高分子材料分析测试与表征实验大纲
高分子材料性能测试实验报告
高分子材料性能测试实验报告一、实验目的本实验旨在对常见的高分子材料进行性能测试，以深入了解其物理、化学和机械性能，为材料的选择和应用提供科学依据。
二、实验材料与设备1、实验材料聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚氯乙烯（PVC）2、实验设备电子万能试验机热重分析仪（TGA）差示扫描量热仪（DSC）硬度计冲击试验机三、实验原理1、拉伸性能测试高分子材料在受到拉伸力作用时，会发生形变。
通过测量材料在拉伸过程中的应力应变曲线，可以得到材料的拉伸强度、断裂伸长率等性能指标。
2、热性能测试TGA 用于测量材料在加热过程中的质量损失，从而分析材料的热稳定性和组成成分。
DSC 则可以测量材料在加热或冷却过程中的热量变化，用于研究材料的相变温度、玻璃化转变温度等。
3、硬度测试硬度是衡量材料抵抗局部变形的能力。
硬度计通过压入材料表面一定深度，测量所施加的力来确定材料的硬度值。
4、冲击性能测试冲击试验机通过施加冲击载荷，测量材料在冲击作用下的吸收能量，评估材料的抗冲击性能。
四、实验步骤1、拉伸性能测试将高分子材料制成标准哑铃状试样。
安装试样到电子万能试验机上，设置拉伸速度和测试温度。
启动试验机，记录应力应变曲线。
2、热性能测试称取一定量的高分子材料样品，放入 TGA 和 DSC 仪器的样品盘中。
设置升温程序和气氛条件，进行测试。
3、硬度测试将试样平稳放置在硬度计工作台上。
选择合适的压头和试验力，进行硬度测量。
4、冲击性能测试制备标准冲击试样。
将试样安装在冲击试验机上，进行冲击试验。
五、实验结果与分析1、拉伸性能聚乙烯（PE）：拉伸强度较低，断裂伸长率较高，表现出较好的柔韧性。
聚丙烯（PP）：拉伸强度较高，断裂伸长率适中，具有一定的刚性和韧性。
聚苯乙烯（PS）：拉伸强度较高，但断裂伸长率较低，脆性较大。
聚氯乙烯（PVC）：拉伸强度和断裂伸长率因配方不同而有所差异。
2、热性能TGA 结果显示，不同高分子材料的热分解温度和分解过程有所不同。
高分子材料硬度的测定与分析实验
高分子材料硬度的测定与分析实验一、实验目的1.掌握洛氏硬度计测量高分子材料硬度的实验原理2.掌握洛氏硬度计的具体使用方法。
3.会进行不同高分子材料硬度差别的理论分析二、实验原理硬度是高分子材料抵抗其他较硬物体压入的性能，称为硬度。
硬度之大小是高分子材料软硬程度的有条件性的定量反应。
洛氏硬度试验是以初负荷作用于钢球压头或贝雷尔金刚石压头所呈现的压入深度为基准，测量再经总负荷作用并卸出到只剩有初负荷的状态下钢球所产生的附加深度。
如图：洛氏硬度计原理图h0-加初始载荷后压人深度；h1-加主载荷后压人深度；h2-卸载恢复后后压人深度首先施加初负荷，并在洛氏硬度计的度盘上确定参考点或规定位置，然后施加总负荷，在不移动被测的试样情况下，卸去主负荷后，洛氏硬度值就会自动地在度盘上示出，每压入0.002mm为一个塑料洛氏硬度单位。
三、实验设备、用具及试样1.TH320全洛氏硬度计2.高分子材料标准试样，包括塑料、复合材料等。
规格：40×40×4mm。
试样表面要保持洁净光滑，测量点选取时候远离边界1cm，对于塑料试样，试样最小厚度应该不小于1.5mm。
四、实验步骤1.准备工作将硬度计接上电源，打开开关，试验机进行自检，显示名称、型号等相关信息。
完成自检后进入主菜单，显示屏幕将显示当前的试验参数，这些参数均自动记忆上次关机前的状态。
下图两个典型洛氏测量参数和表面洛氏测量参数。
根据洛氏硬度选用标尺选用标准选用合适的压头，安装好压头。
2.洛氏测量、表面洛氏测量模式选择通过按“R/RS”键进行洛氏和表面洛氏硬度的选择。
3.试验参数设置按“MENU”键进行参数设置3.1标尺选择按上下键，移动光标到“标尺”处，按“ENTER”键，显示屏出现标尺选择，根据参照表选择相应的标尺。
按上下键，移动到相应标尺处，按“ENTER”键完成选择。
回到主菜单，屏幕自动显示本压头选用的压头的种类和试验力。
试验力选择通过试验力转换手柄进行。
《材料分析测试技术》教学大纲
《材料分析测试技术》教学大纲课程名称：材料分析测试技术课程代码：XXXXX学时：36学时学分：2学分先修课程：材料科学基础课程性质：专业课一、课程目标：本课程旨在培养学生的材料分析测试技术理论和实践技能，使学生能够掌握常见的材料分析测试技术方法，了解各种材料的结构和性能，并通过实验操作，学会使用常见分析测试仪器和设备，掌握常见材料分析测试方法的原理和操作流程。
二、教学内容：1.材料分析测试技术概述（1）材料分析测试技术的定义和发展概述（2）材料分析测试技术的分类和主要方法2.金属材料分析测试技术（1）金属材料的组织分析技术（2）金属材料的成分分析技术（3）金属材料的缺陷检测技术（4）金属材料的性能测试技术3.非金属材料分析测试技术（1）陶瓷材料的成分分析技术（2）聚合物材料的结构分析技术（3）复合材料的界面分析技术（4）高分子材料的热性能测试技术4.表面分析技术（1）扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）的原理和应用（2）原子力显微镜（AFM）的原理和应用（3）透射电子显微镜（TEM）的原理和应用5.分析测试仪器设备的使用和操作（1）金相显微镜的使用和操作（2）光谱分析仪的使用和操作（3）差热分析仪的使用和操作（4）拉伸试验机的使用和操作三、教学方法：本课程采用理论授课与实验操作相结合的教学方法。
理论授课将介绍材料分析测试技术的基本原理和方法，通过案例分析和实例演示提高学生的理解。
实验操作将安排学生进行不同类型的材料分析测试实验，分析测试结果并撰写实验报告。
四、教学评价：本课程的教学评价包括平时成绩与期末考试成绩的综合评价。
平时成绩按照学生的实验报告及参与度进行评定，期末考试成绩占整个课程成绩的50%。
五、参考教材：1.《材料分析理论与实践》出版社：XXX出版社2.《材料分析测试技术导论》出版社：XXX出版社1.XXX，XXX.材料分析测试技术研究[M].北京：XXX出版社，20XX.2.XXX，XXX.材料分析测试技术导论[M].北京：XXX出版社，20XX.以上为《材料分析测试技术》教学大纲，内容旨在引领学生掌握和应用材料分析测试技术，提高他们的实践能力和分析思维能力。
高分子材料分析与测试第二版课程设计
高分子材料分析与测试第二版课程设计一、课程目标本课程旨在为学生提供高分子材料分析与测试的相关知识与技能。
通过本课程的学习，学生将掌握高分子材料的基本性质、制备方法以及常见的分析和测试方法。
二、教学大纲第一章高分子材料的基本概念本章主要介绍高分子材料的基本概念，包括高分子材料的定义、种类、结构和物理化学性质等。
第二章高分子材料的制备方法本章主要介绍高分子材料的制备方法，包括加聚法、缩聚法、交联聚合、共聚合等方法，并介绍一些常见的高分子材料制备工艺。
第三章高分子材料的分析方法本章主要介绍高分子材料的分析方法，包括红外光谱、核磁共振、紫外可见光谱、热分析等方法，并讨论这些方法的适用范围和优缺点。
第四章高分子材料的测试方法本章主要介绍高分子材料的测试方法，包括机械性能测试、拉伸试验、硬度测试、耐磨性测试、耐候性测试等方法，并讨论这些方法的适用范围和优缺点。
第五章高分子材料的应用和展望本章主要介绍高分子材料的应用和展望，包括高分子材料在电子、建筑、汽车、医疗等领域的应用，并讨论高分子材料未来的发展趋势和研究方向。
三、教学方法本课程采用课堂讲授、案例分析和实验操作相结合的教学方法，为了使学生更好地掌握课程内容，我们将组织一些小组讨论、演示和实验操作，以便学生将理论知识与实践相结合。
同时，我们还将提供一些课外阅读材料，以帮助学生更好地学习和掌握高分子材料分析与测试的知识。
四、教学考核本课程考核方式包括平时成绩、实验成绩和期末考试成绩。
其中平时成绩主要包括课堂出勤、小组讨论、案例分析等，约占总成绩的20%；实验成绩约占总成绩的30%；期末考试成绩约占总成绩的50%。
五、参考书目1.《高分子化学原理》，作者：郑振华；2.《高分子材料分析与测试技术》，作者：黄康喜；3.《高分子化学与物理学》，作者：张丽平、黄庆。
六、教学团队本课程的教学团队由化学系和材料系的教授共同组成，他们均拥有丰富的高分子材料研究经验和教学经验，具有较高的学术水平和教学水平。
高分子材料分析与测试方法教学大纲(复合)
《高分子材料分析与测试方法》教学大纲（复合）课程编号：B03010500课程名称：高分子材料分析与测试方法英文名称： Analysis and texting methods in Polymer课程性质：专业基础课学时/学分： 32/2考核方式：笔试选用教材：根据课程需要按参考书自行借阅，必要时提供电子版讲义先修课程：有机化学，分析化学，物理化学，结构化学，高分子化学，高分子物理适用专业及层次：复合材料与工程，本科一、课程目标通过本课程的学习，使学生具备下列能力：1.能够准确理解高分子材料分析测试中的基本原理、概念，聚合物结构与性能研究方法，运用现代分析仪器进行高分子材料结构与性能测试，了解高分子材料分析测试方法的最新进展；2.能够运用学到的图谱解析方法进行聚合物结构与性能研究，掌握高分子材料测试中主要测试技术及近代分析测试技术在高分子领域的应用；3.能够提高逻辑思维能力，综合分析问题能力；提高动手能力，解决实际问题的能力；提高对高分子科学实际应用的兴趣。
三、教学基本内容第一章：绪论（支撑课程目标1）1.1 高分子材料分析与测试方法的基本概念1.2 高分子材料分析与测试方法的历史演变1.3 高分子材料分析与测试方法的最新进展要求学生：要求学生掌握教学中遇到的高分子材料分析与测试方法的基本概念，建立对高分子材料分析与测试方法的初步认识，引导学生重视新概念、新方法及创新能力的培养。
第二章：聚合物光谱及波谱分析（支撑课程目标1、2、3）2.1核磁共振谱2.2 核磁共振1H谱的谱图解析2.3 核磁共振在高分子材料研究中的应用2.4 红外光谱2.5 红外光谱分析2.6 红外光谱在高分子材料研究中的应用2.7 紫外-可见吸收光谱2.8 紫外-可见吸收光谱图解析2.9 紫外-可见吸收光谱在高分子材料研究中的应用要求学生：掌握聚合物光谱及波谱的基本原理和概念，熟悉各种测试中的样品测试方法，掌握各种谱图分析，了解各种测试的最新进展，了解掌握各种方法在高聚物研究中的应用。
《高分子材料专业实验》课程实验教学大纲
《高分子材料专业实验》课程实验教学大纲课程代码：MMEN3008 大纲执笔人：秦传香课程名称：高分子材料专业实验大纲审批人：张明祖英文名称：Major Experiments of polymer material课程学时：实验学时：72实验室名称：高分子实验室实验课性质：独立设课适用专业：高分子材料与工程一、本课程实验教学目的与要求本实验课程包括高分子化学与高分子物理两部分。
高分子化学是一门实践性很强的学科，其理论源于实践，它的每一个进步都离不开科学实验的支撑。
高分子物理是一门对实验依赖很强的自然科学学科，研究高分子物理不能离开实验，也离不了实验。
开设实验课程就是要培养学生的基本实验技能，学会如何去做高分子化学实验和高分子物理实验，并通过实验去更深入地、更真切地理解高分子化学和高分子物理理论知识。
经过实验环节的训练，完善理论与实验的结合，为创新技能的获得奠定基础。
二、主要仪器设备及现有台套数1、常规玻璃仪器20 10、结晶速率仪 22、分析天平及电子天平10 11、电炉 53、电热锅10 12、双螺杆挤出机 24、搅拌马达与搅拌棒10 13、切粒机 25、恒温水槽10 14、高速混合机 16、熔体流动速率仪 2 15、注塑机 17、差示扫描量热仪 1 16、平板硫化机 18、乌氏粘度计10 17、双辊混炼机 19、偏光显微镜 4 18、万能拉力机 1三、实验课程内容和学时分配四：实验项目的内容和要求实验一、高分子化学实验、高分子物理讲座给学生讲解本组安排的系列实验的内容、原理及操作注意事项，在保证安全的前提下，做好实验，把书本上的理论知识与实践相结合。
实验二、苯乙烯自由基悬浮聚合（一）实验内容（1）搭好仪器后，分别将0.3gBPO和16ml苯乙烯加入到100ml锥形瓶中，待溶解后加入到250ml的三口瓶中；(2) 再将7-8ml的0.3%PVA溶液和130ml去离子水冲洗锥形瓶及量筒后加入到250ml三口瓶中开始加热搅拌；（3）半小时内，将温度慢慢加热到85-90℃，并保持此温度聚合反应2小时后，用吸管吸少量反应液于含冷水的表面皿中观察，若聚合物颗粒变硬可以结束实验；（4）将反应液冷却至室温后，过滤分离，反复水洗后，用50℃以下温风干燥后，称重。
《高分子材料与工程专业综合性实验》教学大纲
《高分子材料与工程专业综合性实验》教学大纲一、基本信息课程代码：实验课程名称：专业综合性实验英文名称：ComprehensiveExperiments课程总学时：64总学分:2 实验学时:64适用对象：高分子材料与工程专业二、实验课程的性质与任务《综合实验》是一门独立的实验课程。
学生经过本科前二年“无机化学实验、有机化学实验、物理化学实验、分析化学实验、高分子化学实验及高分子物理实验”的课程训练，学习了“高分子化学、高分子物理及高分子材料加工”等基本理论，掌握了基本实验知识、实验技能，以及简单的综合实验、设计实验技能的基础上，所开设的一门专业综合实验课程。
三、实验教学目的与要求该课程与科学研究或产品开发等实际应用有机地结合起来，其目的在于将学过的理论知识与实验知识及技能融会贯通，进一步培养学生文献检索、资料搜集整理、实验设计、实际操作等实践能力,特别是综合运用知识和创新的能力；同时培养学生的学习兴趣以及解决科研实际问题的能力。
四、考核办法和成绩评定标准考查,根据学生的实验预习报告、实验纪律、实验动手能力及实验报告结果，进行综合评定。
五、实验指导书（小四黑体）自定实验内容及参考浙江大学、南京大学、北京大学、兰州大学主编，《综合化学实验》，高等教育出版社，2001年六、实验项目、内容与要求（小四黑体）实验一高温硫化硅橡胶的制备与性能实验类型：综合实验实验学时：32每组人数：2实验目的和要求：1 .掌握原料的选择，填料的选择，硫化剂的选择2 .掌握加工工艺的选择，工艺条件优化3 .掌握产品性能的表征如硫化时间、硬度、拉伸强度、冲击强度教学方法：课堂讲述、自行设计实验方案、动手操作实验内容提要：通过自行设计硫化硅橡胶的配方，选择合适的原料和填料，探讨不同硫化剂的选择。
根据配方调整加工工艺，通过单因素和正交试验设计进行工艺条件优化。
对所制备的产品进行各种性能的测试，包括硫化时间、硬度、拉伸强度、冲击强度、撕裂强度等测试。
高分子物理实验大纲
《高分子物理》实验教学大纲课程代码：BS1004024X3课程名称：高分子物理实验实验学时：24学分： 1.5适用专业：高分子材料与工程一、实验目的与任务高分子物理实验是高分子科学体系的重要组成部分，是从事高分子科学与材料研究的最基础的实验技术，是研究和表征聚合物结构和性能关系的一门实验科学，是高分子材料与工程专业的一门专业必修课。
本课程的目的是使学生掌握测定和研究聚合物的结构、力学性能、热性能及溶液性质的方法和手段，对聚合物结构与性能之间关系获得初步认识，逐步具备一定的从事科学研究的思维方法和实验能力。
通过课程的学习使学生增加感性认识，加深理论知识的理解，提高学生的动手能力和实验技能，培养学生的科学态度和工作作风，为学生今后从事材料或相关领域的科学研究和技术开发工作打下初步基础。
二、实验主要培养的能力与技能1.使学生进一步理解高分子物理学中的一些基本概念和基本原理。
如：玻璃化温度、熔融指数、特性粘数、拉伸强度、断裂伸长率等。
2. 使学生了解聚合物结构和性能之间的关系，对晶态、非晶态、交联等聚合物结构与性能之间关系有所认识。
3. 使学生掌握测定和表征聚合物性质的一些基本方法、手段和操作，如分子量、流变行为、玻璃化转变温度、熔融指数及力学性能等。
三、实验方式与基本要求1．由指导教师讲解实验的基本要求、实验目的、基本原理、实验操作方法及注意事项。
2．分成实验小组5-10人，由学生独立操作并完成实验，记录实验数据。
每个实验时间为4学时。
3．实验数据由教师签字认可后，方可离开实验室。
4．学生根据自己的实验数据，通过了解实验基本原理和数学方程，独立地完成实验报告。
四、实验项目设置与内容提要四、实验环境要求或主要仪器设备要求万能试验机一台，偏光显微镜2台，差示扫描量热仪1台，旋转粘度计2台，熔融指数仪1台，乌氏粘度计5支，加热炉1套，恒温水浴锅5套五、考核方式与成绩评定标准1．实验过程中，教师巡视学生的实验操作情况，给出成绩。
《聚合物表征与测试》教学大纲
《聚合物表征与测试》课程教学大纲课程代码（五号黑体）：MMEN2019课程类别：专业教学课程授课对象：高分子材料与工程等专业开课学期：6学分：2学分指定教材：杨万泰主编，《聚合物材料表征与测试》，中国轻工业出版社，2008年一、教学目的：聚合物表征与测试是高分子材料与工程专业的重要专业基础课程。
本课程介绍聚合物表征常用仪器设备工作原理与测试分析技术方法，涉及红外光谱、激光拉曼光谱、紫外光谱、核磁共振、质谱、X射线衍射仪、聚合物分子量测定、差示扫描量热仪、热重分析、动态力学热分析、聚合物流变性能分析技术、光学显微镜、电子显微镜及原子力显微镜等内容，重点阐述测试制样技术、实验条件对聚合物测试分析结果的影响，谱图分析及测试实验结果的处理方法。
通过课程学习，使学生了解高聚物常用测试与表征技术及其测试原理、制样技术、图谱解析法、结果分析与处理等方法以及它们在高聚物研究领域的具体应用，以便为研究聚合物的结构与性能奠定扎实的基础。
二、课程目标通过本课程的教学，使学生具备下列能力：1、课程目标1：结合聚合物的表征与测试结果，初步应用所学高分子化学、高分子物理、高分子材料等专业专业知识推测聚合物的结构与性能。
2、课程目标2：基于本课程所学谱图分析方法及数据处理技术内容与相关专业课程的学习内容，能够初步推断聚合物的结构与性能与成型工艺关系。
2、课程目标3：能够基于课程学习的仪器设备工作原理，选择合适的仪器设备与分析技术研究不同聚合物的结构与性能。
三、课程目标与毕业要求的对应关系：（五号黑体）通过本课程的学习，了解聚合物常用表征仪器设备与测试分析技术，掌握制样技术、实验条件对聚合物测试分析结果的影响，谱图分析及测试实验结果的处理方法，以便为研究四、教学基本内容：第一章绪论（五号黑体）课时：0-1周，共1课时（五号宋体）教学内容第一节高聚物结构和形态的特点第二节高聚物的状态及其行为第三节高聚物结构和性能测定方法概述一、高聚物结构的测定方法二、高聚物分子运动（转变与松弛）的测定三、高聚物性能的测定思考题：一、填空：1．外力使高聚物从一个平衡状态通过分子运动到另一个状态需要一定的时间，称为。
高分子材料实验分析
实验1有机玻璃的制备一、目的要求1．了解本体聚合的原理和有机玻璃的性能。
2．掌握有机玻璃的制备方法二、原理甲基丙烯酸甲酯通过本体聚合的方法可以制得有机玻璃。
聚甲基丙烯酸甲酯由于有庞大的侧基存在，为无定形聚合物，其最突出的性能是具有高度的透明性。
它的比重小，故其制品比同体积无机玻璃制品轻巧得多。
同时又具有一定的耐冲击强度与良好的低温性能，是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料。
有机玻璃表面光滑，在一定的弯曲限度内，光线可在其内部传导而不逸出，故外科手术中利用它把光线输送到口腔吼部作照明。
聚甲基丙烯酸甲酯的电性能优良，是很好的绝缘材料。
甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰（BPO）或偶氮二异丁腈（AIBN）引发剂存在下进行如下聚合反应：CH2 CCH3COOCH3CH2 CCH3COOCH3nn聚合反应开始前有一段诱导期，聚合速率为零，体系粘度无变化。
在转化率超过20﹪之后，聚合速率显著加快，即产生自动加速效应。
而转化率达80﹪之后，聚合速率显著减小，最后几乎停止聚合，需要升高温度才能使之聚合完全。
聚合配方中引发剂的含量，应视制备的模具厚度而定，一般情况如下：厚度（mm）1－1.6 2－3 4－6 8－12 14－25 30－45偶氮二异丁腈（﹪）0.06 0.06 0.06 0.025 0.020 0.005由于甲基丙烯酸甲酯单体密度只有0.94 g·mL-1，而其聚合物密度为1.17 g·mL-1，故有较大的体积收缩，因而生产上一般先做成甲基丙烯酸甲酯的预聚体，然后再进行浇模，这样一则可以减少体积收缩，二则预聚体具有一定粘度，在采用夹板式模具时不会产生液漏现象。
三、主要试剂和仪器甲基丙烯酸甲酯过氧化二碳酸环己酯偶氮二异丁睛试管三颈瓶冷凝管恒温水浴四、实验步骤1．制模（烘箱聚合用模）取两块表面光滑、无磨损的玻璃块，经肥皂洗净擦干后，用酒精擦洗一次，烘干，在四角用一定的垫块垫好（注1），然后用不透水的纸（玻璃纸或描图纸）用聚乙烯醇水溶液（10 g聚乙烯醇溶于100 mL蒸馏水中）作浆糊，使纸完全贴紧模子，严密地封好，一共糊三层，以免漏浆。
高分子材料性能测试与表征详解
四．应力的影响
当剪切应力的能量大于大分子键能时，引起大分子断链裂解。 增大剪切应力或剪切速率，降解速度增大。 聚合物受到剪切时，温度的高低影响剪切作用的大小。温度较低时，剪 切作用非常强烈，分子量降低幅度大 聚合物降解的程度随应力作用时间的增长而加剧 应力对聚合物降解的影响还与聚合物的化学结构和所处的物理状态有关。
类型类型自由基式链式降解逐步降解条件条件热剪切力提供能量高温条件下h2o酸碱等杂质位置位置位置位置cccoch产生游离基易产生游离基cncocscsi键能键能弱降解的机理机理机理类似于自由基的反应断链类似于缩聚的逆过程醇解酸解特点特点反应速度快中间产物不能分离降解速率与分子量无关但不同聚合物降解历程不同各步反应独立断裂的部位是无规和任意的中间产物稳定断链机会随分子量增大而提高影响降解的因素1主链上与叔碳原子或季碳原子相邻的键不稳定
聚合物加工过程中的形态演变
降解和交联
降解的实质
聚合物在水、氧、应力、热、光、超声波、辐射作用下往往会产生 降解的化学过程，使其性能劣化，降解的实质是：
断链 交联 分子链结构的改变 侧基的改变 以上四种的组合
其中自由基常是一个 活泼的中间产物，作用 结果是聚合物的分子结 构发生了改变。
降解的机理
类型
游离基交联反应，如不饱和聚酯的交联反应、橡胶硫化、聚烯烃交 联等。 逐步交联反应，如大分子环氧基、异氰酸基等活性官能团与交联剂 进行的交联反应以及酚醛树脂成型过程中的交联反应。
通过大分子上的活性中心（活性官能团或活性点） 间的反应或活性中心与交联剂间的反应
高分子材料专业实验-高分子材料性能测试
高分子材料性能测试拉伸实验实验目的①熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件、测试原理及其操作②了解测试条件对测定结果的影响实验原理将试样夹持在专用夹具上，对试样施加静态拉伸负荷，通过压力传感器、形变测量装置以及计算机处理，测绘出试样在拉伸变形过程中的拉伸应力～应变曲线，计算出曲线上的特征点如试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力（拉伸强度）、试样断裂时的拉伸应力（拉伸断裂应力）、在拉伸应力～应变曲线上屈服点处的应力（拉伸屈服应力）、应力～应变曲线偏离直线性达规定应变百分数（偏置）时的应力（偏置屈服应力）和试样断裂时标线间距离的增加量与初始标距之比（断裂伸长率。
以百分率表示）。
实验步骤①试样的状态调节和实验环境按GB2918规定进行。
②测试样件中间平行部分的宽度和厚度,精确到0.01㎜.Ⅱ型试样中间平行部分的宽度,精确至0.05㎜。
每个试样测量三点,取算数平均值。
③在试样中间平行部分做标线示明标距,此标线对测试结果不应有影响.。
④夹持试样,夹具夹持试样时,要是试样纵轴与上、下夹具中间连线相重合，并且要松紧适宜,以防止试样滑脱或断在夹具内。
⑤选定试验速度,进行实验。
⑥记录屈服时的负荷,或断裂负荷及标距间伸长。
若试验断裂在中间平行部分之外时,此试样作废,另取试样补做。
实验试样本实验采用的是PS(燕山石化666D)实验设备实验机：数字化电子万能试验机型号3010 深圳瑞格尔公司实验数据I思考题1.分析试样断裂在先的外在原因。
答：试样断裂在先的外在原因有：①试样本身存在缺陷，产生了气泡，试样内杂质的分布也不不均匀；②安装的误差，浇口位置处造成断裂.。
2.拉伸速度对测试结果有何影响？答：拉伸速度过快，冲击强度变大，断裂会较早发生；拉伸速度过慢，分子发生取向，断裂将较晚发生。
3.同样是PS材料，为什么测定的拉伸性能（强度、断裂伸长率、模量）有差异？答：因为PS材料本身品质不同，多多少少存在缺陷，各材料的内部杂质分布不均匀，材料内部有起泡等方面也就有所不同。
高分子材料专业实验实验指导书
图 3 球晶的双折射示意图 由此可见，在起偏镜的方向上，为零，OR=；在检偏镜方向上，为零，OR= ； 在这些方向上分子链的取向使偏振光不能透过检偏镜，视野呈黑暗，形成 Maltase 十字。 此外，在有的情况下，晶片周期性地扭转，从一个中心向四周生长。这样，在偏光显微镜 中就会看到由此而产生的一系列消光同心圆环，如图 4 所示。 在多数情况下， 偏光显微镜下观察到的球晶形态不是球状， 而是一些不规则的多边形。 这是由于许多球晶以各自的任意位置的晶核为中心，不断向外生长，当增长的球晶和周围 相邻球晶相碰时，则形成任意形状的多面体(见图 2)。体系中晶核越少，球晶碰撞的机会愈 小，球晶可以长的很大；相反，则球晶长不大。
sp
(3)特性粘度[]
0 r 1 0
其定义为比浓粘度sp/c 或对数粘度 lnr/c 在无限稀释时的外推值， 即
lim c 0
sp
c
lim
ln r c 0 c
[]又称为极限粘度，其值与浓度无关，量纲是浓度的倒数。 实验证明，对于给定聚合物在给定的溶剂和温度下，[]的数值仅由样品的粘均相对分子质 量 M 所决定。实践证明，[]与 M 的关系如下：
图 2 乌氏粘度计
乌氏毛细管粘度计(如图 2 所示) 恒温装置(玻璃缸水槽、加热棒、控温仪、搅拌器)，秒表(最小单位 0.01s)，吸耳球， 夹子，2000mL 容量瓶，500mL 烧杯，砂芯漏斗(#5)。 四、实验步骤 1．溶液配制 取洁净干燥的聚乙烯醇样品，在分析天平上准确称取 2.000g± 0.001g，溶于 500mL 烧 杯内(加纯溶剂 200mL 左右)，微微加热，使其完全溶解，但温度不宜高于 60℃，待完全溶 解后用砂芯漏斗滤至 2000mL 容量瓶内(用纯溶剂将烧杯洗 2—3 次滤入容量瓶内)，稀释至 刻度，反复摇匀后待用。 2．安装粘度计 将干净烘干的粘度计，用过滤后的纯溶剂洗 2~3 次，然后将过滤好的纯溶剂从 A 管加 入至 F 球的 2/3~3/4，再固定在恒温 30.0℃± 0.1℃的水槽中，使其保持垂直，并尽量使 E 球 全部浸泡在水中，最好使 a、b 两刻度线均没入水面以下(如图 3 所示)。安装时除注意垂直 外，还应注意固定的是否牢固，在测量的过程中不至引起数据的误差。 3．纯溶剂流出时间 t0 的测定 恒温 10~15min 后，开始测定。闭紧 C 管上的乳胶管，用吸耳球从 B 管口将纯溶剂吸 至 G 球的一半，拿下吸耳球打开 C 管，记下纯溶剂流经 a、b 刻度线之间的时间 t0，重复 几次测定，直到出现三个数据，两两误差小于 0.2s，取这三次时间的平均值。
表征与测试
高分子材料研究方法复习大纲第一章聚合物材料力学性能测定1、应力与应变应变——当材料受到外力作用而它所处的环境又使其不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸就会发生变化，这种变化就称为“应变”。
应力——当材料产生宏观变形时，材料内部分子间或者原子间原来的引力平衡受到了破坏，因而会产生一种附加的内力来抵抗外力、恢复平衡。
当到达新的平衡时附加内力和外力大小相等，方向相反。
单位面积上的附加内力称为“应力”。
2、弹性模量弹性模量——在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小。
是材料刚性的一种表征，代表材料抵抗变形的能力。
3、强度与硬度材料强度——材料抵抗外力破坏的能力(1) 拉伸强度——材料抵抗拉伸破坏的能力，也称抗张强度。
σt = P/bd(2)弯曲强度——材料抵抗弯曲破坏的能力(3) 冲击强度——材料抵抗冲击载荷破坏的能力，反映材料的韧性指标。
硬度——表征材料表面抵抗外力变形的能力4应力—应变曲线与屈服对聚合物进行拉伸试验，以试样的应力值对试样的形变值作图所得到的曲线。
通常以应力为纵坐标、应变为横坐标。
屈服点——YσY：屈服应力εY：屈服伸长率断裂点——BσB：断裂应力εB：断裂伸长率5拉伸力学性能测试步骤⏹准备试样——做标距、测量尺寸；⏹用夹具夹持试样⏹选定试验量程和拉伸速度，进行试验⏹记录试验数据⏹计算试验结果第二章聚合物分子量与分子量分布测定1、测定数均分子量的方法有哪些？一、端基分析法二、沸点升高法三、渗透压法2使用端基分析法测定聚合物分子量的条件：1）聚合物必须是已知化学结构的线型或支链型大分子；2）大分子链端带有可供定量分析的基团；3）每个分子链上所含的基团数量是一定的3端基分析法测定聚合物分子量的程序1)精确称量出试样重量W；2)测出重量为W的试样中端基的摩尔数nt；3) 根据每个大分子链所带有的端基数X，得到试样的摩尔数4) 计算出聚合物的分子量4、简述如何用渗透压法测定第二维利系数5、使用光散射法测定分子量的实验步骤⏹配制4~5个不同浓度的聚合物稀溶液；⏹使用LALLS测定纯溶剂和每个溶液的Rθ值；⏹使用折光指数仪测定不同浓度溶液的△n，以△n/c对c作图，外推至c 0，得到dn/dc值；⏹由dn/dc值计算出k值；⏹以kc/Rθ对c作图，得一直线，截距为，斜率为2A2；6、简述用特性黏数法测定粘均分子量的过程1.选择适当的毛细管使溶剂的流出大于100s，即可忽略动能修正项；2.使用稀溶液，使溶液密度与溶质密度相差很小（ρ≈ρo ）；3.用毛细管粘度计先测定出纯溶剂的流出时间to，然后再测出不同浓度C的聚合物溶液的流出时间t，由此可以得到不同浓度C下的ηr 和ηsp；分别以ηsp/C 和lnηr/C为纵坐标，溶液浓度C为横坐标作图，得到两条直线，将直线外推至C=0，得到的共同截距就是特性粘数[η]如果已知K、α，就可以从Mark – Houwink 公式计算出聚合物的粘均分子量：7、凝胶色谱法原理：先留出的分子量大分子量分布测定是将聚合物按照其分子量的大小分离成若干个级分——分级，然后测定出各个级分的分子量和相对含量。
《高分子材料》实验指导书_2
实验一热塑性塑料熔融指数的测定一、实验目的1、测定高压聚乙烯的熔融指数；2、了解热塑性塑料在熔融状态时的流动黏性及其重要性；3、熟悉测定塑料熔体流动指数的原理及操作。
二、实验原理衡量高聚物流动性难易程度的指标有: 熔融指数、表观黏度、流动长度等多种方法。
这里介绍熔融指数。
熔融指数是指热塑性高聚物在规定的温度、压力条件下, 塑料熔体每10min通过标准口模的质量或体积, 习惯用MFR（MI）或MVR表示。
在塑料成型加工中, 熔融指数是用来衡量熔体流动性的一个重要指标, 其测试仪器通常称为熔体流动速率测试仪（熔融指数仪）。
对一定结构的塑料熔体, 可用MI来比较其相对分子质量的大小, MI越小, 其相对分子质量越高, 反之MI越大, 其相对分子量越小, 说明它的流动性越好, 其加工性能就相应好一些, 但其它性能如断裂强度、硬度、耐老化稳定性等将差一些。
此法测定熔体流动速率简便易行, 对材料的选择和成型工艺条件的确定有其重要的实用价值, 工业生产上得到广泛采用。
三、实验仪器与材料1、试样: ABS粉料或颗粒, 测试前进行干燥处理仪器：塑料熔体流动速率测试仪, 天平, 秒表, 装料漏斗, 锋利刮刀, 玻璃镜, 液体石蜡, 绸布和棉砂, 镊子, 清洗杆和铜丝。
四、实验步骤1、准备。
熟悉仪器结构和操作规程。
接通电源, 选择测试条件, 安装好口模, 在料筒插入料杆。
调节加热控制系统使温度达到要求温度, 恒温至少15min。
加料。
取出料杆将试料加入料筒, 把料杆再插入料筒并压紧试料, 预热4min使炉温回复至要求温度。
2、注意: 取出料杆后置于耐高温物体上, 避免料杆头部与其它坚硬物体碰撞；3、切勿用料杆去压紧物料, 避免损伤；4、在料杆顶托盘上加上砝码, 随即用手轻轻压下, 促使料杆在1min内降至下环形标记距料筒口5-10mm处。
待料杆（不用手）继续降至下环形标记与料筒口相平行时, 切除已流出的样条, 并按规定的切样时间间隔开始切样, 保留连续切取的无气泡样条三个。
高分子材料表征与测试
⾼分⼦材料表征与测试01绪论学⽣了解本课程内容、教学⽬的、学习⽅法、学时安排、考核⽅式； 学⽣能描述⾼聚物的结构层次； 学⽣解释分⼦运动与⾼聚物的状态的关系； 学⽣能对⾼聚物结构、分⼦运动和性能的测试⽅法进⾏简答归类。
课时1.1 课程简介1.2 ⾼聚物结构和形态的特点1.3 ⾼聚物的状态及其⾏为1.4 ⾼聚物结构和性能测定⽅法概述02波谱分析1. 了解红外光谱的基本原理2. 能正确分析红外光谱图3. 了解仪器种类和FT-IR的构造；4. 能正确选择红外光谱的制样⽅法；5. 熟悉红外光谱分析在⾼分⼦材料分析中的应⽤；6. 掌握利⽤红外光谱对材料进⾏定性分析的操作（安排做1个实验）。
课时2.1 基本概念2.2 影响吸收谱带位移和谱图质量的因素2.3 解析红外谱图的三个基本要素2.4 傅⽴叶变换红外光谱仪2.5 制样⽅法2.6 红外光谱在聚合物结构分析中的应⽤03激光拉曼散射光谱法1. 能正确⽐较激光拉曼散射光谱法和红外光谱法的基本原理和谱图；2. 能列举激光拉曼散射光谱法在⾼分⼦材料分析中的⽤途。
课时3.1基本概念3.2实验⽅法3.3拉曼光谱在聚合物结构研究中的应⽤04紫外光谱法1. 理解紫外光谱的基本原理；2. 了解仪器构造；3. 了解紫外光谱在⾼分⼦材料结构研究中的应⽤；4. 掌握利⽤紫外光谱进⾏材料组成和含量分析的⽅法。
课时4.1 概述4.2 紫外光谱仪4.3 紫外光谱在⾼分⼦结构研究中的应⽤05核磁共振谱1. 理解核磁共振的基本原理；2. 能正确分析核磁共振碳谱和氢谱；3. 了解核磁共振谱在⾼分⼦材料结构研究的作⽤。
课时5.1 概述5.2 核磁共振仪5.3 H-核磁共振波谱（氢谱）5.4 C核磁共振谱（碳谱）5.5 ⾼分辨H-NMR在⾼分⼦结构研究中的应⽤5.6 C-NMR在⾼分⼦结构研究中的应⽤06x射线法1. 了解X射线衍射法的基本原理2. 了解X射线衍射仪的构造3. 能选择正确的制样⽅法4. 能正确识别XRD谱图5．熟悉X射线衍射进⾏聚合物物相分析的⽅法6．掌握利⽤X射线衍射进⾏聚合物结晶度测定7．了解⼩⾓X射线散射法的原理及其应⽤课时6.1⼤⾓X射线衍射法6.2⼩⾓X射线散射法07数均相对分⼦质量的测定1. 理解数均相对分⼦量测定的原理；2. 掌握⽤四种⽅法测定数均相对分⼦量的异同。
《高分子材料》课程教学大纲
《高分子材料》课程教学大纲高分子材料课程教学大纲
课程目标
本课程旨在介绍高分子材料的基本概念、性质、应用及制备方法，培养学生在高分子材料领域的基础知识和实际操作能力。
课程安排
第一部分：高分子材料概述
- 高分子材料的定义和分类
- 高分子材料在工程和科学领域的重要性
- 高分子结构与性质的关系
第二部分：高分子材料的性质和测试方法
- 高分子材料的物理性质和化学性质
- 高分子材料的力学性能测试方法
- 高分子材料的热学性能测试方法
第三部分：高分子材料的应用
- 高分子材料在塑料、橡胶、纤维等方面的应用
- 高分子材料在医疗、电子、汽车等领域的应用
- 高分子材料的环境和可持续发展问题
第四部分：高分子材料的制备方法
- 高分子聚合反应的基本原理和机制
- 高分子材料的聚合方法和工艺
- 高分子材料的加工和成型技术
教学方法
本课程将采用多种教学方法，包括讲授、案例分析、实验演示和小组讨论等。
学生将有机会参与实际的高分子材料制备和测试实验，以增强实践能力。
考核方式
本课程的考核方式将包括平时成绩、实验报告、课堂讨论和期末考试等。
具体的考核比例将在课程开始时由授课教师详细说明。
参考教材
- 《高分子材料导论》王良新编著，清华大学出版社
- 《高分子材料化学》陈信雄等著，科学出版社
以上为课程的大纲教学安排，具体内容和教学进度可能会根据实际情况进行调整，敬请理解。
高分子材料表征及实验设计
(3)单体链节序列分布
例如丙烯-丁二烯交替共聚物，其δ
-1 CH吸收峰波数为1065(cm )，此时丁 CH峰在969cm－１处，所以我们可以
二烯单元全部以反式1,4结构存在，δ
A1065／A969表示交替度，此值愈大，则交替度也愈大。
(4)测定端基及不饱和度 测定端基含量，可以求得聚合度及确定属于线性或支化形高分子，例如低密度 聚乙烯是支化高分子，主要根据不同烷基的弯曲振动δ CH峰的波数有所不同， 其在1380、770、745、887cm-1处分别有-CH3、-C2H5、-C4H9和-CH=CH中的δ 峰。根据1600cm-1υ Ｃ=Ｃ峰可测得聚合物分子链的不饱和度。 (5)结晶度和取向度
1）正交性（以L9(34)为例
2）代表性 一方面： （1）任一列的各水平都出现，使得部分试验中包括了所有因素的所有水 平；
（2）任两列的所有水平组合都出现，使任意两因素间的试验组合为全面
试验。 另一方面：
由于正交表的正交性，正交试验的试验点必然均衡地分布在全面试验点
中，具有很强的代表性。因此，部分试验寻找的最优条件与全面试验所 找的最优条件，应有一致的趋势。
试验设计与高分子材料表征及 数据处理方法
一.试验设计
试验因素的确定 试验因素：对试验指标可能产生影响的原因或要素，它是试验时要考察 的重要内容。通常用大写字母A，B，C，„表示。试验因素通常分为：
（1）定性因素：设备及工艺等参数在试验中固定不变的因素。如菌种、 药剂种类、设备、工艺方法等。
（2）定量因素：试验中要考察指标的数量因素。如药剂用量、温度变化 值等。 因素的确定：主要凭借专业知识和实践确定对选取 指标有影响的，而且选取的这些因素要容易控制的。
变化一个因素而固定其它因素，如首先固定B、C于B1、C1，使A变化之。
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《高分子材料分析测试与表征》实验教学大纲
课程名称：高分子材料分析测试与表征课程编号：050332024
课程类别：专业基础课课程性质：选修
适用专业：高分子材料与工程
课程总学时：32
实验（上机）计划学时：8
开课单位：材料科学与工程学院
一、大纲编写依据
1.高分子材料与工程专业2017版教学计划；
2. 高分子材料与工程专业《近代材料研究方法》理论教学大纲对实验环节的要求；
3. 近年来《近代材料研究方法》实验教学经验。
二、实验课程地位及相关课程的联系
1.《近代材料研究方法》是高分子材料与工程专业基础课程；
2.本实验项目是《近代材料研究方法》课程知识的运用；
3.本实验项目是理解和运用材料分析检测手段以及对检测结果进行分析标定的基础；
4.本实验以《材料科学基础》、《物理化学》、《大学物理》、《高分子物理》和《高分子
化学》为先修课。
5.本实验对毕业论文等工作具有指导意义。
三、实验目的、性质和任务
1.熟悉X射线衍射仪、紫外可见光分光光度计和热重分析仪
2.能够对X射线衍射图谱进行标定，能够利用粉末衍射卡片对单相物质进行物相鉴
定
3.了解扫描电镜、能谱仪和红外光谱仪的结构
4.通过实际分析，明确扫描电镜、红外光谱仪、紫外可见光分光光度计和热重分析
仪的用途
5.理解X射线衍射、光谱分析和热分析的基本理论，训练运用上述分析手段的基本
技能，掌握科学的实验方法；
6.培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力
7.通过设计性实验训练，使学生初步掌握如何根据需要选择合适的检测手段；
8.培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正
确书写实验报告的能力。
四、实验基本要求
1.实验项目的选定依据教学计划对学生工程实践能力培养的要求；
2.巩固和加深学生对X射线衍射、扫描电镜、紫外可见光分光光度计和热重分析仪等
基础知识的理解，提高学生综合运用所学知识的能力；
3.实验项目要求学生综合掌握本课程基本知识，并运用相关知识自行设计实验方案；
4.通过实验，要求学生做到：
（1）利用X射线衍射仪进行物相定性分析
能够对衍射图谱进行标定，具备利用粉末衍射卡片进行物相鉴定的能力。
(2)扫描电镜、电子探针仪的结构和用途
了解扫描电镜和能谱仪的结构; 通过实际分析，明确扫描电镜和能谱仪的用途.
(3)紫外可见光光谱分析仪的结构和用途
了解紫外可见光光谱分析仪的结构;通过实际分析，明确紫外可见光光谱分析仪的用途。
(4)差热与热重分析综合性实验
了解差热和热重分析仪的结构；通过实际分析，明确差热和热重分析仪的用途
五、实验内容和学时分配
六、教材（讲义、指导书）：
《近代材料研究方法》实验指导书自编
七、考核方法和评分标准；
1.按照实验指导书的具体要求，根据每个学生实验前的预习准备，实验过程的考查，实验
操作情况及实验报告的质量，综合给出实验成绩。
2、实验评分应包括三个方面：
（1）实验预习回答提问占20%：
（2）实验纪律占30%：
（3）实验报告50%；
评分等级
评定成绩分优、良、中、及格和不及格五个等级。
优：90分以上
良：80-89分
中：70-79分
及格：60-69分
不及格：59分以下
具体评定标准如下：
优：实验纪律、预习、均好，实验报告书写工整无原则错误，小错误在两个以下；
良：实验中纪律、预习较好，实报中原则错误不超过一个；
中：实验中纪律、预习较好，实报中原则错误不超过两个；
及格：实验中纪律、预习较好，实报中原则错误不超过三个；
不及格：实验中严重违章违纪，预习考查均较差如抄袭报告，不参加实验就写报告，报告中数据、表格均有错误者。
八、使用说明：
1.本实验教学大纲一般随课程进度进行安排，也可集中安排。
2.完成实验教学内容，并提交相应实验报告。