高分子結晶學原理

第一部分高分子的結晶熱力學1

第1章高分子的分子結構特點3

1?1什么是高分子？3

1?2高分子鏈結構的表征4

1?3高分子內在分類結構特點6

1?3?1鏈的非柔順性6

1?3?2高分子鏈間復雜的相互作用8

1?4高分子外在個別結構特點9

1?4?1分子量及其分布9

1?4?2鏈的拓撲構造10

1?4?3鏈的序列不規(guī)整性13

參考文獻15

第2章結晶熱力學和相態(tài)16

2?1有序相轉變的熱力學16

2?2多重有序相態(tài)18

2?3多組分體系結晶相圖23

2?4晶相的結構表征25

參考文獻33

第3章結晶統(tǒng)計熱力學和平衡熔點性質36

3?1微觀相互作用模型的建立36

3?2平均場統(tǒng)計處理計算高分子溶液的配分函數(shù)39

3?2?1格子模型和平均場假定39

3?2?2混合熵的計算40

3?2?3混合焓的計算43

3?2?4配分函數(shù)及溶液相圖的計算44

3?3高分子平衡熔點的性質45

3?3?1對內在鏈結構特點的依賴性45

3?3?2對外在結構特點分子量的依賴性48

3?3?3對外在結構特點鏈序列規(guī)整性的依賴性49

3?3?4對多組分體系濃度的依賴性51

參考文獻53

第4章結晶與多組分液態(tài)相分離的相互作用56

4?1溶液中的熱力學相互作用56

4?2高分子溶液相分離對結晶成核的加速作用59

4?3結晶有序化相互作用對共混物相分離的增強作用69

4?4不相容體系界面對結晶成核的增強作用73

4?5單鏈體系中的相變及其相互作用78

4?6嵌段共聚物體系中相分離與結晶相互作用82

參考文獻84

第二部分高分子結晶動力學89

第5章結晶成核動力學91

5?1成核原理及基本模式91

5?2成核動力學99

5?3成核劑和成核促進劑103

5?4鏈內成核模型105

參考文獻109

第6章晶體生長動力學114

6?1晶體生長的基本模式114

6?1?1擴散控制生長115

6?1?2界面控制生長116

6?2高分子折疊鏈片晶121

6?2?1折疊鏈片晶模型121

6?2?2片晶的界面區(qū)128

6?2?3片晶的厚度及其來源130

6?3片晶生長動力學135

6?3?1次級成核作為速率決定步驟135

6?3?2Lauritzen?Hoffman理論138

6?3?3伸展鏈晶的二維生長理論142

6?3?4鏈內成核理論147

6?3?5其他基于非次級成核的片晶生長模型155

參考文獻163

第7章高分子片晶生長的特殊動力學現(xiàn)象173

7?1短鏈整數(shù)次折疊和片晶生長自中毒現(xiàn)象173

7?1?1短鏈整數(shù)次折疊結晶173

7?1?2短鏈片晶生長的自中毒現(xiàn)象176

7?2分子量效應及二元共結晶速率184

7?2?1分子量對片晶線生長速率的影響184

7?2?2分子量效應的理論解釋186

7?2?3二元鏈長混合物的共結晶速率188

7?3結晶分子分凝現(xiàn)象197

7?3?1高分子結晶的分子量分級197

7?3?2結晶分子分凝的微觀動力學機制199

7?4片晶生長速率溫度依賴性的regime(區(qū)域)轉變現(xiàn)象203

7?4?1regime轉變的實驗觀測203

7?4?2regime轉變的Lauritzen?Hoffman理論解釋204

7?4?3regime轉變的分子模擬及鏈內成核理論解釋206

7?5片晶生長導致的半結晶織態(tài)結構214

7?5?1半結晶織態(tài)結構的成因214

7?5?2動力學成因的分子模擬證據(jù)214

7?6溶液準一維生長的片晶線生長速率215

7?6?1恒濃溶液體系215

7?6?2恒量溶液體系216

參考文獻218

第8章片晶的退火和熔化226

8?1片晶的退火增厚226

8?1?1片晶的退火效應226

8?1?2片晶增厚的分子機理230

8?1?3單層片晶增厚的動力學234

8?2片晶的可逆熔化238

8?2?1片晶可逆熔化的實驗證據(jù)238

8?2?2片晶可逆熔化的分子機理240

8?3片晶的不可逆熔化243

8?3?1片晶熔化的不可逆現(xiàn)象243

8?3?2片晶熔化的動力學244

8?3?3片晶過熱度與升溫速率的標度關系249

參考文獻252

第9章高分子總結晶動力學257

9?1結晶度的表征257

9?2等溫結晶過程的Avrami方程處理260

9?2?1總結晶速率260

9?2?2Avrami方程260

9?2?3總結晶速率的復雜性262

9?3非等溫結晶動力學263

9?3?1Ozawa理論263

9?3?2動力學結晶能力265

9?3?3直接求Avrami指數(shù)法266

參考文獻266

第三部分高分子結晶形態(tài)學269

第10章高分子單晶271

10?1高分子單晶的生長習性及其演變271

10?2聚乙烯單晶(200)彎曲生長面的解釋279

10?3多層片晶282

參考文獻287

第11章高分子球晶290

11?1球晶的形貌表征290

11?1?1球晶形貌的演化290

11?1?2球晶的偏光顯微鏡表征290

11?1?3球晶的小角光散射表征294

11?2球晶的微觀結構295

11?2?1球晶初期的結構295

11?2?2球晶中片晶的分枝298

11?2?3環(huán)帶球晶中片晶的扭曲機制302

11?3球晶的生成機制309

11?3?1Keith?Padden理論309

11?3?2分枝生長的計算機模擬312

11?4反常球晶313

參考文獻314

第12章伴隨其他過程的高分子結晶形態(tài)319

12?1伴隨聚合反應的高分子結晶319

12?1?1高分子結晶的幾種基本模式319

12?1?2單體結晶然后聚合320

12?1?3結晶與聚合同時發(fā)生320

12?1?4先聚合緊接著結晶322

12?2取向誘導結晶324

12?2?1取向誘導結晶的原理324

12?2?2界面誘導結晶325

12?2?3拉伸誘導結晶332

12?2?4流動誘導結晶338

12?3高分子結晶凍膠344

12?3?1靜態(tài)條件344

12?3?2流動或攪拌條件345

參考文獻346

第四部分受限高分子結晶353

第13章無規(guī)共聚物結晶355

13?1共聚物序列結構的統(tǒng)計學分類355

13?1?1共聚物序列結構的統(tǒng)計學表征355

13?1?2三種典型的共聚物序列結構模擬356

13?2均勻型共聚物結晶358

13?2?1結晶度的定義358

13?2?2降溫和升溫結晶度曲線359

13?2?3共聚物結晶形貌362

13?2?4共聚物結晶的序列長度分凝現(xiàn)象363

13?2?5共聚單元進入晶區(qū)的影響366

13?3非均勻型共聚物結晶367

13?3?1結晶之前的相分離367

13?3?2中間組分對結晶的影響369

13?4無規(guī)共聚物結晶的特殊記憶效應371

參考文獻378

第14章均聚物納米空間受限結晶381

14?1一維納米受限結晶381

14?1?1超薄膜中晶粒的取向381

14?1?2超薄膜Flat?on片晶生長動力學386

14?1?3超薄膜Edge?on片晶生長動力學390

14?1?4超薄膜樹枝晶形貌演化393

14?2二維納米受限結晶395

14?3三維納米受限結晶399

參考文獻401

第15章嵌段共聚物微疇受限結晶407

15?1嵌段共聚物的自組裝及其結晶407

15?1?1嵌段共聚物微相分離407

15?1?2結晶驅動的嵌段共聚物自組裝408

15?1?3嵌段共聚物納米微疇中的受限結晶412

15?2層狀相受限結晶416

15?2?1硬受限結晶416

15?2?2軟受限結晶419

15?2?3雙段結晶425

15?3柱狀相受限結晶430

15?3?1硬受限結晶430

15?3?2軟受限結晶431

15?4球狀相受限結晶436

參考文獻440

附錄446

A高分子結晶的動態(tài)蒙特卡羅模擬方法446

A1格子鏈微松弛模型446

A2抽樣方法449

參考文獻450

索引452