高分子結(jié)晶學(xué)原理

第一部分高分子的結(jié)晶熱力學(xué)1

第1章高分子的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3

1?1什么是高分子？3

1?2高分子鏈結(jié)構(gòu)的表征4

1?3高分子內(nèi)在分類(lèi)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)6

1?3?1鏈的非柔順性6

1?3?2高分子鏈間復(fù)雜的相互作用8

1?4高分子外在個(gè)別結(jié)構(gòu)特點(diǎn)9

1?4?1分子量及其分布9

1?4?2鏈的拓?fù)錁?gòu)造10

1?4?3鏈的序列不規(guī)整性13

參考文獻(xiàn)15

第2章結(jié)晶熱力學(xué)和相態(tài)16

2?1有序相轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)16

2?2多重有序相態(tài)18

2?3多組分體系結(jié)晶相圖23

2?4晶相的結(jié)構(gòu)表征25

參考文獻(xiàn)33

第3章結(jié)晶統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)和平衡熔點(diǎn)性質(zhì)36

3?1微觀相互作用模型的建立36

3?2平均場(chǎng)統(tǒng)計(jì)處理計(jì)算高分子溶液的配分函數(shù)39

3?2?1格子模型和平均場(chǎng)假定39

3?2?2混合熵的計(jì)算40

3?2?3混合焓的計(jì)算43

3?2?4配分函數(shù)及溶液相圖的計(jì)算44

3?3高分子平衡熔點(diǎn)的性質(zhì)45

3?3?1對(duì)內(nèi)在鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的依賴(lài)性45

3?3?2對(duì)外在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子量的依賴(lài)性48

3?3?3對(duì)外在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鏈序列規(guī)整性的依賴(lài)性49

3?3?4對(duì)多組分體系濃度的依賴(lài)性51

參考文獻(xiàn)53

第4章結(jié)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(xué)相互作用56

4?2高分子溶液相分離對(duì)結(jié)晶成核的加速作用59

4?3結(jié)晶有序化相互作用對(duì)共混物相分離的增強(qiáng)作用69

4?4不相容體系界面對(duì)結(jié)晶成核的增強(qiáng)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(jié)晶相互作用82

參考文獻(xiàn)84

第二部分高分子結(jié)晶動(dòng)力學(xué)89

第5章結(jié)晶成核動(dòng)力學(xué)91

5?1成核原理及基本模式91

5?2成核動(dòng)力學(xué)99

5?3成核劑和成核促進(jìn)劑103

5?4鏈內(nèi)成核模型105

參考文獻(xiàn)109

第6章晶體生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)114

6?1晶體生長(zhǎng)的基本模式114

6?1?1擴(kuò)散控制生長(zhǎng)115

6?1?2界面控制生長(zhǎng)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(lái)源130

6?3片晶生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)135

6?3?1次級(jí)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(zhǎng)理論142

6?3?4鏈內(nèi)成核理論147

6?3?5其他基于非次級(jí)成核的片晶生長(zhǎng)模型155

參考文獻(xiàn)163

第7章高分子片晶生長(zhǎng)的特殊動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象173

7?1短鏈整數(shù)次折疊和片晶生長(zhǎng)自中毒現(xiàn)象173

7?1?1短鏈整數(shù)次折疊結(jié)晶173

7?1?2短鏈片晶生長(zhǎng)的自中毒現(xiàn)象176

7?2分子量效應(yīng)及二元共結(jié)晶速率184

7?2?1分子量對(duì)片晶線生長(zhǎng)速率的影響184

7?2?2分子量效應(yīng)的理論解釋186

7?2?3二元鏈長(zhǎng)混合物的共結(jié)晶速率188

7?3結(jié)晶分子分凝現(xiàn)象197

7?3?1高分子結(jié)晶的分子量分級(jí)197

7?3?2結(jié)晶分子分凝的微觀動(dòng)力學(xué)機(jī)制199

7?4片晶生長(zhǎng)速率溫度依賴(lài)性的regime(區(qū)域)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象203

7?4?1regime轉(zhuǎn)變的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)203

7?4?2regime轉(zhuǎn)變的Lauritzen?Hoffman理論解釋204

7?4?3regime轉(zhuǎn)變的分子模擬及鏈內(nèi)成核理論解釋206

7?5片晶生長(zhǎng)導(dǎo)致的半結(jié)晶織態(tài)結(jié)構(gòu)214

7?5?1半結(jié)晶織態(tài)結(jié)構(gòu)的成因214

7?5?2動(dòng)力學(xué)成因的分子模擬證據(jù)214

7?6溶液準(zhǔn)一維生長(zhǎng)的片晶線生長(zhǎng)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(xiàn)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(yīng)226

8?1?2片晶增厚的分子機(jī)理230

8?1?3單層片晶增厚的動(dòng)力學(xué)234

8?2片晶的可逆熔化238

8?2?1片晶可逆熔化的實(shí)驗(yàn)證據(jù)238

8?2?2片晶可逆熔化的分子機(jī)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(dòng)力學(xué)244

8?3?3片晶過(guò)熱度與升溫速率的標(biāo)度關(guān)系249

參考文獻(xiàn)252

第9章高分子總結(jié)晶動(dòng)力學(xué)257

9?1結(jié)晶度的表征257

9?2等溫結(jié)晶過(guò)程的Avrami方程處理260

9?2?1總結(jié)晶速率260

9?2?2Avrami方程260

9?2?3總結(jié)晶速率的復(fù)雜性262

9?3非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)263

9?3?1Ozawa理論263

9?3?2動(dòng)力學(xué)結(jié)晶能力265

9?3?3直接求Avrami指數(shù)法266

參考文獻(xiàn)266

第三部分高分子結(jié)晶形態(tài)學(xué)269

第10章高分子單晶271

10?1高分子單晶的生長(zhǎng)習(xí)性及其演變271

10?2聚乙烯單晶(200)彎曲生長(zhǎng)面的解釋279

10?3多層片晶282

參考文獻(xiàn)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(jié)構(gòu)295

11?2?1球晶初期的結(jié)構(gòu)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(jī)制302

11?3球晶的生成機(jī)制309

11?3?1Keith?Padden理論309

11?3?2分枝生長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)模擬312

11?4反常球晶313

參考文獻(xiàn)314

第12章伴隨其他過(guò)程的高分子結(jié)晶形態(tài)319

12?1伴隨聚合反應(yīng)的高分子結(jié)晶319

12?1?1高分子結(jié)晶的幾種基本模式319

12?1?2單體結(jié)晶然后聚合320

12?1?3結(jié)晶與聚合同時(shí)發(fā)生320

12?1?4先聚合緊接著結(jié)晶322

12?2取向誘導(dǎo)結(jié)晶324

12?2?1取向誘導(dǎo)結(jié)晶的原理324

12?2?2界面誘導(dǎo)結(jié)晶325

12?2?3拉伸誘導(dǎo)結(jié)晶332

12?2?4流動(dòng)誘導(dǎo)結(jié)晶338

12?3高分子結(jié)晶凍膠344

12?3?1靜態(tài)條件344

12?3?2流動(dòng)或攪拌條件345

參考文獻(xiàn)346

第四部分受限高分子結(jié)晶353

第13章無(wú)規(guī)共聚物結(jié)晶355

13?1共聚物序列結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分類(lèi)355

13?1?1共聚物序列結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)學(xué)表征355

13?1?2三種典型的共聚物序列結(jié)構(gòu)模擬356

13?2均勻型共聚物結(jié)晶358

13?2?1結(jié)晶度的定義358

13?2?2降溫和升溫結(jié)晶度曲線359

13?2?3共聚物結(jié)晶形貌362

13?2?4共聚物結(jié)晶的序列長(zhǎng)度分凝現(xiàn)象363

13?2?5共聚單元進(jìn)入晶區(qū)的影響366

13?3非均勻型共聚物結(jié)晶367

13?3?1結(jié)晶之前的相分離367

13?3?2中間組分對(duì)結(jié)晶的影響369

13?4無(wú)規(guī)共聚物結(jié)晶的特殊記憶效應(yīng)371

參考文獻(xiàn)378

第14章均聚物納米空間受限結(jié)晶381

14?1一維納米受限結(jié)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(zhǎng)動(dòng)力學(xué)386

14?1?3超薄膜Edge?on片晶生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)390

14?1?4超薄膜樹(shù)枝晶形貌演化393

14?2二維納米受限結(jié)晶395

14?3三維納米受限結(jié)晶399

參考文獻(xiàn)401

第15章嵌段共聚物微疇受限結(jié)晶407

15?1嵌段共聚物的自組裝及其結(jié)晶407

15?1?1嵌段共聚物微相分離407

15?1?2結(jié)晶驅(qū)動(dòng)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(jié)晶412

15?2層狀相受限結(jié)晶416

15?2?1硬受限結(jié)晶416

15?2?2軟受限結(jié)晶419

15?2?3雙段結(jié)晶425

15?3柱狀相受限結(jié)晶430

15?3?1硬受限結(jié)晶430

15?3?2軟受限結(jié)晶431

15?4球狀相受限結(jié)晶436

參考文獻(xiàn)440

附錄446

A高分子結(jié)晶的動(dòng)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(xiàn)450

索引452