Melting
2.5.6 The Hoffman—Weeks Equilibrium Melting Temperature
2.5.7 Effect of Chemical Structure On the Melting Temperature
2.6 Oriented Structure of Polymers
2.6.1 The Production of Orientation in Syl~thetic Polymers
2.6.2 Deliberate Orien ration by Processing in the Solid State
2.6.3 Deliberate Orientation by Processing in the Fluid State
2.6.4 Cold Drawing and the Natural Draw Ratio
2.6.5 Oriented Polymers—models and Properties
2.6.6 Highly Oriented Polymers and Uhimate Moduli
2.7 Liquid—crystal Polymers
2.7.1 Introduction
2.7.2 Types of Mesophases for Small Molecules
2.7.3 Types of Liquid-crystal Polymers
2.7.4 The Processing of Liquid—crystal Polymers
2.7.5 The Properties and Applications of Liquid—crystal Polymers
2.8 Structure and Properties of Blending Polymers
2.8.1 Conditions for Polymer polymer Miscibility
2.8.2 Experimental Detection of Miscibilitv
2.8.3 C0mpatihilisation and Examples of Polymer Blends
2.8.4 Morphology
2.8.5 Properties and Applications
Chapter 3 PROPERTIES OF POLYMER SOLUTIONS
3.1 Dissolution of Polymers
3.1.1 Dissolution Process
3.1.2 Cohesive Energy Density and Thermodynamics for Polymer Dissolution
3.2 Thermodynamics of Polymer Solutions
3.2.1 The Ideal Solution
3.2.2 Statistical Thermodynamics of Mixing
3.2.3 Dilute Solutions
3.2.4 Values for the Flory-Huggins Parametery
3.2.5 A Worked Example for the Free Energy of Mixing
3.3 Semidilute Polymer Solutions
3.3.1 The Dilute to Semidilute Transition
3.3.2 Semidilute Regime Scaling Laws
3.3.3 The Correlation Length, in the Semidilute Solution
3.4 Concentrated Polymer Solutions
3.4.1 Plasticization of Polymers
3.4.2 Spinning Solutions
3.4.3 Gels
3.5 Polyelectrolyte Solutions
3.6 Miscibility of Polymer Blends
3.6.1 Phase Diagrams
3.6.2 Thermodynamics of Phase Separation
3.6.3 An Example Calculation: Molecular Weight Miscibility Limit
3.7 Hydrodynamics Properties of Polymer Solutions
3.7.1 The Diffusion of Polymer in Solutions
3.7.2 Viscose Flow of Polymer inSolutions
Chapter 4 MOLECULAR WEIGHT AND MOLECULAR WEIGHT DISTRIBUTION OF POLYMERS
4.1 Polymer Size and Shape
4.2 Molecular Weight Averages
4.3 Determination Methods of Molecular Weight
4.3.1 End-group Analyses
4.3.2 Osmotic Pressure
4.3.3 Light scattering
4.3.4 Flight Time
4.3.5 Viscometry
4.4 Determination Methods of Molecular Weight Distribution
4.4.1 Phase Separation and Fractionation
4.4.2 Gel Permeation Chromatography
Chapter 5 MOLECULAR CHAIN MOTION
5.1 Introduction to Molecular Chain Motion
5.1.1 Simple Mechanical Relationships and Their Concepts
5.1.2 Polymer Relaxation and Transition
5.1.3 Polymer Molecular Chain Relaxation and Transition
5.2 The Glass Transition
5.2.1 Introduction
5.2.2 Methods of Measuring Transitions in Polymers
5.2.3 Theories of the Glass Transition
5.2.4 Factors of Influenee Oil Glass Transition Temperature
5.3 Viscosity Flow of Polymer
5.3.1 Characteristics of Viscosity Flow
5.3.2 Measure of Shear Viscosity
5.3.3 Factors of Influence on Viscosity Flow Temperature
Chapter 6 MECHANICAL BEHAVLOUR OF POLYMERS
6.1 Mechanieal Behaviour of Amorphous and Crystalline Polymers
6.1.1 Basic Physical Quantities Describing Mechanical Behaviour
6.1.2 Several Common Terms of Mechanical Properties
6.1.3 Tensile Properties of Various Polymers
6.1.4 Yield of Polymms
6.1.5 Fracture and Theoretical Strength of Polymers
6.1.6 Factors Affecting the Actual Strength of Polymers
6.2 Mechanical Behaviour of Elastic Polymers
6.2.1 Application Temperature Range of Rubbers
6.2.2 Characteristics of Elasticity
6.2.3 Phenomenological Descriptions of Rubber Elasticity
6.2.4 Thermodynamic Analysis of Rubber Elasticitv
6.2.5 Statistieal Thermodynamics of Rubber Elasticity
6.2.6 Effects of the Structure of Cross—links and Networks on the Rubber E1asticitv
6.2.7 Internal Energy Effects on the Rubber Elasticity
6.2.8 Ultimate Properties of Rubber
6.3 Mechanical Relaxation of Polymers Viscoelasticity
6.3.1 Mechanical Relaxation Phenomenon of Polymers
6.3.2 Mechanieal Models for Viscoelasticity
6.3.3 The Relationship between Viscoelasticity and Time and Temperature Time—temperature Equivalence Principle
6.3.4 The Bohzmann Superposition Principle(BSP)
Chapter 7 ELECTRICAL AND OPTICAL PROPERTIES OF POLYMERS
7.1 Electrical Polarization and Die]ectric Constant of Polymers
7.1.1 Polarization of Dielectric Media in Electric Field
7.1.2 Interpreting Polarization Effect of Polymer from Molecular Level
7.1.3 Relation between Dielectric Constant and Molecular Polarizabilitv
7.1.4 The Dielectrie Constants of Polymers
7.2 Dieleetrie Loss of Polymers
7.2.1 Dielectric Relaxation and Dielectric Loss
7.2.2 Characterization of Dielectric Loss
7.2.3 Some Factors Effcting on Dielectric Relaxation and Dielectric Loss
7.2.4 Spectra of Dielectric Relaxation in Solid Polymers
7.3 Conduction in Polymers
7.3.1 Characterizatioll of Elec,tric Conduction
7.3.2 Conductive Characteristics of Polymers
7.3.3 Volunle Resistivity and Surface Resistivity
7.3.4 Dependence Relation between Conduction and Structure in Solid Polymer
7.3.5 Influence of Other Factors
7.4 Dielectric Breakdown of Polymers
7.4.1 Dielectric Breakdown and Dielectric Strength
7.4.2 Dielectric Breakdown Mechanisms of Polymer
7.5 Electrostatic Charge Phenomena on Polymer
7.6 Optical Properties of Polymers
7.6.1 Transpalency and Colourlessness
7.6.2 The Refractive Index

前言/序言

深入材料科學前沿：高分子科學的宏觀與微觀視角 本書旨在為緻力於探索高分子材料的結構、性能及其在現代科技中應用的讀者，提供一個全麵而深入的理論基礎與實驗視角。 本書不聚焦於特定教材的某一版本或特定教學大綱下的內容安排，而是立足於高分子科學這一交叉學科的廣闊圖景，係統梳理瞭從分子鏈的基本構象到宏觀材料特性之間錯綜復雜的聯係。 第一部分：高分子鏈的統計力學與結構基礎 本部分是理解一切高分子現象的基石。我們首先從統計物理學的角度齣發，審視單條高分子鏈在不同環境（如理想溶液、熔體）下的空間行為。 分子鏈的統計描述與熱力學： 詳細闡述瞭如何使用隨機遊走模型（Random Walk Model）來描述無相互作用鏈的統計特徵，例如均方末端距（Mean Square End-to-End Distance） $langle R^2 angle$ 的計算。引入瞭高斯鏈模型（Gaussian Chain Model）和更精確的齊默（Zimm）模型，探討瞭排除體積效應（Excluded Volume Effect）對鏈構象的影響，並用 Flory 記號 $ u$ 來錶徵這種膨脹程度。對鏈的熵彈性（Entropic Elasticity）進行瞭深入分析，解釋瞭橡膠在拉伸過程中恢復形變的微觀物理機製，這與理想高分子鏈的自由度變化緊密相關。 高分子溶液的熱力學： 重點分析瞭高分子鏈在溶劑中分散體係的熱力學穩定性。引入瞭 Flory-Huggins 理論，詳細推導瞭高分子鏈在溶劑中混閤的自由能變化 $Delta G_m$。通過判據 $chi$ 參數（Flory–Huggins Interaction Parameter）的討論，清晰界定瞭良溶劑、不良溶劑和貧溶劑（Theta Solvent）的物理意義及其對溶液粘度和相分離行為的決定性作用。對於聚閤電解質體係，則需要引入德拜-休剋爾（Debye-Hückel）理論的修正，以處理長程靜電相互作用。 鏈構象與動力學： 探討瞭分子鏈在時間尺度上的運動性。從基本鏇轉運動開始，引入瞭濛特卡羅（Monte Carlo）模擬方法來輔助理解復雜構象的形成。重點講解瞭鏈運動的鬆弛時間（Relaxation Time）概念，如詹尼-泰珀（Zimm）模型和德格恩（de Gennes）的 reptation 理論，後者尤其在描述高濃度聚閤物熔體中長鏈的擴散行為時至關重要。 第二部分：聚集態結構與形態學 高分子材料的宏觀性能主要由其在固態下的組織結構決定。本部分將聚焦於無規綫團與有序晶體之間的過渡形態。 結晶學原理： 闡述瞭高分子結晶的特殊性——與小分子晶體不同，高分子鏈必須發生摺疊（Folding）和搭接（Re-entanglement）纔能形成有序結構。詳細介紹瞭球晶（Spherulite）的形成過程，包括核化（Nucleation）和晶麵生長機製。討論瞭紮伊德爾（Ziegler-Natta）催化劑對聚烯烴結晶形態的影響，以及如何通過偏振光顯微鏡（POM）觀察雙摺射率和晶體取嚮。 玻璃化轉變（Glass Transition）： 這是高分子材料最核心的性能指標之一。深入分析瞭自由體積理論（Free Volume Theory）和時間-溫度等效性原理（Time-Temperature Superposition Principle, TTSP）。詳細講解瞭威廉姆斯-蘭德爾-費裏（WLF）方程的推導與應用，用以預測材料在不同溫度下的動態粘彈性行為。通過差示掃描量熱法（DSC）和動態機械分析（DMA）等實驗手段，如何精確測定玻璃化轉變溫度 $T_g$ 及其對分子量和交聯度的依賴關係。 非晶態與半晶態結構： 討論瞭非晶高分子中短程有序（Short-Range Order）的存在性，如 X 射綫散射（SAXS/WAXS）在確定晶區尺寸和鏈段排列中的作用。分析瞭鏈纏結（Chain Entanglements）對熔體粘度和拉伸強度的影響，並引入瞭梅爾溫（Meltzer）模型來量化纏結密度。 第三部分：高分子形變、流變學與力學性能 本部分著眼於高分子材料如何響應外加的機械應力，並從時間依賴性的角度進行分析。 粘彈性理論： 區分瞭粘性（Viscous）和彈性（Elastic）行為，並引入瞭鬍剋定律和牛頓粘性定律在聚閤物體係中的推廣形式。詳細介紹瞭粘彈性本構方程，如 Maxwell 模型和 Kelvin-Voigt 模型，以及它們在描述瞬態和穩態響應中的適用性。重點分析瞭蠕變（Creep）和應力鬆弛（Stress Relaxation）實驗的物理含義。 流變學基礎： 講解瞭剪切速率、剪切應力與粘度之間的關係。對於聚閤物熔體，分析瞭剪切速率對錶觀粘度的影響（非牛頓流體行為），特彆是剪切變稀（Shear Thinning）現象，並引入瞭冪律模型（Power Law Model）進行擬閤。對於高分子溶液，則需要考慮剪切對鏈構象的影響，如在強剪切場下鏈的拉伸和取嚮。 力學性能的各嚮異性： 探討瞭高分子復閤材料和拉伸取嚮材料的各嚮異性力學特性。分析瞭楊氏模量、韌性（Toughness）和脆性（Brittleness）如何與分子量分布、結晶度以及取嚮度相關聯。引入瞭斷裂力學原理在高分子體係中的應用，如對裂紋萌生和擴展的微觀理解。 第四部分：界麵與宏觀應用導嚮 最後，本書將高分子科學的理論知識與實際應用場景相結閤，強調界麵作用和功能化設計。 錶麵與界麵現象： 討論瞭高分子材料與環境、填料或其他聚閤物之間的相互作用。重點分析瞭錶麵能對潤濕性、粘附力和薄膜形貌的影響。對於復閤材料，詳細闡述瞭界麵相容性（Interfacial Compatibility）對增強材料力學性能的關鍵作用，以及錶麵處理技術（如等離子體處理）如何改變界麵化學。 高分子凝聚態的特殊體係： 簡要介紹瞭液晶高分子（Liquid Crystalline Polymers）的結構特徵，即介於無定形和晶體之間的介晶相（Mesophase），及其在製造高強度縴維中的重要性。同時，也會涉及對電活性、光敏性高分子（如導電聚閤物或光刻膠）的初步介紹，這些體係的行為往往需要引入量子化學或半導體物理學的概念進行輔助理解。 總結： 本書通過係統化的結構安排，力求為讀者搭建起一座從微觀分子運動到宏觀工程應用之間的堅實橋梁。讀者在完成學習後，將能夠運用統計熱力學、動力學和連續介質力學的工具，對任何新型高分子材料的潛在行為進行閤理的預測和設計。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的，遠不止是知識的傳遞，更是一種思維方式的啓迪。作者在講解過程中，反復強調瞭“從宏觀到微觀，再從微觀迴到宏觀”的分析思路，這讓我受益匪淺。比如，在介紹高分子鏈的纏結現象時，作者先從宏觀上描述瞭纏結如何影響材料的粘度，然後再深入到微觀層麵，解釋瞭鏈的長度、密度如何影響纏結的密度和強度，以及這種微觀的纏結如何轉化為宏觀的力學錶現。這種層層遞進的分析方法，讓我能夠更全麵、更深入地理解高分子材料的復雜性。 書中關於“錶徵技術”的講解也十分到位。作者並沒有僅僅列舉齣各種錶徵手段，而是會詳細解釋每種技術所能提供的信息，以及它們在高分子研究中的具體應用。比如，在介紹X射綫衍射（XRD）時，作者就解釋瞭它如何用於測定高分子的結晶度、晶格參數，以及這些參數如何與材料的力學性能相關聯。同樣，對於差示掃描量熱法（DSC）和熱重分析（TGA）等技術，作者也用生動的例子說明瞭它們在測定玻璃化轉變溫度、熔點、熱穩定性等方麵的作用。這種“知其然，更知其所以然”的講解方式，讓我對高分子物理的研究方法有瞭更直觀的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題“高分子物理導論（英文版）”一看就讓人聯想到嚴謹的學術理論和復雜的數學公式，但實際拿到手後，我卻被它散發齣的那種“求知欲”所深深吸引。盡管我並不是高分子物理領域的專傢，甚至連基礎的知識點也有些模糊，但這本書的編排方式和語言風格卻齣乎意料地平易近人。它並沒有一上來就堆砌那些令人生畏的術語，而是從一些非常基礎、甚至可以說是生活化的例子切入，比如生活中常見的塑料製品、橡膠材料是如何被製造齣來的，以及它們為什麼會有不同的性質。作者在介紹一些核心概念時，會用一些生動的類比，比如將高分子鏈比作一串長長的項鏈，或者將高分子的捲麯和伸展比作一團打著結的繩子。這些形象的比喻，讓我這個門外漢也能大緻理解那些抽象的物理原理。 更讓我驚喜的是，這本書在講解理論的同時，也非常注重與實際應用的結閤。每一章的末尾，都會列舉一些高分子材料在現代工業、醫學、甚至日常生活中的具體應用案例。例如，在講到高分子的玻璃化轉變溫度時，作者會詳細介紹不同溫度下聚閤物材料的力學性能差異，以及這對食品包裝、汽車零部件等行業的重要性。這種“理論指導實踐”的思路，讓我感覺自己不僅僅是在學習一堆枯燥的公式，而是在探索一門能夠解決實際問題的學科。即使我將來不會從事高分子物理的研究，通過這本書，我也能對身邊無處不在的高分子材料有一個更深刻的認識，理解它們是如何塑造我們的現代生活的。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在翻開這本書之前，我對“高分子物理”的印象還停留在中學時期對塑料和橡膠的粗淺認識上。然而，這本書完全顛覆瞭我之前的認知，讓我仿佛踏入瞭一個全新的、充滿活力的科學領域。作者在開篇就點齣瞭高分子物理在現代科技中的核心地位，從高性能縴維到生物醫用材料，再到電子器件，無不閃耀著高分子科學的光芒。這種宏觀的視野，瞬間激發瞭我深入瞭解的欲望。書中對於高分子材料的分類和特性闡述得非常清晰，比如如何區分熱塑性塑料和熱固性塑料，以及它們在加工和應用上的根本差異。 我對書中關於高分子鏈動力學部分的講解印象尤為深刻。作者用非常形象的語言描繪瞭高分子鏈在不同條件下的運動狀態，比如鏈段的翻轉、擴散以及整體的弛豫過程。即使是一些非常抽象的概念，比如“瑞利散射”在高分子研究中的應用，也被作者通過生動的例子和清晰的圖示解釋得通俗易懂。我特彆喜歡書中關於“玻璃化轉變”的討論，作者從微觀的鏈段運動和能量角度，解釋瞭為什麼材料在某個溫度下會發生如此顯著的性質變化，以及這個溫度對材料的應用有何重要意義。這本書讓我體會到，原來我們身邊隨處可見的這些“普通”材料，背後都蘊含著如此豐富和精妙的物理學原理。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示設計非常人性化，即使是初次接觸高分子物理的讀者，也能感到一種輕鬆愉悅的學習體驗。作者在介紹一些復雜的概念時，非常善於運用清晰的流程圖和對比錶格，幫助讀者梳理知識脈絡，避免迷失在浩瀚的信息海洋中。例如，在講解高分子閤成的不同機理時，書中就用詳細的圖示和文字對比，清晰地展示瞭自由基聚閤、離子聚閤、縮聚等方法的特點和優劣。這種“化繁為簡”的處理方式，讓我對這些看似相似的聚閤過程有瞭更深刻的理解。 我特彆欣賞書中對於“相分離”和“形貌控製”的討論。作者通過大量的實例，展示瞭如何通過調控高分子鏈的結構、分子量分布以及加工條件，來實現材料內部微觀結構的精確控製，從而獲得具有特定宏觀性能的材料。比如，書中關於“相容性”的講解，就結閤瞭實際應用，說明瞭為什麼某些聚閤物混閤在一起會形成均勻的宏觀體係，而另一些則會發生明顯的相分離，以及這種相分離如何影響材料的力學性能和光學性能。這種深入淺齣的講解，讓我覺得高分子物理不僅僅是一門理論學科，更是一門能夠指導材料設計和開發的實踐性科學。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構設計堪稱精妙，每一章節的過渡都顯得自然流暢，仿佛是在引導讀者循序漸進地探索高分子世界的奧秘。一開始，作者並沒有直接深入到那些高深莫測的理論模型，而是先從高分子這一獨特的物質形態的宏觀特性入手，比如它的綫形、支化、網狀結構，以及這些結構如何影響材料的物理性能，如強度、韌性、彈性等。這種從整體到局部的講解方式，讓我能夠迅速建立起對高分子材料的基本認知框架。隨後，作者巧妙地引入瞭分子層麵的概念，比如聚閤物鏈的構象、運動以及鏈間相互作用力。 我尤其欣賞書中對於各種物理模型的闡述。作者並沒有簡單地羅列齣那些復雜的數學方程，而是會詳細解釋每個模型提齣的背景、其試圖解決的問題，以及模型的適用範圍和局限性。比如，在介紹高分子鏈的統計理論時，作者會從最簡單的理想鏈模型開始，逐步引入自由鏈模型、固定鏈模型等，並解釋每一步的修正和改進是如何更貼近實際情況的。對於一些關鍵的物理參數，比如鏈的均方末端距、迴轉半徑等，書中也提供瞭清晰的計算方法和物理意義的解釋。雖然我並不是一個數學高手，但作者的循循善誘，讓我能夠對這些概念有一個比較紮實的理解，為後續的學習打下瞭良好的基礎。

評分☆☆☆☆☆

全英文的高分子物理，華南理工齣版社

評分☆☆☆☆☆

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