聚合物近代仪器分析课件
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《仪器分析》课程PPT课件
π→π* trasnsition: red shift with the increase in the solvent polarity
.
8
例题3： 在下列化合物中，哪一个的摩尔吸光系数最大？ （1）乙烯；（2）1,3,5-已三烯；（3）1,3-丁二烯
例题4： 下列化合物中哪一个的λmax 最长？ （1）CH4；（2）CH3I；（3）CH2I2
0.463 7 .6 4140 cCo 5.5 213c 0Ni
0.371 4 .2 413c 01.7 5140 c
Co
Ni
.
13
第四章 原子吸收分光光度法
第二节：基本原理 第三节：AAS分光光度计 第四节：分析技术 第五节：干扰和消除
.
14
一. 基本原理
例6：原子谱线变宽的主要因素有哪些？对原子吸收 光谱分析有什么影响？
N=16(tR/W)2 =5.54(tR/W)2
4、分离度resolution （R） 分离度亦称分辨率。是指相邻两个峰的分离程度。
.
30
例12：若用He为载气，Van Deemeter 方程中， A=0.08cm，B=0.024cm2s-1，C=0.04s试求：
（1）最小塔板高度
（2）最佳线速
H m iA n 2 B 0 C .0 8 2 0 .0 0 0 2 .04 4 0 .10 4
.
27
二、色谱图中一些重要参数
1.基线 （操作条件稳定后，无样品通过时的响应信号。） 2.保留时间（死时间t0 、保留时间tR、调整保留时间tR’ ） 3.峰宽（半峰宽、峰底宽、标准偏差）
.
28
三、色谱分离中的一些重要参数
1、相对保留值relative retention (α) 亦称选择性因 α＝ t ' R2/ t ' R1
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8
例题3： 在下列化合物中，哪一个的摩尔吸光系数最大？ （1）乙烯；（2）1,3,5-已三烯；（3）1,3-丁二烯
例题4： 下列化合物中哪一个的λmax 最长？ （1）CH4；（2）CH3I；（3）CH2I2
0.463 7 .6 4140 cCo 5.5 213c 0Ni
0.371 4 .2 413c 01.7 5140 c
Co
Ni
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第四章 原子吸收分光光度法
第二节：基本原理 第三节：AAS分光光度计 第四节：分析技术 第五节：干扰和消除
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一. 基本原理
例6：原子谱线变宽的主要因素有哪些？对原子吸收 光谱分析有什么影响？
N=16(tR/W)2 =5.54(tR/W)2
4、分离度resolution （R） 分离度亦称分辨率。是指相邻两个峰的分离程度。
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30
例12：若用He为载气，Van Deemeter 方程中， A=0.08cm，B=0.024cm2s-1，C=0.04s试求：
（1）最小塔板高度
（2）最佳线速
H m iA n 2 B 0 C .0 8 2 0 .0 0 0 2 .04 4 0 .10 4
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二、色谱图中一些重要参数
1.基线 （操作条件稳定后，无样品通过时的响应信号。） 2.保留时间（死时间t0 、保留时间tR、调整保留时间tR’ ） 3.峰宽（半峰宽、峰底宽、标准偏差）
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28
三、色谱分离中的一些重要参数
1、相对保留值relative retention (α) 亦称选择性因 α＝ t ' R2/ t ' R1
现代仪器分析课件.ppt
09:57:50
二、仪器分析发展和作用
role and development of instrument analysis
20世纪40年代后： 仪器分析的大发展时期，确立了仪器分析的地位； 原因： （1）物理学+电子技术+精密仪器制造技术的发展； （2）社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫 切需要）； 分析化学 = 化学分析+仪器分析； 仪器分析：通过最佳的物理方法获取尽可能多的化学信息
结束
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现 代 仪 器 分 析 课 件
09:57:50
第一章 绪论
introduction
第一节 概述
generalization
一、 概述
generalization
二、仪器分析的发展和 作用
role and development of instrument analysis
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一、概 述
理论
技术
对技术
09:57:50
分析化学六面体
09:57:50
09:57:50
09:57:50
内容选择
第一节 仪器分析概述 generalization 第二节 仪器分析分类与发展 classification and development of instrument analysis 第三节 课程主要内容与学习方法 main content and learning methods of the course
generalization
分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一； 分析化学是研究获取物质的组成、形态、结构等信息及 其相关理论的科学； 分析化学是化学中的信息科学； 分析化学的发展促进了分析科学的建立; 分析化学的发展过程是人们从化学的角度认识世界、解 释世界的过程； 20世纪40年代前：分析化学=化学分析； 越来越多的问题化学分析不能解决： 快速、实时检测方法？ 痕量分析方法？结构确定？
二、仪器分析发展和作用
role and development of instrument analysis
20世纪40年代后： 仪器分析的大发展时期，确立了仪器分析的地位； 原因： （1）物理学+电子技术+精密仪器制造技术的发展； （2）社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫 切需要）； 分析化学 = 化学分析+仪器分析； 仪器分析：通过最佳的物理方法获取尽可能多的化学信息
结束
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现 代 仪 器 分 析 课 件
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第一章 绪论
introduction
第一节 概述
generalization
一、 概述
generalization
二、仪器分析的发展和 作用
role and development of instrument analysis
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一、概 述
理论
技术
对技术
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分析化学六面体
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内容选择
第一节 仪器分析概述 generalization 第二节 仪器分析分类与发展 classification and development of instrument analysis 第三节 课程主要内容与学习方法 main content and learning methods of the course
generalization
分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一； 分析化学是研究获取物质的组成、形态、结构等信息及 其相关理论的科学； 分析化学是化学中的信息科学； 分析化学的发展促进了分析科学的建立; 分析化学的发展过程是人们从化学的角度认识世界、解 释世界的过程； 20世纪40年代前：分析化学=化学分析； 越来越多的问题化学分析不能解决： 快速、实时检测方法？ 痕量分析方法？结构确定？
聚合物的表征-IR
例如：
乙酸酐的两个羰基间隔一个氧原子，它们发生 耦合。羰基的频率分裂为1818和1750 cm-1。(如 果没有耦合其羰基振动将出现在约1760 cm-1)
0 .3
724.93
0 .2
1371.81
0 .1
0 .0
- 0.1
- 0.2
4 00 0
3 50 0
3 00 0
2 50 0
2 00 0
1 50 0
1 00 0
5 00
PE的IR谱图（吸光度） Wavenumbers (cm-1)
2. 物理原理
2.1分子振动形式 2.1.1伸缩振动(伸展振动)（Stretching Vibration）
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
4000
3500
3000
2500
2000
Wavenumbers (cm-1)
1500
1000
500
1.5.2红外光谱图 最常用的两种表达方式
红外光谱是研究波数在4000-400cm-1范围内不同 波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。
横坐标 波长
波数
纵坐标 透过百分比 吸光度
特征频率总是伴随相应基团出现
实际
不同分子中同一基团的特征频率总是在一定 范围内有所偏移的
例:C＝O在IR谱图中的位置变化
不同类分子中C＝O的吸收带可在 1650—1900cm-1间变化
醛
1640-1740cm-1
酮
1705-1725cm-1
酸
1700 cm-1
酯
1725-1740cm-1
酰胺
1640-1720cm-1
乙酸酐的两个羰基间隔一个氧原子，它们发生 耦合。羰基的频率分裂为1818和1750 cm-1。(如 果没有耦合其羰基振动将出现在约1760 cm-1)
0 .3
724.93
0 .2
1371.81
0 .1
0 .0
- 0.1
- 0.2
4 00 0
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3 00 0
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1 50 0
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PE的IR谱图（吸光度） Wavenumbers (cm-1)
2. 物理原理
2.1分子振动形式 2.1.1伸缩振动(伸展振动)（Stretching Vibration）
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
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3500
3000
2500
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Wavenumbers (cm-1)
1500
1000
500
1.5.2红外光谱图 最常用的两种表达方式
红外光谱是研究波数在4000-400cm-1范围内不同 波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。
横坐标 波长
波数
纵坐标 透过百分比 吸光度
特征频率总是伴随相应基团出现
实际
不同分子中同一基团的特征频率总是在一定 范围内有所偏移的
例:C＝O在IR谱图中的位置变化
不同类分子中C＝O的吸收带可在 1650—1900cm-1间变化
醛
1640-1740cm-1
酮
1705-1725cm-1
酸
1700 cm-1
酯
1725-1740cm-1
酰胺
1640-1720cm-1
交大近代仪器分析课件第一章绪论PPT课件
七、定量分析方法的评价指标
一般用精密度、准确 度、检出限、灵敏度、 标准曲线的线性及线 性范围等项指标进行 评价。
精密度
精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次所 得结果的一致程度。
常用测定结果的标准偏差s或相对标准偏差sr度量。 重复性 同一分析人员在同一条件下平行测定结果
的精密度。 再现性 不同实验室所得测定结果的精密度。
教学参考书
➢ 分析化学（第四版），武汉大学主编，高等教育出版 社, 2000
➢ 分析化学， R．Kellner等编，李克安，金钦汉等译， 北京大学出版社，2001
➢ 21世纪的分析化学，汪尔康主编，科学出版社，1999 ➢ 分析化学的明天，梁文平，庄乾坤主编. 科学出版社
2003
凡事都要认真去做，不驰于空想， 不鹜于虚声，而唯以求真的态度去做 踏实的功夫，以此态度求学，则真理 可明；以此态度做事，则功业可就。
组分含量
1 % ~ 100%
<1% ~ 单分子、单原子
理论基础 解决问题
化学、物理化学 （溶液四大平衡）
定性、定量
化学、物理、数学、电子学、 生物等等
定性、定量、结构、形态、 能态、动力学等全面的信息
三、仪器分析分类
分
化学分析 重量分析法
滴定分析法
析 (物质的化学反应)
化
光学分析法
学
电化学分析法
仪器分析
n
(xi x)2
s i1 n 1
sr
s
100%
x
准确度
试样含量的测定值与试样含量的真实值（或 标准值）相符合的程度称为准确度。准确度 常用相对误差量度。
Er
x10% 0
灵敏度
现代仪器分析方法PPT课件
波数: 单位时间内通过的周波数(1/ ) 1cm = 108Å = 107nm = 104μm c = (c = 3×1010 cm/sec) E = h = h·c/
射线光谱
射线涉及原子核内部能级的改变，对应于 Mössbauer谱 ( 10-4～10-2nm) 在实验室研究的主要是含铁的化合物，例如 57Fe(I=1/2)57Fe(I=3/2)，ΔE=14.4KeV。对于含C、 H、N、O等原子核，测试困难。Mössbauer谱用于 大环多胺配体与Fe(III)络和物结构的研究报道见文 献 [Bartos M J, et al, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1995, 34, 1216]。
氧化或部分氧化, 还可出现 O 1s, C 1s谱带
扩展谱
电子顺磁共振谱
电子顺磁共振谱 (EPR or ESR) Electron Paramagnetic Resonance, Electron Spin Resonance
磁诱导电子自旋能级裂分
电子自旋能级 (ms=1/2) ms = (－1/2) —— E2 B0
毛细管电泳(Capillary Electrophoresis) 离子色谱 (Ion Chromatography) 凝胶色谱 (Gel Chromatography)
结构分析
MÖssbauer谱 X-射线衍射仪 电子能谱 紫外-可见光谱 荧光光谱 红外与拉曼光谱 电子顺磁共振谱 核磁共振谱 质谱
X-ray范围的高能光子作用被测样品，各轨 道电子都有可能激发成为光电子，可得到原子 内层电子(不参与化学反应）的各级电离势， 即电子结合能（Electron Bond, EB). 了解离 子的几何构型和轨道特征；了解配合物的配位 情况。是目前表面分析最广泛使用的仪器之一 可测除 H,He 以外的所有元素。
射线光谱
射线涉及原子核内部能级的改变，对应于 Mössbauer谱 ( 10-4～10-2nm) 在实验室研究的主要是含铁的化合物，例如 57Fe(I=1/2)57Fe(I=3/2)，ΔE=14.4KeV。对于含C、 H、N、O等原子核，测试困难。Mössbauer谱用于 大环多胺配体与Fe(III)络和物结构的研究报道见文 献 [Bartos M J, et al, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1995, 34, 1216]。
氧化或部分氧化, 还可出现 O 1s, C 1s谱带
扩展谱
电子顺磁共振谱
电子顺磁共振谱 (EPR or ESR) Electron Paramagnetic Resonance, Electron Spin Resonance
磁诱导电子自旋能级裂分
电子自旋能级 (ms=1/2) ms = (－1/2) —— E2 B0
毛细管电泳(Capillary Electrophoresis) 离子色谱 (Ion Chromatography) 凝胶色谱 (Gel Chromatography)
结构分析
MÖssbauer谱 X-射线衍射仪 电子能谱 紫外-可见光谱 荧光光谱 红外与拉曼光谱 电子顺磁共振谱 核磁共振谱 质谱
X-ray范围的高能光子作用被测样品，各轨 道电子都有可能激发成为光电子，可得到原子 内层电子(不参与化学反应）的各级电离势， 即电子结合能（Electron Bond, EB). 了解离 子的几何构型和轨道特征；了解配合物的配位 情况。是目前表面分析最广泛使用的仪器之一 可测除 H,He 以外的所有元素。
《聚合物近代仪器分析》
《聚合物近代仪器分析》湖工10级第一章绪论1第二章s光谱分析✧光谱分析法：当光照射到物体上时，电磁波的电矢量就会与被照射物体的原子和分子发生相互作用引起被照体内分子运动状态发生变化，并产生特征能级之间跃迁分析方法。
✧吸收光谱：是由于光与分子发生相互作用，分子能吸收光能从低能级跃迁到高能级而产生的光谱（红外、紫外）✧发射光谱：是由于分子由高能级回复到低能级释放出光能形成的光谱（荧光）✧散射光谱：是由于当光被样品散射时，随着分子内能级的跃迁，散射光频率发生变化形成的光谱（拉曼）紫外光谱（Ultraviolet Spectroscopy，UV）【重点内容】1、基本概念➢紫外光谱：是一种波长范围在200-400nm之间，根据电子跃迁方式（外层电子由基态跃迁到激发态）的差异来鉴别物质的吸收光谱。
导致吸收光的波长范围的不同，吸收光的几率不同。
故而可以根据波长范围、吸光强度鉴别不同物质的结构差异。
➢生色基：具有双键结构，且对紫外或可见光具有吸收作用的基团。
例如C==C、C==C、C==O、C==N、C==S、N==O、N==N等。
可以产生π→π* or n→π*跃迁的基团都是生色基。
➢助色基：本身不具有生色作用，但与发色基团相连时，通过非键电子的分配，扩散了发色团的共轭效应，从而影响生色团的吸收波长，增大了其吸收系数的一类基团。
如：–NH2, –NR2, –SH, –SR, –OH, –OR, –X2、主要规律1）光吸收定律：✓吸光度A：A= lg（I0/I）= lg（1/T）=εCl 透光率：T(%)=100·I/I0I0入射光强I透射光强T透光率ε吸光系数C溶液浓度l样品槽厚度2）电子跃迁类型（跃迁所需能量：σ→σ* > n→σ* > π→π* > n→π*）✓σ—σ*能量大，吸收波长小于150nm的光子，真空紫外区✓n--σ*含O、N、S和卤素等杂原子的饱和烃的衍生物发生此类跃迁150-250nm✓π—π*不饱和烃、共轭烯烃和芳香烃类发生此类跃迁，紫外区✓n—π*分子中孤对电子和π键同时存在时，大于200nm，吸收系数小，为10-100✓d-d 跃迁：过渡金属络合物溶液中✓电荷转移跃迁：吸收谱带强度大，吸收系数一般大于10 0003）UV的谱带种类2 ✓ R 吸收带：双键+孤对电子，含R2C=O, –N=O,–NO2, –N=N –基n →π*，ε很小，易被强吸收谱带掩盖，易受溶剂极性的影响而偏移。
聚合物分析DSC
ln(t)
普通PET 普通PET
增粘PET 增粘PET
近现代聚合物分析方法—第二章热分析技术
DSC
17
等温结晶处理结果
TC t1/2(s) （ ） (PET1) ℃ 216 218 220 222 224 226 228 230 232 / / 430 570 750 900 1300 1670 2060 t1/2(s)
-2
T =220℃ T =222℃
c c c c c c c
ln (1 )) (-ln -X
-3
216℃ 218℃ 220℃ 222℃ 224℃ 226℃ 228℃ 230℃
t
-4
T =224℃ T =226℃ T =228℃ T =230℃
t -6-6ຫໍສະໝຸດ 4 5 6 7T =232℃
8
9
4
6
8
ln(t)
近现代聚合物分析方法—第二章热分析技术
DSC
7
结晶度=∆Hm试样/ ∆Hm标准
近现代聚合物分析方法—第二章热分析技术
DSC
8
A B
两种不同结晶度的高密度聚乙烯
近现代聚合物分析方法—第二章热分析技术
DSC
9
4. 研究聚合物的多重熔融行为 （1）结构的影响
含有两种晶型的PP的DSC谱图
近现代聚合物分析方法—第二章热分析技术
近现代聚合物分析方法—第二章热分析技术
DSC
24
DSC可以用来测量固化程度
近现代聚合物分析方法—第二章热分析技术
DSC
25
实际应用
近现代聚合物分析方法—第二章热分析技术
DSC
26
7. 共混和鉴别
聚合物近代仪器分析第一章绪论
超微量分析
S S S S
> 0.1g , V > 10mL 0.01~0.1g , V 1~10ｍL 0.1~10mg , V 0.01~1mL < 0.1mg , V < 0.01mL
按分析材料的结构层次分
结构层次
宏观结构 显微结构 亚微观结构 微观结构
物体尺寸
> 100 m 0.2-100 m 10-200 nm < 10 nm
差示扫描量热仪， 高频Q表， 动态热分析仪，扭辫仪 基于图像法的扫描电镜、透射电镜等 多种仪器的联合适用
3.仪器分析方法的应用
the application of instrument analysis
仪器分析的重要作用 理论 技术
对象 （问题）
生产 科学 技术
分析化学（仪器分析）三要素
具备较强的综合职业技能：
对材料研究能设计合理的分析测试方案，寻求恰 当的分析手段（样品条件、测试目标，测试条件) 能够恰当的进行样品制备与预处理 能按说明书的仪器操作规程进行仪器操作（工作 软件） 能发现并解决分析过程中出现的一般性技术问题。 能够对测量结果进行基本解析并反思
按测定原理分
1）基于光吸收原理的分析仪器
2）基于质量分析原理的仪器
3）基于分离机理的）基于光吸收原理的分析仪器的设计
例1 原子吸收光谱仪器的产生
太阳光 暗 线
暗线是由于大气层中的原子对太阳光选择性吸 收的结果：
第一激发态
E
C
热能
基态
E = h = h
蔬菜中农药的残留量比较低； 蔬菜中农药的种类比较多，定性定量 困难 右图显示了用气相色谱仪对水果中常 见有机磷农药分析检测所显示的图谱。
聚合物近代研究
稀土催化异戊二烯聚合课题所运用的 近代研究技术
--------严龙华
一、前言
• 近30年来，由于近代仪器分析技术的迅速 发展，越来越多成为聚合物研究和生产过程 中不可缺少的工具。因此，对于从事高分子 化工和高分子材料的研究人员和生产技术人 员，有必要了解聚合物结构与性能的表征方 法和有关测试仪器的结构及其应用。
• 3.3热重分析 • 热失重： 在程序控制的温度条件下，限额是式样的一辆随温 度变化的一种技术。在程序温度（升/降）过程中， 由于天平连续测量样品重量的变化并将数据传递到 计算机中对时间/温度进行作图，记得到热失重曲线 。
• 3.4 凝胶渗透色谱 • 让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，柱中可供分 子通行的路径有粒子间的间隙（较大）和粒子内的通孔（较小）。当 聚合物溶液流经色谱柱时，较大的分子被排除在粒子的小孔之外，只 能从粒子间的间隙通过，速率较快；而较小的分子可以进入粒子中的 小孔，通过的速率要慢得多。经过一定长度的色谱柱，分子根据相对 分子质量被分开，相对分子质量大的在前面（即淋洗时间短），相对 分子质量小的在后面（即淋洗时间长）。自试样进柱到被淋洗出来， 所接受到的淋出液总体积称为该试样的淋出体积。当仪器和实验条件 确定后，溶质的淋出体积与其分子量有关，分子量愈大，其淋出体积 愈小。图谱的横坐标表示了样品的淋洗体积和级分，这个值与分子量 的对数成比例，表征了样品的分子量；纵坐标值与该级分的质量有关 ，表征了样品在某一级分下的质量分数。
3.5 差视扫描量热
• 设备易于校准，使用熔点低，是一种快速和可靠的 热分析方法。差示扫描量热法(DSC)是在程序控制 温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关 系的一种技术。DSC的热谱图的横坐标为温度T， 纵坐标为热量变化率dH/dt,得到的曲线中出现的热 量变化或基峰突变的温度与聚合物的转变温度相对 应。一般结晶性聚合物中存在着无定形区，所以其 熔融曲线偏离基线。
--------严龙华
一、前言
• 近30年来，由于近代仪器分析技术的迅速 发展，越来越多成为聚合物研究和生产过程 中不可缺少的工具。因此，对于从事高分子 化工和高分子材料的研究人员和生产技术人 员，有必要了解聚合物结构与性能的表征方 法和有关测试仪器的结构及其应用。
• 3.3热重分析 • 热失重： 在程序控制的温度条件下，限额是式样的一辆随温 度变化的一种技术。在程序温度（升/降）过程中， 由于天平连续测量样品重量的变化并将数据传递到 计算机中对时间/温度进行作图，记得到热失重曲线 。
• 3.4 凝胶渗透色谱 • 让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，柱中可供分 子通行的路径有粒子间的间隙（较大）和粒子内的通孔（较小）。当 聚合物溶液流经色谱柱时，较大的分子被排除在粒子的小孔之外，只 能从粒子间的间隙通过，速率较快；而较小的分子可以进入粒子中的 小孔，通过的速率要慢得多。经过一定长度的色谱柱，分子根据相对 分子质量被分开，相对分子质量大的在前面（即淋洗时间短），相对 分子质量小的在后面（即淋洗时间长）。自试样进柱到被淋洗出来， 所接受到的淋出液总体积称为该试样的淋出体积。当仪器和实验条件 确定后，溶质的淋出体积与其分子量有关，分子量愈大，其淋出体积 愈小。图谱的横坐标表示了样品的淋洗体积和级分，这个值与分子量 的对数成比例，表征了样品的分子量；纵坐标值与该级分的质量有关 ，表征了样品在某一级分下的质量分数。
3.5 差视扫描量热
• 设备易于校准，使用熔点低，是一种快速和可靠的 热分析方法。差示扫描量热法(DSC)是在程序控制 温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关 系的一种技术。DSC的热谱图的横坐标为温度T， 纵坐标为热量变化率dH/dt,得到的曲线中出现的热 量变化或基峰突变的温度与聚合物的转变温度相对 应。一般结晶性聚合物中存在着无定形区，所以其 熔融曲线偏离基线。
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常见基团的吸收特征
常见 基团
烯 炔 羧基 酰胺基 羰基 偶氮基
实 例
C6H13CH=CH2 C5H11C≡C-CH3 CH3COOH CH3CONH2 CH3COCH3 CH3N=NCH3
溶
剂 λmax/nm
177 178 204 241 186/280 339
εmax
13000 10000 41 60 1000/16 5
可见
X射线
紫外
近红外 远红外 中红外 无线电波
微波
10
9
10
7
5
10
3
1
10
10
-1
-3
10
-5
10
核子
-5 -3
10 Wavenumbers
振动
-1 1 3 转动 5
电子
核磁共振
7 9
10
10
10
10
10
10
10
10 Wavelength in microns
光谱分析方法分类
吸收光谱法：紫外光谱法、红外光谱法 发射光谱法：荧光光谱法、磷光光谱法 散射光谱法：拉曼光谱法
（n+1)( n´+1)……个；
Hb Ha Hc C C C C Hd
(nb+1)(nc+1)(nd+1)=2×2 × 2=8 Ha裂分为8重峰
峰裂分数 Hb Ha Hc Hb C C C Br Hb Ha Hc 4
Ha裂分为多少重峰？
3
2
1
0
Jba Jca
Jca Jba
Ha裂分峰:(3+1)(2+1)=12
化学位移
即使使用不同的仪器或在不同的场强下,相同的官能团具有相 同的ppm值.不同的官能团由于存在于不同的电子环境因而具 有不同的化学位移,从而使结构鉴定成为可能.
化学位移的表示方法
(1)位移的标准 没有完全裸露的氢核，没 有绝对的标准。 相对标准：四甲基硅烷 Si(CH3)4 （TMS）（内标）
的组份。
外标法
在相同的操作条件下，分别将等量的试样和含待测组 分的标准试样进行色谱分析，再按下式计算组分的含量：
xi Ei Ai AE
式中xi为试样中组分的含量；Ei为标准试样中组分i的含 量；AE为标准试样中组分i的峰面积。 这种方法不必加入内标物，不需要求校正因子，分析结 果的准确性取决于进样的准确程度和操作条件的稳定性。
拉曼光谱法（Ram）
根据拉曼吸收峰的位置、强度和形状，提供分子 中官能团或者化学键的特征振动频率。
光谱分析
【基本要求】 理解各种光谱分析方法的基本原理 掌握各种光谱分析方法的特点及其所能提供的信息 掌握光谱特征与分子结构之间的相关关系 熟悉基团的特征光谱频率及其影响因素 掌握各种光谱分析结果的解析方法 【重点难点】 光谱特征与分子结构之间的相关关系 基团的特征光谱频率及其影响因素 光谱分析结果的解析方法 吸收光谱定量分析的依据
热分析
【基本要求】 理解DSC、TG的基本原理 掌握DSC、TG曲线的特点及其所能提供的信息 掌握Tg、Tm的处理方法 了解DSC、TG在聚合物研究中的应用 【重点难点】 DSC、TG曲线的特点及其所能提供的信息 Tg、Tm的处理方法
峰面积与同类质子数 成正比，仅能确定各类质 子之间的相对比例。
峰裂分数
峰裂分数
H C CH3 H H C C H
1:3:3:1
1:1
1:2:1
1:1
峰裂分数 H H C C H H H CH3 C CH3 H
1:3:3:1
1:2:1
1:6:15:20:15:6:1
1:1
1H核与n个不等价1H核相邻时，裂分峰数：
凝胶色谱法（GPC）
提供高聚物的平均分子量及其分布。
分离机理
体积排除色谱(SEC) （Size Exclusion Chromatography) 让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱， 柱中可供分子通行的路径有粒子间的间隙（较大）和粒子内的通 孔（较小）。当聚合物溶液流经色谱柱时，较大的分子被排除在 粒子的小孔之外，只能从粒子间的间隙通过，速率较快；而较小 的分子可以进入粒子中的小孔，通过的速率要慢得多。经过一定 长度的色谱柱，分子根据相对分子质量被分开，相对分子质量大 的在前面（即淋洗时间短），相对分子质量小的在后面（即淋洗 时间长）。
x i (% )
m s Ai f s ,i mAs
100
式中，Ai，As分别代表组分i与内标物的峰面积；fs,i 为组分 i与内标物质相比的校正因子；m和ms分别为试样和内标物的 质量。
内标法
此方法是通过测量内标物及欲测组份的峰面积的相对值 来进行计算的，因而受色谱操作条件变化的影响较小，但 内标物加入量一定要准确。 在试样中增加了一个内标物，这常常给分离造成一定的 困难。 内标物必须是待测试样中不存在的； 内标峰应与试样中各组份的峰分开，并尽量接近欲分析
聚合物近代仪器分析
理论学时：32 授课年级：高分子材料与工程2010级
主要研究对象ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
研究对象：高分子材料，高聚物或以高聚物 为主要成分，加入各种有机或无机添加剂， 再经过加工成型的材料； 研究方法：近代仪器分析实验技术； 研究内容：高分子材料的组成、微观结构、 微观结构与宏观性能之间的关系、高聚物的 合成反应及在加工过程中结构的变化。
影响基团红外特征频率的因素
诱导效应 共轭效应 环张力效应 氢键效应 耦合效应 物质状态及溶剂效应
核磁共振波谱法（NMR）
根据峰的化学位移、 强度、裂分数和耦合 常数，提供分子中原 子核的数目、所处化 学环境和几何构型的 信息。
核磁共振与电子顺磁共振波谱法
理论内容 3.1 核磁共振波谱 3.2 1H核磁共振波谱 3.3 13C核磁共振波谱 3.4 NMR 在聚合物研究中的应用 3.5 NMR的经验计算公式 3.6 电子顺磁共振谱 3.7 ESR在聚合物研究中的应用 2学时
紫外吸收光谱法（UV）
通过吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电 子结构（官能团）的信息。
红外吸收光谱法（IR）
根据红外吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中官 能团或者化学键的特征振动频率。
荧光光谱法（FS）
能分 置通 团子 、过 ）中 强荧 的不 度光 信同 和发 息电 形射 。子 状光 结 ，谱 构 ，峰 （ 提的 官 供位
实际Ha裂分峰:(5+1)=6
强度比近似为：1:5:10:10:5:1
气相色谱法（ GC）
根据色谱峰的保留值 进行定性分析，根据 色谱峰的峰面积进行 组分含量分析。
反气相色谱法（IGC）
根据探针分子保 留值与温度的关 系曲线提供聚合 物的热力学参数。
第4章 气相色谱法与反气相色谱法
【基本要求】 理解色谱法分离的基本原理 掌握气相色谱图的解析方法 掌握气相色谱定性分析的依据及方法 掌握气相色谱法定量分析的计算 熟悉色谱法在高分子材料研究中的应用 【重点难点】 气相色谱图的解析方法 气相色谱定性分析的依据及方法 气相色谱法定量分析的计算
热重法（TG）
曲线陡降处为样品失重区，平台区为样品的热稳定区。
差热分析（DTA）
提供聚合物的热转变温度及各种热效应信息。
示差扫描量热分析（DSC）
提供聚合物的热转 变温度及各种热效 应信息。
静态热-力分析（TMA）
揭示热转变温度和力学状态间的相关关系。
动态热力分析（DMA）
揭示热转 变温度和 弹性模量 之间的相 关关系。
分析方法简介
紫外吸收光谱法 荧光光谱法 红外吸收光谱法 拉曼光谱法 核磁共振波谱法 电子顺磁共振波谱法 质谱分析法 气相色谱法 反气相色谱法
裂解气相色谱法 凝胶色谱法 热重法 差热分析 示差扫描量热分析 静态热-力分析 动态热-力分析 透射电子显微术 扫描电子显微术
位移常数
TMS=0
(2) 为什么用TMS作为基准? a. 12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰； b.屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭； c.化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。
★★影响化学位移的主要因素
电负性（表3-4） 电子环流效应 其他影响因素 电子云密度高，化学位移值减小 电子云密度低，化学位移值增大 氢键的存在使得化学位移值增大
叠加法
测出试样中待测组分及一邻近组分的峰值后，在已知
量的试样中加入一定量的待测组分，再测出此两组分的峰
值，按下式求出待测组分的百分含量：
式中m和mi分别为试样质量和加入组分i的质量；Ai和Aj 分别为试样中组分i和邻近组分j的峰面积，Ai’和Aj’分别为
试样中加入待测组分之后，组分i和j的峰面积。
吸光与透光强度的转换
T(%) = 100×I/I0 A = -lgT A = εbc
T:透光率；I0：入射光强度；I:透射光强度 A:吸光度 ε：吸光系数；b:样品池厚度；c:待测溶液浓 度
紫外光谱
紫外光谱（ultraviolet spectroscopy, UV）研究 200~400nm光区内的分子吸收光谱，广泛应用于 无机和有机物的定性和定量测定，灵敏度高、选择 性好，仪器设备简便、易于操作。 紫外可见吸收光谱（ultraviolet-visible molecular absorption spectroscopy, UVVIS），将光谱测试范围扩展到400~800nm的可 见光区。 真空紫外光谱：低于200nm的吸收光谱，需要真空 紫外光谱仪。