具体描述
This publication is a study based on the authora (TM)s own research articles as well as on recent literature on linear polyurethanes. The book provides an insight in essential aspects of the process kinetics of polyaddition and its synthetic consequences. These are of great importance for contemporary applications in linear polyurethanes, such as biomedical materials, elastomers, foams, adhesives and coatings.
《高分子化学基础与应用》 本书旨在为读者提供高分子化学领域的全面而深入的概述，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的全景图。全书共分为六个主要部分，结构清晰，逻辑严谨，力求在深度与广度之间取得完美的平衡。 第一部分：高分子科学的基石 本部分首先回顾了有机化学中对理解高分子结构至关重要的基本概念，包括单体、官能团的反应活性以及立体化学的重要性。随后，深入探讨了高分子的基本结构特征，如链的拓扑结构（线型、支化、交联）、分子量及其分布（数均、重均、Z平均分子量）的表征方法，以及聚合物的物理化学性质，特别是高分子链的统计力学模型，如理想链模型和真实链模型的建立与应用。我们详细阐述了聚合物的构象分析，包括旋转能垒、扭结理论和链段的自由体积概念，为后续理解材料的宏观性能奠定坚实的理论基础。 第二部分：聚合反应的机制与动力学 本部分是全书的核心之一，系统地分类和解析了主要的聚合反应类型。 2.1 逐步聚合（缩聚与加聚）：详细阐述了由双官能团或多官能团单体通过缩合反应形成聚合物的机理，包括酯化、酰胺化、醚化等反应的动力学控制，以及反应程度与分子量增长的关系。对于加聚反应中的自由基、离子（阴离子和阳离子）聚合，我们深入分析了引发、增长、终止和链转移的每一个步骤，重点讨论了不同引发剂的选择、反应条件的控制对分子量和分子量分布的影响，以及活性聚合（如原子转移自由基聚合/ATRP、可逆加成-断裂链转移聚合/RAFT）如何实现对聚合物分子量和末端基团的精确调控。 2.2 配位聚合与开环聚合：对过渡金属催化下烯烃的立体选择性聚合（如齐格勒-纳塔催化剂体系）的机理进行了详尽的剖析，探讨了催化剂结构对聚合物立构规整性的影响。开环聚合部分则涵盖了内酯、内酰胺、环氧化合物等体系的机理，以及在温和条件下合成特定拓扑结构聚合物的可能性。 第三部分：聚合物的结构与性能 本部分专注于连接微观结构与宏观物理性能之间的桥梁。我们首先聚焦于聚合物的固态行为：非晶态聚合物的玻璃化转变（Tg）和结晶行为（Tm）。通过差示扫描量热法（DSC）等热分析技术，解释了自由体积理论、链段运动对Tg的影响，并详细分析了聚合物的结晶过程，包括成核（均相与非均相）和晶体生长动力学，以及球晶的形成与演化。 随后，讨论了聚合物的力学性能。针对弹性体、塑料和纤维三大主要应用领域，我们引入了粘弹性理论，阐述了蠕变、应力松弛、动态机械分析（DMA）等实验方法，以及时间-温度等效原理（Williams-Landel-Ferry/WLF方程）在预测聚合物长期行为中的应用。此外，还对聚合物的介电性能、光学性能及在溶剂中的溶解行为进行了深入探讨。 第四部分：高分子材料的加工与改性 本部分关注如何将合成的高分子转化为可用的工程材料。内容涵盖了聚合物加工过程中的流变学基础，包括剪切稀化、熔体粘度和模量对挤出、注塑等过程的影响。我们强调了反应挤出技术在聚合与共混过程中的集成应用。 材料改性方面，本书详细介绍了复合材料的制备，特别是纤维增强复合材料（如碳纤维和玻璃纤维增强环氧树脂或聚酯基体）的界面科学和力学性能增强机制。此外，还涵盖了共混技术、增塑、稳定化以及阻燃技术，旨在提升聚合物的实用性和耐久性。 第五部分：功能性聚合物与先进材料 本部分展望了高分子科学的前沿发展方向，重点介绍了一系列具有特殊功能的高分子材料。 5.1 智能与响应性聚合物：包括对环境刺激（如pH、温度、光照、电场）做出可逆响应的聚合物刷、嵌段共聚物和交联网络。我们探讨了这些材料在药物控释、传感器件和软体机器人中的潜在应用。 5.2 导电与光电高分子：深入分析了共轭聚合物（如聚噻吩、聚苯胺）的电荷传输机制、能带结构及其在有机发光二极管（OLEDs）、有机光伏电池（OPVs）和场效应晶体管（OFETs）中的应用。 5.3 生物医用高分子：讨论了生物相容性、可降解性高分子在组织工程支架、植入物和基因递送载体中的设计原则和体内行为。 第六部分：分析与表征技术 本部分系统梳理了用于解析聚合物结构和性能的关键分析手段。包括：凝胶渗透色谱（GPC）用于分子量测定；核磁共振波谱（NMR）用于结构确证和立构规整度分析；傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱用于官能团识别；X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）用于微观形貌和结晶度分析。本章强调了如何综合运用多种技术，建立结构-性能间的定量关系。 本书内容广泛且深度适中，适合高分子化学、材料科学、化学工程等相关专业的本科高年级学生、研究生及科研人员作为教材或参考用书。其特点在于理论与实验紧密结合，对反应动力学、高分子物理及先进材料的介绍力求详尽，为读者提供一个扎实而全面的知识体系。
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