本書圍繞分子鏈的凝聚過程和高分子材料相變兩大主題系統(tǒng)介紹當(dāng)代高分子凝聚態(tài)物理學(xué)的核心內(nèi)容。論述了溶致凝聚過程中分子鏈構(gòu)象、相互作用及熱力學(xué)性質(zhì)的演變，高分子材料相變的復(fù)雜性和特殊規(guī)律。介紹了學(xué)科的基本概念、理論、模型和研究方法。本書讀者群為高分子科學(xué)方向的博士、碩士研究生，也可供相關(guān)專業(yè)科學(xué)工作者參考。
第1章 高分子凝聚態(tài)物理學(xué)的基本問題
1．1 凝聚態(tài)物理學(xué)的兩個基本問題
1．2 分子鏈的溶致凝聚與高分子相變
1．3 高分子凝聚的多體問題與復(fù)雜關(guān)聯(lián)效應(yīng)
第2章 孤立分子鏈的構(gòu)象與運動學(xué)
2．1 分子鏈的構(gòu)造與構(gòu)型
2．1．1 分子鏈的化學(xué)組成與鍵接方式
2．1．2 分子鏈的構(gòu)型及立體異構(gòu)體
2．1．3 分子鏈拓?fù)洚悩?gòu)體
2．2 理想分子鏈的構(gòu)象
2．2．1 分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)象與柔順性
2．2．2 等效自由連接鏈模型與Kuhn鏈段
2．2．3 粗粒化模型、Gauss鏈段、分子鏈構(gòu)象的自相似性
2．2．4 分子鏈構(gòu)象的分形維數(shù)
2．2．5 分子鏈構(gòu)象的標(biāo)度性
2．2．6 理想鏈的自由能和彈性力
2．2．7 理想鏈的對偶關(guān)聯(lián)函數(shù)
2．2．8 理想鏈性質(zhì)小結(jié)
2．3 排除體積作用及對分子鏈構(gòu)象的影響
2．3．1 分子鏈的占有體積與擴張體積
2．3．2 Mayexf產(chǎn)函數(shù)與排除體積相互作用
2．3．3 排除體積作用對分子鏈構(gòu)象的影響
2．3．4 聚合物稀溶液理論
2．3．5 溫度對排除體積作用的影響
2．3．6 膨脹鏈的對偶關(guān)聯(lián)函數(shù)
2．3．7 稀溶液中分子鏈性質(zhì)小結(jié)
2．4 單分子鏈凝聚態(tài)
2．4．1 高分子稀溶液和極稀溶液
2．4．2 單鏈凝聚態(tài)
2．4．3 單分子鏈單晶
2．4．4．單鏈玻璃態(tài)與單鏈高彈拉伸行為
2．5 單分子鏈運動學(xué)
2．5．1 漲落一耗散定理
2．5．2 Debey模型討論聚合物稀溶液的黏性流動
2．5．3 Rouse-Zimm模型討論聚合物稀溶液的黏彈性流動
2．5．4 Rouse-Zimm模型的顯式本構(gòu)方程
2．5．5 流體動力學(xué)相互作用、Zimm修正
第3章 分子鏈凝聚過程及多鏈聚集體的凝聚態(tài)性質(zhì)
3．1 分子鏈的溶致凝聚過程
3．2 亞濃溶液性質(zhì)
3．2．1 亞濃溶液的滲透壓
3．2．2 分子鏈長程關(guān)聯(lián)效應(yīng)
3．2．3 亞濃溶液中分子鏈的構(gòu)象
3．2．4 串滴鏈模型
3．2．5 亞濃溶液的對偶關(guān)聯(lián)函數(shù)
3．2．6 亞濃溶液中的屏蔽效應(yīng)
3．3 濃厚體系中纏結(jié)網(wǎng)鏈的構(gòu)象
3．3．1 濃厚體系中的分界濃度
3．3．2 濃厚體系中分子鏈的穿透交疊
3．3．3 全高斯鏈濃度c“的意義
3．3．4 濃厚體系中的屏蔽效應(yīng)
3．3．5 濃厚體系中幾個關(guān)鍵尺度的關(guān)系
3．3．6 溶致凝聚過程中體系熵值的變化及其熱力學(xué)意義
3．4 非晶聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變與分子鏈纏結(jié)圖像
3．4．1 非晶聚合物的力學(xué)狀態(tài)與熱力學(xué)相態(tài)特征
3．4．2 關(guān)于玻璃化轉(zhuǎn)變的討論
3．4．3 無規(guī)線團模型與分子鏈纏結(jié)的經(jīng)典圖像
3．4．4 串滴鏈長程纏結(jié)圖像
3．4．5 非晶高彈態(tài)與黏流態(tài)的分子鏈纏結(jié)網(wǎng)特征
3．5 結(jié)晶聚合物及其熔融
3．5．1 高分子結(jié)晶的復(fù)雜性
3．5．2 復(fù)雜的分子鏈排列構(gòu)象與晶體形態(tài)
3．5．3 結(jié)晶度測量與計算
3．5．4 高分子結(jié)晶的動力學(xué)特征
3．5．5 結(jié)晶聚合物熔融及其動力學(xué)特征
3．6 交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)及其溶脹
3．6．1 兩種不同類型的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)
3．6．2 理想橡膠等溫拉伸的熱力學(xué)方程
3．6．3 交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)高彈形變的分子論解析
3．6．4 Mooney-Rivlin唯象理論
3．6．5 交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)的平衡溶脹
3．7 纏結(jié)分子鏈的蛇行蠕動模型
3．7．1 濃厚高分子液體的奇異流變性
3．7．2 管模型與蛇行蠕動模型
3．7．3 濃厚高分子液體中分子鏈的蠕動
第4章 物質(zhì)狀態(tài)的描述與相變的定義
4．1 物質(zhì)狀態(tài)的描述
4．1．1 物質(zhì)狀態(tài)的微觀描述與宏觀描述
4．1．2 微觀描述與宏觀描述的聯(lián)系
4．1．3 對稱性及對稱操作
4．1．4 對稱群
4．1．5 物質(zhì)結(jié)構(gòu)函數(shù)及其Fourier變換
4．2 相變的定義
4．2．1 相變的熱力學(xué)分類
4．2．2 對稱破缺與序參量
4．2．3 二級相變理論
4．3 分子間相互作用
4．3．1 分子間相互作用的重要性
4．3．2 靜電相互作用
4．3．3 弱化學(xué)鍵作用
4．3．4 親水一疏水相互作用
4．3．5 內(nèi)聚能密度與溶解度參數(shù)
第5章 高分子材料的相變及其復(fù)雜性
5．1 高分子材料相變的復(fù)雜性
5．2 軟物質(zhì)的熵致相變
5．2．1 軟物質(zhì)概念
5．2．2 軟物質(zhì)與硬物質(zhì)的差別
5．2．3 熵致相變
5．3 相變的動力學(xué)控制
5．3．1 相變的亞穩(wěn)定態(tài)與亞穩(wěn)定性
5．3．2 高分子相變亞穩(wěn)定態(tài)的重要性
5．3．3 晶體生長的動力學(xué)控制
5．4 液晶的凝聚態(tài)特征及高分子液晶
5．4．1 液晶的分類
5．4．2 液晶的凝聚態(tài)特征
5．4．3 高分子液晶的結(jié)構(gòu)及性能特點
5．5 導(dǎo)電高分子的激發(fā)態(tài)
5．5．1 導(dǎo)電高分子的基態(tài)
5．5．2 聚乙炔的Peieds相變
5．5．3 一維固體的元激發(fā)——孤子態(tài)
5．5．4 導(dǎo)電高分子的極化子態(tài)
5．6 高分子非均質(zhì)態(tài)的逾滲轉(zhuǎn)變
5．6．1 材料的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)及微結(jié)構(gòu)特征描述
5．6．2 逾滲模型的基本物理量
5．6．3 臨界區(qū)的性質(zhì)
5．6．4 拓?fù)錈o序結(jié)構(gòu)上的逾滲過程
5．7 高分子溶膠一凝膠轉(zhuǎn)變
5．7．1 溶膠一凝膠轉(zhuǎn)變
5．7．2 凝膠化轉(zhuǎn)變的平均場模型
5．7．3 凝膠化轉(zhuǎn)變的臨界區(qū)逾滲轉(zhuǎn)變模型
第6章 高分子凝聚態(tài)物理學(xué)范式的討論
6．1 范式的重要性
6．1．1 范式的意義和作用
6．1．2 探索高分子凝聚態(tài)物理學(xué)范式的重要性和迫切性
6．2 關(guān)于高分子凝聚態(tài)物理學(xué)范式的思考
參考文獻(xiàn)
附錄
物理量符號一覽表
主題詞索引
重要物理常數(shù)
《高分子凝聚過程與相態(tài)轉(zhuǎn)變 高分子凝聚態(tài)物理基本問題》：
歷史上最先由Boyer等人成功地實現(xiàn)非晶單分子鏈的分離和觀察實驗（1945年）。他們將分子量為400，000的聚氯苯乙烯溶解于苯，溶液濃度為1x10—7，加入沉淀劑，得到沉淀物。電鏡觀察到直徑1.5～50.0 nm之間的圓形粒子，計算分析表明，這樣大小的粒子應(yīng)由單根或幾根分子鏈組成。當(dāng)時實驗的目的是估計分子量，結(jié)果表明，用這種方法確實測得可靠的聚合物分子量，與其他常規(guī)方法測得的結(jié)果相符。此后關(guān)于聚合物單分子鏈的分離和觀察，以及關(guān)于制備單分子鏈的方法陸續(xù)得以報道。
對非晶聚合物單分子鏈分離、觀察和由此發(fā)展起來的測定分子量的方法應(yīng)用到結(jié)晶聚合物中卻行不通，原因在于雖處于稀溶液中，但聚合物的結(jié)晶傾向使許多分子鏈匯聚到同一個晶體中，分子鏈不能呈分離狀態(tài)保持在溶液中。1949年，Turnbull和Fisher實現(xiàn)了微小晶體的生長和觀察。為研究均相成核，他們將聚合物熔體分散成微米尺寸的微滴，懸浮在硅油中，其中小部分微滴含異相雜質(zhì)，而大部分微滴為純凈熔體。然后以很慢的速度等速降溫，含雜質(zhì)的微滴通過異相成核首先結(jié)晶，而大部分微滴需經(jīng)進(jìn)一步降溫后才通過均相成核而結(jié)晶。研究發(fā)現(xiàn)聚乙烯要達(dá)到50～ 60 K的過冷度才能發(fā)生均相成核。這些微米尺寸的小滴還是包含了許多分子鏈，需進(jìn)一步分散成單分子鏈的微滴，才能觀察到單鏈單晶的生長。
第一個看到單鏈單晶的是Bittiger等人。他們研究三醋酸纖維素的氯仿／甲醇溶液（0.01%）的結(jié)晶。在觀察到片晶和片狀聚集體的同時，也發(fā)現(xiàn)了少量棒狀小晶粒，長50 nm。由長度和直徑估計，小晶體相當(dāng)于一個分子鏈，因此提出單分子鏈單晶的概念。
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