《聚合物表征》总复习课件

结晶高度取向：
对称斑点
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X射线衍射法
测量原理：利用结晶的和非晶的两种结 构对X射线衍射的贡献不同，把衍射照 片上测得的衍射峰分解为结晶的和非晶 的两部分，结晶峰面积与总的面积之比 即为结晶度
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广角X光衍射法
分清晶区和无定形区对曲线下面积的贡献，就能 用下列公式计算重量结晶度：
(f) 110oC
多晶X-ray衍射在聚合物中的应用
物相分析（区分晶态与非晶态、高聚物鉴定） 结晶结构与多晶型 结晶度的测定 晶粒表观尺寸的测定 取向测定
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区分晶态与非晶态
由衍射花样判断
非晶无取向：
弥散环
非晶取向：
赤道线上的弥散斑
结晶无取向： 结晶取向：
有系列同心锐环 有系列对称弧
H m0为相同化学结构、100%结晶的同类样品的熔融热焓
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红外法测结晶度
结晶聚合物的红外光谱图上具有特定的结晶敏感吸收带,简称晶带, 它的强度与 结晶度有关,即结晶度增大晶带强度增大,反之如果非结晶部分增加,则无定形吸 收带增强,利用这个晶带可以测定结晶聚合物的结晶度.
核磁法测结晶度
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3
源自文库
NMR原理
它是利用具有核磁矩的原子核作为磁探针 来探测分子内部局部磁场的情况，从而 得到有关分子结构方面的信息。
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4
差示扫描量热法（DSC）
结晶部分的熔融（熔点Tm，熔融热）
非晶部分的玻璃化转变（Tg ） 液晶聚合物的相转变温度
进行各类反应的动力学研究 结晶度
如果不仅使结晶部分而且使无定形部分的链段运动也处于停滞状态,在此低温下 聚乙烯的NMR吸收曲线是单一的幅度较宽的峰,如果温度增高接近熔点,吸收曲 线变成单一的幅度较窄的峰.在一般的温度范围内则是相当于结晶区宽幅部分和 相当于非结晶区尖锐部分(这和液体的情况相同)相重叠的曲线.
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结果与讨论:
Cloisite 15A
1.d(001)=32.36À
38.08À 说明PLLA已插入粘土片层间；
2.随着15A粘土含量的增加，衍射峰的面积增加，即强度增大。 《聚合物表征》总复习课件
Cloisite 25A
1.d (001)=20.04À
36.03À 插层结构；
2.峰变宽，局部平《行聚堆合物积表的征》结总构复习被课破件 坏，插层/剥离结构共存
总衍射强度 = 晶相与非结晶相 衍射强度之和
晶区衍射
衍射强度
Xc
Ac
Ac k Aa
Ic Ic
Ia Ia
Ac ：晶相的衍射面积 Aa ：非晶相的散射面积
背景
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非晶区衍射 衍射角2
量热法（DSC）
结晶度定义为聚合物的结晶部分熔融所吸收的热量与 100%结晶的同类聚合物熔融所吸收的热量之比。从理论 上来讲，某一结晶样品的熔融热焓Hm与其结晶热焓Hc 相等，但对于大多数结晶性聚合物，用DSC测定的Hm总 是稍大于相应的Hc。其差值大小取决于样品的结晶速度 和结晶平衡过程。通常都采用Hm来计算结晶度Xc：
超薄切片法
用超薄切片机在低温（-100oC）可获得50nm 左右的薄试样
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SEM电镜样品的制样技术
制样简单，对于导电性材料，可用导 电胶粘贴 在铜或铝的样品座上
但大多数聚合物样品为绝缘体，因此 需在观察前于真空中喷镀金属膜，以 增强图像的立体感
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电镜在聚合物研究中的应用
Cloisite 30B
单一峰值d(001)=18.26À,即原始粘土的层间距，说明共混物处于完全剥离状态；
特点：稳定，熔融重《结聚晶合物后表不征》会总重复习新课聚件 集甚至团聚。
TEM电镜样品的制样技术
液相成膜法
将聚合物的稀溶液（0.1-0.5%）直接滴于带有支持膜的载网上，溶 剂挥发干燥后成膜
(c)
(d)
(e)
(f)
Spherulitic morphology (same magnification, bar=100 m) of neat PHBV crystallized at different《t聚em合p物e表ra征tu》r总es复. 习(a课) 8件5, (b) 90, (c) 95, (d) 100, (e) 105, and
核磁共振法（NMR）
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2
质谱(Mass Spectrum, MS)
• 定义 指样品分子(或原子)离子化后形成具有各 种质荷比(m/e)的离子,进而在电磁场的作 用被分离,并将收集到的离子按质荷比的 大小排列成的谱.
• 测定化合物的分子式和分子量 • 聚合物的主体结构单元 • 聚合物材料的添加剂 √
课堂内容安排
绪论 聚合物显微结构分析 (OM, SEM，TEM) X射线衍射 (WAXD，SAXS) 聚合物热分析 (DSC, TGA, DMTA) 其它（IR，GPC,Rehology）
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1
聚合物链结构的主要表征手段
质谱(MS) 红外光谱法（IR）(定性） 紫外光谱法（UV（定量）
观察聚合物的聚集态结构
（非晶、晶态结构）
研究聚合物的多相共混体系（研究聚合物
共混体系中的相行为与分散、研究聚合物共混体系中的断裂机理）
在聚合物纳米复合材料研究中的应用
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热分析 (Thermal Analysis)
1. 概述 2. 热重分析 (TG) 3. 示差扫描量热法 (DSC) 4. 动态力学分析 (DMA)
纯度
共混体系的相容性
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5
光学显微镜在聚合物研究中 的应用
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制样方法
热压制膜 溶液挥发成膜
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OM在高分子研究中的应用
研究聚合物球晶类型及生长过程 研究聚合物共混物体系
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结晶温度对球晶形态的影响
(a)
(b)
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放热 dH/dt(mW) 吸热 ΔT(℃)
玻璃化转变
熔融
基线
分解气化
固固 一级转变
DSC
曲线
Tg
结晶
Tc
Tm
放热行为 （固化，氧化，反应，交联）
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Td
DTA 曲线
DSC在高分子研究中的应用
各种转变温度的测定 结晶动力学的研究
聚合物共混体系中相行为及结晶行为的研究