高分子结晶和结构

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莫志深 等 著
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  • 高分子化学
  • 高分子物理
  • 结晶学
  • 材料科学
  • 聚合物结构
  • 相变
  • 热力学
  • 动力学
  • X射线衍射
  • 差示扫描量热法
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出版社: 科学出版社
ISBN:9787030517487
版次:1
商品编码:12172868
包装:精装
丛书名: 21世纪科学版化学专著系列
开本:32开
出版时间:2017-04-01
用纸:胶版纸
页数:516
正文语种:中文

具体描述

产品特色

内容简介

  

本书是一本全面系统阐述高分子结晶和结构的专著。全书除"概述"外共分十六章,概述简要回顾了高分子科学建立的艰苦历程;第一章重点介绍了晶态聚合物定义和特征,第二章简明介绍了X射线衍射和几何晶体学的基础理论和概念,以及小分子、高分子晶体结构测定的步骤和方法;第三~五章分别介绍了红外光谱,NMR和热分析等现代物理方法在聚合物结晶和结构研究方面的应用;第六章叙述了晶态聚合物结构形态,接着第七章介绍了高分子从熔体和浓溶液结晶生成的高分子球晶结构,以及形成不同球晶形态的机理;第八章详细讨论了聚合物异构现象;第九、十章重点讨论了聚合物结晶动力学以及不同外场性质对高分子结晶形成和结构的影响;第十一、十二章综述了迄今高分子结晶理论和模拟研究,以及受限体系中的聚合物结晶;第十三、十四章阐述了一些重要天然高分子和生物降解高分子的结晶和结构;第十五、十六章综述了重要高分子品种聚酰胺及晶性共轭聚合物的晶体结构。

目录

概述
参考文献
第1章 晶态聚合物定义和特征
1.1 晶态聚合物定义
1.2 晶态聚合物熔融热力学
1.2.1 聚合物晶体的熔融与熔点
1.2.2 影响熔点的因素
1.2.3 共聚物的熔点
1.3 晶态聚合物的特征
1.3.1 晶胞由链段构成
1.3.2 结晶区由微晶组成
1.3.3 折叠链
1.3.4 聚合物晶体的晶胞结构重复单元
1.3.5 结晶不完善
1.3.6 结构的复杂性及多重性
1.3.7 聚合物晶体的空间群
参考文献

第2章 晶体结构测定
2.1 引言
2.2 X射线相干散射的基本理论概念
2.2.1 单电子相干散射公式
2.2.2 X射线被一个电子密度分布体所散射的基本公式
2.2.3 Ewald球及衍射图
2.2.4 电子密度分布与衍射图的傅里叶变换关系
2.2.5 一个原子对X射线的散射
2.3 几何晶体学基础
2.3.1 晶体的宏观对称性和点群
2.3.2 晶体的七个晶系
2.3.3 晶体的空间点阵、空间群
2.4 晶体对x射线的散射
2.4..1 布拉格方程
2.4.2 倒易点阵
2.4.3 结构因子
2.4.4 结构因子在复数平面上的表示及其矢量表达式
2.4.5 结构因子的电子密度函数表达式
2.4.6 中心对称晶体的结构因子
2.4.7 Friedel定律
2.4.8 结构因子和衍射强度
2.4.9 系统消光和微观对称元素
2.5 晶体结构解析
2.5.1 帕特森法
2.5.2 直接法
2.5.3 电子密度函数法
2.5.4 最小二乘方法结构精修
2.5.5 晶体结构的表达
2.6 多晶法测定聚合物晶体结构
2.6.1 概述
2.6.2 聚合物晶体衍射特点
2.6.3 聚合物晶体结构测定原理
参考文献

第3章 晶态聚合物的红外光谱分析
3.1 晶型结构的确定
3.2 结晶度分析
3.2.1 聚乙烯
3.2.2 问规聚苯乙烯
3.2.3 聚己内酯
3.2.4 纤维素
3.3 晶体的熔融过程
3.3.1 等规聚丙烯
……

第4章 晶态聚合物的核磁共振研究
第5章 热分析研究聚合物的结晶和结构
第6章 晶态聚合物结构形态
第7章 高分子球晶
第8章 聚合物的异构现象
第9章 聚合物结晶动力学
第10章 外场性质对高分子结晶形成和结构的影响
第11章 高分子结晶理论和模拟研究
第12章 受限体系中的聚合物结晶
第13章 聚乳酸结晶和结构
第14章 纤维素和淀粉
第15章 聚酰胺(尼龙)
第16章 晶性共轭聚合物
好的,这是一份关于《高分子结晶和结构》的图书简介,内容详细,力求自然流畅,不含AI痕迹,且避开该书具体内容。 --- 书名:高分子结晶和结构 图书简介 本书深入探讨了高分子材料领域一个至关重要的分支——结晶行为及其在材料宏观性能中所扮演的核心角色。在高分子科学的广阔图景中,理解物质的微观排列如何决定其宏观应用特性,是推动材料创新和工程应用的关键。本书正是聚焦于这一核心,为读者构建了一座从分子尺度到材料性能的坚实桥梁。 理论基础与核心概念的精深阐述 全书伊始,便细致梳理了高分子结晶过程所依赖的物理化学基础。我们首先回顾了高分子链的构象统计理论,这为理解链段在热力学驱动下的有序化奠定了基石。结晶过程并非单一的相变,而是一个包含成核、生长和最终结构形成的多步骤动力学过程。书中对异相成核与均相成核的机制进行了详尽的比较分析,特别是针对高分子体系中特有的、往往在较低温度下才发生的诱导期现象,提供了深入的理论模型。 热力学方面,本书着重阐述了结晶所需克服的熵减障碍与焓变的平衡。拉乌尔(Rault)定律的修正形式,以及对于高分子熔点($T_m$)与玻璃化转变温度($T_g$)之间复杂相互作用的讨论,帮助读者理解为何高分子材料的结晶温度区间往往比小分子晶体更为宽泛和复杂。 晶体形态的微观世界 高分子晶体的形态结构是本书的重点内容之一。与传统小分子晶体简单、规则的单晶结构不同,高分子链的卷曲和缠结特性,使得其晶体结构表现出独特的“折叠链”特征。书中详尽描绘了球晶(Spherulites)的形成机制、演化路径及其内部的射线状分支结构。通过电子显微镜观察到的典型球晶结构,如束状晶、片状晶以及由它们构成的多晶集合体,都被细致地呈现和解析。 此外,对于晶体缺陷的探讨也占据了相当篇幅。链折叠界面的不完美性、晶界处的无定形区连接、以及因高分子链缠结而导致的“假晶区”或“非晶区夹杂”,这些微结构特征直接影响了材料的力学响应和阻隔性能。本书试图揭示,正是这些“不完美”之处,赋予了高分子材料区别于其他工程材料的独特韧性与可加工性。 结构演变与加工工艺的关联 高分子材料的最终性能与其加工过程中的“历史”密不可分。本书将结晶动力学与实际的成型工艺紧密联系起来。从注塑、挤出到吹塑等常见工艺中,高分子熔体在冷却和剪切作用下,结晶的起始点、取向程度和最终的晶体尺寸分布都会发生剧烈变化。 书中引入了“结晶度”这一核心量化指标,并探讨了多种测定方法(如差示扫描量热法DSC、X射线衍射XRD等)的原理及其局限性。更进一步,本书深入分析了外部应力场对结晶过程的诱导作用,即如何通过拉伸或取向诱导形成具有高度各向异性的“拉伸型晶体”(Shish-Kebab结构),这种结构对于提高纤维和薄膜的强度至关重要。 性能表征与应用导向 结构决定性能,这一材料科学的基本原则在高分子结晶领域体现得淋漓尽致。本书的后半部分,将结晶结构的变化与一系列重要的宏观性能联系起来: 1. 力学性能: 结晶度、晶体尺寸和取向度如何影响拉伸强度、模量和韧性。特别是对脆延转换温度的影响机制。 2. 光学性能: 球晶的尺寸与分布是决定聚合物透明度的关键因素。书中分析了光散射理论在高分子材料光学性能预测中的应用。 3. 阻隔性能与化学稳定性: 结晶区和无定形区的差异性,决定了气体分子和溶剂渗透的难易程度,这对包装材料和化学反应器的设计至关重要。 4. 热性能: 结晶过程中的放热和吸热行为,以及其对材料耐热性的影响。 面向未来:新型聚合物与先进技术 本书的最后章节展望了当前高分子结晶领域的前沿研究方向,包括新型嵌段共聚物(Block Copolymers)的自组装行为、生物可降解高分子的结晶特性,以及利用先进的同步辐射光源和冷冻电镜技术对超快结晶过程进行实时观测的最新进展。 本书旨在为高分子材料的研究人员、工程师以及高年级本科生和研究生提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考书。它不仅提供了扎实的理论框架,更强调了从微观结构理解和调控高分子材料宏观性能的工程思维。 ---

用户评价

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这本《高分子结晶和结构》在理论深度和应用广度上都达到了一个很高的水平,对于我这个对高分子材料的应用端比较感兴趣的读者来说,简直是如获至宝。书中不仅仅讲解了基础的结晶原理,更是将这些原理与实际应用紧密结合。我最喜欢的是关于“热性能”和“力学性能”与高分子结晶结构之间关系的讨论。例如,书中解释了为什么有些高分子材料在受热时会发生形变,而有些则能够保持其形状,这都归结于其内部的结晶程度和晶体结构。关于“玻璃化转变温度”和“熔点”的讲解,结合了结晶度的影响,让我对材料的耐热性有了更直观的理解。而且,书中还提到了如何通过调控结晶过程来优化材料的性能,比如通过控制冷却速率来影响晶粒大小,进而影响材料的韧性和强度,这些信息对于我理解如何选择和设计适合特定用途的高分子材料非常有帮助。我印象深刻的是关于“生物可降解高分子”结晶结构对降解速率影响的讨论,这让我看到了高分子科学在环保和可持续发展方面的巨大贡献。

评分

不得不说,《高分子结晶和结构》这本书在结构化表述方面做得非常出色,它不仅仅是简单地罗列概念,而是非常有条理地构建起一个关于高分子结构理解的知识体系。我最欣赏的是书中对于不同尺度上高分子结构的层次性分析。从原子层面的键合、链构象,到链段的聚集、超分子结构的形成,再到宏观的结晶形态,每一步都清晰地衔接,形成了一个完整的逻辑链条。书中关于“构象缠结”的讲解,让我对高分子的柔韧性和塑性有了深刻的理解,原来那些看似柔软的材料,内部的分子链有着如此复杂的“纠葛”。还有关于“结晶度”的测定方法,作者列举了好几种,并且对各自的优缺点进行了详细的阐述,让我了解到了科学研究中精确测量的重要性,也为我日后理解相关实验数据打下了基础。我特别喜欢书中关于“相分离”和“嵌段共聚物自组装”的部分,这些内容让我看到了高分子结构的多样性和其在材料设计中的巨大潜力,原来很多高性能材料的诞生,都离不开对分子结构精妙的调控。

评分

《高分子结晶和结构》这本书的阅读体验非常丰富,作者在内容呈现上运用了多种方式,让枯燥的理论变得生动形象。我特别欣赏书中穿插的案例分析,这些案例都来自于真实的高分子材料及其应用,让抽象的理论变得触手可及。例如,书中在讲解“取向结晶”时,引用了纤维纺丝和薄膜流延的例子,详细说明了在加工过程中,如何通过外力使高分子链发生取向,从而形成具有特殊性能的材料。这让我意识到,很多我们日常生活中使用的高强度纤维,比如涤纶,其优异的性能正是来自于这种精密的分子取向。书中对于“液晶高分子”的介绍也让我大开眼界,原来某些高分子在特定条件下能够展现出类似液晶体的有序行为,这为开发新型显示材料提供了重要的理论基础。此外,书中还涉及了“共混改性”对高分子结晶的影响,分析了不同聚合物混合后,其结晶行为如何发生变化,这对于理解如何通过物理共混来提升材料性能非常有启发。

评分

这本《高分子结晶和结构》读起来真是让人欲罢不能,我原本以为会是一本枯燥的技术性很强的书,没想到作者的叙述方式如此引人入胜。书里对高分子结晶过程的描述,简直就像在看一部微观世界的纪录片。从单体分子如何一步步“手牵手”形成有序的链段,再到这些链段如何“团结协作”搭建起规整的晶格,每一步都描绘得细致入微。我尤其喜欢书中对于不同类型结晶机制的对比分析,比如成核的过程、生长的方式,以及它们之间千丝万缕的联系,感觉作者像是把我们带入了高分子结晶的“现场”,亲眼目睹这一切的发生。而且,书中并没有回避复杂的理论,但它又巧妙地用类比和生动的语言来解释,让我这个非专业人士也能窥见其中的奥妙。像是将那些抽象的能量学原理,比喻成“自然选择”和“效率最大化”,瞬间就觉得高分子结晶不再是遥不可及的理论,而是充满活力的化学反应。读完这部分,我对很多生活中常见的高分子材料,比如塑料袋、尼龙衣物,都有了全新的认识,感觉它们背后蕴含着如此精妙的分子运动和结构设计。

评分

这本书《高分子结晶和结构》在学术严谨性和表达清晰度之间找到了一个绝佳的平衡点,让我感觉既学到了扎实的知识,又没有被过多的术语和公式所淹没。我非常喜欢书中对于“晶体缺陷”的探讨,虽然表面上我们追求的是完美结晶,但书中指出,适度的缺陷有时反而能赋予材料特殊的性能,比如“空位”和“位错”在高分子链的运动和变形中扮演着重要角色。这让我对“完美”有了更辩证的理解。书中还对“球晶”和“ the lamellar structure ”进行了深入的剖析,清晰地展示了高分子晶体是如何从微小的生长单元一步步构建起来的,以及这些单元之间的堆积方式对最终宏观性质的影响。我特别对书中关于“相容性”的讲解印象深刻,理解了不同高分子材料在混合过程中,其界面结构和结晶行为是如何相互影响的,这对于理解复合材料的性能至关重要。这本书就像一位经验丰富的导师,循循善诱地引导我走进高分子结晶的奇妙世界。

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还行吧,比较好的工具书。

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关于衍射和散射图案,没有解释原理,如果摆几个公式就是原理的话,那也不是搞材料的特长啊!

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还行吧,比较好的工具书。

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