01 / 导读
导读
引用
Young, R. J., & Lovell, P. A. (2011). Introduction to Polymers (3rd ed.). CRC Press.
章节概要
全书分为四部分、25 章，共 688 页：第一部分为 Concepts, Nomenclature and Synthesis of Polymers（聚合物的概念、命名与合成，第 1–9 章）；第二部分为 Characterization of Polymers（聚合物的表征，第 10–15 章）；第三部分为 Phase Structure and Morphology of Bulk Polymers（本体聚合物的相结构与形态，第 16–18 章）；第四部分为 Properties of Bulk Polymers（本体聚合物的性能，第 19–25 章）。出版社的目录给出章名及各节标题，但没有章号（此处章号按目录顺序编排）。每章末尾有习题和延伸阅读，书末附有习题答案。
第 1–2 章：Concepts and Nomenclature（概念与命名）；Principles of Polymerization（聚合反应原理）
开篇一章讲聚合物科学与聚合物工业的起源、基本定义与命名，以及摩尔质量与聚合度。第 2 章对聚合反应分类，说明单体官能度与聚合物骨架结构的关系，并介绍官能团等反应性原理。
第 3–5 章：Step Polymerization（逐步聚合）；Radical Polymerization（自由基聚合）；Ionic Polymerization（离子聚合）
逐步聚合分线型和非线型两种形式讨论。自由基聚合涵盖常规自由基聚合的化学与动力学、聚合工艺、可逆失活（“活性”）自由基聚合以及非线型自由基聚合。离子聚合涵盖阳离子聚合、阴离子聚合和基团转移聚合。
第 6–9 章：Stereochemistry and Coordination Polymerization（立体化学与配位聚合）；Ring-Opening Polymerization（开环聚合）；Specialized Methods of Polymer Synthesis（聚合物合成的特殊方法）；Copolymerization（共聚合）
第 6 章讨论等规度（立构规整性）、由共轭二烯得到的聚合物中的几何异构，以及 Ziegler–Natta 与茂金属催化剂。第 7 章涵盖阳离子、阴离子、自由基和易位（复分解）开环路线。第 8 章汇集固态局部化学聚合、氧化偶联、难溶聚合物的前体路线和超分子聚合。第 9 章讨论逐步共聚和链式共聚，以及嵌段和接枝共聚物的合成。
第 10–13 章：Theoretical Description of Polymers in Solution（溶液中聚合物的理论描述）；Number-Average Molar Mass（数均摩尔质量）；Scattering Methods（散射方法）；Frictional Properties of Polymers in Solution（溶液中聚合物的摩擦性质）
先讲聚合物的溶液热力学和链尺寸，然后是测定摩尔质量的各种方法：膜渗透压和蒸气压渗透压法、沸点升高和冰点降低法、端基分析、静态和动态光散射、小角 X 射线和中子散射、黏度法和超速离心。
第 14–15 章：Molar Mass Distribution（摩尔质量分布）；Chemical Composition and Molecular Microstructure（化学组成与分子微观结构）
第 14 章涵盖分级、凝胶渗透色谱、场流分级和质谱。第 15 章先介绍光谱学，然后讲紫外–可见、红外、拉曼、核磁共振和质谱如何用于确定组成和微观结构。
第 16–18 章：The Amorphous State（无定形态）；The Crystalline State（结晶态）；Multicomponent Polymer Systems（多组分聚合物体系）
无定形态一章涵盖玻璃化转变、控制玻璃化转变的因素以及大分子动力学。结晶态一章涵盖晶体结构的测定、单晶、半结晶和液晶聚合物、缺陷、结晶和熔融。多组分体系涵盖聚合物共混物和嵌段共聚物。
第 19–21 章：Elastic Deformation（弹性形变）；Viscoelasticity（黏弹性）；Elastomers（弹性体）
弹性形变引向黏弹性（力学模型、Boltzmann 叠加原理、动态力学测试、时温叠加、缠结、非线性行为）和弹性体（橡胶弹性的热力学与统计理论以及应力–应变行为）。
第 22–25 章：Yield and Crazing（屈服与银纹）；Fracture and Toughening（断裂与增韧）；Polymer Composites（聚合物复合材料）；Electrical Properties（电学性能）
最后几章涵盖屈服判据和银纹、断裂力学和增韧聚合物、复合材料（基体、增强体、纳米复合材料）以及电学性能（介电性质、导电、聚合物电子学）。
核心概念
第一部分：合成（第 1–9 章）
- 摩尔质量与聚合度：描述聚合物大小的量（第 1 章）。
- 等反应性原理：官能团的反应性不随分子大小而变的假定（第 2 章）。
- 逐步、自由基、离子与配位聚合：主要的聚合机理（第 3–6 章）。
- 共聚合：逐步和链式的共聚路线，包括嵌段和接枝类型（第 9 章）。
第二部分：表征（第 10–15 章）
- 数均摩尔质量：通过渗透压法、端基分析及相关方法测定（第 11 章）。
- 摩尔质量分布：分级与凝胶渗透色谱（第 14 章）。
- 光散射与 X 射线/中子散射：通过散射获得分子性质（第 12 章）。
- 光谱学：由紫外–可见、红外、拉曼、核磁共振和质谱确定组成与微观结构（第 15 章）。
第三、四部分：结构与性能（第 16–25 章）
- 玻璃化转变与结晶性：无定形态与结晶态的主要特征（第 16–17 章）。
- 黏弹性：与时间和温度相关的力学行为（第 20 章）。
- 弹性体形变：橡胶弹性的热力学与统计理论（第 21 章）。
- 屈服、银纹与断裂：聚合物的破坏（第 22–23 章）。
评析
优点
- 从分子到材料的完整脉络。 四个部分依次讲聚合物的合成、表征、相结构和本体性能；出版社说，第三版经过重新编排，为当代聚合物科学的教与学提供了连贯的平台。
- 目录中包含当代专题。 出版社在第三版的新增内容中着重提到可逆失活自由基聚合、树枝状聚合物、超支化聚合物和嵌段共聚物、扩散与场流分级、多组分体系、纳米复合材料以及电学性能。
- 自成体系，推导完整。 据出版社介绍，本书基本自成体系，大部分公式都有完整推导，并在各章之间相互参照。每章都有延伸阅读清单和习题，尤其是数值计算习题。
- 同时被评为本科和入门级研究生教材。 出版社引用的一篇评论（Chemistry World，2012 年）称第二版是某门大学二年级课程的推荐教材，评论者表示会向该课程以及一门关于高级聚合物合成的四年级硕士课程推荐第三版，并推荐它作为面向缺少聚合物经验的研究生的入门教材。
局限
- 篇幅长，偏定量。 全书 688 页、25 章，大部分公式在正文中推导，还有关于 Boltzmann 叠加原理和弹性体形变统计理论之类的内容，因此超出单一课程的覆盖范围，读者需要熟悉物理化学和数学。
- 没有关于加工、降解或回收的章节。 各章标题和节标题都没有涉及聚合物加工、降解或回收，也没有专门讲天然聚合物的章节，对这些方向有兴趣的读者需要其他资料。
- 版本的年代。 第三版出版于 2011 年；此后聚合物合成、表征和材料方面的新进展不在目录之内。
在课程中的定位
Young 和 Lovell 的书是对聚合物的物理性、定量性的论述：第三、四部分共 25 章中的 10 章，讲本体聚合物的结构与性能。Carraher 的 Introduction to Polymer Chemistry 被描述为一本入门教材，讲聚合物如何制备、结构与大小如何测量，以及化学如何转化为塑料、纤维、橡胶和天然大分子的性能，并配有应用、案例研究和练习；它是更平缓的第一门课程，可作为读 Young 和 Lovell 之前的良好准备。Allcock 的 Introduction to Materials Chemistry 把聚合物放在陶瓷、金属和半导体之中，适合想先了解这一更广的材料背景的读者。
更专门的阅读方面，West 的 Solid State Chemistry and its Applications 讲无机固体的结构与性能，是 Young 和 Lovell 所讲聚合物固体的无机对应；Müller 的 Crystal Structure Refinement 是根据衍射数据精修分子晶体结构的实用指南，比第 17 章中关于晶体结构测定的那一节更加专门。
如何使用本书
本书面向二年级及以上的化学与材料专业学生，以及刚接触聚合物的研究生。读者应当熟悉有机反应机理和基础热力学；出版社指出，聚合机理以电子转移的方式表示，书中的公式也有推导。
一个实用的安排：
- 核心： 第一部分的第 1–5 章和第 9 章，讲概念、逐步聚合、自由基聚合、离子聚合与共聚物；然后是第 11、14、15 章，讲摩尔质量与光谱；再是第 16、17、19、20 章，讲玻璃化转变、结晶性、弹性和黏弹性。
- 后续或选读： 其余的合成各章（6–8）、溶液理论与散射（10、12、13）、多组分体系（18），以及弹性体、屈服与断裂、复合材料和电学性能（21–25）。
- 高级合成课程： 出版社为第一部分列出的新内容，例如可逆失活自由基聚合（第 4 章）和自由基开环聚合（第 7 章）。
做每章后面的数值习题，并与书末的答案核对；利用延伸阅读清单进一步深入。