液的热力学和统计力学理论,并和 Krigbanm一起完善了高分子溶液理论。 Flory和 James、Guth等 人通过研究聚合物网络,进一步发展了橡胶弹性理论。五十年代后期, Keller从稀溶液中培养出高 分子单晶,并发现了分子链的折叠现象,使人们对高分子结晶的认识发生了一次飞跃,由此引发了 对缨状胶束模型的大幅度更新。 Rouse和Zimm提出的单分子运动学模型标志着高分子物理与高分 子化学的分家。高分子物理在这三十年的发展中建立了基本完整的概念和理论体系,我们今天在本 科阶段所学习的内容都是这一时期的研究发现以及所建立的知识体系。 高分子物理学的发展离不开分析仪器的帮助,分析技术的进步不断推动着这门学科的发展。1960 年以前发展的重要测试技术除X光衍射和超离心以外,还包括 Debye的光散射法(1944), Thompson 的红外光谱法(194)。1960年前后涌现了大量新的分析技术,如凝胶渗透色谱、核磁共振、热重分 析、差热分析等,七十年代又出现了傅立叶红外、傅立叶核磁、动态光散射、中子散射等一系列现 代仪器和技术。这些新技术大大深化了人们对高分子结构的认识,由此迎来了高分子物理理论迅猛 发展的又一高峰期。从六十到八十年代,在这一领域工作的人不再是传统的化学家或物理化学家 而是新介入的物理学家。 Pierre- gilles de gennes将标度概念引入高分子物理,标志着高分子物理科 学完成了它的“现代化”转型。这一时期代表性的理论包括聚合物链约東管的 Edwards模型,des Cloiκeauκ和 de gennes建立的稀溶液现代理论, de gennes建立的链扩散爬行理论以及关于聚合物熔 体流动性质的Doi- Edwards理论等。八十年代以后,高分子物理的研究热点转向液晶高分子、导电 高分子、生物高分子如DNA、RNA、蛋白质等方面。七、八十年代的研究内容远远超出初学阶段的 知识范围,故在本书中不作介绍。感兴趣的读者可参阅有关专著或高级读本 1.2结构术语 类聚合物( polymer)-词源于希腊语,意为“多体”,即多个单元相互连接而成。国际纯粹与应用化 联合会(UPAC)对聚合物的定义为: A Polymer is a substance composed of molecules characterized by the multiple repetition of one or more species of atoms or groups of atoms(constitutional repeating units) linked to each other in amounts sufficient to provide a set of properties that do not vary markedly with the addition of one or a few of the constitutional repeating units 以上定义规定了聚合物分子的两个基本特征 相互连接的单元具有重复性,称之为重复单 元( repeating unIt);二,聚合物的分子由多个单元连接而成。“多个”的含义是多到增加一个或几个 重复单元不会显著影响分子或物质的某一组性质。如果重复单元的数目低于上述标准,即增减几个 重复单元会显著影响其综合性质的聚合体一般不称为聚合物,而称为低聚物( oligomer)s 聚合物又称高聚物( high polymer)、高分子( macromolecule、大分子 macromolecule)。大分子与 高分子语义相同,高聚物与聚合物语义相同。聚合物与高分子语义相近,均指由小分子相互连接而 成,但前者的着眼点在于物质,后者的着眼点在于分子,但这种差别经常在实际使用中被忽略。本 书中将根据学术界和工业界的习惯,变换使用聚合物、高分子、大分子这三个术语。读者将在阅读 过程中逐步体会这几个术语含义的细微差别 聚合物的分子还有一个更重要的特征,是上面 IUPAC定义没有清晰描述的,就是它的基本形状 为长链状。习惯上将聚合物分子称为分子链( molecular chain或高分子链 polymer chain) 聚合物既存在于自然界,也产生于人工“合成”过程。形成聚合物之前的小分子称为单体 ( monomer),如聚丙烯的单体是丙烯。将单体相互连接转化为聚合物的化学过程称为聚合 ( polymerization)。单体转变为聚合物的过程细节属于“高分子化学”的研究内容 单体是聚合物分子中重复单元的前身,聚合前单体与聚合后重复单元的化学组成可以相同,也 可以有微小的变化,取决于聚合过程。参与聚合的单体可以是一种,也可以是两种或两种以上。由 种单体聚合而成的聚合物称为均聚物 homopolymer),如聚丙烯:-(CH2-CH(CH)和聚苯乙烯2 液的热力学和统计力学理论，并和 Krigbanm 一起完善了高分子溶液理论。Flory 和 James、Guth 等 人通过研究聚合物网络，进一步发展了橡胶弹性理论。五十年代后期，Keller 从稀溶液中培养出高 分子单晶，并发现了分子链的折叠现象，使人们对高分子结晶的认识发生了一次飞跃，由此引发了 对缨状胶束模型的大幅度更新。Rouse 和 Zimm 提出的单分子运动学模型标志着高分子物理与高分 子化学的分家。高分子物理在这三十年的发展中建立了基本完整的概念和理论体系，我们今天在本 科阶段所学习的内容都是这一时期的研究发现以及所建立的知识体系。 高分子物理学的发展离不开分析仪器的帮助，分析技术的进步不断推动着这门学科的发展。1960 年以前发展的重要测试技术除 X 光衍射和超离心以外，还包括 Debye 的光散射法(1944)，Thompson 的红外光谱法(1944)。1960 年前后涌现了大量新的分析技术，如凝胶渗透色谱、核磁共振、热重分 析、差热分析等，七十年代又出现了傅立叶红外、傅立叶核磁、动态光散射、中子散射等一系列现 代仪器和技术。这些新技术大大深化了人们对高分子结构的认识，由此迎来了高分子物理理论迅猛 发展的又一高峰期。从六十到八十年代，在这一领域工作的人不再是传统的化学家或物理化学家， 而是新介入的物理学家。Pierre-Gilles de Gennes 将标度概念引入高分子物理，标志着高分子物理科 学完成了它的“现代化”转型。这一时期代表性的理论包括聚合物链约束管的 Edwards 模型，des Cloizeaux 和 de Gennes 建立的稀溶液现代理论，de Gennes 建立的链扩散爬行理论以及关于聚合物熔 体流动性质的 Doi-Edwards 理论等。八十年代以后，高分子物理的研究热点转向液晶高分子、导电 高分子、生物高分子如 DNA、RNA、蛋白质等方面。七、八十年代的研究内容远远超出初学阶段的 知识范围，故在本书中不作介绍。感兴趣的读者可参阅有关专著或高级读本。 1.2 结构术语 聚合物(polymer)一词源于希腊语，意为“多体”，即多个单元相互连接而成。国际纯粹与应用化 学联合会(IUPAC)对聚合物的定义为： A Polymer is a substance composed of molecules characterized by the multiple repetition of one or more species of atoms or groups of atoms (constitutional repeating units) linked to each other in amounts sufficient to provide a set of properties that do not vary markedly with the addition of one or a few of the constitutional repeating units. 以上定义规定了聚合物分子的两个基本特征：一，相互连接的单元具有重复性，称之为重复单 元(repeating unit)；二，聚合物的分子由多个单元连接而成。“多个”的含义是多到增加一个或几个 重复单元不会显著影响分子或物质的某一组性质。如果重复单元的数目低于上述标准，即增减几个 重复单元会显著影响其综合性质的聚合体一般不称为聚合物，而称为低聚物(oligomer)。 聚合物又称高聚物(high polymer)、高分子(macromolecule)、大分子(macromolecule)。大分子与 高分子语义相同，高聚物与聚合物语义相同。聚合物与高分子语义相近，均指由小分子相互连接而 成，但前者的着眼点在于物质，后者的着眼点在于分子，但这种差别经常在实际使用中被忽略。本 书中将根据学术界和工业界的习惯，变换使用聚合物、高分子、大分子这三个术语。读者将在阅读 过程中逐步体会这几个术语含义的细微差别。 聚合物的分子还有一个更重要的特征，是上面 IUPAC 定义没有清晰描述的，就是它的基本形状 为长链状。习惯上将聚合物分子称为分子链(molecular chain)或高分子链(polymer chain)。 聚合物既存在于自然界，也产生于人工“合成”过程。形成聚合物之前的小分子称为单体 (monomer) ，如聚丙烯的单体是丙烯。将单体相互连接转化为聚合物的化学过程称为聚合 (polymerization)。单体转变为聚合物的过程细节属于“高分子化学”的研究内容。 单体是聚合物分子中重复单元的前身，聚合前单体与聚合后重复单元的化学组成可以相同，也 可以有微小的变化，取决于聚合过程。参与聚合的单体可以是一种，也可以是两种或两种以上。由 一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物(homopolymer)，如聚丙烯：-(CH2-CH(CH3))-和聚苯乙烯