聚合物研究方法期末复习
聚合物研究方法期末复习
聚合物研究⽅法期末复习1 影响⾼分⼦材料密度的因素有哪些？影响因素:分⼦结构;元素种类与含量；含填料的；多种含C、H、O或N的⾼材；泡沫制品或试样中有汽泡2 影响⾼材溶解性的因素有哪些？1.化学组成2.分⼦量、等规度、结晶度升⾼，溶解性降低；3.分⼦链形状；4.添加剂5.温度3 “塑料王”指的是哪种⾼材？“万能溶剂”指什么？⽔溶性⾼分⼦有哪些？“塑料王”是指聚四氟⼄烯；“万能溶剂在”指THF四氢呋喃；⽔溶性⾼分⼦有PVA、聚⼄烯基甲醚，聚丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚⼄⼆醇，（羧）甲基纤维素，未固化的酚醛树脂与氨基树脂等4 软化点？熔点？杂质、助剂、填料对⾼材的软化点和熔点有何影响？软化点：⽆定形⾼分⼦加热到玻璃化温度时开始变软，由于结构的复杂性，常是较宽的温度范围，称为熔限。
熔点：部分结晶⾼分⼦加热到结晶开始熔化时的温度。
影响因素1.杂质的存在，即使少量也会明显降低熔点，所以⼯业品的熔点值<⽂献值。
2.有机增塑剂将会降低软化点，⽆机填料将会提⾼软化点。
5 吡啶显⾊试验⽤于鉴别哪⼀类⾼分⼦？吉布斯靛酚显⾊试验和铬变酸显⾊试验分别⽤于哪⼀类⾼分⼦的鉴别？吡啶显⾊试验⽤于鉴别含氯⾼分⼦，吉布斯靛酚显⾊试验⽤于鉴别含酚⾼聚物，铬变酸显⾊试验⽤于鉴别含甲醛共聚物。
6 有⼀未知⾼分⼦试样，在燃烧试验中⽤热钉⼦可熔化，⼩颗试样可点燃，下滴，可⾃熄，有烧头发⽓味，密度试验中样品不能浮于⽔⾯上，试判断是何种⾼分⼦材料？（PA 尼龙）判断过程：⽤热钉⼦可熔化，为判断为热塑性塑料，可⾃熄，含卤素或氮原⼦，密度⼤于⽔可能为聚酰胺或聚氯⼄烯，⼜有烧头发⽓味，故判断该⾼分⼦试样为聚酰胺。
（常⽤的热7 影响⾼分⼦材料透明性的因素有哪些？影响因素（1）试样厚薄：厚时为半透明，薄时为透明，如PE、PP、PA等。
（2）颜料、填料：有机颜料对透明性影响不⼤，⽆机颜料影响明显。
玻璃纤维添加量⼤时会使透明⾼分⼦变成⽩⾊。
（3）结晶性：PET结晶度低时透明，⾼时为⽩⾊。
聚合物研究方法
1.课堂讲过的所有仪器的中英文名称，及其具体概念，用途。
(1)差示扫描量热仪：DSC,在程序控制温度下，定量测量试样的热效应大小与温度之间关系的一种技术。
用途：维持样品和参比物处于相同温度所需要的能量差△W，反映了样品热焓的变化。
(2)差热分析仪：DTA，在程序控制温度下，测量试样与参比物之间的温差随温度或时间的变化。
用途：测量物品热量变化，物质的晶态转换，玻璃化转变，热容变化。
(3)热重分析仪：TG,在程序控制温度下，测量物质的质量随温度或时间的变化关系。
用途：研究聚合物的固化，聚合物中添加剂的作用，聚合物的降解反应动力学。
(4)旋转式流变仪：通过旋转来测量高分子材料流变性能的仪器。
用途：法相应力差的测定，凝胶化浓度的测定，凝胶变化时间的测定。
控制应力流变仪CS 控制速率流变仪 CR(5)偏光显微镜：POM，在普通光学显微镜上分别在试样台上各加一块偏振片，下偏振片叫起偏片，上偏振片叫检偏片。
用途：高分子结晶中球晶的观察（球晶的形态，成核生长），共聚物，共混物和复合材料的多相结构。
(6)原子力显微镜：AFM，利用原子之间的范德华力作用开呈现样品的表面特性。
用途：研究表面摩擦力，分子间作用力，纳米加工。
(7)：透射电镜：TEM，主要由光源，物镜和投影镜组成，电子束代替光束，用磁透镜代替玻璃透镜。
用途：看到在光学显微镜下无法看清的小于0.2um的细微结构，这些结构称为亚显微结构或超微结构。
(8)扫描电镜：SEM，用二次电子加背景散射成像。
用途：表面形貌的研究。
2.红外光谱的谱图特点及其所能提供的信息是什么？对应不同的结构特征产生相应的吸收带。
对聚合物的化学性质、立体结构、构象、序态、取向等提供定性和定量的信息。
在鉴定聚合物的主链结构、取代基位置、双键位置、侧链结构以及老化和降解机理的研究中已得到广泛的应用。
对高分子材料、黏合剂及涂料等组分的定性定量分析，红外光谱也是一种十分有效的手段。
3.红外解析的三要素是什么，分别用于给出什么信息谱峰位置：对官能团进行定性分析的基础，依照特征峰的位置，可确定聚合物的类型。
9聚合物研究方法-第九章
FID(自由感应衰减信号)。FID经过付里叶变换得到和连续波NMR谱仪相同
的谱图。 FT-NMR谱仪既可为常规磁铁(80～100MHz)也可为超导磁体。
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与连续波仪器相比，FT-NMR的优点是：
(1)速度快，几秒至几十秒即可完成1H NMR谱的测定； (2)灵敏度高，在快速采样得到FID的基础上，通过累加可提 高信噪比； (3)可测1H，13C和多种核的NMR谱； (4)采用大型计算机后，通过设置适当的脉冲序列可测各种新
I=1/2的原子核： 1H， 13C ， 15N， 19F， 29Si， 31P等，它们具 有球形电荷分布，容易得到高分辨NMR谱，是目前研究得最广泛 的一类原子核； I=3/2的原子核：llB，35Cl，37Cl，79Br,81Br等。 I=1的原子核：2H，14N等。 I不等于1/2的原子核为非球形电荷分布，具有电四极矩，通 常会得到宽吸收峰。 I=0的原子核： 12C6 ， 1608 ， 32S16 等，这一类原子核的原子序 数和质量数均为偶数，它们不自旋，不是NMR研究的对象。
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核磁共振谱(NMR)经历了从60年代的连续波技术到70年 代的付里叶变换以及超导核磁共振几个发展阶段。大型高速计 算机的发展和应用更使二维和三维核磁共振技术得到长足的发 展，成为化学工作者不可缺少的分析工具。核磁共振在化学化 工、生物化学以及医学领域中发挥着愈来愈重要的作用。
核磁共振谱法是高分子材料剖析最重要的技术之一。
在有机化合物中，各种氢核 周围的电子云密度不同（结构中 不同位置）共振频率有差异，即 引起共振吸收峰的位移，这种现 象称为化学位移。
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核磁共振波谱和常用术语表示为：
大多数有机化合物的1H NMR信号出现在TMS的左侧，规定为正值；少数化合 物的信号出现在TMS右侧的高场区，用负号表示。 选用四甲基硅烷TMS作化学位移参比物质的原因是它的12个质子受到硅原 子的强屏蔽作用，在高场区出现一个尖锐的强峰，它在大多数有机溶剂中易溶， 呈现化学惰性；沸点低(26.5℃)因而样品易回收。在氢和碳谱中都设为δ TMS=0。
聚合物化学与物理改性复习提纲
聚合物改性：通过物理和机械方法在高分子聚合物中加入无机/有机物质，或将不同高分子聚合物共混，或用化学方法实现高聚物的共聚、接枝、嵌段、交联，或将上述方法联用，以达到使材料的成本下降，成型加工性能或最终使用性能得到改善聚合物改性的三个主要目的：①克服聚合物原有的缺点，赋予聚合物某些高新的性能与功能②改善聚合物的加工工艺性能③降低材料的生产成本总之，聚合物改性就是要在聚合物的使用性能、加工性能与生产成本三者之间寻求一个最佳的平衡点。
聚合物改性的主要方法：共混改性；填充改性；纤维增强复合材料；化学改性；表面改性1．共混改性：①化学共混、物理共混、物理化学共混物理共混（blend）就是通常意义上的“混合”，简单的机械共混；物理/化学共混（就是通常所称的反应共混）是在物理共混的过程中兼有化学反应，可附属于物理共混；化学共混则包括了接枝、嵌段共聚及聚合物互穿网络（IPN）等，已超出通常意义上的“混合”的范畴，而应列入聚合物化学改性的领域。
②根据物料形态分类：熔融共混、溶液共混、乳液共混熔融共混（最具工业应用价值，绝大多数）是将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混。
优点：①原料准备操作简单。
②熔融时，扩散对流作用激化，强剪切分散作用，相畴较小。
③强剪切及热的作用下，产生一定数量的接枝或嵌段共聚物，促进体系相容性。
溶液共混是将聚合物组分溶于溶剂后，进行共混。
乳液共混是将两种或两种以上的聚合物乳液进行共混的方法。
2．共混物形态的两大体系三种基本类型：均相体系非均相体系：海-岛结构特点（定义）两相体系，且一相为连续相，一相为分散相（更具有价值）海-海结构特点（定义）也是两相体系，但两相皆为连续相，相互贯穿。
3．聚合物共混物均相体系与非均相体系的判定依据：Tg均：两种聚合物共混后，形成的共混物具有单一的Tg；两相体系合物共混后，形成的共混物具有两个Tg。
4．分散度及均一性定义均一性和分散度比较的图2-2分散度是指“海-岛结构”两相体系中分散相物料的破碎程度，用通俗的话说，就是指打得散不散。
聚合物研究方法考试
聚合物研究方法考试题型一、 名词解释二、 填空题 三、 简答题四、 图谱分析题五、材料分析与设计考试内容一、名词解释1基团特征吸收峰——不同化合物中相同的官能团近似地具有一个共同的吸收频率范围，通常将这种能代表某种基 团存在并具有较高强度的吸收峰称为基团特征吸收峰。
2、指纹区：在1300cm-1以下，谱图的谱带数目很多，很难说明其明确的归属，但一下同系物或结构相近的化合物，在这个区域的谱带往往有一定的差别，如同人的指纹一样，故称为指纹区。
3、生色基：具有双键结构的基团对紫外或可见光有吸收作用，具有这种吸收作用的基团统称为生色基。
助色基：本身不具有生色基作用，但与生色基相连时，通过非键电子的分配，扩展了生色基的共轭效应，会影响生色基的吸收波长，增大吸收系数．这些基团统称为助色基4、化学位移：在有机化合物中，各种氢核 周围的电子云密度不同（结构中不同位置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。
5、耦合常数：由自旋偶合产生的谱线间距叫做偶合常数，用J 表示，单位为赫兹（Hz ）6、差热分析法——DTA ：在程序控温条件下测量试样与参比物之间的温差随温度或时间的变化 示差扫描量热法——DSC ：在程序控温下测量输入试样与参比物之间的功率差变化，得到热流dH/dt ~T(t)曲线。
二、填空题1、聚合物的结构：一次结构（近程结构）化学组成，均聚或共聚，大分子的相对分子质量，链状分子的形态等。
二次结构（远程结构）单个大分子的形态。
三次结构（聚集态结构）不同单个大分子聚集形成不同的聚集态结构。
高次结构 三次结构构成尺寸更大的结构。
2、红外区可分为三区：近红外区（800nm~2000nm)适合于测定含-OH 、-NH 、-CH 基团的水、醇、酚、胺及不饱和碳氢化合物的组成 中红外区（2000nm~25μm ）有机化合物分子中原子振动的频带都位于该区远红外区（25μm~1000 μm ）3、波动的几个参数：波长λ——相邻两个波峰（间）的距离（ μm ）；波数υ——每厘米中包含的波的数目（cm-1）； 频率ν——每秒钟通过某点的波数目（S-1）; 光速c ——光在真空中传播的速度，3×1010cm/s频率×波长=光速 ν·λ= c频率与波长成反比： 频率与波数成正比：4、分子的振动类型六种：ν：伸缩振动s ：对称振动as ：不对称振动δ：弯曲振动γ：面外弯曲振动w ：面外摇摆振动β：剪式振动r ：面内摇摆振动 ν——频率，Hz ； k ——化学键力常数，10-5N/cm ； u ——折合质量，g ；m1，m2——每个原子的质量；c1υν=λ=以波数表示双原子分子的振动频率：5、透光度和吸光度1.透光度（透过率） 式中：I0——入射光强度 I ——入射光被样品吸收后透过的光强度。
聚合物研究方法考试整理
聚合物研究⽅法考试整理⼀、红外光谱1、红外应⽤：对聚合物的化学性质、⽴体结构、构象、序态、取向等提供定性和定量的信息。
在鉴定聚合物的主链结构、取代基位置、双键位置、侧链结构以及⽼化和降解机理的研究中已得到⼴泛的应⽤。
对⾼分⼦材料、黏合剂及涂料等组分的定性定量分析，红外光谱也是⼀种⼗分有效的⼿段。
2、红外光谱的特点：（1）除少数同核双原⼦分⼦如O2，N2，Cl2等⽆红外吸收外，⼤多数分⼦都有红外活性，有机化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息。
（2）任何⽓态、液态和固态样品均可进⾏红外光谱测定，这是其它仪器分析⽅法难以做到的。
（3）常规红外光谱仪器结构简单，价格不贵，样品⽤量少，可达微克量级。
3、红外光谱的表⽰⽅法（1）透光度T%=I/I0×100%（I0-⼊射光强度；I-⼊射光被样品吸收后透过的光强度）（2）、吸光度 A=lg（1/T）=lgI0/I（横坐标：表⽰波长或波数；波数是波长的倒数）4、红外光谱的原理（1）、能量在4,000 ~ 400cm-1的红外光不⾜以使样品产⽣分⼦电⼦能级的跃迁，⽽只是振动能级与转动能级的跃迁。
（2）、由于每个振动能级的变化都伴随许多转动能级的变化，因此红外光谱也是带状光谱。
（3）、分⼦在振动和转动过程中只有伴随净的偶极矩变化的键才有红外活性。
因为分⼦振动伴随偶极矩改变时，分⼦内电荷分布变化会产⽣交变电场，当其频率与⼊射辐射电磁波频率相等时才会产⽣红外吸收。
（4）、因此，除少数同核双原⼦分⼦如O2，N2，Cl2等⽆红外吸收外，⼤多数分⼦都有红外活性。
5、红外基团特征频率4000~3000：O-H,N-H伸缩振动3300~2700：C-H伸缩振动2500~1900：-C≡C-、-C≡N、-C=C=C-、C=C=O、-N=C=O伸缩振动1900~1650：C=O伸缩振动及芳烃中C-H弯曲振动的倍频和合频1675~1500：芳环、C=C、C=N-伸缩振动1500~1300：C-H⾯内弯曲振动1300~1000：C-O、C-F、Si-O伸缩振动，C-C⾻架振动1000~650：C-H⾯外弯曲振动、C-Cl伸缩振动6、.红外光谱仪基本结构：（光源、单⾊器、吸收池、检测器）（1）、红外光谱仪与紫外可见分光光度计的⽐较（2）、傅⽴叶变换红外光谱仪的优点：a⼤⼤提⾼了谱图的信噪⽐；bFT-IR仪器所⽤的光学元件少，⽆狭缝和光栅分光器，因此到达检测器的辐射强度⼤，信噪⽐⼤；c波长(数)精度⾼(±0.01cm-1)，重现性好；d分辨率⾼；e扫描速度快。
聚合物改性复习题
聚合物改性目的：改善高分子材料的某些物理机械性能，改善高分子材料的加工性能，降低成本＞赋予高分子材料某些特殊性能。
聚合物共混：指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。
高分子合金：指含多种组分的聚合物均相或多相体系，包括聚合物共混物和嵌段接枝高聚物•干粉共混法：将两种或两种以上品种不同的细粉状高聚物在各种通用的塑料混合设备中加以混合，形成均匀分散的粉状高聚物的方法。
聚合物共混改f生：是以聚合物为改性剂，加入到基体中，采用合适的加工成型工艺，使两者充分混合，从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物的聚合物改性技术。
高分子聚合物的改性：共混改性，填充改性，复合材料，化学改性，表面改性。
共混改性的基本方法｛广义上的｝:物理改性，化学改性，物理I化学改性。
共混改性按共混时物料的状态分为：熔融改性，溶液改性，乳液改性。
熔融改性：是将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混。
乳液改性：是将两种或两种以上的聚合物乳液进行共混的方法。
溶液改性：是将聚合物组分溶于溶剂后，进行共混。
海-岛结构：是一两相体系，一相为连续相，另一相为分散相，分散相分散在连续相中，就好像海岛分散在大海中一样。
海-海结构：也是一种两相体系，但两相皆为连续相，相互贯穿。
二相体系：海■岛结构，海•海结构，两相互锁或交错结构，梯度结构，阶跃结构单相连续体系：互锁或交错型相结构，海-岛型相结构。
共连续体系：海-海结构，梯度结构，阶跃结构。
聚合物共混物形态结构的主要研究方法：1 •力学松弛法〔玻璃化转变法，动态粘弹响应〕.2•直接观察法〔光学显微镜法•电子显微镜法｛透射电镜，扫描电镜儿相容性:是指共混物各组分彼此互相容纳＞形成宏观均匀材料的能力(1)均相共混体系：卩二(2) “海-岛”结构两相体系[20 页] 1P1P2P21 AB11 22(3) “海-海”结构两相体系PiP1nB 2P2n共混物的相界面定义：两相或多相共混体系中相与相之间的界面。
聚合物研究方法考试复习资料
聚合物研究方法考试题型一、 名词解释 二、 填空题 三、 简答题 四、 图谱分析题五、材料分析与设计考试内容一、名词解释1基团特征吸收峰——不同化合物中相同的官能团近似地具有一个共同的吸收频率范围，通常将这种能代表某种基 团存在并具有较高强度的吸收峰称为基团特征吸收峰。
2、指纹区：在1300cm-1以下，谱图的谱带数目很多，很难说明其明确的归属，但一下同系物或结构相近的化合物，在这个区域的谱带往往有一定的差别，如同人的指纹一样，故称为指纹区。
3、生色基：具有双键结构的基团对紫外或可见光有吸收作用，具有这种吸收作用的基团统称为生色基。
助色基：本身不具有生色基作用，但与生色基相连时，通过非键电子的分配，扩展了生色基的共轭效应，会影响生色基的吸收波长，增大吸收系数．这些基团统称为助色基4、化学位移：在有机化合物中，各种氢核 周围的电子云密度不同（结构中不同位置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。
5、耦合常数：由自旋偶合产生的谱线间距叫做偶合常数，用J 表示，单位为赫兹（Hz ）6、差热分析法——DTA ：在程序控温条件下测量试样与参比物之间的温差随温度或时间的变化示差扫描量热法——DSC ：在程序控温下测量输入试样与参比物之间的功率差变化，得到热流dH/dt ~T(t)曲线。
二、填空题1、聚合物的结构：一次结构（近程结构）化学组成，均聚或共聚，大分子的相对分子质量，链状分子的形态等。
二次结构（远程结构）单个大分子的形态。
三次结构（聚集态结构）不同单个大分子聚集形成不同的聚集态结构。
高次结构 三次结构构成尺寸更大的结构。
2、红外区可分为三区：近红外区（800nm~2000nm)适合于测定含-OH 、-NH 、-CH 基团的水、醇、酚、胺及不饱和碳氢化合物的组成 中红外区（2000nm~25μm ）有机化合物分子中原子振动的频带都位于该区远红外区（25μm~1000 μm ）3、波动的几个参数：波长λ——相邻两个波峰（间）的距离（ μm ）；波数υ——每厘米中包含的波的数目（cm-1）； 频率ν——每秒钟通过某点的波数目（S-1）; 光速c ——光在真空中传播的速度，3×1010cm/s频率×波长=光速 ν·λ= c频率与波长成反比： 频率与波数成正比： 4、分子的振动类型六种：ν：伸缩振动s ：对称振动as ：不对称振动δ：弯曲振动γ：面外弯曲振动w ：面外摇摆振动β：剪式振动r ：面内摇摆振动ν——频率，Hz ； k ——化学键力常数，10-5N/cm ； u ——折合质量，g ；m1，m2——每个原子的质量； 以波数表示双原子分子的振动频率：5、透光度和吸光度1.透光度（透过率） 式中：I0——入射光强度 I ——入射光被样品吸收后透过的光强度。
聚合物研究方法大作业要点
水平有限，大家仅供参考哈~~作业一1、红外光按照波长大小可以分为哪三个区域？产生红外光谱的光源属于哪一个区域？为什么红外光谱又称为振动光谱？近红外，中红外，远红外；中红外；已知分子在振动过程中，原子间的距离（键长）或夹角（键角）会发生变化，这时可能引起分子偶极矩的变化，结果产生了一个稳定的交变电场，它的频率等于振动的频率，这个稳定的交变电场将和运动的具有相同频率的电磁辐射电场相互作用，从而吸收辐射能量，产生红外光谱的吸收。
2、简述红外光谱产生的过程？并指出红外光谱产生需要哪两个条件？当用一束具有连续波长的红外光照射一物质时，如果物质分子中原子间的振动频率恰好与红外光波段的某一振动频率相同，则会引起共振吸收，使透过物质的红外光强度减弱。
因此，若将透过物质的红外光用单色器进行色散，就可以得到带有暗条的谱带。
如果用波长或波数作横坐标，以百分吸收率或透过率为纵坐标，把这些谱带记录下来，就得到了该物质的红外光谱图。
振动的频率与红外光光谱段的某频率相等，偶极距的变化3、影响红外光谱峰位的内因和外因都有哪些？据此判断下列化合物羰基波数的大小，并简要分析原因。
内部因素：诱导效应：通过静电诱导作用，引起分子中电子分布的变化，从而改变了键力常数共轭效应：共轭效应使共轭体系中的电子云密度平均化，结果使原来的双键略有伸长（即电子云密度降低），力常数K 减小，使其吸收频率往往向低波数方向移动 空间效应 中介效应 氢键效应 外因物理状态的影响：气态，液态和固态 溶剂的影响：极性溶剂和非极性溶剂 粒度的影响：粒度大和粒度小。
通过静电诱导作用，引起分子中电子分布的变化，从而改变了键力常数，使基团的特征频率发生位移。
⑴ C OS R 1665cm-1 C O O R1715-1725 cm-1⑵R C O O 1750 -1760 cm-1R C O S 1710 ⑶R C O S R 1690cm-1 R C OO R 1735-1745cm-1 4、 溴化钾制样需要注意哪些事项？与其它制样技术相比，溴化钾压片法制样有什么优点？1.压片法对样品中的水分要求严格，因为，样品含水不仅影响薄片的透明度，而且影响对化合物的判定。
聚合物研究方法重点分章归类
《聚合物结构分析》基础习题第一篇波谱分析1、要求记住划分成光谱区的电磁总谱，知道不同光谱法研究的是分子中的哪一种运动形式。
在对聚合物进行各种光谱分析时，红外光谱主要来源于分子振动－转动能级间的跃迁；紫外-可见光谱主要来源于分子的电子能级间的跃迁；核磁共振谱主要来源于置于磁场中的原子核能级间的跃迁，它们实际上都是吸收光谱。
在高分子常用的研究方法和分析仪器中：IR是指红外光谱分析；NMR是指核磁共振谱分析；SAXS是指小角X射线分析；；DSC是指差示扫描量热仪；TG是指热重分析；DMA是指动态粘弹谱仪；SEM是指扫描电镜分析；TEM是指透射电镜第二章红外光谱1、红外光谱试验中有哪几种制样方法？分别适应于哪种类型的样品？对于那些易于溶解的聚合物可以采用哪一种制样方法？对于那些不容易溶解的热塑性聚合物可以采用哪一种制样方法？对于那些仅仅能在溶剂中溶胀的橡胶样品，可以采用哪一种制样方法？对于粘稠的低聚物和黏合剂可以采用哪种方法制样？1）流延薄膜法：将样品溶解在低沸点易挥发的溶剂中，然后倒在玻璃板上，待溶剂挥发后成膜（10-30μm）。
2）热压成膜法：将热塑性和不易溶解的树脂样品在热压机上，加压加热压制成膜。
3）溴化钾压片法：将不溶性或者脆性树脂，一些橡胶，粉末状样品与溴化钾研磨压片。
①热塑性树脂：溶解流延成膜、热压成膜或溶解涂片；②热固性树脂：如固化环氧树脂、酚醛树脂等，可采用洁净的小钢锉，锉取样品的粉末，然后再用KBr压片。
③轻度交联的聚合物：在溶剂中不溶解只溶胀的样品，可以在溶胀(含有溶剂)的情况下与KBr研磨，然后，再烘干溶剂并研磨压片。
④纤维样品：如果单丝直径在10微米以下，可用单丝排列整齐（或剪碎）后，用KBr压片，测定透射光谱，若直径太大或不是单丝，只能整齐的缠绕在薄铝片上，或压扁后用ATR（衰减全反射光谱）测定。
2、红外光谱法对试样的要求（1）试样应该是单一组份的纯物质，纯度应>98%或符合商业规格，才便于与纯物质的标准光谱进行对照。
高聚物研究方法期末考试
一、填空1、影响热重曲线的因素有仪器方面、操作条件和试样方面。
2、多原子分子的基本振动类型可分为伸缩振动和弯曲振动。
3、NMR的产生条件为ν0=γH0/2Π.4、X射线可分为连续X射线和特征X射线。
5、XRD在高聚物中的应用主要有高聚物的物相分析、结晶度的测定、微晶尺寸的测定、取向度的研究。
二、名词解释1、差热分析：在程序控制温度下，测量物质与参比物之间温度差与温度关系的一种技术。
2、基频峰：当分子吸收一定频率的红外线后，振动能级从基态（V=0）跃迁到第一激发态（V=1）时所产生的吸收峰称为基频峰。
3、自选偶合：在同一分子中，核自旋与核自旋间相互作用的现象叫做“自旋-自旋偶合”。
4、连续X射线谱：连续X射线谱为一系列具有连续波长的X射线，也称为“白色”X射线。
三、简答题1、简述DSC的测定原理。
答：当试样在程序升温中产生热效应，且热量变化速率为ΔP时，则在S与R值之间产生温差dT，dT送差热放大器，放大后送功率补偿单元。
由功率补偿单元输出信号，改变S 与R下面补偿加热丝的加热功率比，从而消除S与R之间的温差dT，达到S与R之间始终无温差，无热交换，并保持与炉子的线性升温。
另一方面，功率补偿单元又自动把补偿的功率送记录仪，记录下DSC曲线。
与此同时，从差热电偶参比物一侧取出温度信号，经热电偶冷端补偿后送记录，记录下温度曲线。
2、简述红外光谱的产生条件。
答：第一个条件：若光量子的能量为E L=hγL（是红外辐射频率），当发生振动能级跃迁时，必须满足：ΔE振=E L、ΔE振=ΔVhγ、E L=hγ即，γL=ΔVγ振第二个条件：分子在振动过程中必须有瞬间偶极矩的改变，这种振动方式称为红外活性的振动。
3、何为化学位移？有何重要性？答：（1）在有机化合物中，各种氢核周围的电子云密度不同（结构中不同位置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。
（2）化学位移是分析分子中各类氢原子所处位置的重要依据。
聚合物研究方法复习题及答案
聚合物研究方法复习题及答案第一、二章红外及拉曼一、思考题1、IR 和拉曼光谱产生的条件。
2、影响IR 和拉曼吸收峰位置，峰数和强度的因素。
3、常见基团的特征吸收频率。
二、选择题1、红外光谱（图10-28）表示分子式为C 8H 9O 2N 的一种化合物，其结构与下列结构式哪一个符合？解：（A ）结构含—OH ，而图中无v OH 峰，排除（C ）结构中含—CNH 2，伯酰胺，而图中无1650、1640cm-1的肩峰，排除。
（D ）与（E ）结构中有-COOH ，而图中无3000cm -1大坡峰，排除。
（B ）图中3600cm -1，3300cm -1为v Ar —N1680cm -1，为v C=O1600~1400cm -1为苯骨架振动1300~1000cm -1表示有C-O-C所以应为（B ）。
三、问答题4、下列化合物在红外光谱中哪一段有吸收？各由什么类型振动引起？HO CH = O CH 3—CO 2CH 2C≡CH（A ）（B ）解：（A ）—C-H ： v OH 3700~3200cm -1δOH 1300~1165cm -1v CH(O) 2820~2720cm -1双峰v C=O 1740~1720cm -1苯骨架振动： 1650~1450 cm -1苯对位取代： 860~800 cm -1v =CH 3100~3000cm -1（B ）CH 3—COCH 2C≡CH ：v C=O 1750~1735cm -1v C —O —C 1300~1000cm -1v C≡C 2300~2100cm -1OOOv ≡CH 3300~3200cm -1v as C —H 2962±10cm -1、2926±5cm -1v s C —H 2872±10cm -1、2853±10cm -1δas C —H 1450±20cm -1、1465±20cm -1δs C —H 1380~1370cm -1四、结构推断题1、芳香化合物C 7H 8O ，红外吸收峰为3380、3040、2940、1460、1010、690和740cm -1，试推导结构并确定各峰归属。
聚合物研究方法_热分析
校正DTA与DSC常用的标准物质
标准物质 偶氮苯 硬脂酸 菲 季戊四醇 铟 锡 铅 锌 铝
熔点 /℃ 34.6 69 99.3 187.8 156.4 231.9 327.4 419.5 660.3
熔融焓 /J·g-1 90.43 198.87 104.67 322.80 28.59 60.62 23.22 111.4 397
塑料
Tg /℃ 工程塑料 Tg /℃
SBR
-61.1
PC
148
PTFE
330
NR
-62.7
PVB
72.6
PVDF
177.7
EPDM
-51.7 PMMA 124.4
PEEK
342.4
NBR 硅橡胶
-36.7 -120.1
? 研究环氧树脂的固化 第一次实验中Ta为树脂熔融峰，Tb是树脂固化的放热峰 第二次实验中的峰为树脂的玻璃化转变峰
典型的DSC曲线（聚对苯二甲酸乙二醇酯） 阴影部分面积为相应的热焓
3.2.3 实验技术
? 试样的制备
样品形态 装样原则 试样皿：一般为铝、铂或氧化铝皿 参比：DTA－α-Al2O3为参比物 匹配原则
? 基线、温度和热量的校正
基线校正：在所测温度范围内，当样品池和参比池都未 放任何东西时，进行温度扫描，得到的谱图应是一条直线。
影响Tg的几个因素： ? 化学结构
聚乙烯 聚苯乙烯
Tg /℃ -120 100
聚甲基丙烯酸甲酯 聚苯醚
Tg /℃ 105 220
? 侧基的柔性 不同侧基长度的聚甲基丙烯酸酯的Tg
n
1
2
3
4
5
1聚合物研究方法-绪论资料
松弛时间
力学行为
应力，应变，温度，时间
三、高聚物性能的测定
热性能 形貌性能 电学性能 孔性能 力学 能谱、电子衍射法等
测定聚集态结构的测试方法 电子显微镜（TEM、SEM) 、光学显微镜、X射 线小角散射
测定结晶度的方法 X射线衍射法、电子衍射法、红外吸收光谱、热 分析法
测定高聚物取向程度方法 双折射法、X射线衍射、圆二色性法、红外二色 性法
测定高聚物相对分子质量及其分布 凝胶渗透色谱法（GPC法）、溶液光散色法、 端基滴定法、渗透压法、沸点升高法、粘度法、 超速离心法、分级沉淀法
测定支化度的测试方法 化学反应法、红外光谱法、粘度法、凝胶渗透色 谱法、
1.2 高聚物分子运动的测定
分子运动的多样性
多种运动单元 多种运动方式
分子运动的时间依赖性
热学性质变化 差热分析（DTA)、差示扫描量热法（DSC)、热 重分析（TG）、DTA-TGA等
力学性质 热机械法、应力松弛法、动态测量法
v
快
慢 Tg Tg
T
比容-温度关系
2 分子运动的时间依赖性
由于高分子在运动时，运动单元之间的作用力很 大，因此高分子在外场下，物体以一种平衡状态，通 过高分子运动过渡到与外场相适应的新的平衡态，这 一过程是慢慢完成的。这个过程称为松弛过程，完成 这个过程所需要的时间叫松弛时间。
第一章 绪论
聚合物研究方法 用现代分析技术研究高分子组成，结构，确定结
构与性能的关系，合成反应及加工过程中结构 的变化。
高分子化学期末复习.ppt
出现的、最小基本单元 （分子式中括号内的 部分）。
• 聚氯乙烯：重复单元=结构单元=单体单元
结构单元
• 尼龙—66：结构单元≠重复单元，无单体单元 [NH(CH2)6NH CO(CH2)4CO]n 结构单元 结构单元 重复单元
f1
[M1 ] , [M1 ] [M 2 ]
F1
d[M1 ] , d[M1 ] d[M 2 ]
F1
r1 f12 f1 f 2 r1 f12 2 f1 f 2 r2
f22
2、竞聚率的意义
(1) 竞聚率的定义； r1 = k11 / k12 (2) 数值范围和含义;
r1 = 0; 0 < r1 < 1; r1 = 1; 1 < r1 <
4、 Q-e 方程 Alfrey Price
第二章 自由基聚合
一、 自由基聚合机理 1. 单体结构对链式聚合类型的选择性
• 氯乙烯只能进行自由基聚合 • 异丁烯只能进行阳离子聚合 • 甲基丙烯酸甲酯可进行自由基和阴离子聚合 • 苯乙烯却可进行自由基、阴离子、阳离子聚合，
和配位聚合等 • 上述差异，主要取决于碳碳双键上取代基的结构，
取决于取代基的电子效应和位阻效应
dt
kd
I
ln
I I 0
kd t
ln 2 k d t 1 2
t1 2
0.6932 kd
Ed
k d Ad e RT
Ed
ln k d
ln Ad
RT
2、引发效率
笼蔽效应——初基自由基自终止反应 诱导分解——引发剂的链转移反应
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1 影响高分子材料密度的因素有哪些？影响因素：分子结构;元素种类与含量；含填料的；多种含Ｃ、H、O或N的高材；泡沫制品或试样中有汽泡２影响高材溶解性的因素有哪些？1.化学组成2．分子量、等规度、结晶度升高，溶解性降低；3.分子链形状；4．添加剂5．温度３“塑料王”指的是哪种高材?“万能溶剂”指什么?水溶性高分子有哪些?“塑料王”是指聚四氟乙烯;“万能溶剂在”指TＨF四氢呋喃；水溶性高分子有PVA、聚乙烯基甲醚，聚丙烯酸,聚丙烯酰胺,聚乙二醇，(羧)甲基纤维素,未固化的酚醛树脂与氨基树脂等4 软化点？熔点？杂质、助剂、填料对高材的软化点和熔点有何影响?软化点:无定形高分子加热到玻璃化温度时开始变软，由于结构的复杂性,常是较宽的温度范围,称为熔限。
熔点：部分结晶高分子加热到结晶开始熔化时的温度。
影响因素1.杂质的存在,即使少量也会明显降低熔点，所以工业品的熔点值<文献值。
2.有机增塑剂将会降低软化点,无机填料将会提高软化点。
５吡啶显色试验用于鉴别哪一类高分子？吉布斯靛酚显色试验和铬变酸显色试验分别用于哪一类高分子的鉴别？吡啶显色试验用于鉴别含氯高分子，吉布斯靛酚显色试验用于鉴别含酚高聚物，铬变酸显色试验用于鉴别含甲醛共聚物。
6 有一未知高分子试样，在燃烧试验中用热钉子可熔化,小颗试样可点燃，下滴,可自熄，有烧头发气味,密度试验中样品不能浮于水面上，试判断是何种高分子材料？（PA 尼龙）判断过程：用热钉子可熔化,为判断为热塑性塑料,可自熄，含卤素或氮原子,密度大于水可能为聚酰胺或聚氯乙烯，又有烧头发气味，故判断该高分子试样为聚酰胺。
（常用的热塑,7 影响高分子材料透明性的因素有哪些？影响因素(1)试样厚薄:厚时为半透明,薄时为透明,如PE、PＰ、PA等。
(2)颜料、填料：有机颜料对透明性影响不大，无机颜料影响明显。
玻璃纤维添加量大时会使透明高分子变成白色。
（3）结晶性：PET结晶度低时透明,高时为白色。
（4）共聚组成：EVA共聚物中,ＶAc含量>１5％时,破坏Ｅ的结晶有序性而不易结晶,材料从不透明变为完全透明。
８常作为塑料薄膜使用的材料有哪些？是说明其对应的用途。
塑料薄膜有PE、PＰ、PVC、CＡ（醋酸纤维素,也叫玻璃纸)、PET、PＶA、PS、PＡ等（PP-ＨDPＥ-LＤPE复合薄膜提高强度,阻隔性,耐热性等；双轴拉伸薄膜:BOPP用于香烟包装;PＥＴ用于磁带、胶卷等; 单轴拉伸薄膜:PE、PP，用于包扎带；尼龙,PTFE,ＰI(聚酰亚胺）用于电容器，密封等;9 常见泡沫塑料的成分是什么?ＰS泡沫:是应用最广的硬质闭孔型泡沫塑料,将经过低沸点液体浸渍后的可发性小珠粒,预发泡再热压成型。
特点是由许多白色泡沫圆粒组成，用手可轻易掰开。
聚氨酯泡沫（ＰU）:软质泡沫外观象海绵，刚出厂时为白色,易氧化变黄，有时控制条件使表面形成一层耐冲击的硬质皮层。
半硬质和硬质泡沫用于工业。
其他泡沫塑料：PVＣPＥＥVA PＰ PVFM(聚乙烯醇缩甲醛) 酚醛树脂等。
10 什么是氧指数？表征的是高材的什么性能？氧指数又称限氧指数,是着火后刚能维持试样燃烧的氧在氧/氮混合气体中的最小分数。
表征聚合物可燃性的物理参数11 试分别答出不同元素组成与结构的高分子材料进行燃烧试验时,（1)可燃性规律?（2)发烟性规律?(３）结焦性规律？可燃性规律:与所含元素有关，C、Ｈ、Ｓ可燃元素；卤素、P、N、Si、B难燃元素，含量越多，阻燃性好,根据元素组成将高分子材料分为三类：(1)不燃的：含F、Si的高分子;热固性树脂（酚醛树脂、脲醛树脂等)（２）难燃自熄的:含Cl，如PVC及其相关共聚物；含Ｎ,如ＰA,酪朊树脂:含阻燃剂，溴化物，磷化物等。
（3）易燃的：含C、H、Ｓ的高分子材料。
发烟性规律(1）Cｌ、P含量越高,发烟量越大(2)交联密度越小,发烟量越大(脂肪族高分子一般不发烟）（3）芳香族发烟受基团影响:主链含芳香基团（PC、PＰＯ、PSF）属于中等发烟量，随主链芳香基团的增加，发烟量下降；含芳香侧基的高分子（PS等）易发烟,大量黑色烟炱。
结焦性规律(１)脂肪烃由于C上有H，裂解时易汽化，不易结焦;(2)带芳香环的特别是取代苯环的易结焦。
1２干馏试验的原理是什么?如何判断？实验原理:热裂解的三种反应,主链不断裂，侧基消除，例PVAc HAc；甲基丙烯酸叔丁酯异丁烯;主链断裂生成单体-－解聚反应,例如PMMA MMA含有季Ｃ原子的，单体产率较高;主链无规断裂，例如ＰＥ、PＰ、PAN、PＭＡ。
1３萃取法的目的是什么？怎样选择溶剂？目的:从固体高分子中抽提出添加剂成分,通常为增塑剂等有机化合物。
选择溶剂：如果选错了溶剂,测定结论可能完全错误最好先进行初步鉴定后再进行。
溶剂应该不与试样中的组分进行反应。
1４溶解－沉淀的和萃取法有何异同点？目的相同：分离有机添加剂不同点：前者分离有机添加剂成分可回收,后者只能溶解,溶剂中不能分离。
1５溶解-沉淀法的原理是什么？原理：选择适当的溶剂将高分子完全溶解。
先过滤或离心除去不溶解的无机填料、颜料等,然后加入过量的一种沉淀剂是高分子物沉淀，将一些可溶性添加剂成分留在溶液中。
通过过滤或离心除去高分子沉淀后,蒸去溶剂而回收这些添加成分。
１6 可以采用何种方法确定环氧乙烷－环氧丙烷共聚物共聚组成，原理是什么？试样+铬硫酸Ｈ2ＣｒSＯ7→－CＨ2CＨ2O－→氧化→2molCＯ2（→－ＣH2CHＯCH3→氧化→１ｍolＣO2＋1mｏl HAC）→测定,计算1７如何快速鉴别甲基纤维素和羧甲基纤维素?甲基纤维素与Ｉ2的ＫI溶液反应产生紫棕色溶液，加入浓NａOH 溶液时颜色消失;羧甲基纤维素钠加入过量浓ＨCl会沉淀出游离酸,加入多价金属盐（如CuCｌ2)，沉淀出羧甲基纤维素金属盐。
18 常用于鉴别PC的化学方法有哪些?加入10％KOH－乙醇加热几分钟完全皂化，产生K2CO３结晶过滤,酸化放出二氧化碳加入1０%Ba（OH)2或石灰水生成BaCO３白色沉淀或对二甲氨基苯甲酚显色试验吉布斯靛酚显色试验ＰC中双酚A的鉴别１9 高分子中常用的添加剂有哪些种类?加工添加剂（加工稳定剂：PVＣ稳定剂，抗氧剂，金属钝化剂；加工助剂:润滑剂。
脱模剂，触变剂(防淌剂）)功能添加剂（稳定化添加剂:抗氧剂,光稳定剂,阻燃剂，防腐剂等；改性剂：增塑剂、增韧剂、增强剂，填料,颜料，荧光增白剂，交联剂，促进剂，发泡剂,成核剂，抗静电剂等)２０在填料定量分析中灰化条件有何影响？怎样选择?灰化温度：1.填料在高温下有质量损失（失水,高温分解）2．高材应能完全分解——一般5０0℃对大多数高分子适用灰化气氛：测定C黑必须在Ｎ2气氛下进行一般填料应在空气中灼烧，以完全除掉高分子材料。
高材加热分解,首先产生碎片，有的不能挥发则成为残渣，炭化成碳黑,空气灼烧下完全氧化成ＣO2而除掉2１增塑剂的功能有哪些?功能：改善高分子柔性、延展性、加工性能；降低材料弹性模量、熔体粘度、Tg，不影响其他性能。
需求量最大的为PVC、及其共聚物,占总耗的９0%。
PVAc,纤维素酯类、丙烯酸类树脂也常加。
２2 对于某一未知高分子试样中的填料作元素分析，发现此填料组成很复杂,含有Ｃ、Sｉ、AL、Fｅ、Ca、Mg、B、Na、O等多种元素,试推断可能是哪一种无机填料?玻璃纤维23 红外光谱分析的制样过程中应注意哪些问题？对样品有何要求?样品厚度：影响最大ａ.太薄峰弱,有些峰会被基线噪音掩盖。
b.太厚峰形变宽，甚至产生截顶。
｝c.理想厚度:10~30uｍ左右，2~３个强峰10０％吸收d.不同样品,厚度应不同：含O基团吸收强，不应超过３0um;饱和聚烯烃可以稍厚，控制在300um以下,才有理想谱图。
样品表面反射使样品表面变粗糙。
可用楔形薄膜或在样品表面涂上一层折射率相近的红外“透明”物质如石蜡油、全氟煤油。
24 样品的表面反射对谱图的解析有何影响?如何消除这些影响?ａ.导致谱带变形:反射导致能量损失,一般为百分之几,强谱带附近可达1５%以上,尤其是低频一侧由于样品折射率很大，使折射、反射大大增加。
改进方法：在参比光路中放一个组分相同但很薄的样品，有效补偿由于反射引起的谱带变形。
b. 产生干涉条纹：由于样品直接投射的光和经样品内外表面两次反射后再投射的光存在光程差,导致光谱中出现等波数间隔的干涉条纹，在低频区(长波)尤为突出。
消除方法:使样品表面变粗糙。
可用楔形薄膜或在样品表面涂上一层折射率相近的红外“透明”物质如石蜡油、全氟煤油。
25 红外光谱解析的依据是什么?(提供什么信息)频率;强度;峰型２6 对一未知高分子试样的红外光谱进行定性分析的方法有哪些？对一种未知高分子的红外光谱进行定性鉴别的方法归为四种：(1)分子指纹图法——将所测图谱当作“分子指纹”与标准图谱对照。
理论上，峰的位置和强度都必须吻合。
实际主要看峰的位置。
强度与样品厚度和仪器种类有关,难一致。
(2)按高分子元素组成的分组分析——按化学分析已经初步知道未知高分子所含的元素,可分为五组（３) 按最强谱带的分组分析——可分为六区(4)按流程图对高分子材料的定性鉴别——肯定或否定法2７参照红外光谱与化学结构的关系，下列区间可能属于哪一类基团？(1)3000～２90０有强吸收;饱和碳氢基团，例如:甲基,亚甲基,或次甲基(2）18０0~1650有强吸收;羰基C=O 例如:－COOＲ， -ＣＯNH（3）１000~1250有强吸收。
C-ＯＳi－Ｏ２8 试比较激光拉曼光谱与红外光谱有何异同?相同点:（1)同属分子振动光谱;（2)红外定性解析三要素(频率、强度、峰形)也适用于拉曼光谱解析；拉曼位移相当于红外谱带的吸收频率，每条谱带都相应于分子中某官能团的振动，对大多数官能团如O-Ｈ、C≡C、C－H、Ｃ=C等，拉曼伸缩带和红外吸收带是一致的,有时数字很接近,如：νC＝Ｏ在红外光谱中为１71０cm－1 ；在拉曼中无论入射光频率如何，Δν的位置总在为171０± 3 cm－1不同点：（1）产生机制有本质区别：拉曼光谱是散射现象，由于诱导偶极矩变化而产生，与分子极化率的变化有关，对分子中非极性基团敏感；红外是吸收光谱,由于分子振动时引起偶极矩变化而产生,只与固有的永久偶极矩有关，对分子中极性基团敏感。
（2）提供的信息有差异:一些对称性较高的基团，极性很小，红外吸收很弱,但在拉曼光谱中却有较强谱带,如C－C、C=C、Ｓ-C。
总结:红外光谱和拉曼光谱皆反映了分子振动的变化红外光谱适用于分子中基团的测定,拉曼光谱更适用于分子骨架的测定。
红外活性是对应着分子振动时偶极矩的变化,拉曼活性对应着分子振动时极化度的变化。
高度对称的振动是拉曼活性的,一些非极性基团和碳骨架的对称振动有强的拉曼谱带。
高度非对称的振动是红外活性的，一些强极性基团的不对称振动有强的红外谱带。