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绪论 高分子化学基础 1

0.1 高分子化学的历史和发展 2

0.2 高分子化学及其工业现状 3

0.2.1 高分子工业现状 3

0.2.2 高分子工业发展史 5

0.3 高分子材料将来的研究课题 6

第1章 高分子材料基础 7

1.1 什么是高分子 8

1.2 高分子的特征 9

1.2.1 分子量和物理性质 9

1.2.2 分子链的形态 10

1.3 高分子的分类 12

1.3.1 根据合成方式分类 12

1.3.2 根据分子链的形态分类 15

1.3.3 根据组成分类 17

1.3.4 无机高分子 17

1.4 高分子的化学结构 18

1.4.1 一级结构 18

1.4.2 二级结构 20

1.5 聚合反应与分子量 22

1.5.1 合成高分子的过程 22

1.5.2 链式聚合反应 22

1.5.3 逐步聚合反应 23

1.5.4 链式聚合反应、逐步聚合反应、活性聚合的分子量和单体转化率 23

1.5.5 平均分子量和分子量分布 24

1.5.6 分子量测定法 26

习题 28

第2章 高分子的物理性质 30

2.1 热性质 31

2.1.1 熔融和结晶 31

2.1.2 玻璃化转变 32

2.2 力学性质 33

2.2.1 应力和应变 33

2.2.2 弹性模量和柔顺度 33

2.2.3 粘度 34

2.2.4 粘弹性 34

2.2.5 屈服和断裂 35

2.3 溶液性质 36

2.3.1 溶液中的高分子链 36

2.3.2 稀溶液与半稀溶液 38

2.3.3 理想链 38

2.3.4 特性粘度 39

2.4 电性质 40

2.4.1 电介质 40

2.4.2 导电高分子 43

2.5 光学性质 44

2.5.1 折射率 44

2.5.2 透明性 45

2.5.3 双折射性 46

习题 47

第3章 缩聚反应合成高分子 48

3.1 缩聚反应的特征 49

3.1.1 缩聚反应 49

3.1.2 缩聚反应生成的高分子的分子量 49

3.2 直链高分子、超支化高分子、交联高分子 49

3.3 不同类型的缩聚反应 50

3.4 聚酰胺的合成 51

3.4.1 熔融缩聚法 51

3.4.2 溶液缩聚法 51

3.4.3 界面缩聚法 51

3.4.4 活性酯化法 52

3.4.5 直接缩聚法 53

3.5 聚酯的合成 53

3.5.1 酯交换法 53

3.5.2 活性酯化法 53

3.5.3 直接聚合法 54

3.5.4 使用卤代烷的方法 54

3.6 聚碳酸酯的合成 55

3.6.1 界面缩聚法 55

3.6.2 酯交换法 55

3.7 聚醚、聚醚酮、聚醚砜、聚硫醚（工程塑料）的合成 56

3.7.1 氧化偶合反应 56

3.7.2 芳香族亲核取代反应 56

3.8 聚酰亚胺、聚苯并噻唑（特种工程塑料）的合成 56

3.8.1 聚酰亚胺的合成 57

3.8.2 聚苯并噻唑的合成 57

习题 59

第4章 聚加成反应合成高分子 61

4.1 聚加成反应的特征 62

4.2 各种各样的聚加成反应 62

4.2.1 聚氨酯的合成 62

4.2.2 聚脲的合成 62

4.2.3 聚酰亚胺的合成 62

4.2.4 聚酰胺的合成 63

4.2.5 双环氧化合物的聚加成反应 63

4.2.6 双氧杂环丁烷化合物的聚加成反应 64

4.2.7 自由基聚加成反应 65

4.2.8 固相反应的聚加成反应 65

4.2.9 其他聚加成反应 66

习题 68

第5章 加成缩合反应合成高分子 69

5.1 什么是加成缩合反应 70

5.2 酚醛树脂 70

5.2.1 酸性催化剂下线性酚醛树脂的合成 70

5.2.2 碱性催化剂下可熔性酚醛树脂的合成 71

5.2.3 酚醛树脂的交联、固化反应 72

5.2.4 新型酚醛树脂 72

5.2.5 酚醛树脂的用途 74

5.3 脲醛树脂 74

5.3.1 脲醛树脂的合成 74

5.3.2 脲醛树脂的用途 75

5.4 三聚氰胺树脂 75

5.4.1 三聚氰胺树脂的合成 75

5.4.2 三聚氰胺树脂的用途 76

5.5 环氧树脂 76

5.5.1 环氧树脂的合成 76

5.5.2 环氧树脂的固化反应 78

5.5.3 环氧树脂的特征和用途 78

5.6 氧杂环丁烷树脂 78

5.6.1 氧杂环丁烷树脂的合成 79

5.6.2 氧杂环丁烷树脂的热固化反应 79

5.6.3 氧杂环丁烷树脂的特征 80

习题 80

第6章 乙烯基类单体聚合 81

6.1 乙烯基类单体的结构和种类 82

6.2 乙烯基类单体的引发反应 84

6.3 乙烯基类单体的聚合方式 84

6.4 乙烯基类单体的结构和聚合特征 85

6.5 乙烯基类单体的聚合方法 87

习题 91

第7章 自由基聚合 93

7.1 自由基聚合的特征 94

7.1.1 热引发自由基聚合的特征和用途 94

7.1.2 光引发自由基聚合的特征和用途 94

7.2 自由基聚合的引发剂 94

7.2.1 热引发自由基聚合的引发剂 94

7.2.2 光引发自由基聚合的引发剂 96

7.3 自由基聚合的阻聚和抑制 98

7.4 自由基聚合的基元反应 99

7.4.1 引发反应 99

7.4.2 增长反应 100

7.4.3 终止反应 100

7.4.4 链转移反应 101

7.5 自由基聚合的反应速度理论 102

7.6 自由基聚合制备高分子材料 105

7.6.1 聚乙烯（低密度聚乙烯） 105

7.6.2 聚苯乙烯 106

7.6.3 聚氯乙烯 106

7.6.4 聚丙烯腈 107

7.6.5 聚四氟乙烯 108

7.6.6 聚醋酸乙烯酯 108

7.6.7 聚甲基丙烯酸甲酯 108

7.6.8 聚氯丁二烯 109

习题 109

第8章 自由基共聚合 110

8.1 自由基共聚合的目的 111

8.2 自由基共聚合的速度理论 111

8.3 共聚物组成 112

8.4 单体竞聚率测定方法 113

8.5 交替共聚合机理 114

8.5.1 单体之间的电荷转移络合物 114

8.5.2 增长活性中心上电子的相互作用 114

8.6 自由基共聚合制备高分子材料 115

8.6.1 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR） 115

8.6.2 丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR） 116

8.6.3 丙烯酸酯橡胶 116

8.6.4 氟橡胶 116

习题 117

第9章 阳离子聚合 119

9.1 阳离子聚合的特征 120

9.1.1 与自由基聚合的区别 120

9.1.2 热引发阳离子聚合的特征和用途 122

9.1.3 光引发阳离子聚合的特征和用途 122

9.2 阳离子聚合的单体、引发剂、溶剂 122

9.2.1 阳离子聚合的单体 122

9.2.2 阳离子聚合的引发剂 123

9.2.3 阳离子聚合的溶剂 125

9.3 阳离子聚合的基元反应 125

9.3.1 引发反应 125

9.3.2 增长反应 126

9.3.3 终止反应 127

9.3.4 链转移反应 128

9.4 阳离子聚合速度理论 128

9.5 阳离子聚合制备高分子材料 129

习题 130

第10章 阴离子聚合 131

10.1 阴离子聚合的特征 132

10.2 阴离子聚合的单体、引发剂、溶剂 133

10.2.1 阴离子聚合的单体 133

10.2.2 阴离子聚合的引发剂 134

10.2.3 阴离子聚合的溶剂 135

10.3 阴离子聚合的基元反应 137

10.3.1 引发反应 137

10.3.2 增长反应 139

10.3.3 链转移反应和终止反应 139

10.4 活性阴离子聚合 140

10.5 配位阴离子聚合 143

10.5.1 Ziegler-Natta聚合 144

10.5.2 单活性位点催化剂聚合 146

10.5.3 其他配位聚合 147

10.6 阴离子聚合制备高分子材料 148

10.6.1 高密度聚乙烯（HDPE） 148

10.6.2 聚丙烯 148

10.6.3 乙烯-丙烯橡胶（EPR） 148

10.6.4 聚异戊二烯橡胶 149

10.6.5 溶液聚合SBR 149

10.6.6 热塑弹性体（TPE） 149

习题 150

第11章 开环聚合 152

11.1 开环聚合的特征 153

11.2 开环聚合发生的难易程度 153

11.3 开环聚合的引发剂和溶剂 154

11.3.1 阳离子开环聚合 154

11.3.2 阴离子开环聚合 154

11.3.3 自由基开环聚合 154

11.3.4 开环易位聚合 155

11.4 各种环状单体的开环聚合 155

11.4.1 阳离子开环聚合 155

11.4.2 阴离子开环聚合 156

11.4.3 自由基开环聚合 158

11.4.4 开环易位聚合 160

11.5 开环聚合制备高分子材料 161

11.5.1 聚醚 161

11.5.2 聚乙烯亚胺 162

11.5.3 聚乳酸 162

11.5.4 聚酰胺 163

11.5.5 聚二甲硅氧烷 163

11.5.6 聚磷腈 163

11.5.7 聚降冰片烯 164

习题 166

第12章 合成无机高分子 168

12.1 什么是无机高分子 169

12.2 无机高分子的特征 169

12.3 溶胶凝胶法合成无机高分子 171

12.4 各种无机高分子的合成 172

12.4.1 聚硅氧烷 172

12.4.2 聚磷腈 174

12.4.3 聚硅烷 175

12.4.4 合成陶瓷的前驱体聚合物 176

12.4.5 环硼氮烷系聚合物 177

12.4.6 聚碳硅烷 178

12.4.7 聚硅氮烷 178

12.4.8 聚二茂铁硅烷 178

12.5 有机-无机杂化高分子的合成 178

12.6 典型的无机高分子材料 179

12.6.1 碳纤维 179

12.6.2 硅油 179

12.6.3 硅橡胶 179

12.6.4 硅树脂 179

12.6.5 聚磷腈 180

习题 180

第13章 聚合反应的精密控制 181

13.1 精密控制聚合反应生成的聚合物特征 182

13.2 活性阴离子聚合 182

13.3 活性阳离子聚合 183

13.4 活性自由基聚合 184

13.5 活性开环聚合 186

13.5.1 阴离子开环聚合 186

13.5.2 阳离子开环聚合 187

13.5.3 开环易位聚合 189

13.6 链增长缩聚 190

13.7 组合了不同活性聚合的嵌段共聚物的合成 191

习题 192

第14章 高分子反应 194

14.1 高分子反应的特征 195

14.2 高分子侧链羧基的反应 195

14.3 高分子侧链羟基的反应 196

14.4 高分子侧链酯基的反应 197

14.5 高分子主链和侧链氨基的反应 198

14.6 高分子侧链环状醚基的反应 199

14.7 高分子侧链芳香环的反应 200

14.8 高分子侧链氯甲基的反应 201

14.9 高分子主链的取代反应 202

习题 204

第15章 功能高分子 206

15.1 什么是功能高分子 207

15.2 功能高分子的分类 207

15.3 光功能高分子 207

15.3.1 平版印刷术和抗蚀剂 207

15.3.2 紫外光固化树脂 210

15.4 导电高分子 210

15.4.1 绝缘体和半导体 210

15.4.2 导电高分子的分类 211

15.4.3 导电高分子的应用 212

15.5 高分子催化剂和高分子载体 212

15.5.1 高分子络合物催化剂 212

15.5.2 固定化酶 214

15.6 高分子膜 215

15.6.1 高分子膜的结构 215

15.6.2 高分子膜的分离 216

15.7 高分子药物和医用高分子 221

15.7.1 高分子药物 221

15.7.2 医用高分子 222

习题 224

参考答案 226

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