高等学校教材：高分子物理（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘凤岐，汤心颐 著

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• 高分子物理
• 高分子材料
• 物理学
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• 高等教育
• 大学教材
• 聚合物
• 材料科学
• 物理化学
• 第二版

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040158465

版次：2

商品编码：10633238

包装：平装

开本：16开

出版时间：2004-12-01

用纸：胶版纸

页数：389

字数：610000

正文语种：中文

内容简介

《高分子物理（第2版）》是高分子物理的基础性读物。全书共10章，从基本概念和基础理论出发着重介绍了高分子的结构特点和与之密切相关的物理化学性能、力学性能及电学与光学性能。从分子运动与相互作用的观点讨论结构与性能的内在联系，适当介绍高分子物理研究方法的原理及应用，并引入一些新知识、新结论实例。
《高分子物理（第2版）》可作为高等学校高分子科学和材料科学专业本科生教材，也可供相关专业的本科生、研究生、科研人员和工程技术人员参考。

内页插图

目录

第一章 绪论
第一节 高分子科学的建立与发展
第二节 高分子物理的几个基本问题
1.2.1 高分子物理的研究内容
1.2.2 高分子结构的特点
1.2.3 高分子性能的特点
习题
参考文献

第二章 高分子链结构
第一节 高分子的近程结构
2.1.1 高分子链的化学组成
2.1.2 侧基与端基
2.1.3 支化与交联
2.1.4 键接结构
2.1.5 高分子链的构型
2.1.6 共聚物的序列结构
第二节 分子量的统计分析
2.2.1 平均分子量的定义
2.2.2 分布宽度
2.2.3 分子量分?的表示方法
第三节 链末端距和回转半径
2.3.1 高分子链构象的概念
2.3.2 均方末端距的几何计算
2.3.3 回转半径
2.3.4 构象能
第四节 末端分布
2.4.1 等效自由连接链
2.4.2 末端分布函数
2.4.3 平均值
2.4.4 链伸展对末端分布的影响
第五节 高分子链柔性
2.5.1 静态柔性与动态柔性
2.5.2 影响链柔性的结构因素
2.5.3 链柔性的评价
习题
参考文献

第三章 高分子溶液
第一节 高分子的溶解
3.1.1 高分子溶解过程
3.1.2 溶剂的选择
3.t.3 溶解过程的热力学分析
第二节 高分子溶液的热力学另论
3.2.1 Flory-Huggins理论
3.2.2 Flory-Krigbaum理论
第三节 相平衡
3.3.1 渗透压
3.3.2 交联高分子的溶胀
3.3.3 相分离
第四节 稀溶液中的摩擦与散射性质
3.4.1 摩擦系数
3.4.2 扩散与沉降
3.4.3 增比黏度与特性黏数
3.4.4 流动分级——GPC原理
3.4.5 光散射
第五节 亚浓溶液、浓溶液
3.5.1 亚浓溶液
3.5.2 浓溶液
习题
参考文献

第四章 高分子聚集态（一）
第一节 聚合物的分子间作用力
第二节 高分子的晶态结构
4.2.1 晶胞组成与链构象
4.2.2 高分子结晶形态
4.2.3 晶态结构模型
4.2.4 结晶完善性
4.2.5 结构因素对结晶能力的影响
第三节 聚合物的结晶速度
4.3.1 结晶过程的跟踪
4.3.2 Avrami方程
4.3.3 温度对结晶速度的影响
4.3.4 影响结晶速度的其他因素
第四节 聚合物结晶的熔融
4.4.1 结晶熔融过程
4.4.2 结晶条件对Tm的影响
4.4.3 稀释效应
4.4.4 熔点与链化学组成的关系
习题
参考文献

第五章 高分子聚集态（二）
第一节 聚合物非晶态结构
5.1.1 无规线团模型
5.1.2 局部有序模型
5.1.3 问题讨论
第二节 取向态结构
5.2.1 取向现象
5.2.2 取向函数
5.2.3 取向态结构的表征
5.2.4 取向过程及其应用
第三节 高分子液晶态
5.3.1 液晶分子的结构与聚集状态
5.3.2 结构对液晶行为的影响
5.3.3 液晶高分子的表征
第四节 多组分多相高分子体系
5.4.1 高分子共混体系
5.4.2 高分子的相容性
5.4.3 共混物的相态结构
5.4.4 相态结构的影响因素
习题.
参考文献

第六章 聚合物的分子运动与转变
第一节 分子运动的特点与材料的力学状态
6.1.1 分子运动的特点
6.1.2 聚合物的力学状态
第二节 玻璃态与晶态的分子运动
第三节 玻璃化转变
6.3.1 玻璃化转变现象
6.3.2 玻璃化转变理论
第四节 转变温度的影响因素
6.4.1 链化学结构与Tg的关系
6.4.2 共聚与增塑对Tg的影响
6.4.3 其他因素对Tg的影响
6.4.4 Tf的影响因素
第五节 高分子的流动性质
6.5.1 流动曲线与熔体黏度
6.5.2 加工条件对切黏度的影响
6.5.3 结构因素对切黏度的影响
6.5.4 熔体弹性效应
6.5.5 拉伸黏度
习题
参考文献

第七章 橡胶弹性
第一节 橡胶弹性的热力学分析
7.1.1 热力学函数
7.1.2 热弹现象
第二节 橡胶弹性统计理论
7.2.1 长链分子的弹性
7.2.2 分子网络的弹性
7.2.3 关于统计理论的一般校正
第三节 弹性理论的实验评价与改进
7.3.1 实验评价
7.3.2 内能效应
7.3.3 弹性理论的改进
第四节 唯象理论
7.4.1.Mooney-Rivlin理论
7.4.2 Ogden公式与Valanis假设
第五节 橡胶弹性的影响因素
7.5.1 交联与缠结效应
7.5.2 溶胀效应
……
第八章 聚合物的黏弹性
第九章 聚合物的机械强度
第十章 聚合物的其他性质
附录A 若干数据表
附录B 数学关系式
附录C 高分子物理常用研究方法

精彩书摘

第二节 高分子物理的几个基本问题1.2.1高分子物理的研究内容
高分子科学是研究高分子化合物的合成、结构、性能、加工与应用的一门学科。它既是一门基础科学，同时又是一门应用科学。从一种合成材料的形成与应用的过程来看：首先，要选择合适的单体和适当的聚合手段使之聚合成高分子化合物，或者把已有的天然的或合成的高分子进行适当的化学修饰，为此要进行有关聚合反应机理、聚合方法、高分子的化学反应、反应动力学以及热力学等问题的研究，这是“高分子化学”的研究领域。为了某项具体应用，总是要把合成出来的高分子原料以适当手段加工成材料，从而形成了“高分子加工”的研究领域。那么，合成-加工-应用这一过程的选择依据是什么呢？在高分子的合成过程中，单体的选择无疑决定了其形成聚合物的元素组成，聚合方法与工艺的选择决定了组成分子链的原子间的相对位置关系以及链的大小与几何形状，将高分子化合物加工成型的过程则是确定聚合物链段间乃至分子间的聚集形态的过程。因此说，聚合物的合成与加工规定了它的链结构和聚集态结构，而材料的最终性能则是高分子的各种结构效应的综合表现，同时也是采用什么手段针对某种聚合物进行加工和利用的依据。达到高分子材料设计的途径在于探明合成-结构-性能之间的关系。作为其中的一个环节，高分子物理是研究高分子的结构与性能及其关联的一门学科，包括高分子物构、高分子物化和高分子物性等领域。决定结构与性能关系的内在因素在于高分子的分子运动与相互作用，探索各种环境下高分子各运动单元的运动规律，以分子运动的观点讨论各领域里的实际问题乃是高分子物理学的精髓。
1.2.2高分子结构的特点
高分子的特性行为的根本原因在于高分子物质的特殊结构。同小分子物质相比，高分子结构的以下特点特别值得注意：
（1）高分子量。高分子是由很大数目的结构单元组成的，通常达103～105，这些结构单元每一个都相当于一个小分子，因此，高分子的分子量要比小分子高出好几个数量级。
（2）线链状结构。高分子可看成是数目庞大的小分子以共价键相连接而形成的。如果把小分子抽象为一个“点”，那么绝大多数高分子则抽象为由千百万个“点”连接而成的“线”或“链”。除真正的线状链外，还可能形成支化链、网络链等。而较大尺寸的高分子的分子运动行为就可通过，“链”的运动来描述。
（3）分子量和分子尺寸的多分散性。除有限的几种天然高分子外，高分子的分子量都是不均一的。不仅如此，一般高分子主链的单键都可发生内旋转，由此引起高分子结构单元在空间可有无数种排布方式（构象）。因此，即使分子量相同的高分子链，其构象不同分子尺寸也就不同。这可以理解为同一分子在不同的时刻可能具有不同的尺寸，也可理解为分子量相同的不同分子之间在同一时刻可具有不同的尺寸。上述性质决定了所谓高分子的分子量和分子尺寸只能是某种意义上的统计平均值。

高分子物理（第2版） 一、本书定位与特色 《高分子物理（第2版）》作为一本面向高等学校教学的教材，旨在系统、深入地阐述高分子材料领域的核心概念、基本理论、实验方法以及前沿进展。本教材在继承第一版优秀内容的基础上，根据当前高分子科学与工程学科的发展趋势和人才培养需求，进行了全面修订与更新，力求在理论深度、知识广度、案例分析以及教学设计的科学性上达到新的高度。 本书最大的特色在于其体系化与前沿性的有机结合。它并非简单罗列零散的知识点，而是从宏观到微观，由现象到本质，构建起一套严谨而清晰的逻辑框架。从高分子链的基本结构与形变，到高分子材料的宏观力学与热学性质，再到高分子溶液、凝胶、液晶以及复合材料等复杂体系的行为，本书层层递进，帮助读者建立起完整的高分子物理知识体系。同时，本书紧密跟踪高分子科学的最新研究进展，例如在功能高分子、智能高分子、纳米高分子材料等领域，均融入了最新的研究成果和发展方向，为读者提供了前瞻性的视野。 在内容深度方面，本书力求在概念的引入、理论的推导以及模型的建立上做到严谨与易懂并重。对于关键的高分子物理理论，如统计链模型、自由体积理论、玻璃化转变理论、蠕变与应力松弛理论等，本书不仅给出了其数学表达式和物理意义，还会追溯其发展历程和实验基础，让读者在理解理论的同时，更能体会其科学内涵。此外，本书在介绍经典理论的同时，也充分考虑了现代高分子物理研究中常用的计算模拟方法和统计力学工具，为进一步深入学习和研究打下基础。 案例分析与实验联系是本书的另一大亮点。高分子物理的研究离不开实验的支撑，因此本书在介绍理论的同时，会穿戴介绍相应的经典和现代实验技术，如X射线衍射、中子散射、动态力学分析、差示扫描量热法、核磁共振谱等，并解释这些技术如何揭示高分子材料的结构与性质。此外，本书还穿插了大量的典型应用案例，例如高分子弹性体在轮胎和医用材料中的应用、高分子薄膜在包装和电子器件中的作用、高分子凝胶在生物医药和智能驱动器中的潜力等，这些案例能够帮助读者将抽象的理论知识与实际生产生活联系起来，激发学习兴趣，并理解高分子物理学在解决实际工程问题中的重要作用。 教学设计方面，本书在每章末尾都精心设计了习题，涵盖了概念辨析、理论计算、案例分析等多种题型，旨在巩固和检验学生的学习效果。部分习题还具有一定的挑战性，可以引导学生进行更深入的思考和探索。此外，本书还提供了参考答案和解析，方便学生自学和教师批改。在排版和图示方面，本书也力求清晰、美观，大量的插图、图表和示意图能够直观地展示高分子链的形态、材料的微观结构以及物理过程，大大提高阅读效率和理解深度。 二、主要内容概述 本书共分为若干章节，系统地涵盖了高分子物理的核心内容： 第一部分：高分子链的结构与运动 绪论： 介绍高分子的基本概念、分类、研究对象及在国民经济中的重要地位，阐述高分子物理学的研究内容、研究方法和发展趋势。 高分子链的结构： 详细介绍单体、重复单元、链段、分子量及其分布，以及高分子链的构象，包括链的柔性、自由旋转模型、高斯链模型、真实链模型等。解释构象熵对高分子性质的影响。 高分子链的运动： 深入探讨高分子链的动力学行为，包括链段的运动（如玻璃化转变）、整链的运动、以及不同温度和应力下的运动模式。介绍自由体积理论、弗洛里-福克斯理论等。 第二部分：高分子溶液与混合物 高分子溶液的热力学： 阐述高分子溶液的溶解过程，介绍Flory-Huggins溶液理论，解释热力学参数（如χ参数）的物理意义，并讨论溶解度参数、相分离现象（临界溶解温度、上临界溶解温度、下临界溶解温度）。 高分子溶液的黏度和扩散： 探讨高分子链在高分子溶液中的流变行为，介绍布朗运动和扩散现象，以及高分子在溶液中的运动规律。介绍标记聚合物的合成与表征。 高分子混合物的热力学与相行为： 分析高分子混合物的相容性，讨论不同高分子混合物的相分离行为，介绍相图的绘制与解读，以及控制混合物相行为的方法。 第三部分：高分子的宏观物理性质 高分子材料的力学性质： 详细介绍高分子材料的应力-应变关系，包括弹性、塑性、脆性行为，以及黏弹性理论。重点讲解蠕变、应力松弛、动态力学性能等，并介绍影响力学性能的因素，如分子量、交联度、结晶度等。 高分子材料的热学性质： 探讨高分子材料的热转变行为，特别是玻璃化转变（Tg）和熔点（Tm），介绍影响Tg和Tm的因素。讲解热膨胀、比热容、热导率等热学参数。 高分子材料的光学性质： 介绍高分子材料的光学活性，如透明性、折射率、双折射等，并讨论其在光学器件中的应用。 第四部分：高分子材料的微观结构与相态 高分子结晶： 解释高分子结晶的过程、成核与生长机制，介绍聚合物的晶体结构（如折叠链晶体、链堆积晶体），以及结晶度对材料性能的影响。 高分子凝胶： 阐述高分子凝胶的形成机理、结构特点和性质，讨论溶胀、收缩等现象，以及凝胶在智能材料、生物医药中的应用。 高分子液晶： 介绍液晶高分子的概念、分类（向列型、层列型、盘状型等），以及液晶相的形成和宏观取向行为，讨论其在显示器、光学膜等领域的应用。 高分子复合材料： 讲解高分子基复合材料的组成、结构与性能关系，介绍填料（如纤维、纳米颗粒）对基体性能的影响，以及复合材料的设计原则。 第五部分：功能高分子与前沿进展 功能高分子： 介绍导电高分子、光敏高分子、生物相容性高分子、响应性高分子等具有特殊功能的聚合物材料。 高分子模拟与计算： 简要介绍高分子链的计算机模拟方法，如蒙特卡洛模拟、分子动力学模拟，以及其在预测高分子性质和设计新材料中的作用。 高分子科学与工程的前沿领域： 展望高分子科学与工程的未来发展方向，如自修复材料、3D打印材料、生物医用高分子、能源高分子等。 三、教学目标与适用对象 本书的教学目标是使学生： 1. 掌握高分子物理的基本概念、理论和方法： 能够理解高分子链的结构与运动规律，掌握高分子溶液、混合物、宏观材料性质以及微观相态的描述和分析方法。 2. 建立系统的高分子物理知识体系： 能够将零散的知识点融会贯通，形成对高分子世界宏观与微观、结构与性质相互关系的深刻认识。 3. 培养分析问题和解决问题的能力： 能够运用高分子物理的理论和方法，分析和解决与高分子材料相关的实际工程问题。 4. 了解高分子科学与工程的前沿动态： 能够对当前高分子材料领域的研究热点和未来发展方向有初步的了解，为进一步深入学习和研究打下基础。 本书适用于高等院校化学、化工、材料科学与工程、高分子科学与工程等相关专业本科生和研究生学习高分子物理课程。同时，对于从事高分子材料研发、生产和应用的科研人员和工程技术人员，本书也将是一本重要的参考书籍。 四、总结 《高分子物理（第2版）》是一本集系统性、理论深度、前沿性、应用性于一体的高分子物理教材。通过深入浅出的讲解、丰富的案例分析以及严谨的教学设计，本书将带领读者进入奇妙的高分子世界，理解高分子材料的奥秘，为未来在高分子科学与工程领域的发展奠定坚实的基础。本书的出版，将为培养新一代高分子科学与工程人才提供有力支持。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料科学有着浓厚的兴趣，而高分子材料无疑是其中一个非常吸引人的领域。《高分子物理（第2版）》这本书，是我系统学习高分子材料科学的起点，也是我至今为止阅读过最令人印象深刻的一本教材。我非常赞赏编者们在组织材料上的匠心独运，将高分子物理这样一门复杂的学科，梳理得井井有条，层次分明。从最基本的单体结构和聚合反应，到宏观的热力学性质和力学性能，每一步的讲解都力求严谨而全面。我尤其喜欢书中关于高分子网络的讨论，从交联点的密度到网络的形变机制，都进行了细致的分析，这对于理解橡胶等弹性材料的性能至关重要。而且，书中还适当地引入了一些数学模型和模拟方法，这让我看到了理论研究在高分子物理中的重要性。这本书不仅拓宽了我的知识面，更重要的是，它培养了我用物理学的视角去理解高分子材料的思维方式。

评分☆☆☆☆☆

这本《高分子物理（第2版）》教材，作为我本科阶段学习高分子科学的启蒙之作，给我留下了极其深刻的印象。初次翻阅时，就被其严谨的逻辑结构和清晰的阐述方式所吸引。编者们显然在教学的艺术上有着深厚的功底，能够将原本晦涩难懂的高分子物理概念，通过循序渐进的讲解，一点点渗透到读者的认知中。我特别喜欢书中关于高分子链构象的讨论，从理想链到真实链，每一步的推导都非常详尽，并且配以直观的图示，让我能够清晰地理解熵、自由能等热力学概念在高分子体系中的具体体现。此外，书中对高分子材料宏观性质（如玻璃化转变、熔点等）与微观结构和分子运动关系的解释，也给我打开了新的视野，让我意识到高分子世界的神奇之处在于其结构与性能的内在统一性。虽然学习过程中遇到过一些挑战，但每当我反复阅读相关的章节，或者查阅教材提供的参考文献，总能豁然开朗，感受到知识的力量。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位循循善诱的老师，引导我一步步走进高分子物理的殿堂。

评分☆☆☆☆☆

这次重温《高分子物理（第2版）》，我有了全新的感悟。作为一名研究生，我在接触更深入的高分子科学研究时，越发觉得这本教材奠定的基础是多么重要。书中关于高分子链拓扑结构和高分子溶液理论的章节，虽然在本科阶段接触过，但现在再看，能够更深刻地理解其在理解高分子材料相行为和溶解行为中的关键作用。尤其对“卷曲”和“膨胀”等概念的深入剖析，让我对聚合物在溶剂中的行为有了更细致的认识。教材对于聚合物的相变动力学的探讨，也为我后续研究中的动力学分析提供了重要的理论框架。我特别欣赏的是，书中在介绍相关理论的同时，会适时地提及一些实验方法，比如光散射、核磁共振等，这让我能够将理论知识与实验手段联系起来，为未来的科研工作打下基础。这本书不仅仅是一本教材，更像是打开了通往高分子科学更深层次研究的一扇门。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名初学者来说，《高分子物理（第2版）》这本书的阅读体验可以用“引人入胜”来形容。我原本以为高分子物理会是枯燥乏味的理论堆砌，但事实证明我的想法是错误的。教材的开篇就通过生动有趣的例子，勾勒出高分子世界的多样性和重要性，瞬间就激发了我学习的兴趣。在学习过程中，我最喜欢的是那些阐述高分子链聚集态结构的章节。无论是晶体、液晶还是无定形态，教材都用精美的插图和通俗易懂的语言，将这些复杂的微观结构展现得淋漓尽致。尤其是对高分子结晶过程的描述，让我对分子间的相互作用以及能量驱动有了更直观的认识。书中的一些习题设计也非常巧妙，既能巩固所学知识，又能启发我的思考。尽管有些题目需要花费一些时间去琢磨，但解决问题后的成就感是巨大的。这本书让我明白，学习高分子物理不仅仅是记忆公式和概念，更重要的是理解其背后的物理图像和逻辑联系。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经毕业多年的高分子工程师，在工作中偶尔会遇到需要回顾一些基础知识的时刻，而这本《高分子物理（第2版）》便是我案头的常备参考书。相较于我当年初次接触时，现在阅读这本书，更能体会到其中蕴含的深刻思想和前沿性。书中的一些关于高分子动力学和流变学的章节，在当时可能只是略知皮毛，但现在结合实际工作中的经验，能够更深刻地理解其理论指导意义。例如，书中对高分子黏弹性行为的描述，从微观链段运动到宏观应力-应变关系，都给出了非常全面的分析。这对我理解和优化聚合物加工过程中的流变行为，提供了宝贵的理论依据。另外，我尤其欣赏教材在讨论不同高分子材料（如橡胶、塑料、纤维）时，是如何将高分子物理的基本原理应用到实际材料性能分析上的。这种理论与实践的紧密结合，正是我们工程师最需要的。虽然出版至今已有一段时间，但其中关于高分子物理基本框架的构建，以及对核心概念的阐释，依然没有过时，足以证明其经典的价值。