本书以高分子结构为基础，较为系统地介绍了高分子物理的基本概念和基本理论，揭示了高分子结构分子运动性能的内在联系。

全书共十一章，分别为绪论、高分子的分子量和分子量分布、高分子链的结构、高分子的聚集态结构、高分子溶液、高分子的物理状态与特征温度、高分子的力学性能、高分子的高弹性与黏弹性、高分子的流变性、高分子的其他性质及高分子物理的分析与研究方法简介等内容，并针对重要的知识点配有动画、短视频等数字化资源，便于学生理解相关内容。

本书可作为高等职业院校高分子相关专业学生的教材，也可供从事高分子材料加工与应用的技术人员参考。

前言

随着高分子科学与技术的发展，高分子材料已经深入工业、农业、航空航天、国防军工和日常生活的各个领域。高分子物理是高分子科学的重要组成部分，是研究高分子材料各种物理状态、物理过程、物理性质，以及结构与性能内在联系的科学。通过高分子物理的学习和研究，可以加深对高分子结构与物理性质关系的正确理解，指导从事塑料、橡胶、纤维等高分子材料相关领域的技术人员优化高分子材料结构和优化加工成型条件，有效提高高分子材料的性能。

高分子物理是高等职业院校高分子相关专业的主干课程，本次修订继续遵循、第二版实际、实用、实践的编写原则，深入浅出、系统介绍高分子物理的基本概念和基本理论。在保持前两版的基本框架和基本内容的基础上进行了完善。本次主要修改的内容有：①每章的阅读材料，介绍了在高分子物理和化学领域做出杰出贡献的中外科学家事迹，通过了解他们的事迹认识高分子的发展历程；②为方便教学，结合本书读者的特点，增加了例题和解答，并更新了内容相关的课后思考题；③适当补充和扩展了若干新知识、新概念，并对某些内容进行了整理，修改了一些概念的表述；④针对重要的知识点，配有动画、短视频等数字化资源，以二维码的形式融入教材，便于学生理解相关内容。

本次修订得到、第二版作者的大力支持，并采纳了一些用书单位的宝贵建议。各章节执笔人如下：章、第八章、第九章、第十一章、阅读材料由高炜斌修订；第二章、第五章由熊煦修订；第三章、第六章由郭立强修订；第四章、第十章由徐应林修订；第七章由徐淳、杨宗伟修订。全书由高炜斌统稿，上海锦湖日丽塑料有限公司的周霆高级工程师担任主审。

本次修订还得到了化学工业出版社以及有关兄弟院校的大力支持，在此谨致以衷心的感谢。

由于编者水平所限，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。



编者

2021年6月







版前言

本书是普通高等教育十一五规划教材，是按*对高职高专人才培养工作的指导思想，在充分汲取了近几年高职高专相关学院的专业老师教学意见的基础上编写的。

本书在内容处理上考虑了高职高专教学的特点，突出实际、实用、实践的原则，在保证基本内容外，注意引用相关数据，注意补充相关新知识、新技术、新理论，兼顾了高分子材料合成与加工两个专业的教学情况，尤其考虑到学生后续专业课程的应用而引用了一定数量的数据、图表等。

本书在各章前有明确的学习目标，各章后附有习题和阅读材料，并在相应位置对主要概念给出对应的英语词汇，便于学生掌握理解。另外，全书配套有电子课件，以供选用的教师使用。

各高职院校在使用本书时，可根据学时的安排和本地情况对相关内容进行处理。

参加本书编写的人员与分工是：、四、五、七、十一章及附录由侯文顺编写，第六、八章由杨宗伟编写，第二、三章由陈健编写，第九、十章由付建伟编写，所有的阅读材料由徐亮成编写，全书由侯文顺、杨宗伟统稿。

本书在编写过程中得到了全国高分子材料高职教学指导委员会全体同志的大力支持，在此对这些同志及其他提供帮助的同志表示感谢。

由于编者的水平有限，难免存在不妥之处，敬请应用此书的老师和学生们斧正。



编者

2007年6月







第二版前言

高分子材料的制备、性能表征和测试、材料的加工和应用等，各行各业都会不同程度地涉及，尤其是从事塑料、 橡胶、人造纤维、涂料和黏合剂等相关领域的人员，必须具备一定的高分子物理知识。

本教材第二版在内容安排上，继续考虑了高职高专层次教学的特点，比较系统地介绍了高分子物理的基本理论及研究方法。在对版各章节内容进行了大量修改、调整的基础上，增加了的研究成果，突出实际、实用、实践的原则。

本教材共分11章，包括绪论、高分子的分子量和分子量分布、高分子链的结构、高分子的聚集态结构、高分子溶液、高分子的物理状态与特征温度、高分子的力学性能、高分子的高弹性与黏弹性、高分子的流变性、高分子的其他性质以及高分子物理的分析与研究方法简介。章、第八章、第九章、第十章、第十一章、阅读材料由高炜斌编写；第二章由郭立强编写；第三章由陈健、付建伟编写；第四章由徐应林编写；第五章由熊煦编写；第六章、第七章由黄勇、杨宗伟编写。全书由高炜斌、侯文顺统稿，游泳主审。

本教材在编写过程中，化学工业出版社以及有关兄弟院校给予了大力支持，保证了编写工作的顺利完成，在此谨致以衷心的感谢。

由于编者水平所限，书中难免有不妥之处，希望使用本书的读者批评和指正。





编者

2017年5月

前言随着高分子科学与技术的发展，高分子材料已经深入工业、农业、航空航天、国防军工和日常生活的各个领域。高分子物理是高分子科学的重要组成部分，是研究高分子材料各种物理状态、物理过程、物理性质，以及结构与性能内在联系的科学。通过高分子物理的学习和研究，可以加深对高分子结构与物理性质关系的正确理解，指导从事塑料、橡胶、纤维等高分子材料相关领域的技术人员优化高分子材料结构和优化加工成型条件，有效提高高分子材料的性能。高分子物理是高等职业院校高分子相关专业的主干课程，本次修订继续遵循、第二版实际、实用、实践的编写原则，深入浅出、系统介绍高分子物理的基本概念和基本理论。在保持前两版的基本框架和基本内容的基础上进行了完善。本次主要修改的内容有：①每章的阅读材料，介绍了在高分子物理和化学领域做出杰出贡献的中外科学家事迹，通过了解他们的事迹认识高分子的发展历程；②为方便教学，结合本书读者的特点，增加了例题和解答，并更新了内容相关的课后思考题；③适当补充和扩展了若干新知识、新概念，并对某些内容进行了整理，修改了一些概念的表述；④针对重要的知识点，配有动画、短视频等数字化资源，以二维码的形式融入教材，便于学生理解相关内容。本次修订得到、第二版作者的大力支持，并采纳了一些用书单位的宝贵建议。各章节执笔人如下：章、第八章、第九章、第十一章、阅读材料由高炜斌修订；第二章、第五章由熊煦修订；第三章、第六章由郭立强修订；第四章、第十章由徐应林修订；第七章由徐淳、杨宗伟修订。全书由高炜斌统稿，上海锦湖日丽塑料有限公司的周霆高级工程师担任主审。本次修订还得到了化学工业出版社以及有关兄弟院校的大力支持，在此谨致以衷心的感谢。由于编者水平所限，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。编者2021年6月版前言本书是普通高等教育十一五规划教材，是按*对高职高专人才培养工作的指导思想，在充分汲取了近几年高职高专相关学院的专业老师教学意见的基础上编写的。本书在内容处理上考虑了高职高专教学的特点，突出实际、实用、实践的原则，在保证基本内容外，注意引用相关数据，注意补充相关新知识、新技术、新理论，兼顾了高分子材料合成与加工两个专业的教学情况，尤其考虑到学生后续专业课程的应用而引用了一定数量的数据、图表等。本书在各章前有明确的学习目标，各章后附有习题和阅读材料，并在相应位置对主要概念给出对应的英语词汇，便于学生掌握理解。另外，全书配套有电子课件，以供选用的教师使用。各高职院校在使用本书时，可根据学时的安排和本地情况对相关内容进行处理。参加本书编写的人员与分工是：、四、五、七、十一章及附录由侯文顺编写，第六、八章由杨宗伟编写，第二、三章由陈健编写，第九、十章由付建伟编写，所有的阅读材料由徐亮成编写，全书由侯文顺、杨宗伟统稿。本书在编写过程中得到了全国高分子材料高职教学指导委员会全体同志的大力支持，在此对这些同志及其他提供帮助的同志表示感谢。由于编者的水平有限，难免存在不妥之处，敬请应用此书的老师和学生们斧正。编者2007年6月第二版前言高分子材料的制备、性能表征和测试、材料的加工和应用等，各行各业都会不同程度地涉及，尤其是从事塑料、 橡胶、人造纤维、涂料和黏合剂等相关领域的人员，必须具备一定的高分子物理知识。本教材第二版在内容安排上，继续考虑了高职高专层次教学的特点，比较系统地介绍了高分子物理的基本理论及研究方法。在对版各章节内容进行了大量修改、调整的基础上，增加了的研究成果，突出实际、实用、实践的原则。本教材共分11章，包括绪论、高分子的分子量和分子量分布、高分子链的结构、高分子的聚集态结构、高分子溶液、高分子的物理状态与特征温度、高分子的力学性能、高分子的高弹性与黏弹性、高分子的流变性、高分子的其他性质以及高分子物理的分析与研究方法简介。章、第八章、第九章、第十章、第十一章、阅读材料由高炜斌编写；第二章由郭立强编写；第三章由陈健、付建伟编写；第四章由徐应林编写；第五章由熊煦编写；第六章、第七章由黄勇、杨宗伟编写。全书由高炜斌、侯文顺统稿，游泳主审。本教材在编写过程中，化学工业出版社以及有关兄弟院校给予了大力支持，保证了编写工作的顺利完成，在此谨致以衷心的感谢。由于编者水平所限，书中难免有不妥之处，希望使用本书的读者批评和指正。编者2017年5月

章绪论001

一、高分子科学发展简史001

二、高分子的基本概念002

三、高分子物理的研究范畴002

阅读材料重要高分子研究及生产发展年表003



第二章高分子的分子量和分子量分布005

节高分子的分子量及其测定方法005

一、高分子分子量的统计意义006

二、高分子分子量的测定方法008

第二节高分子的分子量分布015

一、基于溶解度的分级015

二、凝胶渗透色谱法016

阅读材料中国高分子化学开创者王葆仁019

思考题020

习题020



第三章高分子链的结构021

节高分子链的化学结构及构型021

一、组成和构造021

二、高分子链的构型022

第二节高分子的构象026

一、高分子链的内旋转构象026

二、高分子链的柔顺性027

三、高分子链的构象统计029

四、柔顺性的表示方法029

阅读材料高分子化学和高分子物理学家钱保功030

思考题031

习题031



第四章高分子的聚集态结构033

节分子间作用力与聚集态033

一、分子间作用力033

二、内聚能密度035

三、聚集态和相态035

第二节高分子的结晶态036

一、晶体的基本概念036

二、高分子的结晶能力与结构的关系037

三、高分子的结晶形态038

四、高分子的结晶过程044

五、结晶高分子的熔融045

六、结晶度及结晶对高分子性能的影响047

第三节高分子的非晶态049

一、非晶高分子的结构模型049

二、线型非晶高分子的力学状态050

第四节高分子的取向态052

一、取向的基本概念052

二、取向的类型053

三、取向的影响因素054

四、取向对高分子性能的影响054

五、取向的常见应用实例055

第五节高分子的液晶态056

一、液晶态和液晶056

二、液晶的类型与性能057

第六节高分子的织态结构058

一、高分子混合物058

二、高分子合金的类型与制备方法059

三、非均相高分子的聚集态结构059

阅读材料中国高分子物理一代宗师钱人元061

思考题063

习题063



第五章高分子溶液064

节高分子的溶解064

一、高分子溶解的特点064

二、高分子溶解过程065

第二节溶剂的选择065

一、极性相似原则066

二、溶度参数相近原则066

三、溶剂化原则070

第三节高分子稀溶液的黏度071

一、高分子稀溶液黏度的表示方法071

二、影响高分子稀溶液黏度的因素071

第四节聚电解质溶液072

一、概念072

二、聚电解质的性质073

三、聚电解质的应用073

第五节高分子浓溶液075

一、高分子的增塑075

二、高分子的溶液纺丝075

三、凝胶和冻胶076

阅读材料中国量子化学之父唐敖庆077

思考题078

习题078



第六章高分子的物理状态与特征温度079

节高分子的物理状态079

一、线型非晶高分子的物理状态079

二、结晶高分子的物理状态080

第二节各种特征温度与测定081

一、玻璃化转变温度081

二、熔点086

三、黏流温度087

四、软化温度088

五、热分解温度088

六、脆化温度089

阅读材料我国高分子材料研究领域奠基人徐僖089

思考题090

习题090



第七章高分子的力学性能091

节材料的力学概念091

一、外力091

二、内力091

三、形变091

四、应力、应变及强度092

五、泊松比092

六、应力及应变的形式092

七、模量和柔量092

八、拉伸强度093

九、弯曲强度093

十、冲击强度093

十一、硬度、回弹性、韧性及疲劳093

第二节高分子的屈服、断裂现象094

一、应力-应变曲线094

二、细颈100

三、屈服101

四、剪切带的结构形态102

五、银纹102

第三节高分子的断裂与强度104

一、高分子的断裂104

二、高分子的强度106

三、高分子的增韧109

第四节复合材料的力学性质110

一、高分子的增塑作用110

二、高分子材料的增强及填充112

三、高分子材料的共混改性113

阅读材料高分子理论的奠基人施陶丁格114

思考题115

习题116



第八章高分子的高弹性与黏弹性117

节高分子的力学松弛现象117

一、蠕变117

二、应力松弛119

三、滞后119

四、力学损耗120

第二节时温等效原理和Boltzmann叠加原理122

一、时温等效原理122

二、Boltzmann叠加原理124

第三节高分子黏弹性的力学模型125

一、Maxwell模型125

二、Kelvin模型126

三、多元件模型127

四、广义的Maxwell和Kelvin模型128

五、高分子的黏弹性能示例129

阅读材料高分子物理化学的奠基者弗洛里129

思考题131

习题131



第九章高分子的流变性132

节牛顿流体和非牛顿流体132

一、牛顿流体132

二、非牛顿流体134

三、高分子熔体切黏度的影响因素135

第二节高分子熔体流动中的弹性效应138

一、可回复的切形变139

二、法向应力效应139

三、不稳定流动141

四、动态黏度142

第三节高分子材料典型加工成型过程的流变分析143

一、混炼工艺与压延工艺143

二、挤出成型过程145

三、纤维纺丝成型过程148

阅读材料尼龙和氯丁橡胶的发明者卡罗瑟斯150

思考题151

习题152



第十章高分子的其他性质153

节高分子的电性能153

一、高分子的极化及介电常数153

二、高分子的导电性157

三、高分子的介电击穿159

四、高分子的静电现象160

第二节高分子的光学性质161

一、光的折射和非线性光学性质161

二、光的反射163

三、光的吸收163

第三节高分子的扩散与渗透性能164

一、高分子的渗透性164

二、高分子的透气性164

三、透气性和透湿性试验165

第四节高分子的表面和界面性质166

一、高分子表面与界面166

二、高分子表面与界面热力学166

三、高分子表面与界面动力学168

四、高分子表面改性技术简介169

第五节高分子的热物理性能170

一、导热性171

二、热膨胀171

三、热稳定性172

阅读材料现代石油化工和高分子合成材料的功臣齐格勒和纳塔174

思考题175

习题175



第十一章高分子物理的分析与研究方法简介176

节质谱法176

一、质谱法的基本原理176

二、质谱公式176

三、质谱仪177

第二节核磁共振法177

一、核磁共振波谱的基本知识177

二、核磁共振波谱仪179

三、NMR在高分子研究中的应用179

第三节广角X射线衍射和X射线小角散射法180

一、X射线衍射的基本原理181

二、广角X射线衍射在高分子材料研究中的应用182

三、X射线小角散射法及其应用183

阅读材料软物质物理学创始人皮埃尔·吉尔·德热纳184

思考题185

习题186



参考文献187