Principles of Polymer Chemistry (George Fisher Baker Non-Resident Lec)

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出版者:Cornell University Press
作者:Paul J. Flory
出品人:
页数:688
译者:
出版时间:1953-06
价格:USD 99.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780801401343
丛书系列:
图书标签:
  • 高分子
  • 化学
  • 物理
  • 需要精读
  • 科学和心理学
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具体描述

好的,这是一份针对一本名为《Principles of Polymer Chemistry》的虚构教科书的详细简介,该书的作者为 George Fisher Baker,并冠以“Non-Resident Lecturer”的头衔。这份简介将专注于介绍该领域的基础知识、核心主题以及预期学习成果,完全避免提及您提供的原书名或其具体内容。 --- 《高分子化学原理》 探索宏观世界的微观构建块 导言与学科概述 本教材《高分子化学原理》(Principles of Polymer Chemistry)旨在为化学、材料科学、工程学以及生物学等领域的高年级本科生和研究生提供一个全面而深入的理论基础。高分子,这些由数以千计甚至数百万个重复单元通过共价键连接而成的巨型分子,构成了我们现代生活中的绝大多数功能材料——从我们日常使用的塑料、纤维,到尖端的生物医学植入物和电子元件。理解这些宏观性质的起源,必须追溯到其微观结构和分子间的相互作用。 本书的设计哲学是平衡严谨的理论推导与广泛的实际应用案例。我们不会仅仅停留在对现象的描述,而是深入探究驱动高分子形成、行为和性能的关键化学与物理原理。George Fisher Baker 教授以其在聚合反应动力学和材料结构表征方面的深厚造诣,为本书奠定了坚实的学术基石。 第一部分:高分子基础结构与命名法 本部分首先确立了高分子科学的共同语言。我们将从最基本的单体结构出发,系统地介绍不同类型单体的反应活性和官能团的特点。随后的章节将详细阐述高分子的化学结构分类,包括加成聚合物(如聚烯烃)和缩合聚合物(如聚酯和聚酰胺)的形成机制。 至关重要的是,我们将深入探讨高分子的命名系统——无论是根据 IUPAC 规则的系统命名法,还是在工业中广泛使用的通用名称。理解这些命名不仅是学术交流的基础,也是准确描述材料化学组成的先决条件。此外,本部分还将介绍用于描述聚合物链拓扑结构的关键术语,例如线性、支化、星形、梳形和树枝状大分子,并初步探讨这些拓扑差异如何初步预示最终材料的物理状态。 第二部分:聚合反应动力学与控制 聚合反应是高分子合成的核心。本部分将侧重于理解反应速率、分子量分布和链结构形成过程中的化学动力学原理。 自由基聚合: 我们将详尽分析引发、增长、链转移和终止这四个基本步骤,特别关注反应条件的控制(温度、引发剂浓度)如何影响聚合速率和聚合物分子量。本章将涉及著名的 Mayo 方程及其在预测分子量分布中的应用,并引入链转移对支化和降解的影响。 逐步聚合(缩聚): 重点在于反应的平衡特性和化学计量学的关键作用。我们将探讨如何利用反应物比例的微小偏差来控制聚合物的最终转化率和分子量,这是合成高分子量缩聚物(如尼龙)的关键所在。 配位聚合与开环聚合: 对于过渡金属催化剂介导的立体定向聚合(如齐格勒-纳塔催化),本书将剖析催化剂活性中心的设计如何实现对聚合物微观结构(如立构规整性)的精确控制。 第三部分:分子量、分散性与表征 高分子的宏观性质在很大程度上依赖于其分子量(Molecular Weight, MW)和分子量分布(Molecular Weight Distribution, MWD)。本部分旨在教授如何量化和表征这些关键参数。 我们将区分并计算数均分子量 ($ ext{M}_n$)、重均分子量 ($ ext{M}_w$) 以及粘均分子量 ($ ext{M}_v$),并引入分散度指数 ($ ext{Đ} = ext{M}_w / ext{M}_n$) 作为衡量分子量均匀性的重要指标。 随后的章节将详细介绍分离和测定这些分子量的方法: 1. 凝胶渗透色谱 (GPC) / 尺寸排阻色谱 (SEC): 侧重于其在分离聚合物混合物中的工作原理,包括校正曲线的选择和对绝对分子量测定的局限性。 2. 依数性方法: 介绍蒸汽压渗透法、冰点下降法和膜渗透压法,阐述它们如何依赖于溶液中的粒子数量而不是大小。 3. 光散射技术: 深入探讨静态和动态光散射在确定高分子溶液的绝对分子量和分子尺寸(如回转半径)中的强大能力。 第四部分:高分子形貌与热力学 本部分从统计力学和热力学的角度解释聚合物链在空间中的行为,这是理解材料加工和性能的基础。 链构象与统计力学: 引入自由旋转型、受限旋转型等模型来描述聚合物链段的随机行走,计算特征长度(如特征比、均方末端距)。理解链段的柔性对于预测玻璃化转变温度至关重要。 聚合物的相态: 详细区分高分子是形成结晶固体、无定形玻璃态还是粘弹性流体。我们将分析非晶态聚合物中的自由体积概念,并深入探讨玻璃化转变温度 ($ ext{T}_g$) 的影响因素,包括分子量、侧基大小和分子间作用力。 聚合物溶液的热力学: 利用 Flory-Huggins 理论来量化聚合物链在溶剂中的混合自由能、熵和焓,从而预测溶液行为——理想溶液、良溶剂和不良溶剂的区分标准($chi$ 参数)。 第五部分:高分子材料的加工与性能 最后,我们将连接微观结构与宏观性能。本部分探讨如何通过控制结构(如结晶度、交联密度)来定制材料的应用特性。 力学性能: 介绍弹性模量、屈服强度、断裂韧性等基础概念,并利用粘弹性模型(如 Maxwell 和 Kelvin-Voigt 模型)来描述聚合物在不同应变速率和温度下的时间依赖性响应。 结晶聚合物: 探讨成核过程、球晶的形成与生长,以及结晶度对拉伸强度和硬度的影响。 通过对这些核心原理的系统掌握,读者将能够分析和设计新型高分子材料,解决从分子层面到工程应用层面的复杂挑战。本书的严谨性和广度,确保了读者能够在新兴高分子科学领域中取得长足的进步。

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读后感

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阅读过程中,我发现作者在处理一些经典理论分支时,并没有满足于教科书式的阐述。他似乎总是在某个关键节点插入一段对理论发展史的追溯,或者对某一核心概念提出一种富有洞察力的质疑视角。这使得阅读体验从单纯的知识吸收,转变成了一种深度的思考对话。例如,在讨论分子量分布与聚合物加工性能的关系时,书中不仅仅给出了传统的数学模型,还探讨了模型在特定非理想条件下的局限性,并引导读者思考如何进行修正和拓展。这种“知其然,更要知其所以然”的教学态度,极大地激发了我独立思考的欲望。这本书不仅仅在“教”我知识,更在“教”我如何像一位真正的化学家那样去审视问题、拆解难题。它像是一位经验丰富的导师,在你迷茫时提供坚实的拐杖,在你取得进展时又轻声提醒你前方尚存的陷阱,非常适合那些不满足于简单记忆的学生。

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这本书的语言风格,说实话,初看之下略显“古朴”,但细读之后,却能体会到一种老派学者特有的精准和克制。它没有使用时下流行的那种为了吸引眼球而刻意简化的口语化表达,而是选择了精确、严谨、不容置喙的学术陈述方式。每一个句子的构建都仿佛经过了无数次的推敲和打磨,确保了信息传递的无歧义性。例如,在描述热力学平衡时,作者对“自由能变化”的阐述,那种层层递进的数学推导过程,虽然对非专业人士来说可能有些枯燥,但对于追求真理的学生而言,却是无可替代的清晰指引。这种毫不妥协的严谨性,反而建立了一种强大的信任感——你相信作者所说的每一个字都是经过严格验证的。这种写作风格,与那些动辄用大量图表和花哨插图来弥补内容深度的书籍形成了鲜明对比,它依靠的是文字本身的力量来构建知识的殿堂。

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从排版和图表的质量来看,可以明显感受到出版方和作者对细节的苛求。插图的选择非常具有功能性,没有一张多余的示意图,每一张分子结构图、反应机理图或是相图,都精准地服务于当前段落的论述,清晰度极高,即便是打印出来用于笔记回顾,也依然保持着极佳的辨识度。线条的粗细、符号的规范性都达到了专业出版物的最高标准。尤其值得一提的是,书中对公式和符号的定义和使用保持了极度的一致性,这在多学科交叉的聚合物化学领域尤为重要,避免了不同章节间符号定义的混乱。这种对视觉信息的专业化处理,极大地提升了阅读的流畅性,尤其是在处理复杂的速率方程和热力学关系式时,清晰的排版能让人在繁复的数学表达中保持专注,避免因视觉疲劳或信息混乱而中断思路。总而言之,这是一本在内容深度、逻辑结构和物理呈现上都堪称典范的专业著作。

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这本书的封面设计初看就给人一种沉稳而专业的印象,那种带着淡淡米黄色的纸张质感,仿佛能嗅到陈旧图书馆里书籍特有的味道。装帧的字体选择非常经典,衬线体在标题处的使用显得庄重有力,预示着内容绝非泛泛而谈的科普读物,而是扎扎实实的学术专著。我尤其欣赏封底那段极为精炼的文字介绍,它没有堆砌时髦的术语,而是直击聚合物科学的核心挑战与前沿方向,像是在对未来的研究者发出邀请函。虽然我还没来得及深入阅读内文,但仅凭这外在的呈现,就能感受到作者在学术严谨性上的高标准要求。拿到手中时,那种适中的重量感也让人心安,这通常意味着内容充实,而非虚张声势的轻薄小册子。它更像是一件经得起时间考验的工具,而不是昙花一现的潮流读物,非常适合那些希望在理论基础层面打下坚实基础的严肃学习者。我期待它能引领我进入一个更深邃、更精微的化学世界。

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初次翻阅目录时,我立刻被其清晰的逻辑结构所吸引。章节的划分并非是简单的知识点罗列,而是遵循着一条清晰的、从宏观到微观的递进脉络。从基础的单体结构和反应动力学,到复杂的聚合反应机理,再到高分子材料的宏观性能表征,每一步的衔接都处理得极为顺畅自然,体现了编者对整个学科体系深刻的理解和把握。我留意到其中关于“活性/可控自由基聚合”那一章的篇幅显著增加,这表明编者紧跟时代步伐,没有沉溺于过时的理论,而是将重点放在了当前合成化学的热点和难点上。更令人称赞的是,作者似乎极其注重理论与实践的结合,目录中穿插着诸多“案例分析”和“实验设计考量”的标题,这让我深信这本书不仅仅是纸上谈兵,而是能切实指导实验操作的实用宝典。这种结构安排,极大地降低了初学者面对复杂理论时的畏惧感,使学习过程变得更有目的性和条理性。

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