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內容簡介: |
本教材为国家精品课程教材。全书共分为9章,分别是绪论、自由基聚合、自由基共聚合、离子聚合、配位聚合、开环聚合、逐步聚合、聚合方法和聚合物的化学反应,并在各章后附有习题和参考文献。本书在*版的基础上,再次进行了合理的编排和修改,对全书的整体安排和内容进行了适当调整。 本书适合作为各类高分子专业学生的专业必修课或选修课教材,也可作为高分子材料科学与工程专业研究生教学及从事高分子科学研究工作的人员参考。
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目錄:
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第1章绪论1 11高分子的基本概念1 12聚合物的命名2 121高分子化学命名原则3 122系统命名法6 123以聚合物的结构特征命名6 124根据商品名或俗名命名8 125用英文缩写命名8 126小结8 13聚合反应9 131聚合反应9 132按单体和聚合物在反应前后组成和结构上的变化分类10 133按聚合反应的反应机理和动力学分类10 134小结11 14聚合物的基本特征12 141相对分子质量和相对分子质量分布12 142聚合物的分类13 143小结15 [自学内容1]高分子科学15 [自学内容2]高分子科学和工业的 发展简史16 习题19 参考文献20 第2章自由基聚合22 21单体的聚合能力22 211聚合热力学22 212聚合动力学26 213小结28 22碳自由基29 221自由基的产生30 222自由基的结构与活性30 223自由基的反应30 224小结30 23自由基聚合的基元反应31 231链引发反应31 232链增长反应31 233链终止反应32 234链转移反应33 235小结34 24自由基聚合的单体和引发体系34 241单体34 242引发剂引发34 243其它形式引发37 244小结——引发体系的选择39 25聚合反应速率41 251聚合反应速率研究方法41 252聚合初期聚合反应速率42 253聚合中期聚合反应速率47 254聚合后期聚合反应速率48 255阻聚和缓聚49 256小结——聚合反应速率的控制53 26相对分子质量和相对分子质量分布54 261动力学链长54 262无链转移反应时的相对分子质量55 263有链转移反应时的相对分子质量56 264相对分子质量分布63 265小结——聚合物相对分子质量的控制65 27自由基聚合反应的特征65 28自由基聚合的工业应用66 281低密度聚乙烯(LDPE)66 282聚氯乙烯(PVC)67 283聚苯乙烯(PS)67 284聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)68 285氯丁橡胶(CR)68 29近年发展:可控“活性”自由基聚合69 291基本思路69 292稳定自由基聚合70 293原子(基团)转移自由基聚合70 294可逆加成断裂转移自由基聚合71 [自学内容]通用单体的来源72 习题75 参考文献79 第3章自由基共聚合80 31引言80 311基本概念80 312分类与命名80 313研究共聚合的意义81 314小结82 32共聚物组成82 321共聚物组成方程82 322共聚物组成方程的讨论84 323共聚物组成曲线87 324共聚组成和转化率的关系92 325小结——共聚物组成的控制94 33共聚物的序列结构95 331序列结构95 332小结——共聚物序列结构的控制96 34单体与自由基的相对活性97 341竞聚率与Qe概念97 342单体与自由基的活性101 343影响单体与自由基活性的因素102 344小结107 35共聚反应速率108 36自由基共聚合的工业应用108 361丁苯橡胶108 362丁腈橡胶109 363苯乙烯丙烯腈共聚物109 364乙烯醋酸乙烯酯共聚物110 365聚丙烯腈纤维110 [自学内容1]高分子合金111 [自学内容2]共聚物组成的统计微分 方程112 习题113 参考文献116 第4章离子聚合117 41碳离子117 411碳阴离子117 412碳阳离子118 413活性中心状态119 414小结119 42阴离子聚合119 421阴离子聚合的单体120 422阴离子聚合引发体系及引发反应120 423阴离子聚合单体与引发体系的匹配124 424链增长反应125 425链转移和链终止127 426阴离子活性聚合129 43阳离子聚合133 431阳离子聚合的单体133 432阳离子聚合的引发体系和引发反应133 433链增长反应136 434链转移和链终止反应139 435影响阳离子聚合的因素141 436聚合动力学142 437控制活性阳离子聚合145 44离子共聚147 441取代基对单体活性的影响148 442其它因素的影响148 45小结——离子型聚合与自由基聚合反应的比较149 451均聚合149 452自由基共聚与离子共聚的比较150 46离子聚合的工业化应用151 461阴离子聚合151 462阳离子聚合152 47基团转移聚合152 习题154 参考文献157 第5章配位聚合158 51聚合物的立体异构158 511结构异构158 512立体异构158 513立构规整度160 514立构规整度的测定161 515小结161 52配位聚合与定向聚合161 521配位聚合161 522定向聚合162 523小结163 53ZieglerNatta催化剂164 531两组分ZieglerNatta催化剂164 532三组分ZieglerNatta催化剂165 533载体型ZieglerNatta催化剂166 534茂金属催化剂167 535后过渡金属催化剂169 536小结170 54α烯烃配位聚合170 541聚丙烯170 542聚乙烯178 543小结179 55二烯烃的配位聚合179 551ZieglerNatta催化剂179 552π烯丙基型催化剂180 553烷基金属催化剂181 554小结181 56环烯烃的易位聚合182 57配位共聚合183 571乙丙橡胶183 572线形低密度聚乙烯184 [自学内容]ZieglerNatta催化剂的发现184 习题186 参考文献187 第6章开环聚合188 61概述188 611聚合范围及单体可聚性189 612聚合机理和动力学190 62环醚的聚合191 621环氧化物的开环聚合191 622四元、五元环醚的开环聚合193 623环缩醛194 63内酯的聚合195 631正离子聚合196 632负离子聚合196 633配位聚合196 64环酰胺197 641水解聚合反应197 642负离子聚合反应198 65N羧基α氨基酸酐200 66其它有机杂环单体的聚合202 661环胺的聚合202 662环硫化物的聚合202 663其它杂环单体的聚合203 67无机或部分无机环状单体的聚合203 671环硅氧烷203 672聚有机磷氮烯204 68共聚反应204 681开环共聚合204 682两性离子自发交替共聚合205 69自由基开环聚合反应207 习题208 参考文献209 第7章逐步聚合210 71逐步聚合单体210 711单体的官能团和官能度210 712官能团的反应活性212 713小结213 72逐步聚合反应分类213 721按聚合反应机理分类213 722按反应热力学的特征分类217 723按聚合物链结构分类217 724按参加反应的单体种类分类217 725按反应中形成的新键分类217 726小结217 73线形逐步聚合218 731线形缩聚的基本过程218 732线形缩聚反应速率222 733线形缩聚物的聚合度228 734线形缩聚物聚合度分布231 735线形缩聚在工业中的应用232 736小结233 74体形逐步聚合234 741体形逐步聚合过程234 742交联反应和凝胶点234 743无规预聚物238 744结构预聚物240 745小结244 75逐步共聚反应244 751共聚物的类型244 752共聚反应的应用244 [自学内容]活性化缩聚与不可逆 缩聚反应245 习题246 参考文献248 第8章聚合方法249 81引言249 82本体聚合250 821体系组成250 822主要特征250 823应用250 83溶液聚合251 831体系组成251 832主要特征252 833应用252 84悬浮聚合252 841体系组成252 842主要特征253 843应用255 85乳液聚合255 851体系组成255 852乳化剂的作用256 853聚合机理258 854聚合动力学260 855应用262 86熔融缩聚262 87溶液缩聚262 88界面缩聚264 89固相缩聚265 810其它的聚合方法266 8101反相悬浮聚合266 8102微悬浮聚合266 8103反相乳液聚合266 8104微乳液聚合266 8105无皂乳液聚合267 8106超浓乳液聚合267 8107核壳乳液聚合267 8108超临界聚合267 8109模板聚合268 81010辐射聚合268 81011等离子体聚合268 811小结——聚合方法的选择269 812常用聚合物的合成270 8121聚乙烯270 8122聚丙烯270 8123聚氯乙烯271 8124聚苯乙烯271 8125聚甲基丙烯酸甲酯272 8126聚碳酸酯272 8127聚甲醛272 8128聚苯醚273 8129丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物273 81210氟塑料274 81211酚醛树脂274 81212不饱和聚酯274 81213环氧树脂275 81214聚醚酰亚胺275 81215聚芳醚酮275 81216聚砜275 81217聚苯硫醚275 81218丁苯橡胶276 81219顺丁橡胶276 81220异戊橡胶276 81221乙丙橡胶276 81222丁腈橡胶276 81223丁基橡胶276 81224苯乙烯类热塑性弹性体277 81225聚氨酯277 81226聚硅氧烷278 81227聚对苯二甲酸乙二醇酯278 81228聚酰胺278 81229聚丙烯腈278 81230聚乙烯醇缩甲醛278 习题279 参考文献280 第9章聚合物的化学反应282 91聚合物的反应性及影响因素282 911扩散控速反应283 912溶解度的变化283 913结晶度的影响283 914几率效应284 915邻位基团效应284 92聚合物侧基的反应284 921纤维素的反应284 922聚醋酸乙烯酯的反应285 923卤代反应286 924芳香烃的取代反应287 925环化反应288 93交联反应288 9311,3二烯烃类橡胶的硫化289 932过氧化物交联291 933光致交联反应291 94接枝聚合及嵌段聚合296 941接枝聚合297 942嵌段聚合301 95聚合物的降解305 951热降解305 952水解、化学及生物降解308 953氧化降解308 954光降解和光氧化310 96功能高分子313 961功能高分子的合成314 962反应型功能高分子315 963导电高分子320 964高分子分离膜材料323 965医用高分子材料327 966高吸水性高分子材料333 [自学内容]天然高分子334 习题336 参考文献336
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內容試閱:
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第二版前言 作为一本与国家精品课程配套的教材,本书第一版已不能满足实际需要。一是高分子化学十余年发展出的一些新理论已逐步成熟并得到较为广泛的应用,有必要写入教材;二是现在的人才培养更强调知识的自主掌握和应用,教材作为人才培养的重要工具更要适应这一需要;三是原有教材在总体编排上与教学已有些衔接不畅。 第二版撰写主体思路是使学生通过学习能打下一个较全面的高分子化学基础知识平台;初步掌握知识的应用能力,这种能力主要体现在依靠现有知识平台进行知识更新扩充能力和将学到的知识应用于工作中的能力。为此第二版在全书总体安排和内容上均做了较大改动: 1在总体安排上,依然以聚合反应机理为主线,同时考虑更利于教学和知识体系的掌握。按先连锁聚合再逐步聚合的顺序,将逐步聚合放到第7章。共聚合按聚合机理划分,将自由基共聚独立为第3章,其它的则放入相应的各章。考虑到聚合方法是工科的特色,虽与聚合机理密切相关但仍可自成体系,所以保留未动。 2在各章的编写内容上保持第一版的原有特色。第1章绪论,主要介绍高分子化学的一些基本概念;研究较早、理论成熟的自由基聚合、逐步聚合是本书的重点,在单体和引发剂、聚合机理、聚合动力学、热力学、聚合反应速率和聚合物相对分子质量等方面给予了较为全面的介绍;自由基共聚的重点是单体参与共聚能力及对共聚组成和序列结构的控制;离子聚合、配位聚合则重于引发体系、活性中心、聚合机理等内容。 3适当压缩传统理论的篇幅,将近年新的理论编入正文。在理论论述时适当涉及理论的建立(包括实验支撑和建立过程)和与其它学科(尤其是四大基础化学)的关联。在主要章节后加入了概括性小结。 4每一章增加或强化了工业应用部分。重点是结合实际工业化品种,介绍各章所学基本理论的实际应用:自由基聚合,强调对聚合反应速率和聚合度的控制;共聚合,强调对共聚物组成和序列结构的控制;离子聚合,强调阴离子活性聚合的应用和阳离子聚合对聚合度的控制;配位聚合,强调对立构的控制;聚合方法,强调对聚合方法的选择。 5对每一章的习题进行了整合,增加了部分内容,以达到掌握基本理论、强化知识应用的目的。 本书第1、2、3、5、8章由张兴英教授编写;第4章和第7章由程珏教授编写;第6章和第9章由赵京波教授编写;各章习题由鲁建民副教授编写。本书也是北京化工大学高分子化学教学组各位教师多年教学工作的成果与结晶,各位同仁在本书的编写过程中也提出多方面的宝贵意见,在此一并表示感谢。 由于编者水平有限,书中难免有疏漏之处,衷心地希望广大读者及教育界同仁给予指正。 编者2012年3月 前言 本书为配合高分子化学国家精品课程建设需要,补充了近一二十年高分子化学的新进展,是为高等学校本科生学习高分子化学而编写的教科书,对于在相关领域学习和研究的硕士、博士研究生、科学工作者、工程技术人员,也不失为一本学习高分子化学基本原理及高分子制备的参考书。 作为一本工科专业教科书,在编写中主要把握了以下几点:一是注重理论知识的掌握。高分子化学是建立在有机化学和物理化学基础上的,全书按不同的聚合机理进行划分,在各章中对涉及的活性中心性质、反应机理、反应动力学和热力学给予了较多篇幅。对于一些新的聚合反应,如可控/“活性”自由基聚合、控制/活性阳离子聚合、基团转移聚合、易位聚合、活性化缩聚等,也按反应机理在相应的章节中给予一定篇幅,以使学生对高分子化学知识的了解达到较高水平。二是注意发挥工科教材的特色。增加了单体来源、新的聚合方法、典型聚合物的工业合成路线等内容。三是注重学习能力和兴趣的培养。除习题外,各章还附有许多自学内容,目的是减少课堂学习的压力、培养学生的自学能力;对于一些高分子科学发展过程中的大事件、杰出的代表人物及今后的一些主要发展方向的介绍则可激发起学生学习和探索高分子科学的兴趣。 高分子化学的发展虽然只有几十年的历史,但其丰富的内容已远不是一本教科书所能涵盖的,我们只能围绕各部分的重点内容进行编写。绪论一章,主要介绍高分子化学的一些主要概念,其中高分子命名主要参照2005年国家发布的《高分子化学命名原则》;研究较早、理论成熟的逐步聚合、自由基聚合是本书的重点,在聚合机理、聚合动力学、热力学、聚合反应和聚合物相对分子质量的控制等方面,给予了较为全面的介绍;共聚合一章的重点是单体参与共聚能力及对共聚组成的控制;对于离子聚合、配位聚合则重于聚合机理、引发体系、活性中心等内容;其他内容只是给予一般性的介绍。由于篇幅所限,一些内容不得不忍痛割爱,如近年来发展很快的功能高分子、生物高分子只能在最后一章中有所涉及。 本书是高分子化学教师多年教学工作的结
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