高分子材料概论(第二版)

本书系统阐述了通用高分子材料（塑料、橡胶、纤维、涂料、胶黏剂、聚合物共混物）的制备、结构、性能和应用，同时强调特定种类高分子材料的共性科学规律。全书共7 章。第1 章为材料与高分子材料，重点介绍材料的定义、分类、高分子材料的概念及发展等；第2 章为高分子材料的结构与性能，重点阐述高分子链结构、聚集态结构以及高分子材料的力学性能、物理性能（热性能、电性能、光性能等）、化学性能（聚合物的化学反应、老化、燃烧、力化学等）；第3～6 章分别详细介绍塑料、橡胶、纤维、胶黏剂和涂料，在每章前面首先阐述该类材料的共性结构和性能特点，针对橡胶和纤维材料介绍了其主要性能指标和检测方法，围绕制备—结构—性能—应用这一主线，详细介绍了多种高分子材料；第7 章为聚合物共混物，介绍了聚合物共混物的制备方法和原理、结构、研究手段。 本书可供高分子及相关专业本科生、研究生作为教材使用，也可供教师和工程技术人员参考。

高长有，浙江大学教授，教育部长江特聘教授，国家杰出青年基金获得者，连续入选Elsevier材料领域高被引科学家；国际生物材料学会、美国医学与生物工程院终身会士（Fellow）。现任中国生物材料学会副理事长、Materials Advances杂志副主编。 从1999年开始为浙江大学高分子材料与工程本科生主讲“高分子材料”课程至今从未间断。主要从事组织修复与再生医用高分子材料研究。作为负责人先后承担国家重点研发计划项目1项、国家自然科学基金重点项目3项、973计划课题2项。在本学科核心期刊发表论文500余篇，他引13000余次，H因子76；授权国家发明专利70余项、美国专利1项。

第1章 材料与高分子材料 001 1.1 材料与材料科学 001 1.1.1 材料的定义 001 1.1.2 材料的利用与发展 001 1.1.3 材料的作用 002 1.1.4 新材料的发展方向 003 1.2 材料的制备与性能 004 1.2.1 材料与物质 004 1.2.2 材料工艺过程 005 1.2.3 材料的结构 005 1.2.4 材料的性能 005 1.3 材料的分类 006 1.3.1 金属材料 006 1.3.2 无机非金属材料 007 1.3.3 高分子材料 008 1.3.4 复合材料 008 1.4 高分子材料发展历史及未来 009 1.4.1 高分子材料的三个发展阶段 009 1.4.2 高分子材料展望 011 1.5 高分子与高分子材料 012 1.5.1 基本概念 012 1.5.2 高分子材料的命名 013 1.5.3 高分子材料分类 016 1.5.4 高分子材料与高分子化学、高分子物理的关系 019 1.6 高分子材料的合成 019 1.6.1 逐步聚合反应 019 1.6.2 连锁聚合反应 020 参考文献 021 思考题 021 第2章 高分子材料的结构与性能 022 2.1 高分子链的链结构（化学结构）022 2.1.1 一级结构 023 2.1.2 二级结构 025 2.2 高分子的聚集态结构与性能 025 2.2.1 高分子结晶 026 2.2.2 高分子液晶 026 2.2.3 高分子取向 027 2.3 高分子材料的组成与性能 027 2.4 高分子材料的力学性能 027 2.4.1 拉伸性能 027 2.4.2 压缩性能 028 2.4.3 弯曲性能 029 2.4.4 冲击性能 029 2.4.5 剪切性能 030 2.4.6 硬度 030 2.4.7 耐蠕变性 031 2.4.8 持久强度 031 2.4.9 疲劳强度 031 2.4.10 摩擦与磨损 032 2.5 高分子材料的物理性能 032 2.5.1 热学性能 032 2.5.2 电学性能 035 2.5.3 光学性能 037 2.5.4 其他物理性能 039 2.6 高分子材料的化学性能 040 2.6.1 聚合物的化学反应 040 2.6.2 高分子材料的老化 044 2.6.3 高分子材料的燃烧特性 045 2.6.4 力化学性能 047 参考文献 049 思考题 049 第3章 塑料 050 3.1 概述 050 3.1.1 分类及性能 050 3.1.2 组分及作用 051 3.1.3 成型加工方法 058 3.2 聚烯烃塑料 063 3.2.1 聚乙烯 063 3.2.2 聚丙烯 073 3.2.3 聚苯乙烯系树脂 074 3.2.4 其他聚烯烃塑料 078 3.3 其他热塑性塑料 080 3.3.1 聚氯乙烯系树脂 080 3.3.2 聚乙烯醇及其衍生物塑料 085 3.3.3 丙烯酸塑料 087 3.3.4 聚氨酯 089 3.3.5 可降解塑料 092 3.4 工程塑料 101 3.4.1 聚酰胺 101 3.4.2 聚碳酸酯 108 3.4.3 聚甲醛 109 3.4.4 聚苯醚 110 3.4.5 聚对苯二甲酸丁二醇酯 111 3.4.6 聚对苯二甲酸乙二醇酯 112 3.4.7 聚酰亚胺 113 3.4.8 氟塑料 116 3.4.9 聚砜类树脂 121 3.4.10 聚苯硫醚 123 3.4.11 聚苯酯 125 3.4.12 聚芳酯 126 3.4.13 聚醚醚酮 127 3.4.14 液晶聚合物 127 3.5 热固性塑料 128 3.5.1 酚醛塑料 129 3.5.2 氨基塑料 131 3.5.3 呋喃塑料 133 3.5.4 环氧树脂 134 3.5.5 不饱和聚酯塑料 136 3.5.6 有机硅塑料 137 3.5.7 双马来酰亚胺塑料 138 参考文献 139 思考题 141 第4章 橡胶 142 4.1 概述 142 4.1.1 发现与定义 142 4.1.2 组分与作用 143 4.1.3 橡胶的配方 148 4.1.4 橡胶的加工 150 4.1.5 橡胶的结构与性能 156 4.1.6 橡胶的主要性能指标 159 4.2 天然橡胶 165 4.2.1 天然橡胶的分类 165 4.2.2 天然橡胶的品种 165 4.2.3 天然橡胶的成分 166 4.2.4 天然橡胶性能与应用 167 4.2.5 古塔波胶 167 4.2.6 杜仲胶 167 4.3 二烯类橡胶 168 4.3.1 聚丁二烯橡胶（polybutadiene，PB） 168 4.3.2 聚异戊二烯橡胶（polyisoprene，IR） 171 4.3.3 丁苯橡胶（styrene-butadiene rubber，SBR） 171 4.3.4 丁腈橡胶（nitrile rubber，acrylonitrilebutadiene rubber，NBR） 172 4.4 其他橡胶 174 4.4.1 氯丁橡胶（chloroprene rubber，CR） 174 4.4.2 聚异丁烯和丁基橡胶 175 4.4.3 以乙烯为基础的橡胶 177 4.4.4 其他合成橡胶 179 4.5 热塑性弹性体（thermoplastic elastomer，TPE） 186 4.5.1 结构特征 186 4.5.2 聚烯烃类热塑性弹性体（polyolefin thermoplastic elastomer） 186 4.5.3 聚苯乙烯类嵌段共聚物 187 4.5.4 聚酯类（polyester type） 187 4.5.5 聚氨酯类（thermoplastic polyurethane，TPU） 187 参考文献 188 思考题 189 第5章 纤维 190 5.1 纤维概述 190 5.1.1 纤维的分类 190 5.1.2 纤维的主要性能指标 191 5.1.3 纤维加工的一般过程 194 5.1.4 纤维加工过程中结构的变化 200 5.1.5 结构与性能的关系 201 5.2 天然纤维和人造纤维 203 5.2.1 天然纤维 203 5.2.2 人造纤维（artificial fiber） 206 5.3 合成纤维 214 5.3.1 聚酰胺纤维 215 5.3.2 聚酯纤维 216 5.3.3 聚丙烯腈纤维 218 5.3.4 聚丙烯纤维 220 5.3.5 聚乙烯醇纤维 222 5.3.6 聚氯乙烯纤维 224 5.3.7 聚乳酸纤维 225 5.4 特种合成纤维 226 5.4.1 耐高温纤维 226 5.4.2 耐腐蚀纤维 228 5.4.3 阻燃纤维 229 5.4.4 弹性纤维 229 5.4.5 吸湿性纤维和抗静电纤维 229 参考文献 230 思考题 230 第6章 胶黏剂和涂料 231 6.1 胶黏剂 231 6.1.1 胶黏剂的组成 231 6.1.2 胶黏剂的分类 232 6.1.3 胶接及其机理 233 6.1.4 胶黏剂的选择 236 6.1.5 环氧树脂胶黏剂 237 6.1.6 聚氨酯胶黏剂 239 6.1.7 酚醛树脂胶黏剂 240 6.1.8 丙烯酸酯类胶黏剂 241 6.1.9 橡胶胶黏剂 244 6.1.10 其他常用的胶黏剂 245 6.2 涂料 247 6.2.1 涂料的组成 247 6.2.2 涂料的类型 248 6.2.3 涂料的涂装方法 249 6.2.4 油基树脂漆 250 6.2.5 合成树脂漆 252 6.2.6 水性树脂涂料 256 6.2.7 粉末涂料 256 参考文献 258 思考题 258 第7章 聚合物共混物 259 7.1 聚合物共混物及其制备方法 259 7.1.1 基本概念 259 7.1.2 共混方法 260 7.2 聚合物共混物的相容性 262 7.2.1 基本概念 262 7.2.2 热力学相容性判断 263 7.2.3 聚合物之间相容性的基本特点 264 7.2.4 提高相容性的方法 266 7.2.5 相容性研究方法 268 7.3 聚合物共混物的形态结构 269 7.3.1 形态结构的基本类型 270 7.3.2 聚合物的界面层 273 7.3.3 相容性对形态结构和性能的影响 275 7.3.4 制备方法对形态结构的影响 275 7.3.5 形态结构测定方法 276 7.4 聚合物共混物的性能 277 7.4.1 性能-组成关系 277 7.4.2 力学松弛性能 278 7.4.3 模量和强度 278 7.4.4 流变性能 278 7.4.5 其他性能 279 7.5 基于塑料的聚合物共混物 280 7.5.1 以聚乙烯为基的共混物 280 7.5.2 以聚丙烯为基的共混物 281 7.5.3 以聚氯乙烯为基的共混物 282 7.5.4 以聚苯乙烯为基的共混物 283 7.5.5 其他聚合物共混物 284 7.6 橡胶增韧塑料的机理 286 7.6.1 橡胶增韧塑料的特点 286 7.6.2 橡胶增韧塑料的机理 286 7.6.3 影响抗冲强度的因素 289 7.7 非弹性体增韧 290 7.7.1 有机粒子增韧 290 7.7.2 无机粒子增韧 290 7.7.3 非弹性体增韧作用机理 291 参考文献 291 思考题 292