高分子物理导论（英文版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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华南理工大学高分子物理教学组 编

图书标签:

• 高分子物理
• 高分子科学
• 材料科学
• 物理学
• 聚合物
• 材料物理
• 凝聚态物理
• 高分子材料
• 英文教材
• 物理化学

出版社： 华南理工大学出版社

ISBN：9787562333883

版次：1

商品编码：10650451

品牌：墨点

包装：平装

丛书名： 国家精品课程参考教材

开本：16开

出版时间：2011-02-01

用纸：胶版纸

页数：312

字数：572000

内容简介

　　华南理工大学高分子物理教研组的六位老师，《高分子物理（修订版）》（复旦大学出版社）的内容为基础，参考国外有关教科书，编写了这本英文版的《高分子物理导论》，供本科生双语教学使用。
　　英语《高分子物理》教科书与汉语的《高分子物理》教科书相对应。

目录

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

深入材料科学前沿：高分子科学的宏观与微观视角 本书旨在为致力于探索高分子材料的结构、性能及其在现代科技中应用的读者，提供一个全面而深入的理论基础与实验视角。 本书不聚焦于特定教材的某一版本或特定教学大纲下的内容安排，而是立足于高分子科学这一交叉学科的广阔图景，系统梳理了从分子链的基本构象到宏观材料特性之间错综复杂的联系。 第一部分：高分子链的统计力学与结构基础 本部分是理解一切高分子现象的基石。我们首先从统计物理学的角度出发，审视单条高分子链在不同环境（如理想溶液、熔体）下的空间行为。 分子链的统计描述与热力学： 详细阐述了如何使用随机游走模型（Random Walk Model）来描述无相互作用链的统计特征，例如均方末端距（Mean Square End-to-End Distance） $langle R^2 angle$ 的计算。引入了高斯链模型（Gaussian Chain Model）和更精确的齐默（Zimm）模型，探讨了排除体积效应（Excluded Volume Effect）对链构象的影响，并用 Flory 记号 $ u$ 来表征这种膨胀程度。对链的熵弹性（Entropic Elasticity）进行了深入分析，解释了橡胶在拉伸过程中恢复形变的微观物理机制，这与理想高分子链的自由度变化紧密相关。 高分子溶液的热力学： 重点分析了高分子链在溶剂中分散体系的热力学稳定性。引入了 Flory-Huggins 理论，详细推导了高分子链在溶剂中混合的自由能变化 $Delta G_m$。通过判据 $chi$ 参数（Flory–Huggins Interaction Parameter）的讨论，清晰界定了良溶剂、不良溶剂和贫溶剂（Theta Solvent）的物理意义及其对溶液粘度和相分离行为的决定性作用。对于聚合电解质体系，则需要引入德拜-休克尔（Debye-Hückel）理论的修正，以处理长程静电相互作用。 链构象与动力学： 探讨了分子链在时间尺度上的运动性。从基本旋转运动开始，引入了蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟方法来辅助理解复杂构象的形成。重点讲解了链运动的松弛时间（Relaxation Time）概念，如詹尼-泰珀（Zimm）模型和德格恩（de Gennes）的 reptation 理论，后者尤其在描述高浓度聚合物熔体中长链的扩散行为时至关重要。 第二部分：聚集态结构与形态学 高分子材料的宏观性能主要由其在固态下的组织结构决定。本部分将聚焦于无规线团与有序晶体之间的过渡形态。 结晶学原理： 阐述了高分子结晶的特殊性——与小分子晶体不同，高分子链必须发生折叠（Folding）和搭接（Re-entanglement）才能形成有序结构。详细介绍了球晶（Spherulite）的形成过程，包括核化（Nucleation）和晶面生长机制。讨论了扎伊德尔（Ziegler-Natta）催化剂对聚烯烃结晶形态的影响，以及如何通过偏振光显微镜（POM）观察双折射率和晶体取向。 玻璃化转变（Glass Transition）： 这是高分子材料最核心的性能指标之一。深入分析了自由体积理论（Free Volume Theory）和时间-温度等效性原理（Time-Temperature Superposition Principle, TTSP）。详细讲解了威廉姆斯-兰德尔-费里（WLF）方程的推导与应用，用以预测材料在不同温度下的动态粘弹性行为。通过差示扫描量热法（DSC）和动态机械分析（DMA）等实验手段，如何精确测定玻璃化转变温度 $T_g$ 及其对分子量和交联度的依赖关系。 非晶态与半晶态结构： 讨论了非晶高分子中短程有序（Short-Range Order）的存在性，如 X 射线散射（SAXS/WAXS）在确定晶区尺寸和链段排列中的作用。分析了链缠结（Chain Entanglements）对熔体粘度和拉伸强度的影响，并引入了梅尔温（Meltzer）模型来量化缠结密度。 第三部分：高分子形变、流变学与力学性能 本部分着眼于高分子材料如何响应外加的机械应力，并从时间依赖性的角度进行分析。 粘弹性理论： 区分了粘性（Viscous）和弹性（Elastic）行为，并引入了胡克定律和牛顿粘性定律在聚合物体系中的推广形式。详细介绍了粘弹性本构方程，如 Maxwell 模型和 Kelvin-Voigt 模型，以及它们在描述瞬态和稳态响应中的适用性。重点分析了蠕变（Creep）和应力松弛（Stress Relaxation）实验的物理含义。 流变学基础： 讲解了剪切速率、剪切应力与粘度之间的关系。对于聚合物熔体，分析了剪切速率对表观粘度的影响（非牛顿流体行为），特别是剪切变稀（Shear Thinning）现象，并引入了幂律模型（Power Law Model）进行拟合。对于高分子溶液，则需要考虑剪切对链构象的影响，如在强剪切场下链的拉伸和取向。 力学性能的各向异性： 探讨了高分子复合材料和拉伸取向材料的各向异性力学特性。分析了杨氏模量、韧性（Toughness）和脆性（Brittleness）如何与分子量分布、结晶度以及取向度相关联。引入了断裂力学原理在高分子体系中的应用，如对裂纹萌生和扩展的微观理解。 第四部分：界面与宏观应用导向 最后，本书将高分子科学的理论知识与实际应用场景相结合，强调界面作用和功能化设计。 表面与界面现象： 讨论了高分子材料与环境、填料或其他聚合物之间的相互作用。重点分析了表面能对润湿性、粘附力和薄膜形貌的影响。对于复合材料，详细阐述了界面相容性（Interfacial Compatibility）对增强材料力学性能的关键作用，以及表面处理技术（如等离子体处理）如何改变界面化学。 高分子凝聚态的特殊体系： 简要介绍了液晶高分子（Liquid Crystalline Polymers）的结构特征，即介于无定形和晶体之间的介晶相（Mesophase），及其在制造高强度纤维中的重要性。同时，也会涉及对电活性、光敏性高分子（如导电聚合物或光刻胶）的初步介绍，这些体系的行为往往需要引入量子化学或半导体物理学的概念进行辅助理解。 总结： 本书通过系统化的结构安排，力求为读者搭建起一座从微观分子运动到宏观工程应用之间的坚实桥梁。读者在完成学习后，将能够运用统计热力学、动力学和连续介质力学的工具，对任何新型高分子材料的潜在行为进行合理的预测和设计。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题“高分子物理导论（英文版）”一看就让人联想到严谨的学术理论和复杂的数学公式，但实际拿到手后，我却被它散发出的那种“求知欲”所深深吸引。尽管我并不是高分子物理领域的专家，甚至连基础的知识点也有些模糊，但这本书的编排方式和语言风格却出乎意料地平易近人。它并没有一上来就堆砌那些令人生畏的术语，而是从一些非常基础、甚至可以说是生活化的例子切入，比如生活中常见的塑料制品、橡胶材料是如何被制造出来的，以及它们为什么会有不同的性质。作者在介绍一些核心概念时，会用一些生动的类比，比如将高分子链比作一串长长的项链，或者将高分子的卷曲和伸展比作一团打着结的绳子。这些形象的比喻，让我这个门外汉也能大致理解那些抽象的物理原理。 更让我惊喜的是，这本书在讲解理论的同时，也非常注重与实际应用的结合。每一章的末尾，都会列举一些高分子材料在现代工业、医学、甚至日常生活中的具体应用案例。例如，在讲到高分子的玻璃化转变温度时，作者会详细介绍不同温度下聚合物材料的力学性能差异，以及这对食品包装、汽车零部件等行业的重要性。这种“理论指导实践”的思路，让我感觉自己不仅仅是在学习一堆枯燥的公式，而是在探索一门能够解决实际问题的学科。即使我将来不会从事高分子物理的研究，通过这本书，我也能对身边无处不在的高分子材料有一个更深刻的认识，理解它们是如何塑造我们的现代生活的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计堪称精妙，每一章节的过渡都显得自然流畅，仿佛是在引导读者循序渐进地探索高分子世界的奥秘。一开始，作者并没有直接深入到那些高深莫测的理论模型，而是先从高分子这一独特的物质形态的宏观特性入手，比如它的线形、支化、网状结构，以及这些结构如何影响材料的物理性能，如强度、韧性、弹性等。这种从整体到局部的讲解方式，让我能够迅速建立起对高分子材料的基本认知框架。随后，作者巧妙地引入了分子层面的概念，比如聚合物链的构象、运动以及链间相互作用力。 我尤其欣赏书中对于各种物理模型的阐述。作者并没有简单地罗列出那些复杂的数学方程，而是会详细解释每个模型提出的背景、其试图解决的问题，以及模型的适用范围和局限性。比如，在介绍高分子链的统计理论时，作者会从最简单的理想链模型开始，逐步引入自由链模型、固定链模型等，并解释每一步的修正和改进是如何更贴近实际情况的。对于一些关键的物理参数，比如链的均方末端距、回转半径等，书中也提供了清晰的计算方法和物理意义的解释。虽然我并不是一个数学高手，但作者的循循善诱，让我能够对这些概念有一个比较扎实的理解，为后续的学习打下了良好的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计非常人性化，即使是初次接触高分子物理的读者，也能感到一种轻松愉悦的学习体验。作者在介绍一些复杂的概念时，非常善于运用清晰的流程图和对比表格，帮助读者梳理知识脉络，避免迷失在浩瀚的信息海洋中。例如，在讲解高分子合成的不同机理时，书中就用详细的图示和文字对比，清晰地展示了自由基聚合、离子聚合、缩聚等方法的特点和优劣。这种“化繁为简”的处理方式，让我对这些看似相似的聚合过程有了更深刻的理解。 我特别欣赏书中对于“相分离”和“形貌控制”的讨论。作者通过大量的实例，展示了如何通过调控高分子链的结构、分子量分布以及加工条件，来实现材料内部微观结构的精确控制，从而获得具有特定宏观性能的材料。比如，书中关于“相容性”的讲解，就结合了实际应用，说明了为什么某些聚合物混合在一起会形成均匀的宏观体系，而另一些则会发生明显的相分离，以及这种相分离如何影响材料的力学性能和光学性能。这种深入浅出的讲解，让我觉得高分子物理不仅仅是一门理论学科，更是一门能够指导材料设计和开发的实践性科学。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在翻开这本书之前，我对“高分子物理”的印象还停留在中学时期对塑料和橡胶的粗浅认识上。然而，这本书完全颠覆了我之前的认知，让我仿佛踏入了一个全新的、充满活力的科学领域。作者在开篇就点出了高分子物理在现代科技中的核心地位，从高性能纤维到生物医用材料，再到电子器件，无不闪耀着高分子科学的光芒。这种宏观的视野，瞬间激发了我深入了解的欲望。书中对于高分子材料的分类和特性阐述得非常清晰，比如如何区分热塑性塑料和热固性塑料，以及它们在加工和应用上的根本差异。 我对书中关于高分子链动力学部分的讲解印象尤为深刻。作者用非常形象的语言描绘了高分子链在不同条件下的运动状态，比如链段的翻转、扩散以及整体的弛豫过程。即使是一些非常抽象的概念，比如“瑞利散射”在高分子研究中的应用，也被作者通过生动的例子和清晰的图示解释得通俗易懂。我特别喜欢书中关于“玻璃化转变”的讨论，作者从微观的链段运动和能量角度，解释了为什么材料在某个温度下会发生如此显著的性质变化，以及这个温度对材料的应用有何重要意义。这本书让我体会到，原来我们身边随处可见的这些“普通”材料，背后都蕴含着如此丰富和精妙的物理学原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的，远不止是知识的传递，更是一种思维方式的启迪。作者在讲解过程中，反复强调了“从宏观到微观，再从微观回到宏观”的分析思路，这让我受益匪浅。比如，在介绍高分子链的缠结现象时，作者先从宏观上描述了缠结如何影响材料的粘度，然后再深入到微观层面，解释了链的长度、密度如何影响缠结的密度和强度，以及这种微观的缠结如何转化为宏观的力学表现。这种层层递进的分析方法，让我能够更全面、更深入地理解高分子材料的复杂性。 书中关于“表征技术”的讲解也十分到位。作者并没有仅仅列举出各种表征手段，而是会详细解释每种技术所能提供的信息，以及它们在高分子研究中的具体应用。比如，在介绍X射线衍射（XRD）时，作者就解释了它如何用于测定高分子的结晶度、晶格参数，以及这些参数如何与材料的力学性能相关联。同样，对于差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）等技术，作者也用生动的例子说明了它们在测定玻璃化转变温度、熔点、热稳定性等方面的作用。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，让我对高分子物理的研究方法有了更直观的认识。

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全英文的高分子物理，华南理工出版社

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全英文的高分子物理，华南理工出版社

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