高分子凝聚態(tài)物理學(xué)

內(nèi)容概要

　　《高分子凝聚態(tài)物理學(xué)》根據(jù)近二十年來(lái)高分子科學(xué)尤其高分子物理學(xué)的最新進(jìn)展，探索并建立了高分子凝聚態(tài)物理學(xué)的理論范式和基本框架。詳細(xì)介紹了高分子從單鏈化合物凝聚成多鏈聚集體過(guò)程中大分子構(gòu)象、運(yùn)動(dòng)、相互作用和相態(tài)的變化及機(jī)理，系統(tǒng)介紹了在研究高分子極稀溶液、稀溶液、亞濃溶液、濃溶液和極濃體系中最新提出的大量新概念、新模型、新理論和新方法。包括大分子鏈的自相似結(jié)構(gòu)、分形性及由此發(fā)展的標(biāo)度律概念和方法論；軟物質(zhì)、復(fù)雜流體理論及高分子材料的軟物質(zhì)特征；單鏈凝聚態(tài)、單鏈單晶及單鏈與多鏈聚集體的關(guān)系；聚合物相變中的亞穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象和臨界現(xiàn)象；分子間作用力及超分子組裝和自組裝；單分子鏈和纏結(jié)分子鏈運(yùn)動(dòng)學(xué)等。與此同時(shí)書(shū)中單獨(dú)設(shè)章介紹了高分子材料的幾種特殊凝聚態(tài)，如液晶態(tài)高分子（包括生物膜和微泡）；有機(jī)高分子的激發(fā)態(tài)－導(dǎo)電高分子、發(fā)光高分子、磁性高分子；高分子非均質(zhì)態(tài)及逾滲模型在高分子科學(xué)的應(yīng)用。最后介紹研究凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法--高分子凝聚態(tài)微結(jié)構(gòu)的光譜解析。

書(shū)籍目錄

序言 前言 第1章 緒論 1.1 凝聚態(tài)物理學(xué)基本概念 1.2 高分子凝聚態(tài)及其特點(diǎn) 參考文獻(xiàn) 第2章 單鏈構(gòu)象和單鏈凝聚態(tài) 2.1 大分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)和拓?fù)錁?gòu)造 2.1.1 結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成  2.1.2 結(jié)構(gòu)單元的鍵接異構(gòu)  2.1.3 構(gòu)型和高分子立體異構(gòu)  2.1.4 分子鏈的拓?fù)錁?gòu)造 2.2 理想單分子鏈的構(gòu)象 2.2.1 分子鏈柔性的本質(zhì) 2.2.2 理想鏈的構(gòu)象和理想鏈模型 2.2.3 分子鏈構(gòu)象的分形本質(zhì)  2.2.4 理想鏈的自由能 2.2.5 鏈拉伸的標(biāo)度理論 2.2.6 理想鏈的對(duì)偶關(guān)聯(lián)函數(shù) 2.2.7 理想鏈性質(zhì)小結(jié) 2.3 真實(shí)單分子鏈的構(gòu)象 2.3.1 單元間的相互作用和排除體積 2.3.2 聚合物良（?。┤芤航?jīng)典理論 2.3.3 真實(shí)鏈的標(biāo)度模型 2.3.4 溫度對(duì)構(gòu)象的影響 2.3.5 溶脹鏈的對(duì)偶關(guān)聯(lián)函數(shù) 2.3.6 真實(shí)鏈性質(zhì)小結(jié) 2.4 高分子極稀溶液和單鏈凝聚態(tài) 2.4.1 高分子極稀溶液 2.4.2 單鏈凝聚態(tài)--單鏈高分子試樣的制備 2.4.3 大分子單鏈單晶 2.4.4 單鏈玻璃態(tài)顆粒和單鏈高分子的高彈拉伸行為 2.5 單分子鏈運(yùn)動(dòng)學(xué)--孤立分子鏈的黏彈性理論 2.5.1 漲落-耗散定理 2.5.2 Debey珠-鏈模型討論孤立分子鏈的黏性流動(dòng) 2.5.3 Rouse-Zimm模型討論孤立分子鏈的黏彈運(yùn)動(dòng) 2.5.4 Rouse-Zimm模型的顯式本構(gòu)方程 2.5.5 流體動(dòng)力學(xué)相互作用和Zimm修正 物理量符號(hào)一覽表 參考文獻(xiàn) 第3章 高分子濃厚體系和多鏈凝聚態(tài) 3.1 大分子鏈的溶致凝聚過(guò)程 3.2 高分子亞濃溶液 3.2.1 亞濃溶液的滲透壓 3.2.2 亞濃溶液中的關(guān)聯(lián)效應(yīng) 3.2.3 亞濃溶液的對(duì)偶關(guān)聯(lián)函數(shù) 3.2.4 亞濃溶液中的屏蔽效應(yīng) 3.3 高分子濃溶液和極濃溶液 3.3.1 纏結(jié)濃度ce和全高斯鏈濃度c** 3.3.2 濃厚體系中分子鏈的相互穿越交疊 3.3.3 濃厚體系中的屏蔽效應(yīng) 3.3.4 全高斯鏈濃度c**的意義 3.3.5 分子鏈聚集狀態(tài)隨溶液濃度的變化 3.4 非晶（無(wú)定形）聚合物 3.4.1 非晶聚合物的力學(xué)狀態(tài)及轉(zhuǎn)變  3.4.2 經(jīng)典的非晶聚合物結(jié)構(gòu)模型及關(guān)于分子鏈纏結(jié)的討論 3.4.3 分子鏈串滴模型和長(zhǎng)程纏結(jié)的概念 3.5 結(jié)晶（半晶）聚合物 3.5.1 高分子結(jié)晶的特點(diǎn) 3.5.2 高分子晶體形態(tài)和結(jié)構(gòu)模型 3.5.3 結(jié)晶與熔融動(dòng)力學(xué) 3.5.4 晶體厚度與結(jié)晶溫度和熔點(diǎn)的關(guān)系 3.6 交聯(lián)聚合物（網(wǎng)絡(luò)） 3.6.1 交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及高彈性的特點(diǎn) 3.6.2 平衡態(tài)高彈形變的熱力學(xué)分析  3.6.2 高彈形變的分子理論 3.6.4 高彈形變的唯象理論 3.6.5 交聯(lián)聚合物的平衡溶脹 3.7 纏結(jié)分子鏈的運(yùn)動(dòng)學(xué) 3.7.1 濃厚體系的流變性 3.7.2 管模型和蠕動(dòng)模型 3.7.3 熔體中分子鏈的纏結(jié) 3.7.4 熔體中分子鏈的蠕動(dòng) 3.7.5 Doi-Edwards模型 物理量符號(hào)一覽表 參考文獻(xiàn) 第4章 相態(tài)、相變及聚合物相變的特征 4.1 物質(zhì)狀態(tài)的描述 4.1.1 物質(zhì)狀態(tài)的微觀(guān)描述與宏觀(guān)描述 4.1.2 微觀(guān)描述與宏觀(guān)描述的聯(lián)系 4.1.3 對(duì)稱(chēng)性及對(duì)稱(chēng)操作 4.1.4 對(duì)稱(chēng)群 4.1.5 物質(zhì)結(jié)構(gòu)函數(shù)及其Fourier變換 4.2 相變的定義 4.2.1 相變的熱力學(xué)分類(lèi) 4.2.2 對(duì)稱(chēng)破缺及序參量 4.2.3 二級(jí)相變理論  4.2.4 平均場(chǎng)方法及其局限性 4.3 軟物質(zhì)概念和軟物質(zhì)中的相變 4.3.1 軟物質(zhì)概念 4.3.2 熵致相變 4.3.3 玻璃化轉(zhuǎn)變 4.3.4 溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變，F(xiàn)lory-Stockmayer硫化理論 4.4 相變中的亞穩(wěn)定態(tài) 4.4.1 亞穩(wěn)定性與亞穩(wěn)定態(tài) 4.4.2 高分子相變中亞穩(wěn)定態(tài)的復(fù)雜性 4.5 高分子結(jié)晶中的亞穩(wěn)定態(tài)現(xiàn)象 4.5.1 晶體生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)控制 4.5.2 整數(shù)折疊鏈和非整數(shù)折疊鏈 4.5.3 晶體尺寸對(duì)晶體穩(wěn)定性的影響 4.6 共混聚合物相分離中的亞穩(wěn)定態(tài)現(xiàn)象 4.6.1 聚合物共混熱力學(xué) 4.6.2 關(guān)于吸熱共混過(guò)程中相容性的討論 4.6.3 相圖與相分離  物理量符號(hào)一覽表 參考文獻(xiàn) 第5章 分子間相互作用和超分子組裝 5.1 分子間相互作用 5.1.1分子間相互作用的重要性 5.1.2 常見(jiàn)的分子間相互作用 5.1.3 內(nèi)聚能密度和溶解度參數(shù) 5.2 超分子化學(xué)及超分子組裝 5.2.1 超分子化學(xué)概念  5.2.2 主客體化學(xué)和高分子包含化合物 5.2.3 兩親化合物及其有序聚集體 5.2.4 分子組裝和超分子組裝 5.2.5 分子器件和超分子器件 5.2.6 超分子熱力學(xué)  5.3 大分子自組裝 5.3.1 嵌段共聚物的自組裝 5.3.2 非嵌段共聚物的膠束化 5.3.3 含納米粒子的高分子組裝體系 5.4 關(guān)于高分子凝聚態(tài)物理學(xué)理論范式的討論 5.4.1 理論范式的重要性 5.4.2 關(guān)于高分子凝聚態(tài)物理學(xué)理論范式的思考 物理量符號(hào)一覽表 參考文獻(xiàn) 第6章 高分子液晶態(tài) 6.1 液晶的分類(lèi)與凝聚態(tài)性質(zhì) 6.1.1 液晶的分類(lèi)  6.1.2 液晶的凝聚態(tài)特征 6.2 高分子液晶的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn) 6.2.1 高分子液晶的主要類(lèi)型 6.2.2 高分子液晶的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其與性能的關(guān)系 6.2.3 高分子液晶的織態(tài)結(jié)構(gòu) 6.3 高分子液晶的主要性能及應(yīng)用 6.3.1 高分子液晶的主要特性 6.3.2 高分子液晶的主要應(yīng)用 6.3.3 生物高分子液晶  物理量符號(hào)一覽表 參考文獻(xiàn) …… 第7章 有機(jī)高分子的激發(fā)態(tài)--導(dǎo)電離分子 第8章 凝聚態(tài)物質(zhì)的非均質(zhì)性 重要物理常數(shù) 索引

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   （2）從內(nèi)能角度考慮。大分子鏈相對(duì)分子質(zhì)量巨大，不能做劇烈熱運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能低。在凝聚過(guò)程中鏈與鏈之間的相互作用主要是次價(jià)鍵作用（交聯(lián)、固化過(guò)程除外），無(wú)論是形成無(wú)定形聚合物或結(jié)晶聚合物，鏈間相互作用均以次價(jià)鍵為主，鍵能遠(yuǎn)低于化學(xué)鍵能。在聚合物中，沿分子主鏈方向的共價(jià)鍵和分子鏈間的次價(jià)鍵并存是其凝聚態(tài)的主要特點(diǎn)之一，材料具有明顯的各向異性。對(duì)于結(jié)晶聚合物而言，形成晶體的驅(qū)動(dòng)力為次價(jià)鍵（范德華力或氫鍵），屬于分子晶體。熔融時(shí)只需供給次價(jià)鍵能量，因而熔點(diǎn)較低。對(duì)于無(wú)定形聚合物而言，長(zhǎng)鏈大分子相互纏結(jié)，無(wú)論處于玻璃態(tài)、高彈態(tài)或黏流態(tài)，分子鏈間均以次價(jià)鍵作用為主。次價(jià)鍵具有累積效應(yīng)，使其黏度增大，分子鏈相對(duì)運(yùn)動(dòng)困難。 （3）從熵的角度考慮。大分子鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，長(zhǎng)鏈分子具有柔順性，構(gòu)象熵巨大。大量分子鏈混合時(shí)，既有單鏈的構(gòu)象熵變化，又有大量分子鏈的混合熵變化。在大分子凝聚和聚合物相變過(guò)程中，熵變與內(nèi)能變化相互競(jìng)爭(zhēng)，許多情形下熵變的貢獻(xiàn)突出，常超過(guò)內(nèi)能的貢獻(xiàn)，發(fā)生所謂"熵致相變"，使材料具有軟物質(zhì)特征。熵變的形式有多種。一是階躍式突變，由此引發(fā)體系對(duì)稱(chēng)性改變，發(fā)生熵致熱力學(xué)相變，如大分子溶致液晶形成過(guò)程中，熵變與內(nèi)能競(jìng)爭(zhēng)占上風(fēng)，體系由各向同性液相到向列相液晶的轉(zhuǎn)變屬于熵致一級(jí)相變，參看圖4-5和4.3.2節(jié)。另一種是漸變式熵變，熵變會(huì)引起力學(xué)性能（力學(xué)狀態(tài)）變化，但未引發(fā)相變，如高彈態(tài)分子鏈拉伸取向時(shí)構(gòu)象熵降低，發(fā)生熵彈性，但取向態(tài)并非熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài)。

編輯推薦

《高分子凝聚態(tài)物理學(xué)》為國(guó)內(nèi)首部系統(tǒng)介紹高分子凝聚態(tài)物理學(xué)的專(zhuān)著，構(gòu)建了高分子凝聚態(tài)物理學(xué)的基本理論框架，詳細(xì)論述了學(xué)科的基本概念、理論、模型和研究方法，詳細(xì)講解了大分子鏈發(fā)生凝聚的過(guò)程細(xì)節(jié)和本質(zhì)，以及高分子材料發(fā)生相變的復(fù)雜性和特殊規(guī)律；提出了探究和總結(jié)高分子凝聚態(tài)物理學(xué)理論范式（paradigm）這一重要而迫切的任務(wù)。《高分子凝聚態(tài)物理學(xué)》主要用作高分子科學(xué)方向研究生教學(xué)用書(shū)，也可供相關(guān)專(zhuān)業(yè)的科學(xué)工作者和高年級(jí)本科生參考。

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