新编高聚物的结构与性能 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

何平笙 著

图书标签:

• 高分子科学
• 高分子材料
• 聚合物结构
• 聚合物性能
• 材料科学
• 高分子物理
• 高分子化学
• 工程塑料
• 橡胶
• 聚合物加工

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030256133

版次：1

商品编码：12125352

包装：平装

丛书名： 国家级精品课程教材

开本：16开

出版时间：2009-09-01

用纸：胶版纸

页数：593

字数：746000

正文语种：中文

编辑推荐

　　国家精品课程“高聚物的结构与性能”的新编教材。
　　2005年“全面提升高分子物理重点课程的教学质量”国家教学成果二等奖内容的全面体现。
　　以1981年第1版《高聚物的结构与性能》（根据已故钱人元院士讲课笔记整理出版）为基础。

内容简介

　　《新编高聚物的结构与性能》是国家精品课程“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。
　　《新编高聚物的结构与性能》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。

内页插图

目录

前言

第1章 高分子链的近程结构
1．1 高聚物结构的特点和高聚物的性能
1．1．1 从软物质谈起
1．1．2 高聚物结构的特点
1．1．3 高聚物性能的概念
1．2 高聚物分子内与分子间的相互作用
1．2．1 化学键
1．2．2 极性的相互作用
1．2．3 范德华力和氢键
1．2．4 内聚能和内聚能密度
1．3 高分子链的近程结构
1．3．1 结构单元的化学组成
1．3．2 端基
1．3．3 结构单元的键接方式
1．3．4 结构单元的空间立构
1．3．5 支化和交联
1．3．6 结构单元的键接序列
1．4 测定近程结构的方法
1．4．1 一般化学法
1．4．2 裂解色谱法
1．4．3 红外光谱法
1．4．4 X射线衍射法
1．4．5 核磁共振法
1．4．6 质谱法
复习思考题

第2章 高分子链的远程结构
2．1 分子的内旋转和高分子链的柔性
2．1．1 小分子的内旋转
2．1．2 高分子链的柔性
2．2 高分子链的构象统计
2．2．1 均方末端距
2．2．2 实际链的均方末端距
2．2．3 影响高分子链柔性的各种因素
2．3 刚性链结构
复习思考题

第3章 高分子链的凝聚态结构
3．1 引言
3．1．1 气体、液体、固体和气态（相）、液态（相）、固态（相）
3．1．2 高分子链凝聚态结构的基本问题
3．1．3 高分子链是如何凝聚的
3．1．4 高分子链凝聚态结构的内容
3．1．5 高分子链在晶体中的构象
3．1．6 高分子凝聚态结构与性能的关系
3．2 高分子链凝聚态的结构模型
3．2．1 晶态高聚物的结构模型
3．2．2 非晶态高聚物的结构模型
3．2．3 高分子链的缠结
3．3 高聚物的结晶形态
3．3．1 从溶液或熔体中结晶
3．3．2 固态晶相聚合和高聚物的宏观单晶体
3．3．3 单链单晶
3．3．4 高聚物超薄膜的结晶
3．4 高聚物的结晶过程
3．4．1 结晶过程
3．4．2 结晶动力学和阿夫拉米方程
3．4．3 影响高聚物结晶的结构因素和外界因素
3．4．4 斯特罗伯高聚物晶体生长模型
3．5 高聚物结晶的研究方法
3．5．1 高聚物结晶形态的研究方法
3．5．2 高聚物晶体基本参数的测定
3．5．3 高聚物结晶过程的研究方法
3．5．4 高聚物结晶度及其测定
3．6 高聚物的液晶态
3．6．1 液晶及其分类
……

第4章 高聚物的分子运动
第5章 高聚物的力学性能
第6章 高聚物的流变性能
第7章 高聚物的电学性能
第8章 高聚物的热学、光学和磁学性能
第9章 高聚物的溶液性能
第10章 高聚物的相对分子质量和相对分子质量分布
附录

前言/序言

　　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（科学出版社，1981年第一版）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物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。

现代有机化学基础：合成、表征与应用 本书聚焦于当代有机化学领域的前沿进展与核心概念，旨在为学生和研究人员提供一个全面、深入且实践导向的学习资源。本书内容涵盖了从基础的分子结构、反应机理到复杂有机合成策略以及材料科学中的有机分子应用等多个关键层面。 --- 第一部分：有机化学基础与结构解析 本部分深入探讨了有机分子的基本构成原理及其对宏观性能的影响。我们不仅回顾了经典理论，更引入了现代计算化学和光谱学工具在结构确证中的应用。 第一章：有机分子轨道理论与立体化学 详细阐述了杂化理论在描述碳骨架中的作用，特别是 $sigma$ 键与 $pi$ 键的形成及其对分子几何形状的约束。重点讨论了分子轨道理论（如Hückel理论的扩展应用）如何解释共轭体系的稳定性与反应活性。在立体化学方面，本书超越了传统的对映异构与非对映异构的简单区分，深入探讨了轴手性、螺旋手性等复杂手性环境的形成机理，并结合动态核磁共振（NMR）技术阐释分子构象的快速互变过程及其对反应动力学的影响。此外，本章还包含了手性识别技术（如手性色谱法）的原理介绍。 第二章：有机光谱学与结构表征 本章是理解复杂分子结构的关键。我们详细解析了核磁共振波谱（NMR）在二维技术（如COSY, HSQC, HMBC）中的应用，强调如何通过这些先进技术对合成中间体和天然产物进行精确的结构解析。红外光谱（IR）和拉曼光谱被用于识别官能团的振动模式，并讨论了它们在实时反应监控中的潜力。质谱（MS）部分侧重于高分辨质谱（HRMS）在确定精确分子量和碎片化路径中的作用，特别是用于复杂多组分体系的分析。紫外-可见光谱（UV-Vis）则聚焦于共轭体系的电子跃迁规律及其定量分析方法的建立。 第三章：酸碱理论与反应活性 本书对酸碱概念进行了扩展，引入了非水体系中的酸碱平衡，以及路易斯酸碱理论在催化反应中的核心地位。重点分析了共振稳定性和诱导效应如何精确调控分子中特定质子的酸性或碱性，并探讨了超强酸体系的研究进展。此外，本章还涉及了有机体系中的氧化还原电位及其在电化学有机合成中的应用潜力。 --- 第二部分：有机反应机理与合成策略 本部分是本书的核心，旨在系统梳理现代有机合成中使用的主要反应类型、其背后的机理，并教授如何设计高效、高选择性的合成路线。 第四章：亲核取代与消除反应的精细控制 对 $S_N1, S_N2, S_N2'$ 等经典反应的机理进行了深入剖析，强调溶剂效应、底物结构以及离去基团性质对反应路径选择的影响。在消除反应方面，本书详细讨论了 E1, E2, E1cb 机制的竞争性，以及如何利用空间位阻和电子效应来导向生成热力学或动力学优势产物。特别关注了利用非经典离去基团进行官能团转化的策略。 第五章：自由基化学与光化学反应 本章着重于单电子转移（SET）过程在有机合成中的重要性。详细介绍了自由基的生成、传播和终止步骤，并重点分析了AIBN、BPO等引发剂的选择性。光化学部分涵盖了光诱导的环加成反应（如Paterno-Büchi反应）、光氧化还原催化（Photoredox Catalysis）在温和条件下构建C-C和C-X键的应用，以及分子内能量转移过程的机理。 第六章：有机金属化学与催化反应 这是当代合成化学的基石。本书详尽介绍了有机锂、有机镁、有机锌试剂的制备、反应活性和官能团兼容性。过渡金属催化部分则专注于钯催化交叉偶联反应（如Suzuki, Heck, Sonogashira反应）的催化循环、配体设计对反应选择性的调控作用。此外，还涵盖了镍、铜催化体系在惰性键活化（如C-H键官能团化）中的最新突破。本书强调了催化剂负载、回收和异相催化在工业放大中的实际考量。 第七章：环加成与重排反应 深入探讨了Pericyclic反应理论，特别是Woodward-Hoffmann规则在预测[4+2]、[2+2]环加成反应的协同性与立体选择性方面的应用。详细分析了Cope、Claisen等重要的热力学驱动的分子内重排反应，并将其扩展到涉及过渡金属参与的“非经典”重排反应，如金属烯烃复分解反应。 --- 第三部分：合成方法学与复杂分子构建 本部分将理论知识应用于实际的合成设计中，强调合成效率、原子经济性和立体控制。 第八章：不对称合成与手性控制 不对称合成是制备生物活性分子和精细化学品的核心。本章详细介绍了手性催化剂的设计原则，包括手性配体（如BINAP衍生物）的构建和应用。重点讨论了不对称催化氢化、不对称Aldol反应、不对称Michael加成等关键手性诱导方法。书中包含了构建手性辅助基团、利用Chiral Pool以及动态动力学拆分（DKR）等多种策略的比较分析。 第九章：复杂天然产物与药物分子的全合成策略 本章以案例研究为主，剖析若干重要天然产物的全合成路线。重点不是简单地罗列步骤，而是解析合成化学家如何运用逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）来分解复杂目标分子，选择合适的关键转化步骤，并克服官能团兼容性的挑战。讨论将涵盖保护基团策略的优化、新型环化方法的集成应用，以及如何利用生物催化（Enzymatic Synthesis）来简化复杂环节。 第十章：绿色化学与流程优化 在强调分子构建能力的同时，本书也关注可持续性。本章探讨了原子经济性、溶剂选择（如超临界流体、离子液体的使用）和能源效率在现代化学流程中的重要性。内容包括生物催化在取代传统化学试剂方面的潜力、连续流化学（Flow Chemistry）的应用及其在提高反应安全性和产率方面的优势，以及如何通过催化剂的再利用来减少化学废弃物的产生。 --- 本书特色： 机制驱动： 每个反应都从微观机理出发进行深入剖析，而非停留在表面现象的描述。 现代前沿： 包含了大量近年来在有机合成领域具有突破性的催化方法和光谱解析技术。 实践导向： 强调了如何将理论应用于实际的合成挑战中，培养读者的设计和解决问题的能力。 适用对象： 高等院校化学、材料科学、药学相关专业的本科高年级学生、研究生，以及从事精细化工、药物研发和新材料合成的研究人员。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我得说，简直是打开了我对“材料科学”这个领域的全新认知。我原本以为我对聚合物化学已经算是有一定的了解了，毕竟在实验室里摸爬滚打了好几年，但读完这本书后，我才意识到自己之前的知识面有多么局限。它不仅仅是简单地罗列了各种高分子的化学结构和对应的物理性质，更深入地探讨了它们之间内在的、复杂的联系。比如，书中对于链段运动理论的阐述，那些精密的数学模型和实验数据支撑，让我对聚合物的粘弹性行为有了前所未有的直观理解。我记得有章节详细分析了不同合成路线如何影响最终产物的微观形貌，这一点对于我们搞合成的来说，简直是如获至宝。书中引用的案例和最新的研究进展也很有前瞻性，不是那种陈旧的教科书式的说教，而是真正能激发人思考如何去设计新型高性能材料。这本书的深度和广度都令人印象深刻，是那种读完一遍后，还需要时不时翻回去查阅的工具书，但同时，它的叙事逻辑又非常清晰，即使是初学者也能被它条理分明的结构所吸引。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的一点，是它对“结构-性能”关系链条的完整构建。很多教材会孤立地讲结构，或者孤立地讲性能，但这本书是真正打通了中间的“桥梁”。它深入到分子层面的拓扑结构、分子量分布如何影响宏观的拉伸强度和韧性，然后又延伸到交联网络密度对溶胀行为的制约。这种全景式的视角，让我对高分子材料的设计有了全局观。我尤其赞赏它对“意外性能”的探讨——那些因为微小结构变化而导致的巨大性能飞跃的案例分析，非常启发人。读完后，我不再满足于仅仅知道“这个材料有什么用”，而是会追问“为什么它会是这个样子”，并且知道如何通过调控结构来实现我想要的功能。这本书的难度不低，但它给予读者的回报是巨大的，它培养的不是一个知识的接收者，而是一个能够独立思考和设计新材料的工程师或科学家。这是一本真正能改变你研究方法的书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本《新编高聚物的结构与性能》的时候，心里是有些忐忑的，因为我对这种偏理论的专业书籍通常敬而远之，总觉得晦涩难懂。然而，这本书的编排方式完全颠覆了我的想象。它巧妙地将宏观现象与微观机理结合起来，讲解一些极其复杂的概念时，总能找到一个非常贴合实际的例子来做类比。特别是关于结晶高分子中晶区和非晶区的相互作用，作者用了一种近乎诗意的笔法，将那些抽象的分子间作用力描绘得栩栩如生。我尤其欣赏的是它在讨论性能测试方法时的详尽程度，不仅仅是告诉你“用什么仪器测什么”，更是告诉你“测出来的数据意味着什么”，这种对实验意义的深度挖掘，是很多其他参考书所缺失的。阅读过程中，我仿佛跟随一位经验丰富的导师，在逐步揭开高分子世界的神秘面纱，那种豁然开朗的感觉，非常美妙。这本书的阅读体验，简直是教科书级别的享受。

评分☆☆☆☆☆

我得说，这本书在排版和插图的质量上，也绝对是行业内的标杆。很多技术书籍的图表都是黑白的、模糊不清的，但《新编高聚物的结构与性能》中的那些结构示意图，清晰度极高，色彩的运用也恰到好处，极大地帮助了对三维结构和空间构象的理解。尤其是在讨论共轭聚合物的光电性能时，那些能带结构图和轨道示意图，简直是艺术品级别的清晰。更难得的是，作者在引用参考文献时，做得非常细致，让你很容易就能追溯到原始的研究出处，这对于做文献调研的我来说，节省了大量时间。这本书的严谨性体现在每一个细节里，没有丝毫的马虎。它不仅仅是一本供人学习的书籍，更是一本可以放在案头时时参考、随时能从中汲取新思路的知识库。它的厚重感，是沉甸甸的专业知识积累所带来的，而不是注水凑篇幅的空洞。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，我觉得体现在它对“跨学科思维”的培养上。我原本的背景偏向于应用化学，对物理化学的一些深层原理理解不够透彻。这本书在解释高分子热力学和动力学时，完全没有回避那些硬核的理论推导，但它处理得非常高明——它不会让读者迷失在公式的海洋里，而是时刻将理论与实际的材料行为挂钩。比如，它如何解释增塑剂的分子机制，如何通过调整结构参数来控制玻璃化转变温度（Tg），这些内容都写得逻辑严密，层层递进。我发现，每当我遇到一个关于材料加工中的难题时，翻开这本书，总能找到一个理论支点来指导我的实验方向。它不只是知识的搬运工，更是一个构建知识体系的建筑师。对于任何想在聚合物领域深耕下去的人来说，这本书绝对是不可或缺的“内功心法”秘籍，读完后，你会感觉自己的“材料直觉”都得到了极大的增强。