现代高分子研究方法

本书共分七章，分别介绍了小角中子散射、小角X射线散射、正电子湮灭谱、太赫兹时域光谱、和频振动光谱、光学超分辨率显微术、反相气相色谱等技术的基本原理、仪器设备结构以及它们在高分子材料研究方面的应用情况。
本书可供从事复合材料、高分子材料开发的科研机构研究人员以及高校相关专业师生阅读和参考。

前言
第1章小角中子散射1
1.1中子散射基本理论1
1.1.1相干散射长度2
1.1.2散射截面3
1.1.3基本散射方程4
1.1.4散射函数计算方法7
1.1.5散射强度8
1.2确定高斯链结构的理论9
1.2.1自由连接链的末端距和回转半径10
1.2.2使用小角度中子束的原因12
1.2.3对比度与氘化处理13
1.2.4Debye结构函数与Guinier公式15
1.2.5高分子溶液的渗透压17
1.2.6实验数据分析方法18
1.3高含量氘标记法20
1.3.1浓溶液体系散射理论20
1.3.2同位素馄合体系散射理论21
1.3.3氘标记引起的扰动21
1.4测定非稀溶液中链结构的实验22
1.4.1本体体系22
1.4.2浓溶液体系24
1.4.3半稀溶液体系25
1.5测定溶液中嵌段共聚物球形胶束的结构26
1.5.1胶束散射理论26
1.5.2核-壳胶束的形状因子27
1.5.3核-高斯链胶束模型28
主要参数29
参考文献30
第2章小角X射线散射32
2.1小角X射线散射基础32
2.1.1散射角度33
2.1.2散射基础理论33
2.1.3相关函数与散射强度36
2.1.4散射体和散射现象的倒易关系38
2.2理论和模型方法41
2.2.1Debye-Bueche统计理论41
2.2.2傅里叶变换法43
2.2.3—维相关函数44
2.2.4散射统计47
2.3实验条件和数据处理51
2.3.1实验条件52
2.3.2数据处理53
2.4小角X射线散射的应用57
2.4.1微观结构参数的分析57
2.4.2聚合物取向与形变62
2.4.3聚合空洞化64
2.4.4分形维数66
主要参数67
参考文献68
第3章正电子湮灭谱71
3.1正电子及其与材料的作用71
3.1.1正电子71
3.1.2正电子与材料的作用72
3.2正电子源及探测Y光子的方法73
3.2.1正电子源73
3.2.2探测Y光子的方法74
3.3正电子湮灭寿命谱仪的原理74
3.3.1基本原理74
3.3.2快-快符合PALS75
3.3.3快-慢符合PALS76
3.4湮灭寿命组成与连续谱77
3.4.1离散湮灭寿命组成77
3.4.2连续湮灭谱79
3.5PALS表征高分子材料的自由体积79
3.5.1o-Ps寿命和自由体积空洞尺寸关系79
3.5.2自由体积分布函数81
3.5.3高分子材料的PALS实验82
3.6正电子湮灭多普勒展宽能谱和角关联谱84
3.6.1正电子湮灭多普勒展宽能谱84
3.6.2正电子湮灭角关联谱90
参考文献91
第4章太赫兹时域光谱92
4.1太赫兹光波的特点92
4.2透射式太赫兹时域光谱仪93
4.2.1光谱仪的主要部件93
4.2.2光谱仪工作原理100
4.3样品的太赫兹光谱参数101
4.3.1光谱参数101
4.3.2样品中的回波103
4.3.3水的太赫兹吸收光谱105
4.4透射式THz-TDS在高分子方面的应用107
4.4.1高分子材料的太赫兹光谱特征107
4.4.2超宽带透射式THz-TDS110
4.5反射式THz-TDS及在高分子方面的应用112
4.5.1反射式THz-TDS谱仪的结构112
4.5.2高分子溶胀的实时测量113
4.5.3太赫兹时域衰减全反射光谱116
4.6太赫兹椭偏仪117
4.6.1THz-SE的结构与原理118
4.6.2THz-SE的应用119
4.7太赫兹成像119
4.7.1太赫兹时域光谱成像技术120
4.7.2连续波成像技术120
4.7.3太赫兹衍射成像方法121
4.7.4太赫兹成像的应用122
参考文献123
第5章和频振动光谱125
5.1和频光产生的原理125
5.1.1和频振动光谱原理简介125
5.1.2非线性光学及和频光的产生原理126
5.2光束与界面间的作用127
5.3和频公式130
5.3.1和频光的几何路线公式130
5.3.2表面约束坐标系下的诱导极化131
5.3.3入射电场产生的表面电场132
5.3.4诱导极化产生的和频光电场133
5.3.5二阶非线性极化率134
5.4和频公式的实验意义137
5.4.1表面特异性137
5.4.2共振和非共振极化率138
5.5和频光谱的解释143
5.5.1振动共振143
5.5.2界面构象145
5.5.3极性取向146
5.5.4分子倾斜角148
5.6和频光谱建模149
5.6.1建模原因149
5.6.2简单洛伦兹模型150
5.7反射和频光谱151
5.7.1主要原理151
5.7.2仪器结构153
5.7.3棱镜类型和基体材料156
5.7.4光谱中的噪声157
5.8和频光谱用于高分子界面研究158
5.8.1高分子与水的界面158
5.8.2高分子与金属的界面161
主要参数163
参考文献164
第6章光学超分辨率显微术166
6.1阿贝衍射极限166
6.1.1衍射极限产生的原因166
6.1.2突破衍射极限的方法167
6.2坐标定向显微术171
6.2.1STED原理171
6.2.2STED结构172
6.3坐标随机显微术173
6.3.1坐标随机显微术与STED的差别173
6.3.2坐标随机显微术的成像原理174
6.3.3PALM技术174
6.3.4STORM技术175
6.3.5其他技术176
6.4三维成像OSRM技术177
6.4.1衍射的3D成像技术177
6.4.2坐标定向3D成像技术178
6.4.3坐标随机3D成像技术179
6.5用于高分子研究的OSRM荧光探针180
6.5.1表征探针的参数180
6.5.2各种OSRM技术中的探针性质184
6.5.3探针成分类型185
6.6OSRM在高分子研究中的应用191
6.6.1聚合领域191
6.6.2溶液中的行为193
6.6.3本体中的行为194
6.6.4结晶领域196
6.6.5凝胶中的行为196
6.6.6相变领域197
参考文献198
第7章反相气相色谱201
7.1基本原理与基本参数201
7.1.1基本原理与方法201
7.1.2基本参数202
7.2表面色散自由能204
7.2.1探针204
7.2.2Dorris-Gray方法205
7.2.3Schultz方法206
7.2.4Dorris-Gray和Schultz方法的关系208
7.3路易斯酸碱常数210
7.3.1有机液体的路易斯酸碱性210
7.3.2测量与计算方法211
7.4溶剂与高分子间的作用参数216
7.4.1溶剂分子的无限稀释扩散系数216
7.4.2溶剂的无限稀释质量分数活度系数219
7.4.3Flory相互作用参数222
7.5高分子的溶解度参数223
7.5.1Hilderbrand溶解度参数223
7.5.2Hansen溶解度参数224
7.6高分子间的相互作用参数226
主要参数228
参考文献230