钱义祥——高分子物理与聚合物热分析

高分子物理与聚合物热分析热分析老人 钱义祥2018-05-10  «高分子物理?、«高分子物理的近代研究方法?、«新编高聚物的结构与性能?、«聚合物结构分析?、«聚合物量热测定?、«热分析与量热学?手册、«高聚物与复合材料的动态力学热分析?等专著中,论述了高分子物理理论和近代研究方法。聚合物热分析是高分子物理的近代研究方法之一,高分子物理是高聚物热分析的理论基础,用高分子物理的概念解析热分析曲线,探索聚合物结构与性能的关系。  一、高分子
[关键词] 检测;仪器;分析;分析报告

高分子物理与聚合物热分析

热分析老人 钱义祥

2018-05-10

  «高分子物理?、«高分子物理的近代研究方法?、«新编高聚物的结构与性能?、«聚合物结构分析?、«聚合物量热测定?、«热分析与量热学?手册、«高聚物与复合材料的动态力学热分析?等专著中,论述了高分子物理理论和近代研究方法。聚合物热分析是高分子物理的近代研究方法之一,高分子物理是高聚物热分析的理论基础,用高分子物理的概念解析热分析曲线,探索聚合物结构与性能的关系。

  一、高分子物理与聚合物热分析

  1.聚合物热分析

  热分析是在程序控温(和一定气氛)下,测量物质的某种物理性质与温度或时间关系的一类技术。热分析是研究物质变化和变化规律及调控变化的近代研究方法。聚合物热分析的研究对象是高聚物。聚合物热分析最常用的热分析方法是差示扫描量热仪DSC和动态热机械分析DMA。在特别情况下,也采用热机械分析(TMA)和热分析联用技术(TG/气体分析)。差示扫描量热仪DSC是在程序控温(和一定气氛)下,测量输入给试样和参比物之间的热流速率或加热功率(差)与温度或时间关系的技术。DSC在高聚物研究中的应用有:

  研究结构及动态变化;

  表征玻璃化转变和熔融行为;

  分析多组分高聚物体系的组成;

  研究高聚物链缠结及化学交联;

  研究高聚物的结晶行为;

  表征高聚物的微相结构;

  研究高聚物共混相溶性;

  反映共混高聚物中组分间的相互作用;

  研究聚合物的热历史和处理条件对高聚物结构的影响。

  动态热机械分析DMA是用来测量样品在周期交变应力作用下,其动态力学性能与时间、温度、频率等函数关系的一种仪器。动态力学热分析测定高分子材料(非晶高聚物、结晶聚合物、交联聚合物、共混高聚物)在一定条件(温度、频率、应力或应变水平、气氛和湿度)下的刚度与阻尼;测定材料的刚度与阻尼随温度、频率或时间的变化,得到高聚物的温度谱、频率谱和时间谱。用高分子物理理论解读DMA的温度谱、频率谱和时间谱,获得与材料的结构、分子运动、加工与应用有关的特征参数。

  聚合物热分析是高分子物理的近代研究方法之一,是近几十年中热分析发展最活跃的领域。它已经应用到聚合物结构与性能研究的几乎所有领域。运用聚合物热分析研究(测试)聚合物的非晶态(玻璃化转变及ΔTg);聚合物的结晶态(结晶-熔融过程、熔点和熔融晗ΔH、结晶温度和结晶晗、温度对结晶速度的影响、结晶温度对熔点的影响、、高分子的链结构对熔点的影响、共聚物的熔点、杂质对聚合物熔点的影响、结晶度测定);聚合物液晶态;高分子共混物的相容性、嵌段共聚物的微相分离、聚合物的高弹性与黏弹性(聚合物的力学松弛-蠕变、应力松弛、滞后现象、力学损耗、黏弹性与时间、温度的关系-时温等效)、表征力学松弛和分子运动对温度和频率的依赖性等。上述热分析研究的问题都是高分子物理所关注的问题。

  热分析是高分子物理的近代研究方法,它辅以其它近代研究方法,如光谱、波谱、色谱、激光光散射、X射线和电子显微技术等方法,运用高分子物理理论,弄清高聚物的一级、二级和聚集态结构,并研究结构与材料功能和性能之间的关系。由此合成具有预定性能的高分子材料,或根据需要通过物理和化学方法改性合成高聚物或天然高分子以创建新的材料。同时,研究高聚物结构对材料加工流动性的影响,确定材料加工成型工艺。研究高聚物分子运动,弄清材料的力学性能、流变性、电学性能。由此,在高分子物理指导下不断制备出预期的高分子材料。

  热分析方法是在不断发展的。如示差扫描量热仪DSC 技术,自20世纪60年代以来,DSC技术的快速发展使其成为高分子物理尤其是高分子结晶学相关问题研究的常规实验手段。然而随着对高分子结晶和熔融研究的进一步深入,研究者们对DSC 的温度扫描速率提出了更高的要求。首先,对于结晶速率较快的半结晶高分子而言,在不够快的冷却速率条件下从熔体降温至较低温度的过程总是能够发生结晶成核,从而干扰了在较低温度区域对高分子结晶成核行为的研究。

  其次,高分子材料在诸如注射、吹拉膜和纺丝等实际加工过程中发生结晶时的冷却速率均大于常规DSC 所能提供的降温速率,因此很难利用常规DSC 模拟研究高分子在实际加工过程中所经历的结晶环境。第三,大多数半结晶高分子折叠链片晶都处于亚稳状态。在常规DSC 的升温扫描过程中将不可避免地伴随高分子片晶由亚稳态向更稳定状态的转变,从而干扰最终的熔融实验结果,使得我们难以获得最初的高分子晶体内部聚集态结构相关信息。

  近年来,出现了商业化的闪速示差扫描量热仪Flash DSC。推动了高分子结晶研究的进展。因为高分子结晶与熔融问题的研究不仅对高分子科学的发展至关重要,与高分子材料在生产生活中的实际应用也密切相关。随着对相关问题的深入研究,高分子结晶与熔融行为的表征对实验手段提出了新的、更高水平的要求。闪速示差扫描量热仪Flash DSC所具备的快速升降温能力、超高的时间分辨率、易于操作等特点,在高分子结晶与熔融问题的研究上已经得到了广泛的应用。

  Flash DSC在高分子的结晶方面的应用有:Flash DSC 可以实现对熔体降温过程中结晶成核和生长的精确控制,甚至可以得到大多数半结晶高分子的无定形态,从而为大过冷度下高分子等温结晶的研究创造了有利条件。同时,Flash DSC 所具备的超快速降温能力可与加工过程中的冷却速率相匹配,这为加工过程中结晶行为的模拟研究提供了更多的可能。

  Flash DSC 研究高分子结晶问题的实例有:等温总结晶动力学;等温晶体成核动力学;非等温结晶峰比较;成核剂和填料对结晶行为的影响;共聚单元对高分子结晶的影响。

  Flash DSC用于高分子晶体的熔融研究:快速升温可精确地判断高分子晶体的升温退火行为,并且时间窗口与分子模拟相互衔接,在一定程度上可了解亚稳态原生高分子晶体的信息。通过进一步的应用与拓展,诸如多尺度下高分子晶体的熔融行为和极性大分子热降解温度之上的熔融行为都可以得到有益的探讨。

  Flash DSC 研究高分子晶体熔融问题的实例有:升温扫描过程中多重熔融峰的鉴别;高分子片晶不可逆熔融;高分子片晶可逆熔融;极性大分子晶体的熔融。

  总之,Flash DSC 在高分子结晶和熔融行为相关问题的研究上有望发挥更加重要的作用,有助于推动高分子结晶学相关基础理论的进一步深化与完善。[1]

  2.高分子物理

  高分子物理物理学是探讨物质的结构和运动基本规律的学科。高分子物理属于物理学的一个分支。高分子物理从分子运动的观点阐明高分子的结构和性能的关系。通过分子运动揭示分子结构与材料性能之间的内在联系及基本规律。

  高分子物理的内容主要由三个方面组成。第一方面是高分子的结构,包括单个分子的结构和凝聚态结构。结构对材料的性能有着决定性性的影响。第二方面是高分子材料的性能,其中主要是黏弹性,这是高分子材料最可贵之处,也是低分子材料所缺乏的性能。研究黏弹性可以借助于力学方法(DMA方法)。结构和性能之间又是通过什么内在因素而连接起来的呢?这就是分子运动。因为高分子是如此庞大,结构又如此复杂,它的运动形式千变万化,用经典力学研究高分子的运动有着难以克服的困难,只有用统计力学的方法才能描述高分子的运动。通过分子运动的规律,把微观的分子结构与宏观的物理性能联系起来。因此,分子运动的统计学是高分子物理的第三个方面。

  高分子结构、高分子材料的性能和分子运动统计学三部分组成高分子物理。高分子物理涉及高聚物结构表征、分子运动、物理改性及理论研究。在高分子科学的发展历程中,高分子化学是基础。高分子化学研究高分子化合物的分子设计、合成及改性,它担负着高分子科学研究提供新化合物、新材料及合成方法的任务。高分子物理是高分子科学的理论基础,它指导着高分子化合物的分子设计和高聚物作为材料的合理使用。高分子物理涉及高分子及其凝聚态结构、性能、表征,以及结构与性能、结构与外场力的影响之间的相互关系。另一方面高分子工程研究涉及聚合反应工程、高分子成型工艺及聚合物作为塑料、纤维、橡胶、薄膜、涂料等材料使用时加工成型过程中的物理、化学变化及以此为基础而形成的高分子成型理论、成型新方法等内容。当前的高分子科学已形成高分子化学、高分子物理、高分子工程三个分支领域互相交融、互相促进的整体学科。[2]

  高分子科学是一门新兴科学。它经历了漫长的历程才艰难诞生。高分子物理也就在这个过程产生,并且为高分子科学的诞生和发展起了重要作用。高分子科学领域诺贝尔奖获得者H.Staudinger(1953年),Ziegler和Natta(1963年)、P.J.Flory(1974年)、A.J.Heeger,GacDiarrnid及H.Shirakawa(2000年)的重大贡献主要是建立在可靠的高分子表征基础上。我国老一辈高分子科学家钱人元、唐敖庆、冯新德、钱保功、徐 僖、程镕时等均具有坚实的高分子物理理论基础,他们为高分子科学与教育事业的发展做出了巨大贡献。[3]

  3. 高分子物理与聚合物热分析

  高分子物理的基本理论、研究领域及研究方法是高分子物理的基本内容。聚合物热分析研究对象辖于高分子,是高分子物理的近代研究方法之一。聚合物热分析的研究领域和高分子物理的研究领域常常是相叠的,热分析研究的问题常常就是高分子物理所关注的问题。下面从四个方面讨论高分子物理与聚合物热分析的关系。

  1)«高分子物理?关于高分子物理的研究方法的论述

  何曼君编著的«高分子物理?一书的内容提要中,特别指出该书较为系统全面地介绍了高分子物理的基本理论及研究方法。表明高分子物理的基本理论及研究方法是高分子物理的基本内容。

  «高分子物理近代研究方法?一书基于高分子物理基本原理和理论,介绍了如何测定和研究高聚物的近代研究方法。高分子物理近代研究方法很多,热分析是高分子物理近代研究方法之一。

  2)高分子物理是一门理论和实验结合的精确科学

  高分子物理是一门理论和实验结合的精确科学。为了有效地研究和开发高聚物新材料,常常运用高分子物理和近代研究方法(热分析)研究聚合物结构与性能和功能的关系。

  3)高分子物理理论解析热分析曲线

  热分析是高分子近代物理研究方法之一。热分析实验得到高聚物的热分析曲线,仅显示真理,却不证明真理。高分子物理是聚合物热分析的理论基础。只有用高分子物理理论对热分析曲线进行解析才能阐明高分子的性能与结构之间的关系。

  用热分析方法研究新材料,通常步骤是:材料的热分析测试—用高分子物理理论解析热分析曲线—改进后的材料再进行热分析测试和热分析曲线解析。如此循环往复直至开发得到性能优异的新材料。当然,研发过程中辅以其它近代研究方法是必不可少的。

  4)运用高分子物理和近代研究方法研发新材料

  新材料的研发是建立在可靠的表征上。高分子物理在高分子科学中的地位体现在运用近代研究方法(热分析)表征高聚物的结构与性能,研究高分子结构与功能和性能之间的关系,在高分子物理指导下制备出预期的高分子材料。表征高聚物结构与性能和功能关系的近代研究方法有光谱、波谱、激光光散射、X射线、电子显微技术和热分析。热分析是表征高聚物结构、性能和功能的重要方法之一。运用高分子物理近代研究方法(热分析)研究高分子结构和性质的关系离不开高分子物理理论的指导。

  由上表明:高分子物理的基本理论及研究方法是高分子物理的基本内容。高分子物理与聚合物热分析的关系是:热分析是高分子物理的近代研究方法,高分子物理是高聚物热分析的理论基础。运用高分子物理理论解析热分析曲线,关联转变与高聚物结构与性能的关系。高分子物理与热分析是相辅相佐的学科。许多学者进行两栖跨界研究。如中科院长春应化所刘振海长期从事高分子物理和热分析工作。编著了十八本热分析著作。他师从唐敖庆、冯之榴, 在高分子物理方面也很有建树。1962年,在中科院长春应化所举办的全国高分子学术论文报告会上,发表的论文“聚丁二烯吸氧动力学”评为优秀论文;在上世纪60年代初,从苏联杂志“高分子化合物”翻译的译文,有关聚丁二烯结构与性能的文章发表在«化学通报?上,另外,还有多篇有关高分子物理的译文发表在四川主办的一份快报上。

  在上世纪50年代末60年代初,常常是利用手头现有的设备亲自动手制备线膨胀仪、应力松弛仪等,为实现自动记录,迫切需要将变量转换成电信号,这其中的关键部件就是差动变压器。刘振海最先绕制了零点低、对称性好的差动变压器,这在当年的科学报上曾有过报道。北京航天航空大学过梅丽跨界高分子物理和热分析两个领域,既教授«高分子物理?课程,又从事热分析,特别是DMA的实验研究。她编著了«高分子物理?、«高聚物与复合材料的动态力学热分析?的著作。

  南京大学胡文兵编著了«高分子物理?,参加翻译出版了斯特罗伯著的高分子物理教材。他的最新研究是高分子结晶和熔融行为的Flash DSC研究。在张建军教授承办的中国化学会第四届全国热分析动力学与热动力学学术会议上发表了Flash DSC研究聚丙烯的结晶和熔融行为的论文。陆立明:1985年就读华东理工大学获得聚合物材料工学硕士,后又前往德国柏林技术大学攻读高分子物理三年。在上海市合成树脂研究所工作期间,从事聚合物开发研究,运用热分析等近代研究方法表征高分子塑料合金的特性和特征。2009年,陆立明等人编译出版热分析应用手册丛书,这套丛书汇集梅特勒-托利多公司瑞士总部和梅特勒-托利多(中国)公司科技人员的智慧而潜心编著的。有热塑性聚合物、热固性树脂、弹性体、热重-逸出气体分析、食品和药物、无机物、化学品、认证等分册。其中塑性聚合物、热固性树脂、弹性体等分册通过大量实例深入地介绍和讨论了热分析在聚合物方面的应用,并用高分子物理解析聚合物的热分析曲线。

  4.用高分子物理解析高聚物热分析曲线

  论述«热分析曲线解析?的文章初见于2006年的热分析专业会议上。十多年过去了,热分析曲线解析的现状还是像«热分析法与药物分析?一书中所说的那样,至今还没有一本通用的专著可查考,也没有一套完整的解析方法可借鉴,各种物质的热分析表征散见于有关学术期刊与著作中。聚合物热分析曲线解析的现状亦如此。

  下面说说用高分子物理解析高聚物热分析曲线的问题。在科学研究中,实验和解析是认知学中的两个元素。用高分子物理解析高聚物热分析曲线具有探索性和研讨性。热分析曲线是热变化时物理量变化的轨迹。解析热分析曲线就是循着物理量变化的轨迹逆向追溯热变化的物理-化学归属。用高分子物理理论解析高聚物的热分析曲线,探索结构与材料功能和性能之间的关系,是热分析曲线的价值体现。用实验的真实数据作图得到热分析曲线。物质变化的现象在热分析曲线上显现是对事物本质和规律反映的一种形象,是显性信息。显性信息显示真理,却不证明真理。简单地说出曲线的变化情况,即看图说话而缺乏深度分析,它是不能揭示变化规律的。唯有用高分子物理理论对高聚物的热分析曲线进行解析,曲线才具有价值。

  用高分子物理理论对热分析曲线进行解析,进行分子运动-高聚物结构-性能与加工之间的关联;解析热分析曲线时,既要解析显性信息,还要解析隐性信息,如变化的规律性、与热变化同时发生的结构变化及蕴含在曲线内的曲线(如DMA曲线中隐藏的李萨如曲线),追问曲线的内涵,诠释曲线,揭示变化的本质和规律,对曲线进行深层次的探索和关联,这就是热分析曲线的解释学。用高分子物理理论解析热分析曲线完成了“存在→价值”的转换过程。热分析曲线是存在,当热分析曲线同你的研究(需要)发生联系时,曲线便产生了价值!愿你踏上解析热分析曲线的实践活动之旅,使热分析曲线由存在转变为价值的曲线。

  为了要解析高聚物的热分析曲线,热分析工作者要通晓高分子物理,要像物理学家那样思考高分子物理问题。用高分子物理理论解析热分析曲线就是将高聚物的转变与高聚物结构-性能-加工进行关联的过程。关联是一种受经验、知识、理论支配的活动,不同的人由于其具备的经验、知识、理论的背景不同,关联的深度和宽度不尽相同。

  下面列举一个用高分子物理解析典型非晶态聚合物的DMA曲线实例:高分子材料黏弹性是高分子物理研究的主要内容,通常选用动态热机械分析DMA来研究高分子材料黏弹性(动态模量和力学损耗)。典型非晶态聚合物的DMA曲线(温度谱)如图所示:

典型非晶态聚合物的DMA曲线(温度谱)

  由图可以看到,随温度升高,模量逐渐下降,并有若干段阶梯形转折,Tanδ在谱图上出现若干个突变的峰,模量跌落与Tanδ峰的温度范围基本对应。温度谱按模量和内耗峰可以分成几个区域,不同区域反映材料处于不同的分子运动状态。转折的区域称为转变,分主转变和次级转变。这些转变和较小的运动单元的运动状态有关,各种聚合物材料由于分子结构与聚集态结构不同,分子运动单元不同,因而各种转变所对应的温度不同。玻璃态与高弹态之间的转变为玻璃化转变,转变温度用Tg表示;高弹态与黏流态之间的转变为流动转变,转变温度用Tf表示。

  玻璃化转变反映了聚合物中链段由冻结到自由运动的转变,这个转变称为主转变或α转变,这段模量急趋下降外,Tanδ急剧增大并出现极大值后再迅速下降。在玻璃态,虽然链段运动已被冻结,但是比链段小的运动单元(局部侧基、端基、极短的链节等)仍可能有一定程度的运动,并在一定的温度范围发生由冻结到相对自由的转变,所以在DMA温度谱的低温区,E’-T曲线上可能出现数个较小的台阶,同时在E”-T和Tanδ曲线上有数个较小的峰,这些转变称为次级转变,从高温到低温依次命名为β、γ、δ转变,对应的温度分别记为Tβ、Tγ、Tδ。每一种次级转变对应于哪一种运动单元,则随聚合物分子链的结构不同而不同,需根据具体情况进行分析。据文献报道,β转变常与杂链高分子中包含杂原子的部分(如聚碳酸脂主链上的-O-CO-0-、聚酰胺主链上的-CO-NH-、聚砜主链上的-SO2-)的局部运动,较大的侧基(如聚甲基丙烯酸甲酯上的侧酯基)的局部运动,主链上3个或4个以上亚甲基链的曲柄运动有关。γ转变往往与那些与主链相连体积较小的基团如α-甲基的局部内旋转有关。δ转变则与另一些侧基(如聚苯乙烯中的苯基、聚甲基丙烯酸甲酯中酯基内的甲基)的局部扭振运动有关。

  当温度超过Tf时,非晶聚合物进入黏流态,储能模量和动态黏度急剧下降,Tanδ急剧上升,趋向于无穷大,熔体的动态黏度范围为10~106Pa.s。从DMA温度谱上得到的各种转变温度在聚合物材料的加工与使用中具有重要的实际意义:对非晶态热塑性塑料来说,Tg是它们的最高使用温度以及加工中模具温度的上限;Tf是它们以流动态加工成型(如注塑成型、挤出成型、吹塑成型等)时熔体稳定的下限;Tg~Tf是它们以高弹态成型(如真空吸塑成型)的温度范围。对于未硫化橡胶来说,Tf是它们与各种配合剂混合和加工成型的温度下限。此外,凡是具有强度较高或温度范围较宽的β转变的非晶态热塑性塑料,一般在Tβ~Tg的温度范围内能实现屈服冷拉,具有较好的冲击韧性,如聚碳酸脂、聚芳砜等。在Tβ以下,塑料变脆。因此,Tβ也是这类材料的韧-脆转变温度。另一方面,正是由于在Tβ~Tg温度范围内,高分子链段仍有一定程度的活动能力,所以能通过分子链段的重排而导致自由体积的进一步收缩,这正是所谓物理老化的本质。[4]

  以上实例说明,动态力学热分析是研究材料黏弹性的重要手段,非晶态聚合物的玻璃化转变和次级转变准确地反映了聚合物分子运动的状态,每一特定的运动单元发生“冻结”?自由转变(α、β、γ、δ)时,均会在动态力学热分析的温度谱和频率谱上出现一个模量突变的台阶和内耗峰。高分子物理从分子运动的观点出发解析非晶态聚合物的DMA曲线,揭示材料结构与材料性能之间的内在联系及基本规律。

  二. 高分子物理著作

  五十年代未,高分子物理学基本形成。自六十年代以来,高分子研究重点转移到高分子物理方面,并出版了很多高分子物理的著作。何平笙所著的«新编高聚物的结构与性能?书未的附录详细地介绍了有关高分子物理的教学参考书。本文特将此附录列于文后,供参考。并把其中几本高分子物理的著作做一简单的介绍。

  1. 胡文兵 «高分子物理?英文版

A molecular view on the fundamental issues in polymer physics is provided with an aim at students in chemistry, chemical engineering, condensed matter physics and material science courses. An updated translation by the author, a renowned Chinese chemist, it has been proven to be an effective source of learning for many years. Up-to-date developments are reflected throughout the work in this concise presentation of the topic. The author aims at presenting the subject in an efficient manner, which makes this particularly suitable for teaching polymer physics in settings where time is limited, without having to sacrifice the extensive scope that this topic demands.

  该书受欢迎程度继续位列2017斯普林格出版社电子图书的前四分之一。胡文兵教授的另一本高分子物理译作是:

  StroblG. 1997. ThePhysics of Polymers. 2nd Ed. Berlin:Springer

  这是一本近十年来有影响的高分子物理教材,Strobl本人多次来国内讲授有关他提出的高聚物结晶的理论,中文译本是斯特罗伯著,胡文兵,蒋世春,门永锋,王笃金 译《高分子物理学》,北京:科学出版社,2009。

  胡文兵教授最新研究:高分子结晶和熔融行为的Flash DSC研究。

  2. 何平笙编著 «新编高聚物的结构与性能?科学出版社2009

前言

  自中国科学技术大学1958年成立高分子化学和高分子物理系以来,由已故的钱人元院士开设的"高聚物结构与性能"课程已50余年了,根据钱先生讲课笔记整理出版的《高聚物的结构与性能》一书(科学出版引,1981年第二版)被许多高校选做教材。近10年来、编者不但在授课时添加了高分子物理的新成果、新发现,更重要的是对课程进行了深入的教学研究,加深了对已有体系、知识点的全新理解,深受学生好评,因而在2005年获得安徽省教学成果奖一等奖和国家级教学成果奖二等奖,“高聚物结构与性能”也被评为国家级精品课程。本书就是在上述教学研究的基础上新编而成的。

  高分子科学由高分子化学、高分子物理和高分子加工三大部分组成。高分子化学主要是研究如何从小分子单体合成(聚合)得到高分子化合物——高聚物,高分子加工则是研究如何把高聚物制成实用的制品,而高分子物理则包含有以高聚为对象的全部物理内容。

  作为大学本科生的课程,“高分子物理”实在难以承担这个“包含有以高聚物为对象的全部物理内容”的重任。这一方面是由于“高分子物理”目前还达不到通常物理学各分支的成熟程度,另一方面是由于仍隶属于化学大框架下的高分子专业学生也难以接受更多、更深的物理和数学知识。事实上,“高分子物理”目前还主要是讲述高聚物材料的结构与性能,以及它们之间的相互关系,因此,我们仍然采用“新编高聚物的结构与性能”作为书名。依据相对分子质量的大小,高分子化合物大致可分为低聚物和高聚物,但作为材料来使用的大多是相对分子质量很高的高聚物。低聚物主要用作黏合剂、高能燃料等,不包含在本书的范围之内。因此,全书仍然使用“高聚物”这个名称。

  本课程的基本任务就是探求高聚物的结构与性能,揭示结构与性能之间的内在联系及其基本规律,以期对高聚物材料的合成、加工、测试、选材和开发提供理论依据。编者认为,高聚物结构与性能的关系有三个层次,即通过分子运动联系“分子结构与材料性能”关系、通过产品设计联系“凝聚态结构与制品性能”关系和通过凝聚态物理知识联系“电子态结构与材料功能”关系。由于历史的原因,无论是国内教材,还是国外教材大都只涉及上述的第一个结构层次,内容基本上只是“分子结构与材料性能”的关系,要详细理解第二和第三个结构层次,需要开设正规的“流变学”和“凝聚态物理”的专门课程,尽管这已经超出了本书的范围,但上述高聚物结构与性能关系三个层次的理念,已牢牢树立在编者心中,并力求在本书编写中体现出来。

  值得指出的是,我国高分子物理学家以高分子链单元间的相互作用,特别是从链单元间的相互吸引在凝聚态形成过程中的作用这一国际上独创的观点出发,纵观高聚物的全部相态——高聚物溶液、非晶态、晶态和液晶态中存在的问题,开展了深入系统的研究工作、取得了若干国际前沿性的研究成果。在高分子物理领域提出了一些新概念,形成了有我国特色的高分子物理学派,还独创了全新的电磁振动塑化挤出加工方法等,编者都尽量在本书中反映这些成果。此外,本书还增添了高聚物宏观单晶体、可能的二维橡胶态等新内容,指出了不同结晶方式(先聚合、后结晶,还是先结晶、后聚合)会得到完全不同的高聚物晶体、重新考虑了Williams-Landel-Ferry(WLF)方程的意义,认为它是高聚物特有分子运动所服从的特殊温度依赖关系等,全面介绍了编者对已有体系和知识点的新理解。

  如前辈所言,编书如造园,取他山之石,引他池之水,但一山一水如何排布却彰显造园者的构思。书中引用了众多国内外公开出版的教材和专著中的论述或研究成果,谨向所有作者致以深切的谢意,不及面询允肯,敬请海涵。感谢朱平平教授、杨海洋副教授对书稿所提的宝贵意见,感谢李春娥高工为本书打录和校订文稿;本书内容在中国科学技术大学高分子科学与工程系连年讲授,也在中国科学院长春应用化学研究所讲授过7次,校、所多届学生对课程内容和安排都提过不少好的建议,在此一并表示感谢。书后附录中列出了有关高分子物理详细的教材和参考书目录,以供读者查询和进一步阅读。附录中还列出了编者近十年来公开发表的三十余篇有关高分子物理教学研究论文的目录,读者可参考阅读并分享编者教学研究的心得。由于编者水平有限,书中难免存在缺漏和不足之处,敬请读者和专家不吝批评、斧正。

  何平笙 2009年4月

内容简介

  本书是国家级精品课程“高聚物的结构与性能”的新编教材,是2005年“全面提升高分子物理重点课程的教学质量”国家级教学成果奖二等奖内容的全面体现。全书系统讲述高聚物的近程、远程和凝聚态结构,以及高聚物的力学、电学、光学、磁学、热学、流变和溶液性能,通过分子运动揭示“分子结构与材料性能”之间的内在联系及基本规律,更进一步提出包括“凝聚态结构与制品性能”关系和“电子态结构与材料功能”关系在内的三个层次的结构与性能关系理念,以期对高聚物材料的合成、加工、测试、选材、使用和开发提供理论依据。全书还介绍了我国学者的研究成果及编者多年教学研究的心得和对已有体系、知识点的新理解、新认识。

  本书可作为高等学校理科化学类、化工、轻工纺织、塑料、纤维、橡胶、复合材料等工科材料类本科学生的教材,也可作为有关专业研究生的参考教材、对从事高聚物材料工作的有关工程技术人员和科研人员也是一本有用的参考书。

  3. 何曼君 张红东 陈维孝等. «高分子物理?第三版 复旦大学出版社2007

  是国内有代表性的高分子物理教材,为多所高校所选用。

  本书自1983年出版以来,是国内高分子物理教学的首选用书,虽在1990年作了修订,到现在也达十多年了。为了反映高分子科学的飞速发展,需要更新。编者们结合多年来的教学经验,参考了大量的国内外新教材和有关文献,删繁就简,推陈出新,将本书重新编写,使之更能符合当前教学和科研的需要。相信本书会得到广大教师和学生们的欢迎。当然,还会有不尽完善的地方,欢迎使用者对编者提出宝贵意见与建议。

  于同隐

  2006年10月

1990年修订版序

  高分子科学的发展,以20世纪30年代H.Staudinger建立高分子学说为开端。此后高分子的化学,特别是高分子的合成方面,有了飞跃的发展,现代的大型高分子合成材料工业,大都肇始于这一时期的研究。其中最突出的成就,是W.H.Carothers的缩合聚合,K.Ziegler和G.Natta的定向聚合,对理论和生产都是巨大的贡献。与此同时,高分子物理化学也有相应的发展,主要是研究高分子的溶液,为测定高分子的分子量莫定了基础。

  60年代以来,研究重点转移到高分子物理方面,逐渐阐明了高分子结构和性质的关系,为高分子的理论和实际应用建立了新的桥梁。这一时期的著名代表是P.J.Flory,他对高分子物理化学和高分子物理都作出了很多贡献。Staudinger ,Ziegler,Natta和Flory都因此获得诺贝尔化学奖金。

  本书的内容主要从分子运动的观点,来阐明高分子的结构和性能,着重在力学性质和电学性质方面,同时也兼顾到物理化学和近代的研究方法,可以供大专学校作为教材,也可供有关的高分子工作者参考。

  本书由何曼君、陈维孝、董西侠编写,于同隐校订。最初以油印讲义的形式,在复旦大学试用,得到南京大学、四川大学、中国科技大学、交通大学、兰州大学、厦门大学、黑龙江大学、南开大学、华南工学院等单位有关同志的鼓励,特别是顾振军、王源身、史观一等同志提出宝贵意见,在此表示衷心的感谢。复旦大学高分子教研室的许多同志和复旦大学出版社协助本书的出版,也一并表示感谢。

  由于高分子物理正处在蓬勃发展的阶段,本书内容有很多值得商讨的地方;加上编者的水平和技术上的原因,本书还存在很多错误,望读者不吝指正。

  于同隐

第三版前言

  本书是为高等学校理科高分子专业高年级本科生编写的,也适用于低年级研究生和其他与高分子相关专业的学生。本书的内容涉及面较宽,阐述深入浅出,便于自学,还附有习题和详细的参考资料,也可供广大科技工作者阅读和参考。

  建国初期,我国高分子方面的工作起步较晚,由于钱人元等老一辈科学家纷纷回国,在国内开创了高分子的教学和科研事业,在他们的带领下,少数高校中建立了课题小组或科研组,开始培养高分子方面的人才,并为教育事业打下扎实的基础,一批批的优秀人才脱颖而出,其中有些人已晋升为院士。

  随着时代的前进、科技的进步,尤其是改革开放以来、高等教育突飞猛进,大部分商校都设有高分子专业,有的已发展成为一个系甚至一个学院,并设立了很多相关的专业,它们大都把高分子物理作为必修的课程。1983年我和陈维孝、董西侠合编的《高分子物理》一书编印出版,并在1990年作了修订,该书在国内被广泛采用,当时满足了广大师生的需求,得到了好评。此书曾获得国家教委颁发的优秀教材奖。然而,高分子物理这门学科近年来有较大的进展,理论在发展,观念在更新,国内外新的专著也很多。自从我翻阅了2005年全国高分子学术年会的论文后,更加感觉到,我们需要将这些新的内容介绍给读者。为此,本人特邀请陈维孝和董西侠两位抽出时间来和我一起在1990版教材的基础上,重新编写此书,同时还邀请了复旦大学在第一线从事教学工作的张红东教授参加本书的编写。

  首先,在本书内加入“第一章概论”。使初学者对高分子物理有一初步的认识,并将相对分子质量及其分布的内容也写入这一章内;在第二章中引入了Kuhn链段的概念,并在高分子构象中介绍了末端距的概率分布函数的另一种推导方法;在第三章的高分子溶液性质中增加了de Gennes的标度概念、θ温度以下链的塌陷,以及溶液浓度和温度对高分子链尺寸的影响等;在新增加的第四章高分子多组分体系中,介绍共混聚合物和嵌段共聚物的相分离和界面;关于高分子的凝聚态分设为非晶态和晶态两章,在非晶态章中删去了与高分子成型加工课程中有重复的部分,并在其黏流态中介绍了高分子链运动的蛇行理论;原先聚合物的力学性质内容较多,现也分设为第七、第八两章,在第八章中增加了高弹性的分子理论;在第九章中除了介绍聚合物的电学性能外,还介绍了聚合物的光学性质、透气性以及高分子的表面和界面等;在本书的最后一章中,除原先介绍的近代研究方法和有关的一些仪器、它们的原理和应用实例外,还介绍了各种仪器的近代发展情况,如测相对分子质量及其分布的绝对方法——飞行时间质谱,小角中子散射、激光共聚焦显微镜、原子力显微镜等。

  本书的分工是:第一章由董西侠编写,本人修改;第二章由张红东编写,本人修改;第三、四、九、十章由我和张红东合编;第五、六、七、八章由陈维孝编写,本人修改;全书由我主审并定稿。

  在编写此书时,我总是怀念起老一辈科学家们对我的教导和指点,谨以此书表示对他们的敬意和怀念。在编写过程中还得到了不少专家和学生们的支持和帮助,在此表示感谢。

  何曼君

  2006平10月1日

内容提要

  本书于1983年首次出版,1990年出版了修订版,曾获得过国家教委颁发的“优秀教材奖”等奖项、二十多年来一直是国内高分子物理教学的首选用书。为了反映高分子科学的飞速发展,编者们结合了多年的教学与科研经验,参考了大量的国内外新教材和有关文献,删繁就简,推陈出新、重新编写了本书,使之更能符合当前教学和科研的需要。

  全书较为系统全面地介绍了高分子物理的基本理论及研究方法。共分十章,包括高分子的链结构,高分子的溶液性质,高分子的聚集态结构,高分子多组分体系,聚合物的结晶态、非晶态,聚合物的力学、电学、光学等性质,以及聚合物的分析与研究方法等等。从分子运动的观点出发,阐述高分子的性能与结构之间的关系。

  本书内容涉及面较宽,阐述深入浅出,还附有详细的参考资料,适合作为高等学校高分子专业的教材某些较深入的内容可供教师参考和学有余力的学生阅读,也可供广大科技工作者和研究人员参考。

  4. 过梅丽 赵得禄 主编 «高分子物理? 北京航空航天大学 2005

  处于知识爆炸时代,信息如原子裂变一样快速增长:处于改革年代,人们有更多的选择与机会。

  与20世纪50年代我国高分子物理专业初创时期缺乏教材的情况不同,目前仅国内出版的《高分子物理》教材就已有多个版本。不论深浅,全都包括高聚物结构、分子运动及性能三大部分。但作为业基础课教材,各编者又自然而然地按所在专业后续课程的需要选择了具体内容,各具特色。

  自我国改革开放以来,北京航空航天大学的高分子物理课程经历了较大的变更,1987年以前,与大多数工科院校一样,该课程定位为高分子材料专业的专业基础课,课堂教学约80学时,自1987年起,该校材料科学工程系在拓宽专业面的思想指导下,率先开设了全系公共专业基础课程——材料科学与工程导论。它以金属物理和高分子物理的部分内容为主,综述了金属、陶瓷和高分子材料在结构和性能上的共性与特性。与此同时,相应削减了高分子材料专业中高分子物理的教学时数。此后,随着教改的深人,不断调整教学计划。在2000年制定的教学计划中,高分子物理(54学时)与高分子化学、金属物理、电化学原理及近代测试技术等课程一起,被定位为材料科学与工程大类专业的公共基础课。

  本教材就是在上述背景下,根据高分子物理在大类专业中的地位、作用和具体要求编写的。与国内大多数高分子物理教材相比,本教材的主要特点如下:

  普及与提高相结合。全书由基础部分和提高部分(带*号)两大模块组成。在基础部分,主要通过与金属、陶瓷材料的对比,阐明高聚物在结构、分子运动和性能方面的基本特点、内在联系及基本研究方法;在提高部分,适度引进了理论推导、研究新方法与最新进展,为有兴趣深入高分子材料领域的学生提供必要的基础知识。

  紧密结合高分子材料及成型加工的实践与应用,重点放在高聚物的凝聚态结构、力学状态、高弹性、粘弹性和熔体流变性方面;除结合热塑性高分子材料以外、较多地涉及热固性树脂体系与复合材料;除结合通用高分子材料以外,较多地涉及航空航天用高分子材料;此外,适当涉及功能材料的功能性。适当结合高分子科学发展史引入概念。简化已在其他课程中涉及的基础知识和基本研究方法,如晶体结构与研究方法、相图分析、波谱分析原理与方法及一般力学性能等。

  本书所涉及量的名称和单位符合国标规定,但有下列例外:

  聚合物的分子量:按照国标,应该用相对分子质量替换传统名称分子量。但由于聚合物的相对分子质量范围可以很宽,不像小分子物质那样有一个确定的值;对于一个具体的聚合物样品,其相对分子质量又具有多分散性,须用各种统计平均值表示,如数均相对分子质量、重均相对分子质量等;在聚合物-性能关系中,还涉及临界相对分子质量等。为简明起见,本书仍沿用分子量这一名称。

  高分子溶液浓度按照国标,应该用溶液中溶质的摩尔分数表示。但在未知聚合物样品确切的平均分子量之前,无法从溶质质量计算其摩尔分数,因此,通常多以溶液中溶质的质量百分数表示浓度。本书也采用这一习惯表示法。

  温度按照国标,T代表热力学温度,单位为K。但在本书引用的插图中,有相当一部分都以摄氏度为坐标,如果改为热力学温度,可能会改变曲线形状,为读者参考原文带来不便;如果用t代表摄氏温度,则又有悖于高分子物理中以T?x表示各种特征温度的规则。为此,本书同时采用了T/K和T/℃这两种表示温度的方法。

  本教材第2、9章由过梅丽和赵得禄(中国科学院化学研究所高分子物理和化学国家重点实验室研究员)合作编写。其他章由过梅丽编写。

  在本教材编写过程中,还得到北京化工大学高分子材料系华幼卿教授的热情帮助,在此表示诚挚感谢。同时也非常感谢北京航空航天大学材料科学与工程学院高分子材料系杨继萍副教授在教材整理中的细致工作和良好建议。

  编者希望本教材更适用于材料科学和工程大类专业。效果如何,尚待实践检验。诚请老前辈、同仁和学生们提出批评和建议。

  编者

  2005年3月14日

内容简介

  本书系统地介绍高分子物理的基本理论,即高聚物的结构、分子运动与性能和行为之间的关系,突出高聚物区别于金属、陶瓷和其他低分子物质的特点。内容涉及力、热、电及光学等性能,但从航空航天材料科学与工程的需要出发,以力学性能为主,兼顾其他性能。本书由基础和提高(带*号)两大部分构成,以适应不同层次专业对高分子物理的教学要求。基础部分重在基本概念、基本理论及基本研究方法;提高部分涉及一些理论推导。

  本书可作材料科学和工程类专业的教材,也可供高分子材料科学与工程技术人员参考。

  5.过梅丽 «高聚物与复合材料的动态力学热分析? 化工出版社2002,是一本很好的有关高聚物东台力学测试的著作。

前言

  著名高分子物理学家A.Tobolsky曾说过:“如果对一种聚合物样品只允许你做一次实验,那么所做的选择应该是一个固体试样在宽阔温度范围内的动态力学试验(If you are allowed to run onlyone test on a polymer sample, the choice should be a dynamic mechanical test of a solid sample over a wide temperature range)”。

  材料的动态力学行为是指材料在振动条件下,即在交变应力(或交变应变)作用下做出的响应。它不同于材料的静态力学行为,后者是指材料在恒定或单调递增应力(或应变)作用下的行为。材料的疲劳行为也属动态力学行为之一,但疲劳测试通常是在较高的应力水平(例如在材料断裂强度的5O%以上)下进行的,而本书所述的动态力学分析则一般在很低的应力水平(远低于材料的屈服强度)下进行,所得到的基本性能参数是材料的动态刚度与阻尼。

  测定材料在一定温度范围内动态力学性能的变化就是所谓的动态力学热分析(dynamicmechanical thermal analysis}简称DM-TA)。动态力学热分析是研究材料粘弹性的重要手段。在20世纪50~60年代,由于缺乏商品仪器,大多数实验室都用自行研制的设备进行研究。70年代以来,商品仪器一一问世,迅速更新换代。仪器的功能、控制与测试的精度、数据采集与处理的速度不断提高,在材料研究特别在高聚物与复合材料的研究中应用越来越广泛。

  推动动态力学热分析技术迅速发展的根本动力无疑是该项技术在材料科学与工程中的重要意义。具体地说,主要表现在以下几方面。

  ①于任何材料,不论结构材料或功能材料,力学性能总是最基本的性能。对于在振动条件下使用的材料或制品,它们的动态力学性能比静态力学性能更能反映实际使用条件下的性能。

  ②聚物及其复合材料是典型的粘弹性材料。动态力学试验能同时提供材料的弹性与粘性性能。

  ③态力学热分析通常只需要用很小的试样就能在宽阔的温度和/或频率范围内进行连续测试,因而可以在较短的时间内获得材料的刚度与阻尼随温度、频率和/或时间的变化。这些信息对检验原材料的质量、确定材料的加工条件与使用条件、评价材料或构件的减振特性等都具有重要的实用价值。

  ④ 态力学热分析在测定高分子材料的玻璃化转变和次级转变方面,灵敏度比传统的热分析 技术如DTA、DSC之类的高得多,因而在评价材料的耐热性与耐寒性、共混高聚物的相容性与混溶性、树脂-固化剂体系的固化过程、复合材料中的界面特性和高分子的运动机理等方面具有非常重要的实用与理论意义。

  目前,先进的动态力学热分析仪已拓展到能兼测材料的静态粘弹性,如蠕变、应力松弛等。

  但是,与静态力学测试技术和传统的热分析技术相比,动态力学热分析技术的发展历史毕竟较短,因而人们对它的原理与应用潜力还认识不足。虽然在国内已出版过一些有关动态力学分析的译著,但一方面,其中所涉及的数学与物理理论较深,另一方面,所涉及的仪器已明显跟不上动态力学热分析仪蓬勃发展的趋势。而在有关热分析的著作中,则对动态力学分析技术的介绍一般都相对单薄。

  笔者所在的北京航空航天大学高分子物理实验室,于20世纪70年代学习、仿制并改进了振簧仪和悬线式动态粘弾谱仪,从此开始了动态力学热分析技术的应用研究。80年代引进了杜邦公司的DuPont DMA 982/1090B,在多项研究工作的基础上,汇集了数十幅DMA温度谱,纳入《高分子材料热分析曲线集》,由科学出版社于1990年正式出版。同时,也开展了超声传播法测定各向异性复合材料动态刚度的研究。但是上述动态力学试验法均主要适用于刚性材料,且不便于测定材料的动态力学性能频率谱。为适应品种繁多、性能范围宽阔、试样形式多样和应用目标各异的高分子材料与复合材料的研究,本实验室于90年代引进了Rheometric Scientific DMTA Ⅳ,并在研究工作的基础上,编制了中华人民共和国航空工业标准《塑料与复合材料动态力学性能的强迫非共振型试验方法》(HB 7655~1999)。在近30年的实践中,笔者对动态力学热分析技术及其应用有了一些体会,也获得了一些经验,遂萌生了总结一下的想法,以便与同行交流共勉。

  动态力学热分析是一门理论性和应用性都很强的科学与技术。但对大多数同行而言,更侧重于应用。因此,本书撰写的指导思想是实用。目的是阐明几个普遍关注的问题。

  动态力学热分析能提供哪些信息?

  这些信息的物理意义是什么?

  如何处理与应用这些信息了?

  为此在撰文中坚持下列几项原则。避免过于深奥的理论与数学推导重点阐明物理概念。

  在全面阐述自由衰减振动法、强迫共振法、强迫非共振法和声波传播法的基础上,介绍目前应用越来越广泛的强迫非共振法。紧密结合最新的ISO和ASTM标准讨论试验方法。结合典型实例(但无意作文献综述〉阐明动态力学热分析的应用性突出在新材料与新工艺中的应用。结合实践讨论动态力学热分析数据的相对性与绝对性。提供较多图谱,提高直观性与可读性。但不同于手册,不求全。原理部分,给出示意图谱实例部分,给出实测图谱。

  但是,囿于本实验室的仪器类型有限,笔者只可能主要围绕所使用过的仪器进行讨论,难免有挂一漏万之嫌。所幸者,目前国际上许多先进的商品动态力学热分析仪,尤其是强迫非共振仪,尽管在结构、外形上各具特色,规范、明细上略有差异,但它们的基本原理与功能正日趋一致。因此,相信“解剖麻雀”的哲学思想定会被同行所理解与接受。

  在本实验室动态力学热分析技术的建设与发展中,刘士昕先生曾做出重要贡献,虽然他目前不再从事该项工作。在本书撰写过程中,得到了他的热忱支持,并获得他的同意,引用我们曾经的合作成果,在此谨表示诚挚的感谢。

  在动态力学热分析技术的应用与推广中,笔者的研究生孙永明、刘贵春、阳芳、王志、范欣愉、汪少敏和董伟等做了许多实验工作,笔者深切地体会到师生合作、教学相长的愉悦。

  在本书撰写过程中,美国Rheometric Scientific有限公司及其中国总代理北京瑞特恩科技公司在提供资料、联络同行专家、养护设备等方面都给予了大力支持,在此一并感谢。

  在本书图谱绘制过程中,笔者的丈夫,陈寿祜先生,以惊人的毅力和耐心,帮助笔者完成了细致繁琐的工作,笔者的感激之情难于言表。鉴于笔者水平有限,书中难免有误,诚请读者批评指正。

  内容提要

  本书分三角部分。介绍了动态力学热分析的基本原理、试验方法及其在高分子材料、工艺研究中的应用。在原理部分,介绍了高分子材料的粘弹性在动态力学行为上的反映、主要参数的物理意义及时-温叠加原理。在式验方法中,结合ISO、ASTM和GB试验标准,全面介绍了自由衰减振动法、强迫共振法、强迫非共振法和超声传播法的仪器与计算分析,并以强迫非共振法为重点,详细讨论了形变模式与试验模式的选择原则、可能获得的信息及影响试验结果的因素。在应用部分,列举了大量研究实例,说明动态力学热分析技术在塑料、橡胶、纤维、复合材料的评价、设计和工艺研究中的实用性,还给出了数十幅典型材料(包括部分金属材料在内)的典型动态力学性能温度谱,或频率谱,或时间谱。本书可供大专院校的学生和研究测试人员参考。

  6. 朱诚身 «聚合物结构分析? 科学出版社2010

该书用101页的篇幅介绍了热分析方法。

第一版序

  聚合物是重要的结构与功能材料。随着当代科学的发展,合成高分子材料在工农业生产、国防建设和日常生活的各个领域发挥着日益重要的作用,21世纪将成为高分子的世纪。以前那种仅停留在研究合成方法、测试其性能、改善加工技术、开发新用途的模式已远不能适应现代科学技术对聚合物材料发展的需要,而代之以通过研究合成反应与结构、结构与性能、性能与加工之间的各种关系,得出大量实验数据,从而找出内在规律,进而按照事先指定的性能进行材料设计,并提出所需的合成方法与加工条件。在此研究循环中,对聚合物结构分析提出了越来越高的要求,从而使之成为高分子科学各个领域中必不可少的研究手段。因此聚合物结构分析已成为高分子材料科学与工程学科的重要组成部分,熟练掌握高聚物结构分析技术不仅对学术研究至为重要,也将为生产实际提供必要的技术保证。

  由华夏英才基金资助、郑州大学朱诚身教授主编的《聚合物结构分析》一书,正是为从事高分子材料科学与工程研究的学者、教师、学生、工程技术人员提供的一本有关聚合物分析方面的专著与参考书。本书主要内容是关于现代仪器分析技术在聚合物结构分析中的应用,以及结构分析中所涉及的理论、思维方式、实验方法等。有关材料来源于最新出版的学术专著、学术期刊中的有关论文,以及作者多年从事该领域研究的成果与经验。

  与目前已出版的国内外同类著作相比,本书具有以下特点:①内容全面。本书是目前已出版著作中内容相对最完备,介绍方法最多的著作;②操作与思维方法并重。本书一改同类著作中仅介绍方法原理与操作方法的传统,通过对各种方法发展历史、现状与展望,全面介绍其发展历程与趋势,在方法介绍的同时使读者学到系统的思维方法,使之从发展的角度掌握各种研究方法,指出了创新之路;③应用性强。通过对各种应用实例,特别是作者亲自研究体会的介绍,使读者能更容易掌握各种结构分析方法的应用。因此本书是一本内容完整,体例新颖,富有特色的学术著作。

  相信本书的出版,将对我国高分子材料科学与工程学科的发展做出积极的贡献。

  程镕时

  中国科学院 院士

第一版前言

  随着高分子材料科学与工程的迅猛发展,对高聚物结构的认识愈加深人和全面的同时,对聚合物结构分析提出了更为繁重的任务,掌握现代分析技术,测定高分子各层次的结构,探讨结构与性能之间的关系,已成为每位从事高分子科学与工程工作、研究与学习的人士必备的基本功。本书正是为从事高分子物理、高分子化学、高分子材料、高分子合成、高分子加工等领域的学者、教师、学生、工程技术人员等提供的一本有关聚合物结构分析方面的专著与参考书。

  本书是在作者多年来从事高分子科学研究,并吸取该领域最新研究成果的基础上集体完成的。其中第一章绪论由朱诚身执笔;第二章振动光谱与电子光谱由王红英、孙宏执笔;第三章核磁共振由孙宏、王红英执笔;第四章热分析由朱诚身、任志勇、何素芹执笔;第五章动态热力分析与介电分析由何索芹、朱诚身执笔;第六章气相色谱与凝胶色谱由汤克勇执笔;第七章裂解色谱与色质联用由汤克勇执笔;第八章透射电镜与扫描电镜由何家芹、朱诚身执笔;第九章广角X射线衍射和小角X射线散射由毛陆原、李铁生执笔;第十章液态与固态激光光散射由李铁生、毛陆原执笔。全书由朱诚身统稿。

  本书的出版得到了华夏英才基金的资助,以及北京化工大学金日光教授、四川大学吴大诚教授的热情推荐。在此表示衷心的感谢。在编辑过程中,本书责任编辑、科学出版社杨震先生给予多方指导,杨向萍女士在立项过程中给予热情帮助;在撰写过程中郑州大学材料工程学院王经武教授、曹少魁教授对本书内容的确定提供了宝贵意见!郑州大学材料学专业硕士生陈红、张泉秋、刘京龙、历留柱在文字打印和插图绘制等方面作了许多具体工作,在此一并表示衷心地感谢。

  特别要感谢中国科学院院士程镕时先生,百忙中为本书写序,给予热情推介。最后还要感谢作者的家人,在事业与写作方面给予的理解与支持。

  由于作者学识、经验方面的局限,和学科方面的飞速发展,本书内容与行文方面难免存在欠妥之处,敬请读者不吝赐教。

  朱诚身

第二版前言

  本书自2004年出版以来,受到读者的欢迎与支持,很快被第二次印刷、被许多学校选做教材和考研参考书,并在2007年获得河南省科技进步三等奖。由于近年来高分子科学的飞速发展,聚合物结构分析方面的研究对象日益增多,深度与广度越来越大,研究方法与手段日新月异,因此在本书库存几乎告罄之际,责任编辑杨震先生建议作者修订再版,就有了本书,即《聚合物结构分析》的第二版。

  参加第一版撰写的作者,除王红英不幸英年早逝,任志勇、孙红因其他工作没有参加编写外,其余都参加了修订;刘文涛、申小清、郑学晶、周映霞、朱路也参加了修订工作。

  与第一版相比,第二版主要删除了每种研究方法中一些较老、目前已不采用的研究内容与制样手段,补充了最新的研究成果和每种研究方法的最新发展趋势。每章参考文献删除了一些较早文献,补充了最新研究文献。

  修订较大的章节有:

  第四章热分析。删除了部分由仪器本身误差造成的影响,增加了近年来受关注的操作条件影响因素;增加了若干近年来出现的新型仪器,以及新近出现的各种仪器之间的联用技术。

  第八章考虑到涉及的各种分析方法,将题目由。“透射电镜与扫描电镜”改为“显微分析”;删除了透射电镜制样技术,增加了电子能谱和扫描隧道显微镜的内容。

  第十章在第一版中的体例与其他章有些不一致,第二版中第九、十两章作了较大的调整:第九章题目由“广角X射线衍射和小角X射线散射”改为“广角X射线衍射”;原来小角X射线散射的内容调到第十章,该章题目由“液态与固态激光光散射”改为“小角激光散射和小角X射线散射”。

  全书由朱诚身策划,其中第一章绪论由朱诚身执笔;第二章振动光谱与电子光谱由刘文涛、申小清、周映霞执笔;第三章核磁共振与顺磁共振由毛陆原、申小清、郑学晶执笔;第四章热分析由申小清、刘文涛、朱诚身执笔;第五章动态热机械分析与介电分析由何素芹、申小清、刘文涛执笔;第六章气相色谱与凝胶色谱由汤克勇、郑学晶、朱诚身执笔;第七章裂解色谱与色质联用由郑学晶、汤克勇、周映霞执笔;第八章显微分析由何素芹、刘文涛、朱诚身执笔;第九章广角X射线衍射由毛陆原、朱路、李铁生执笔;第十章 小角激光散射和小角X射线散射由李铁生、朱路、毛陆原执笔,全书由朱诚身统稿。

  本书责任编辑科学出版社杨霞、周强先生在修订过程中给予多方指导,在此表示衷心地感谢。

  鉴于学科方面的发展之迷,而作者见闻之携、本书桀误之处势所难免,尚请读者不吝赐教。

  朱诚身

  2009年7月16日

内容简介

  本书系统介绍了现代仪器分析技术在高聚物结构分析中的应用以及结构分析中所涉及的理论、思维方式、实验方法等。内容包括:振动光谱、电子光谱、核磁共振、顺磁共振、热分析、动态热机械分析、动态介电分析、气相色谱、凝胶色谱、裂解色谱、色质联用、显微分析、广角X射线衍射、小角激光散射、小角X射线散射等方法的基本原理、仪器结构、发展历史、发展趋势,在聚合物结构分析中的应用实例及解析方法等。

  本书可供高分子科学与工程专业本科生、硕士生、博士生以及从事有关高分子物理、高分子化学、高分子材料合成与加工研究和生产方面的专家、学者和工程技术人员参考。

  7.现代高分子物理学(上、下册) 殷敬华 莫志深主编 科学出版社 2001

内容简介:

  本书为中国科学院研究生教学丛书之一。本书全面介绍高分子物理的主要发展领域和现代高分子物理的主要研究方法和手段。全书共二十六章,分上、下两册出版,上册,主要介绍高分子物理的主要研究领域包括高分子链结构和聚集态结构、高分子的形态学、晶体结构和液晶态、高分子杂化材料、导电高分子和生物降解高分子结构特点和应用、高聚物共混体系的界面和增容及统计热力学、高聚物的物理和化学改性等。下册主要介绍现代高分子物理的主要研究方法和手段,包括原子力显微镜、X射线衍射、质谱学基础、电子显微镜、热分析、表面能谱、顺磁共振、电子自旋共振波谱、振动光谱和光学显微镜等的基本原理及其在高聚物中的应用。各章既有基础理论、基本原理深入浅出的介绍,也有翔实的应用实例。本书可作为高等院校和研究院所攻读高分子科学硕士和博士学位研究生的教学用书,也可供从事高分子科学研究和高分子材料生产的研究人员、工程技术人员参考。

  8. 张俐娜 薛奇 莫志深 金熹高编著 «高分子物理的近代研究方法?武汉大学出版社2003

该书的第五章高聚物热分析和热-力分析,详细介绍了热分析在高聚物研究中的应用。DSC在高聚物研究中的应用研究结构及动态变化表征玻璃化转变和熔融行为分析多组分高聚物体系的组成研究高聚物链缠结及化学交联研究高聚物的结晶行为表征高聚物的微相结构研究高聚物共混相溶性反映共混高聚物中组分间的相互作用研究热历史和处理条件对高聚物结构的影响DMA动态力学分析在高聚物研究中的应用评价高聚物材料的使用性能研究材料结构与性能的关系表征高聚物材料的微相结构研究高聚物的相互作用表征高聚物的共混相容性研究高聚物的溶液-凝胶转变行为。

  序言

  高分子化学是一门迅速发展起来的基础和应用科学,并且高聚物材料及产品的迅速增长已经对世界经济产生了巨大影响。进入21世纪后高分子科学与技术将发生更大变革和突破,而且对人类生存、健康与发展起更大作用。为适应高分子科学的发展,要求在该领域的工作者对高分子物理的理论、实验方法和原理以及实际应用有足够的了解和认识。尤其对于很多高分子科学工作者而言,他们需要知道运用哪些高分子物理近代仪器和方法以及如何得到可靠的数据和信息采指导他们的科研。

  同时,为了培养一大批从事高分子科学与技术的高级科技人才,必须全面提高研究生培养的质量。研究生教材建设是提高研究生培养质量的重要工作之一,为此武汉大学研究生院组织了国内一批在高分子物理前沿工作而且又具有丰富教学经验的教授和科学家以及该校青年教师编写《高分子物理近代研究方法》一书。环顾近年高分子化学与物理方面的教科书及专著,都力求包含最新成果,因而内容越来越广,深度越来越深,篇幅也越来越长。为此,这本书采用了创新的格式把研究生必修的内容用简明的语言和图表阐明,同时列举大量的最新研究成果作为实例帮助读者理解、记忆和正确运用高分子物理理论和方法。因此,这本书具有简单、明确、知识新和学习效率高的特点。我衷心祝愿新一代高分子学子能从书中受益,并为我国高分子科学发展作出重大贡献。

  中国科学院院士

  南京大学教授

  2002年5月

内容简介

  本书基于高分子物理基本原理和理论,简要介绍了如何测定和研究高聚物的分子量及其分布、链构象、化学结构及其组成、结晶度及取向、熔点、玻璃化转变温度、分子运动及力学松弛、热性能、界面及表面、复合物粘接、力学性能、电学性能及生物降解性等方面的先进方法,以及光谱、波谱、色谱、激光光散射、X射线和电子显微技术。本书收集了大量具有创新思想和科学价值的实例,以指导读者更有效地应用先进仪器和方法从事高分子科学与技术的基础研究和应用开发。全书共收集约400篇参考文献,内容丰富、新颖、简明易懂,是一本较全面、深入的高分子物理教材,适合高分子化学和物理、橡胶、塑料及高聚物材料工程等方面的研究生、教师、科技人员及企业管理人员参考。

  9. 刘振海 «聚合物量热测定? 化工出版社2002

前言

  自1963年差示扫描最热法(differential scanning calorimetry,DSC)产生以来,在高分子材料的研究和表征中这种方法一直扮演着重要角色,虽然DSC仅是诸多热分析方法中的一种,可从近年高分子热分析的发展趋向来看,DSC这种方法构成了高分子热分析的主要组成部分。近年高分子科学出现了一系列以DSC为主或仅基于此种方法的学术著作,诸如《聚合物材料的热表征》(E.A. Turi ed. Thermal Characterization of Polymeric Materials. NewYork:Academic Press, 1981; 2nd Edition, 1997), 该书由第1版的970页发展到第2版的2420页《热分析基础及其在聚合物科学中的应用》(T. Hatakeyama, F. X. Quin, Thermal AnalysisFundamentals and Applications to Polymer Science, Chichester:JohnWiley & Sons,1994 2ndEdition, 1999);《高分子DSC》(V. A.Bershtein, V. M. Egorov. Differential Scanning Calorimetry ofPolymers. New York:Ellis Horwood, 1994);国际刊物Journal ofThermal Analysis and Calorimetry于2000年第1期出版专辑Advances in Thermal Characterization of polymeric Materials。

  尤应注意到,就在近年(1992年)在DSC的基础上推出一种更新的热分析方法——调制式差示扫描量热法(temperaturemodulated differential scanning calorimetry, TMDSC ), 这种方法一出现,就引起了人们的极大兴趣,就1998年的不完全统计已有300多篇论文发表,并很快出版了专辑【JTherm Anal,1998,54(2)】。预计这种调制技术可用于各种热分析方法,将引起热分析技术一系列新变革。

  作者长期从事高分子热分析科研、教学和学会工作,近年还各自主持了一段学术期刊工作,我们有着几乎完全相同的业务经历。我们合著有中、英文版《热分析手册》(中文版,北京化学工业出版社, 1999;英文版, Chichester: John Wiley & Sons, 1998)。并分别出版了《热分析导论》(北京:化学工业出版社,1991)与"Thermal Analysis Fundamentals and Applications to PolymerScience"(详见上述),主编《应用热分析》(东京:日刊工业新闻社,1996)。我们合著这本《聚合物量热测定》,连同上述著作,望能描绘出热分析一个较为完整的轮廓。

  这本书系统介绍高分子DSC的基础(如热力学基础,DSC和MDSC的基本原理及其产生与发展,高分子的结晶、熔融和玻璃化转变等及由此而引申的各项应用,如相图、单体纯度的测定),及其在该领域在国内外取得的最新成就(如高分子合金的相容性、液晶的多重转变、水在聚合物中的存在形式及其相互作用、联用技术等)。热力学和量热学分别是热分析的理论与技术基础,Wunderlich教授所著由Academic Press(New York)出版的学术专著: Macromolecular Physics Vol 3 Crystal Melting (1980),ThermalAnalysis (1990)和 Thermal Characterization of Polymeric Materials(2nd Edn,Turi E D ed,1997)一书的第二章对热分析的热力学基础做了十分精辟和系统的论述;G.W.H.Hohne,W.Hemminger, H. J. Flammersheim所著Differential ScanningCalorimetry An Introduction for Practitioners ( Berlin:Springer,1996)堪称在阐述量热学(量热仪的传热过程)方面的佳作。作为国际热分析协会教育委员,我们愿将上述著作的有关内容介绍给国内的广大读者,本书基础部分——第一、三章和第二章的编写,分别参考了上述著作,以飨读者。

  本书的第一、二、三章及附表由刘振海参考上述学术专著编写,第四、六、七、十章由畠山立子(T.Hatakeyama)编写,第五章由刘振海、陈学思、宋默编写,第八章由刘振海、陈学思编写,第九章由张利华编写。

  借此机会,对于此书撰写和出版过程中给予我们鼎力相助的热分析与量热学杂志主编J.Simon教授、国际热分析协会教育委员会主席E.A.Turi教授、福井工业大学畠山兵衞教授、中科院长春应用化学研究所黄葆同院士、汪尔康院士、中科院长春分院黄长泉研究员、吉林大学陈欣方教授、中科院长春应用化学研究所王利祥研究员、唐涛研究员、化学工业出版社任惠敏编审、杜进祥编辑,以及对给予出版资助的国家科学技术学术著作出版基金委员会和精工电子有限公司一并表示衷心感谢。

  受篇幅所限,本书侧重于原理的叙述,而对于浩如烟海的大量文献资料未能充分收入,日后如有机会出增订版,乐于做进一步的增补。也因时间仓促,本书定有许多疏漏,望读者不吝指正。

  刘振海(长春)畠山立子(东京)2001年9月

内容提要

  本书系统地介绍了聚合物材料量热分析的基本原理和各类应用,着重介绍差示扫描量热法和近年出现的调制式差示扫描量热法,突出反映了该领域国内外最新成果与研究进展。全书分为两部分,共10章:第1-3章为基础部分,介绍热分析的热力学基础知识、差示扫描量热法、调制式差示扫描量热法以及结晶聚合物的熔融与结晶过程;第4~9章介绍DSC在聚合物分析方面的应用,包括在聚合物的玻璃化转变、热焓松弛、多相聚合物体系、液晶性质、水与高分子的作用、高分子合成、聚合物辐射效应等方面的研究与应用;第10章介绍热分析与其他分析方法的联用技术。

  本书资料翔实,内容丰富,语言精炼,可供从事聚合物热分析、高分子材料研究及其相关专业技术人员学习参考。

  近年来,国内又出版了几本新的高分子物理著作,如马德柱主编 «聚合物结构与性能?(结构篇、性能篇)科学出版社2013。

华幼卿 金日光 2013,«高分子物理?,第四版,北京:化学工业出版社

  焦 剑主编 2015 高分子物理 西北工业大学出版社

  本文编撰过程中,参阅了上述高分子物理著作并作为文献引用,在此表示感谢!

  参考文献

  [1] «高分子结晶和熔融行为的Flash DSC 研究进展? 李照磊1,2周东山1胡文兵1

  [2] 何曼君 张红东 陈维孝. «高分子物理?第三版 复旦大学出版社2007

  [3] 张俐娜 薛奇 莫志深 金熹高编著 «高分子物理的近代研究方法?武汉大学出版社2003

  [4] 朱诚身 «聚合物结构分析? 科学出版社2010

  [5] 何平笙编著 «新编高聚物的结构与性能?科学出版社2009

  附录

  有关高分子物理的教学参考书 (按出版时代排列)

  Alfrey. 1948.Mechanical Properties of High Polymers. New York:Interscience Publishers

  是早期有关高聚物力学性能的专著、至今仍有参考价值。

  Flory P J. 1953. Principle of Polymer Chemistry. Ithaca: Cornell University Press

  是高分子科学的经典教材,被誉为高分子科学的”圣经”,一直到现在仍被美国众多大学选为教材,Flory也是高分子界获得诺贝尔化学奖的科学家。

  钱人元,1958,高聚物的分子量测定,北京:科学出版社

  是我国科学家自己的科研成果和撰写的有关专著,被翻译成英文和俄文出版,至今仍有现实的参考价值。

  柯培可Ⅱ Ⅱ,1958,非晶态物质。钱人元,钱保功等译,北京:科学出版社

  介绍原苏联学者的研究成果和观点,对我国有相当影响。

  Mason P. Wookey N. 1958. The Rheology of Elastomers. Paris:Pergamon Press

  是为数不多专门讲授弹性体力学性能的著作。

  徐僖,1960,高分子物化学原理。北京:化学工业出版社

  为国内高校工科院校早期的高分子专业教科书,有一定影响。

  Tobolsky A V. 1960. Properties and Structure of Polymers. New York: John Wiley & Sons lnc

  是一本比较经典的高分子物理教材性质的书,对我国高分子物理教学有相当的影响。其中有关化学应力松弛的内容仍然具有权威性。

  Tanford C. 1961. Physical Chemistry of Macromolecules. New York: John Wiley & Sons Inc

  是一本在高分子溶液方面写得较好的教材。

  卡尔金,斯洛尼姆斯基,1962。聚合物物理化学概论、郝伯林等译。北京:科学出版牡

  是前苏联学者的一本著作,对我国高分子物理起步有较大影响。

  Bueche F. 1962. Physical Properties of Polymers. New York: Interscience Publishers

  是一本比较经典的高分子物理教材性质的书,对我国高分子物理教学有相当的影响。

  Nielsen L.E. 1962. Mechanical Properties of Polymers. New York: Reinhold Publishing Corporation

  也是一本比较经典的高分子物理教材性质的书,对我国高分子物理教学有较大的影响,有中文翻译本,即1965年冯之榴等译《高聚物的力学性能》,上海科学技术出版社。

  Volkenstein M V. 1963. Configutational Statistics of Polymeric Chains. New York :Interscience

  是原苏联学者的专著,俄丈原书系1959年莫斯科苏联科学院出版社出版·有很高价值,

  卡尔金等,1964,高分子物理进展(论文集),钱人元等译,北京:科学出版社

  是一本较全面介绍原苏联学者成果的书。

  高分子学会,1965,レオロジーハンドブック (流变学手册),东京:丸善株式会社

  有很多早期的实验教据图。

  MandelkernL. 1965. Crystallization of Polymers. New York:McGraw-Hill Book Company

  Andrews E. H. 1968. Fracture in Polymers. Edinburgh: Oliver & Boyd

  是有关高聚物断裂和强度的专著,因为是文革期同出的书,国内图书馆较少有收藏。

  Alexander L E.1970. X-ray Diffraction Methods in Polymer Science. New York: John Wiley &.Sons Inc

  和田八三久.1971.高分子的固体物性,东京:培风馆

  日本学者撰写的内容比较深的高分子物理著作。国内没有流行。

  Billmeyer F W. 1971. Textbook of Polymer Science. New York,:Wiley Inierscience Inc

  这是一本在西方影响很大的教材,但一直没有再版,

  Peebols J J H. 1971. Molecular Weight Distributions in Polymers. New York,:John Wiley & SonsInc

  有不少关于聚合反应动力学统计理论的内容,

  Tobolsky A V, Mark H F. 1971. Polymer Science and Materials. New York,:Wiley Interscience

  有中文译本,即1977年托博尔斯基AV,马克HF编,聚合物科学与材料翻译译组译《聚合物科学与材料》,北京:科学出版社。

  Kakudo M. Kasai N. 1972. X-ray Diffraction Methods in Polymer Science. New York: Wiley Interscience

  Jenkins A D. 1972. Polymer Science,A materials science handbook, 1 and 2. Amsterdam: North-Holland Publishing Company

  这是一本上下两册大部头著作,内容极为丰富。

  TreloarL R G. 1958. The Physics of Rubber Elasticity. 3rd Ed. Oxford: University Press

  一本最详细介绍有关橡胶高弹性的专著。国内有中文译本,20世纪60年代的第一版就翻译成中文,第三版由王梦蛟,王培国,薛广智译,吴人洁校,北京:化学工业出版社,1982。

  高分子学会,1972,高分子的分子设计3:分子设计和高分子材料的展望,东京:培风馆

  论述通过分子设计来制备高分子材料的设想·在当时有相当的影响。

  小野木重治,1973,高分子材料科学,东京:诚文堂新光社

  是来自日本的一本教材,也有一定影响,

  Kausch H H, Hassell J A, Jaffee R I. 1973. Deformation and Fracture of High Polymers,NewYork: Plenum Press

  内容较专一。

  Haward R N. 1973. The Physics of Glassy Polymers.London: Applied Science Publishers Ltd

  对玻璃态高聚物的力学性能有详细介绍,

  晨光化工厂,1973,塑料测试,北京:燃料化学工业出版社

  这是一本有管高聚物性能测试早期的著作,当时有相当的影响。

  Wunderlich B. 1973. Macromolecular Physics. Vol. Ⅰ, Ⅱ,Ⅲ. New York:Academic Press

  三卷的大著,专门讲述高聚物的结晶行为,很有参考价值。

  Samuels R J. 1974. Structured Polymer Properties. New York: Wiley Interscience

  莫特N等.1975.材料——微观结构及物理性能的概述.中国科学技术大学《材料》翻译组译,

  北京:科学出版社

  该书有关“高聚物材料的本质"和''复合材料的本质”两章有很好的参考价值,其中Mark提出的提高高聚物性能的三角形原理有参考价值。

  Arridge R G C. 1975. Mechanics of Polymers. Oxford:Clarendon Press

  是一本从力学观点讲述的高聚物力学性能的专著。

  Tager A. 1978. Physical Chemistry of Polymers. Moscow: MIP Publisher

  是一本由原苏联学者撰写的高分子物理教材,用英文出版,从中可了解不少原苏联学者的科研成果。

  Andrews E H. 1979. Developments in polymer Fracture-1. London: Applied Science Publishers

  是Andrews又一本关于高聚物断裂和强度的编著,有相当参考价值。

  Tadokoro H. 1979. Structure of Crystlline Polymers. New York:John Wiley &. Sons Inc

  Blythe A R 1979. Electrical Properties of Polymers. Cambridge: Cambridge University Press

  是剑桥大学"Cambridge Solid State Science Series"系列中的一本书。

  中国科学院上海有机化学研究所十二室,1980,压电高聚物,上海:上海科学技术文献出版社

  Cherry B W. 1980. Polymer Surface Cambridge: Cambridge University Press

  是剑桥大学”Cambridge Solid State Science Series”系列中的一本书。

  Williams J G. 1980. Stress Analysis of Polymers. 2nd Ed. New York: John Wiley & Sons Inc

  是一本从力学观点讲述的专著,书中数学内容较深。

  Ferry J D. 1980. Viscoelastic Properties of Polymers. New York:John Wiley & Sons Inc

  是一本高聚物黏弹性的专著,有很好的参考价值。

  林尚安,陆耘,粱兆熙,1980,高分子化学,北京:科学出版社

  由于全书既有高分子化学又有高分子物理内容,不便使用,影响不大。

  施良和,1980,凝胶色谱法,北京:科学出版社

  对普及凝胶色谱法有很好作用。

  Bailey R T, North A M, Pethrick R A. 1981. Molecular Motion in High polymers. Oxford: Clar-

  endon Press

  Young R J. 1981. Introduction to Polymers. London: Chapman and Hall

  这是一本非常简明的高分子教材,其中有不少有关作者本人的研究成果,如聚双炔类宏观单晶体的结构与性能。英文也非常通顺易读。

  Bassett D C. ] 981. Principles of Polymer Morphology, Cambridge: Cambridge University press

  是剑桥大学”Cambridge Solid State Science Series”系列中的一本书。有中文译本,即1987

  年巴西特著,张国耀,梨书樨译《聚合物形态学原理》,北京:科学出版社。

  潘鉴元,席世平,黄少慧.1981.高分子物理,广州:广东科技出版社

  该书介绍的有关形变-温度曲线的论述仍有参考价值。

  彼得·赫得维格,1981,聚合物的介电谱,第一机械工业部桂林电器科学研究所译,北京:机械工业出版社

  范克雷维伦D W.1981.聚合物的性质:性质的估算及其与化学结构的关系,许元泽,赵得禄,吴大诚译,北京:科学出版社

  至今仍有参考价值。

  尼尔生L E.1981,高分子和复合材料的力学性能.丁佳鼎译,北京:轻工业出版杜

  赵华山,姜胶东,吴大诚等,1982,高分子物理学,北京:纺织工业出版社

  是为化学纤维专业写的教材。

  沈得言.1982、红外光谱法在高分子研究中的应用.北京科学出版社

  是我国学者写的较早的有关高分子物理的专著。

  Seanor D A. 1982. Electrical Properties of Polymers. New York: Academic Press

  Ward I M. 1982. Developments in Oriented Polymers. London: Applied Science Publishers

  Bohdanecky M, KovárJ. 1982. Viscosity of Polymer Solutions. New York: Elsevier Scientific

  Burchard W, Patterson G D. 1983. Light cattering from Polymers. New York: Springer-Verlag

  尼尔生L E.1983,聚合物流变学。范庆荣,宋家琪译,北京:科学出版社。

  WilliamsDJ.1983.Nonlinear Optical Properties of Organic and Polymeric Materials.WashingtonD. C. :American Chemical Society

  是一本以编著形式撰写的书。

  Ward IM 1983. Mechanical Properties of Solid Polymers. 2nd Ed. New York: Wiley-Interscience

  这是一本Ward写的英国研究生教材,国内曾前后两次把它的第一版和第二版翻译成中文出版,即1988年沃德著,徐懋,漆宗能等译校《固体高聚物的力学性能》,第二版,北京:科学出版社。仍有相当的参考价值。

  斯坦R S.1983.散射和双折射方法在高聚物织态研究中的应用,徐懋等译.北京:科学出版社

  Kinloch A J, Young R J. 1983. Fracture Behavior of Polymers. London:Applied Science Publishers

  内容比较全面的有关高聚物断裂的专著。

  北京大学化学系高分子化学教研室,1983,高分子物理实验,北京:北京大学出版社

  Williams J G. 1984. Fracture Mechanics of Polymers. New York:John Wiley & Sons lnc

  塞缪尔斯R J.1984.结晶高聚物的性质,徐振森译。北京:科学出版社

  Elias H G. 1984. Macromolecules I, structure and Properties. 2nd Ed. New York: Plenum Press

  韩CD、1985.聚合物加工流变学、徐僖,吴大诚等译,北京:科学出版社

  Aklonis J. MacKnight W J. 1972. Minchel Shen, Introduction to Polymer Viscoelasticity. NewYork:Wiley-Interscience

  这是一本很好的有关高聚物黏弹性的入门书,1983年第二版,并由吴立衡翻译为中文,即吴立衡译,徐懋校《聚合物粘弹性引论》,北京:科学出版社,1986。可惜的是作者之一的华人科学家沈明琦英年早逝,没有能参加这第二版的写作。位沈明琦1979年在复旦大学讲课为后来出版的《高聚物的粘弹性》一书打下了基础,即于同隐,何曼君,卜海山,胡加聪,张炜编著《高聚物的粘弹牲》,上海:上海科学技术出版社,1986。

  冯新德,唐敖庆,钱人元等,1984,高分子化学与物理专论,广东:中山大学出版社

  其中钱人元和于同隐有关高分子凝聚态基本物理问题和玻璃化转变的章节很有参考价值。奥戈凯威斯R M.1986,热塑性塑料的性能和设计,何平笙等译,北京:科学出版社

  是钱人无院士推荐翻译的有关材料性能与制品关系的专著,是高聚物结构与性能的进一步深入。

  吴大诚,1985,高分子构象统计理论导引,成都:四川教育出版社

  可供有关专业研究生阅读。

  唐敖庆等,1985,高分子反应统计理论,北京:科学出版社

  卓启疆,1986,聚合物自由体积,成郁:成都科技大学出版社

  是一本专门讲述高聚物中自由体积的小册子。

  钱保功,许观藩,余赋生等,1986,高聚物的转变与松弛,北京:科学出版社

  是中国科学院长春应用化学研究所多年工作的总结,有大量的实验数据。

  考夫曼H S,法尔西塔J J.1986,聚合物科学与工艺学引论,吴景诚,钱文藻,杨淑兰译,北京:科学出版社

  郑昌仁,1986,高聚物分子量及其分布,北京:化学工业出版社

  Doi M, Edwards S F. 1986. The Theory of Polymer Dynamics. Clarendon: Oxford University

  Press

  有机玻璃疲劳和断口图谱编委会.1987,有机玻璃疲劳和断口图谱,北京:科学出版社

  夏炎.1987.高分子科学简明教程,北京:科学出版社

  是为师范生写的教材。

  拉贝克JF. 1987,高分子科学实验方法,物理原理与应用,吴世康,漆宗能等译,北京:化学工业出版社

  提供大量的高分子实验,是一本高分子实验方面的权威性著作。

  何家骏,1987,高分子溶液理论导论,兰州:兰州大学出版社

  斯珀林L H.1987,互穿聚合物网络和有关材料,黄宏慈,欧玉春译,佟振合校、北京:科学出版社

  吴大诚,1987~1989,现代高分子科学丛书,成都:四川教育出版社

  共十本书,其中与高分子物理有关的是:

  (1)孙鑫,《高聚物中的孤子和极化子》,1987。

  (2)吕锡慈,《高分子材料的强度与破坏》,1988。

  (3)吴大诚,谢新光,徐建军,《高分子液晶》,1988。

  (4)许元泽,(高分子结构流变学》,1988。

  (5)古大治。《高分子流体动力学》,1988。

  (6)江明,《高分子合金的物理化学》,1988。

  (7)赵得禄,吴大诚,《高分子科学中的Monte Carlo方法》,1988。

  (8)吴大诚,Hsu S L,《高分子的标度和蛇行理论》,1989。

  日本纤维机械学会,纤维工学出版委员会,1988,纤维的形成、结构及性能、丁亦平译,北京:纺织工业出版社

  朱永群,1988,高分子物理基本概念与问题,北京:科学出版社

  是第一本有关高分子物理习题的书。

  鲁丁J A.1988,聚合物科学与工程学原理,徐支祥译,北京:科学出版社

  潘道成,鲍其鼎,于同隐,1988,高聚物及其共混物的力学性能,上海:上海科学技术出版社

  朱善农等,1988,高分子材料的剖析,北京:科学出版社

  穆腊亚马,1988,聚合物材料的动态力学分析,福特译,北京:轻工业出版社

  李斌才,1989,高聚物的结构与物理性质,北京:科学出版社

  周贵恩,1989,聚合物X射线衍射、合肥:中国科学技术大学出版社

  Campbell D, WhiteJ R 1989. Polymer Characterization: Physical Techniques. London: Chapman& Hall

  国内少有人拥有此书。

  王正熙,1989,聚合物红外光谱分析和鉴定,成都:四川大学出版社

  林师沛,1989,塑料加工流变学,成都:成都科技大学出版社

  雀部博之,1989,导电高分子材料,曹镛,叶成,朱道本译,北京:科学出版社

  克里斯坦森R M.1990,粘弹性力学引论,郝松林,老亮译,北京:科学出版社

  杨挺青,1990,粘弹性力学,武汉:华中理工大学出版社

  胡徳,1990,高分子物理与机械性质(上、下册),台北:渤海堂文化公司

  是我国台湾学者编写的高分子物理教材,内容偏重高聚物本体的性能,不涉及凝聚态以及溶液和相对分子质量等。

  Fujita H. 1990. Polymer Solutions. Amsterdam:Elsevier

  Schmitz K S.1990. An Introduction to Dynamic Light Scattering by Macromolecules. San Diego,Academic Press

  弗洛里PJ.1990,链状分子的统计力学,吴大诚,高玉书,许元泽等译,吴大诚校,成都:四川科学技术出版社

  是弗洛里又一本大著,是高分予理论最重要的经典著作之一。

  朱锡雄,朱国瑞,1992,高分子材料强度学,杭州:浙江大学出版社

  JoachimD E.1992,Relaxation and Thermodynamics in Polymers Glass Transition. Berlin: Akademie Verlag

  郑武城,安连生,韩娅娟等,1993,光学塑料及其应用.北京:地质出版社

  周其凤,王新久,1994,液晶高分子,北京:科学出版社

  有不少作者自己的研究成果。

  Grosberg A Y, Khokhlov A R. 1994. Statistical Physics of Macromolecules. Woodbury: AIP Press

  黄维垣,闻建勋,1994,高技术有机高分子材料进展,北京:化学工业出版社

  是当年的一本进展性质的汇编。

  左渠,1994,激光光散射原理及在高分子科学中的应用,郑州:河南科学技术出版社

  谢缅诺维奇,赫拉莫娃,1995,聚合物物理化学手册,闫家宾,张玉昆译,北京:中国石化出版社

  薛奇,1995,高分子结构研究中的光谱方法,北京:高等教育出版社

  Gedde U W. 1995. Polymer Physics. London: Chapman & Hall

  叶成,习斯 J.1996,分子非线性光学的理论与实践,北京:化学工业出版社

  大柳康,1996,实用高分子合金,吴忠文等译,长春:吉林科学技术出版社

  周光泉,刘孝敏,1996,粘弹性理论,合肥:中国科学技术大学出版社

  这是一本由力学专家写的书,对数学的推导有独特之处。

  吴培熙,张留成,1996,聚合物共混改性,北京:中国轻工业出版社

  朱善农等,1996,高分子链结构,北京:科学出版社

  Doi M. 1996.Introduction to Polymer Physics. Clarendon: Oxford University Press

  复旦大学高分子科学系,高分子科学研究所,1996,高分子实验控术,修订版,上海:复旦大学出版社

  已出第二版。

  Hans-Georg E. 1997, An Introduction toPolymer Science. New York: VCH Press

  刘凤歧,汤心颐,1997,高分子物理,北京:高等教育出版社

  2004年出了第二版。

  何天白,胡汉杰,1997,海外高分子科学的新进展,北京:化学工业出版社

  StroblG. 1997. ThePhysics of Polymers. 2nd Ed. Berlin:Springer

  这是一本近十年来有影响的高分子物理教材,Strobl本人多次来国内讲授有关他提出的高聚物结晶的理论,中文译本是斯特罗伯著,胡文兵,蒋世春,门永锋,王笃金译《高分子物理学》,北京:科学出版社,2009。

  Shi L H, Zhu D B. 1997. Polymers and Organic Solids, Beijing: Science Press

  这是为纪念钱人元院士80寿辰而汇编的文集,由国内外著名学者介绍当今最新科技成果,钱人元,1998,无规与有序——高分子凝聚态的基本物理问题研究,长沙:湖南科学技术出版社

  是钱人元院士带领开展的国家攀登项目“高分子凝聚态的基本物理问题研究”的研究成果的通俗介绍,我国很多科学家对高分子物理的贡献都有深入浅出的论述。

  蔡忠龙,冼杏娟,1997,超高模量聚乙烯纤维增强材料,北京:科学出版社

  该书中有关聚乙烯热学性能的介绍很有参考价值。

  邵毓芳,嵇根定,1998,高分子物理实验,南京:南京大学出版社

  江明,府寿宽,1998,高分子科学的近代论题,上海:复旦大学出版社

  是纪念于同隐教授和钱人元院士80寿辰而汇编的文集,由国内外著名学者介绍当今最新科技成果。

  吴人洁等,1998,高聚物的表面与界面,北京:科学出版社

  吴培熙,张留成,1998,聚合物共混改性,北京:中国轻工业出版社

  沈家瑞,贾德民,1999,聚合物共混物与合金,广州:华南理工大学出版社

  托马斯EL. 1999,聚合物的结构与性能,北京:科学出版社

  是一本详细介绍高分子物理近年成果的专著,适合作为进一步深造的参考书。

  朱道本,王佛松,1999,有机固体,上海:上海科学技术出版社

  介绍导电高聚物的专著,有许多我国科学家的研究成果。

  王国全,王秀芬等,2000,聚合物改性,北京:中国轻工业出版社

  梁伯润,屈凤珍等,2000,高分子物理学,北京:中国纺织出版社

  是为合成纤维专门化的学生写的教材。

  顾国芳,浦鸿汀,2000,聚合物流变学基础,上海:同济大学出版社

  金日光,华幼卿,2000,高分子物理,第二版,北京:化学工业出版社

  工科院校所用教材,2007年已出第三版。

  闻建勋,2001,诺贝尔百年鉴——奇妙的软物质,上海:上海科学教育出版社

  是一本有关高分子学界诺贝尔奖获得者的通俗介绍,对了解高分子科学的发展轨迹有启发。

  杨玉良,胡汉杰,2001,跨世纪的高分子科学丛书——高分子物理(分册),北京:化学工业出版社

  何天白,胡汉杰,2001,功能高分子与新技术,北京:化学工业出版社

  平郑骅,汪长春,2001,高分子世界,上海:复旦大学出版社

  是一本有关高分子科学的高级通俗读本。

  Sperling L H. 2001. Introduction of Physical Polymer Science. 3rd Ed. New York: Wiley

  布里格,2001,聚合物表面分析,曹立礼,邓宗武译,北京:化学工业出版社

  殷敬华,莫志深,2001,现代高分子物理学(上、下册),北京:科学出版社

  名为研究生教材,实际上是一本很好的进展性专著。

  韩哲文,张得震,杨全兴等,2001,高分子科学教程,上海:华东理工大学出版社

  既有高分子化学内容也有高分子物理内容。

  Bower D I. 2002. An Introduction to Polymer Physics. Cambridge: Cambridge University Press

  化学工业出版社2004年以”国外名校名著”系列影印出版了该书。

  刘振海,2002,聚合物量热测定,北京:化学工业出版社

  杨小震,2002,分子模拟与高分子材料,北京:科学出版社

  附有软件光盘,很实用,其软件可利用来开设高分子物理实验。

  过梅丽,2002,高聚物与复合材料的动态力学热分析,北京:化学工业出版社

  是一本很好的有关高聚物动态力学测试的著作。

  吴其晔,巫静安,2002,高分子材料流变学、北京:高等教育出版社

  是一本详细介绍聚合物流变学的研究生教材。内容详尽,很有参考价值。

  Qian R Y (钱人元),2002. Perspectives on the Macromolecular Condensed State. Singapore: World Scientific

  这是钱人元院士把自己在''高分子凝聚态物理中若干基本问题”国家攀登项目中的成果介绍给世人的一本专著,包括很多我国科学家对高分子物理的贡献。

  Colby R B. 2002. Polymer Physics. Oxford: Oxford University Press

  TeraokaI. 2002. Polymer Solutions: An Introduction to Physical Properties. New York: John

  Wiley & Sons Inc

  非常好的有关高分子溶液的专著,内容较深。

  张祖德,朱平平等,2001,中国科学院一中国科学技术大学硕士研究生入学考试化学类科目考试纲要,合肥:中国科学技术大学出版社

  是中国科学院各研究所和中国科大研究生必读参考书,2002第二版。

  de Gennes. 1979. Scaling Concepts in Polymer Physics. Ithaca:Cornell University PressGennes

  Gennes是又一位高分子界获得诺贝尔奖的科学家,他把理论物理中的许多概念用在了高分子科学上,创立了高分子物理中著名的“标度理论“。该书已由吴大诚等翻译成中文、即德让

  摘自«新编高聚物的结构与性能? 何平笙编著 科学出版社

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