紫外光谱法分析聚合物结构特征
聚合物螺旋链结构判断
聚合物螺旋链结构判断全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：聚合物是由大量重复单元结构组成的高分子化合物，而其中的螺旋链结构在聚合物中具有非常重要的作用。
螺旋链结构是指聚合物链以螺旋状排列形式展现出来的一种空间结构，具有一定的周期性和规则性，常见于许多聚合物中，例如蛋白质、DNA、淀粉等。
判断一个聚合物是否具有螺旋链结构，通常需要考虑以下几个方面：一、分子结构特征：螺旋链结构的聚合物通常具有一定的对称性和周期性。
具有螺旋结构的聚合物链会呈现出一种螺旋状的形态，具有明显的旋转周期。
蛋白质通常具有α-螺旋和β-折叠等特征性的螺旋结构。
二、X射线衍射分析：X射线衍射是一种常用的手段，可以用于确定材料的晶体结构。
对于具有螺旋链结构的聚合物，通过X射线衍射分析可以发现其中螺旋排列的空间周期性结构。
通过对衍射图样的分析，可以进一步确认聚合物的螺旋链结构。
三、物理性质测试：螺旋链结构的聚合物通常具有一些典型的物理性质，如弹性、光学性质等。
通过测试这些性质，可以初步判断聚合物是否具有螺旋链结构。
α-螺旋的蛋白质通常具有很好的拉伸强度和弹性，这可以作为判断其螺旋链结构的一个依据。
四、红外光谱分析：红外光谱是一种常用的手段，可以用于分析材料的化学成分和结构。
对于聚合物而言，红外光谱可以通过分析其中的特征性吸收峰来确定其分子结构。
对于螺旋链结构的聚合物，通常具有一些特定的红外吸收峰，如α-螺旋的蛋白质通常在1650 cm-1左右有特征性的羧基吸收峰。
判断聚合物是否具有螺旋链结构是一个复杂的过程，需要综合考虑多种手段和因素。
通过对聚合物的分子结构特征、X射线衍射、物理性质测试和红外光谱等方面的综合分析，可以初步确定其是否具有螺旋链结构。
这对于进一步研究聚合物的性质和应用具有重要意义，也有助于深入理解聚合物的结构和功能。
【文章达到上限，如需继续请提出新问题】第二篇示例：聚合物是由重复单元组成的大分子化合物，是一种由单体分子通过化学键结合形成的高分子化合物。
聚合物分析检测方法-光谱法
光谱区的划分
波 2× 105 1000
长
mm
mm
25 2 mm mm
750 400 10 0.01 nm nm nm nm
无 微波区 远红外 基频 近红外 可 紫 X射 γ射
线
红外
见 外线 线
电
区区
运 核 电 分 分子转 分子 -OH、 -NH 外层- 内层 核反
动 自 子 子 动及晶 基频 CH振动的 电子 电子 应
尼龙： 图7－42
构型分析： 拉曼光谱分析聚
二烯烃的几何异构 很有效
图7－46
水体系的拉曼光谱－－特色 PEG水溶液构象研究
10％水溶液
固态
1.3 近红外光谱
红外短波区 780nm~2500nm(4000~ 12820cm-1 ）： 高度共轭体系的跃迁、基团的倍频、组频。
强度弱，需厚样品（透明度好，否则需用溶液） －－适于工厂快速中控分析、质量控制
uOH 3535 cm-1 ， uCOOH 3290 cm-1
测定二者的摩尔吸光系数，可求出数均分子量
(5) 结晶度
方法（1） 利用差谱技术，获得晶区光谱，计 算结晶度
（2）选取晶带和内标带（对结晶不敏 感的谱带），如PVC的晶带 953 cm-1 ，内标 带2940 cm-1 ，则结晶度＝K·（A953/A2940)
如：CO2 uC=O 1337 cm-1 ，2349 cm-1（1337的倍频）
一级耦合：u与u间的耦合 二级耦合：u与d间的耦合，Fermi共振
（4）氢键
-OH、-NH、-SH 遇到具有孤对电子原子或有p电子云 的基团（S、O、N），会形成氢键。 分子内氢键（不会被非极性溶剂破坏）、分子间氢键
聚合物的构造与物理化学性质分析方法
高分子吸附剂可用于水处理， 去除重金属离子。
聚合物材料可用于制造可降 解塑料，减少白色污染。
高分子絮凝剂可用于废水处 理，提高水质。
高分子材料在土壤修复中也有 广泛应用，如修复土壤污染和
重金属污染等。
汇报人：XX
聚合物的应用：塑料、纤维、橡胶等材料
聚合物的结构由单体分子通过聚合反应形成 聚合物的结构决定了其物理化学性质和应用领域 聚合物的结构可以分为线型、支链型和网状型 聚合物的结构可以通过化学分析、光谱学和X射线衍射等方法进行表征
聚合反应：通过单体分子间的反应生成高分子化合物 聚合机理：自由基、离子型、配位聚合等不同聚合机理 聚合条件：温度、压力、浓度等对聚合反应的影响 聚合方法：本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合等不同合成方法
聚合物的加工性能：聚合物可以通过各种加工技术，如挤出、注塑、吹塑等，制备成各种形状 和尺寸的制品。
聚合物的功能性：聚合物可以通过添加填料或功能性添加剂来赋予其特定的功能，如导电、抗 菌、防紫外线等。
药物控制释放材料
组织工程和再生医学中的 支架材料
医疗诊断和成像技术中的 高分子材料
生物医用高分子材料在医 疗器械和设备中的应用
介电常数：聚合物在电场中的极化程度可以用介电常数来衡量，介电常数越高，聚合物的介 电性能越好。
静电：聚合物可以积累静电，其带电性能取决于其分子结构和环境条件。
导热性：聚合物的导热性能较差，其导热性能与分子链的刚性和分子间的相互作用有关。
热容：聚合物的热容取决于其化学结构和链段运动
热膨胀：聚合物在加热时会发生膨胀，热膨胀的程度取决于聚合物的种类和结晶度
XX,a click to unlimited possibilities
紫外分光光度计法测定共聚物组成
紫外分光光度法测定聚合物的共聚组成一、实验目的1. 熟悉紫外分光光度计的基本原理2. 掌握使用紫外—可见分光光度计测定聚（苯乙烯—异丁烯）共聚组成的方法。
二、实验原理在紫外光谱中，波长单位是以毫微米（nm）表示。
1毫微米等于10-9米，一般称185或200—400nm这一段为紫外光，因为他能通过空气和石英（水晶），而小于上述波长的紫外光，因能被空气中的氧吸收，只能在真空中进行工作，所以成为真空紫外光或远紫外光。
真空紫外光的测定操作不方便，仪器复杂，研究的较少，在实际工作中是不用的。
从400—800nm就是可见光。
一般的紫外分光光度计，是包括可见光在内的，这类仪器的光谱分为一般是185—1000nm（光栅型）或200—1000（石英棱镜型）。
本实验用的UV2450紫外—可见分光光度计，他的光谱范围是190—1100nm。
有机化合物的各个原子间，大部分是以共价键结合起来的，共价键有σ键合π键两种主要形式。
键和键中电子的运动各有不同形式的成键轨道，分别成为σ轨道和π轨道。
每一种成键轨道的存在，必然伴随有一个相应的反键轨道（用σ*和π*表示）。
稳定分子中的各个原子的价电子，都分布在σ轨道和π轨道中运动，电子要跃迁到σ*和π*轨道，则需要提高很多的能量（此键能高很多），隐刺在一般情况下，反键轨道σ*和π*都是空着的。
σ轨道中的电子跃迁到σ*轨道，所需能量比π→π*跃迁大得多。
有些原子如氮、氧、卤素等，他们的外层电子中只有一部分参加σ键和π键的生成，还有一对到二对电子在原来原子中的轨道中运动，称为孤电子对，它们的运动轨道，称为非键轨道，以“n”轨道表示，这些电子的轨道能量在由原子结合成分子的过程中基本没有变化。
各种轨道能级的变化见图2—24。
有机物的烷烃，C—C和C—H都只含有σ键，其能级如图2—24（1）所示。
烯类中的C C键，有一对电子在σ轨道中运动，另一对在π轨道中运动，有不同键的能级，如图2—24（2）所示。
聚吡咯的表征方法
聚吡咯的表征方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：聚吡咯是一种具有广泛应用前景的功能性高分子材料，具有优异的导电性、光电性、吸湿性等特点。
对聚吡咯的表征方法至关重要，能够帮助研究人员深入了解其结构和性能，为其在导电材料、传感器、柔性电子器件等领域的应用提供技术支持。
一、物理性质表征方法1.红外光谱分析红外光谱是一种用于检测分子结构的有效方法，对于聚吡咯的结构表征尤为重要。
通过红外光谱分析，可以确定聚吡咯分子中吡咯环的对称伸缩振动、吡啶环的振动等特征峰，从而确定其结构。
2.核磁共振核磁共振是另一种常用的物理性质表征方法，通过核磁共振技术可以确定聚吡咯分子中各个原子的化学环境和相对位置关系，从而揭示其分子结构。
3.扫描电子显微镜扫描电子显微镜是一种高分辨率的表征方法，通过扫描电子显微镜观察聚吡咯的表面形貌和结构特征，可以帮助研究人员了解其微观结构和形貌特征。
1.电导率测量电导率是聚吡咯最重要的电学性质之一，通过电导率的测量可以评估聚吡咯材料的导电性能。
通常采用四探针法或四电极法来测量聚吡咯样品的电导率。
2.循环伏安法循环伏安法是一种用于研究电化学行为的方法，通过测量电压随时间的变化，可以获得聚吡咯的电化学稳定性、氧化还原反应过程等信息。
1.紫外-可见光吸收光谱紫外-可见光吸收光谱是研究聚吡咯光学性质的重要方法，可以通过测量聚吡咯在不同波长下的吸收光谱，评估其光学特性和能带结构。
光电导率是聚吡咯在受光激发下的导电性能，通过测量聚吡咯在不同光强下的电导率变化，可以评估其光电传输性能。
1.热重分析2.差示扫描量热分析差示扫描量热分析是另一种常用的热性质表征方法，通过测量聚吡咯在升温过程中的热容量变化，可以揭示其热稳定性和热分解动力学特性。
对聚吡咯的表征方法涵盖了物理性质、电学性质、光电性质和热性质的多个方面，通过综合运用这些表征方法，可以全面了解聚吡咯的结构和性能，为其在各个领域的应用提供技术支持和指导。
表征实验
高聚物结构表征实验实验报告课程名称高聚物结构表征实验姓名学号专业08高分子材料与工程一班任课老师用红外光谱法测定未知有机物一、实验目的：1、学习有机化合物红外光谱测定的制样方法。
2、学习红外光谱仪的操作技术。
3、了解红外光谱分析的基本方法。
二、实验原理物质总是处于不停的运动状态，当分子经光照射吸收了光能后，运动状态将从基本、态由于分子吸收了红外线的能量，导致分子内振动能级的跃迁，从而产生相应的吸收信号——红外光谱。
红外光谱(简写为IR)是一种吸收光谱，有机化合物的各种官能团在红外光谱中都具有特征的吸收带。
因此红外光谱对有机化合物的鉴定和结构分析具有鲜明的特征性，任何两个不同的有机化合物（除光学异体外）一般没有相同的红外光谱。
在使用红外光谱时，所需样品少、速度快、操作简便。
因而红外光谱已成为解决有机化合物结构和化学鉴定问题的最有效的工具之一。
红外区的光谱除用波长λ表征外，更常用波数（wave number）σ表征。
波数是波长的倒数，表示单位厘米波长内所含波的数目。
其关系式为：按波长红外区可分为近红外区、中红外（基频）区和远红外区。
三个区分别所包含的波长及能级跃迁类型见表。
红外光谱区域的划分近红外区主要用于O-H、N-H 及C-H 键伸缩振动的倍频吸收，特别适用于各种官能团的定量分析。
绝大多数有机化合物的化学键振动的基频均出现在中红外区，因此这个区在结构和组成的分析中占有很重要的位置。
有机化合物的红外光谱图由一些吸收带组成。
谱图中的吸收带是由于键的振动（包括伸缩振动和弯曲振动）所产生的。
各种键的振动所产生的谱带均在一定的范围内出现。
在红外光谱图中，4000～1300cm-1 称为官能团区。
从1300～650 cm-1称为指纹区，这一区域的吸收带是多原子体系的单键伸缩振动所产生的。
吸收带的位置和强度随化合物而不同，每个化合物有它的特点，显示出的谱图都不相同，在分析化合物的红外光谱时，一般先看官能团区域，判断有没有苯环、双键、羰基、腈基、羧基等官能团，再进一步解析指纹区，确定未知物的结构。
聚合物分析检测方法-光谱法
分析流程图
1.1.4 定量分析
理论基础：朗伯—比耳定律 A=lg IO = KLC I
A
S=∫lg IOdu I
基线定义及其典型画法
尼龙[NHCO(CH2)n)]m的1440 cm-1 d CH2与1640 的uC=O 拉曼散射强度比R与n－1有线性关系，如图。可用R测 定尼龙中的CH2个数。
面内摇摆 r 或r 平面摇摆 面外摇摆r 或w
仪器和 谱图
聚苯胺红外光谱
红外光谱提供的信息: 谱带的位置、强度、形状
给出定性鉴别、结构分析的依据，反映基团所
处的环境、状态、分子间作用力、极性强弱变
化。
例如：极性增强 对称性下降
吸收强度增大
酰胺uC=O
1650cm-1 氢键，峰宽，向低波数位移
无氢键存在，峰窄，位于高波数
(1)构型与构象 的确定
PP的红外光谱 a 无轨， b 间同（螺旋） c 间同(平面锯齿） d 全同。 实线为偏振光谱 的垂直谱，虚线 为平行谱
共轭效应、 p-p中介效应使 双键或三键电子云密度 减小，振动频率下降
O CH3 C CH3
O
C CH3
uC=O 1715 cm-1
1690 cm-1
O
CH3 C NR
1700 cm-1
O
C
1666 cm-1
（2）空间效应
环越小， 张力越大， uC=C 增大
空间障碍导致uC=O增大
苯环的共轭效应导致 的uC=O下降因空间位 阻而回升
第一章 光谱法
光谱区的划分
波 2× 105 1000
长
mm
mm
25 2 mm mm
750 400 10 0.01 nm nm nm nm
紫外光谱在有机化合物结构分析中的应用
紫外光谱在化合物结构分析中的应用【摘要】紫外-可见光谱(ultraviolet一Visiblespeetroseopy,UV-Vis),也简称为紫外光谱(UV),属于吸收光谱的一种。
由于紫外光谱本身有许多特点:测量灵敏和准确度高,应用范围广,对很多金属元素和非金属元素及其化合物都能进行测定,也能定性或定量的测定大部分有机化合物;此外,仪器的价格比较便宜,操作简便、快速,易于普及推广,至今仍是有机化合物结构鉴定的重要工具。
因此，本文首先介绍紫外光谱用于定性分析的依据和一般规律，然后归纳了影响紫外-可见光谱的一些因素，最后举例说明紫外光谱在化合物结构分析中的应用。
【关键词】紫外-可见光谱定性分析影响因素结构分析光谱数据前言紫外吸收光谱是分子中最外层价电子在不同能级轨道上跃迁而产生的，它反映了分子中价电子跃迁时的能量变化与化合物所含发色基团之间的关系。
UV谱图的特征首先取决于分子中含有的双键数目、共轭情况和几何排列，其次取决于分子中的双键与未成键电子的共轭情况和其周围存在的饱和取代基的种类和数目，它主要提供了分子内共轭体系的结构信息[1]。
通常UV谱图组成比较简单，特征性不是很强，但用它来鉴定共轭发色基团却有独到之处。
UV吸收谱带的位置和摩尔消光系数的数值，一般无法判断官能团的存在，但它能提供化合物的结构骨架及构型、构象情况，因此至今仍为一项重要的测试分子结构的有用手段。
紫外-可见吸收光谱是化学分析中常用的一种快速、简便的分析方法,广泛用于有机[2-3]、无机[4]、生化[5]、涂料[6]、药物[7]等领域和国民经济部门[8]。
紫外光谱用于定性分析的依据和一般规律利用紫外光谱定性分析应同时考虑吸收谱带的个数、位置、强度以及形状。
从吸收谱带位置可以估计被测物结构中共轭体系的大小；结合吸收强度可以判断吸收带的类型，以便推测生色团的种类。
注意所谓吸收带的形状主要是指其可反映精细结构，因为精细结构是芳香族化合物的谱带特征。
紫外光谱
(二) UV基本原理
(1) UV光谱的产生
根据分子轨道理论，有机分子的分子轨道按能级不同， 分为成键、非键和反键轨道；成键轨道或反键轨道又 有π键和σ键之分。各级轨道能级如图所示：
E p-s * s-s * s-p* n-s * p-p * s* p* n-p * n p s l
通常有机分子处于基态，电子填入成 键或非键轨道。但有机分子吸收 UV 后，则受激变为激发态，电子进入反 键轨道。
特点：
① λmax 210－270nm，εmax＞10000；
② 溶剂极性↑时，λmax不变(双烯)或发生红移(烯酮)。
(iii) B带和E带 B—德文Benzienoid(苯系) E—德文Ethylenic(乙烯型)
起源：均由苯环的 π-π ＊ 跃迁引起。是苯环的 UV特征吸收。
特点： ①B带为宽峰，有精细结构 (苯的B带在230－270nm)
当电子发生跃迁时，不可避免地要伴随着 分子振、转能级的改变，加之溶剂的作用， 一般 UV 谱图不会呈现尖锐的吸收峰，而 是一些胖胖的平滑的峰包。在识别谱图时， 以峰顶对应的最大吸收波长λmax和最大摩 尔吸收系数εmax为准。 有机化合物UV吸收的λmax和εmax在不同 溶剂中略有差异。因此，有机物的UV吸 收谱图应标明所使用的溶剂。
根据吸收定理, 我们知道分子的吸收 强度是与分子的浓度 成正比. 吸收强度越 强则表示溴苯分子在 体系中的浓度越大. 因此,从图4 的相对 吸收强度来看可以很 明显的看出溴苯在预 制棒中的分布是从皮 层到轴心是逐渐增加 的,再从轴心到另一 皮层逐渐降低.
图4 在320 nm 波长下预制棒沿径向 的相对吸收值
由图可知：可能的电子跃迁有6种。 但实际上，由跃迁能级差和跃迁选律 所决定，几乎所有的UV吸收光谱都 是由π－π＊跃迁或n－π＊跃迁所产生的， 且n－π＊跃迁一般都是弱吸收（ε＜ 100)。
2.3_紫外-可见吸收光谱法
吸收光谱图所测量的是光通过样品后，光强随 频率（或波长）变化的曲线。 吸光和透光的强度的表示方法： （1）透光率T（%）
I T (%) 100 I0
（2）吸光度 A
I0 A lg( ) I
（3）吸光系数ε
A e Cb
（4）对数吸光系数
lg e
（5）吸光率A（%）
A(%) 1 T (%)
本章学习后应掌握的要点
1、物质对光的选择性吸收可以用吸收曲线来描述。 2、光的吸收定律的数学表达式是A=εcb。吸收系数 ε表示物质对某一特定波长光的吸收能力。 3、光的吸收定律有一定的适用范围。光的吸收定律 产生偏差现象的原因主要是单色光不纯和显色溶 液中发生水解、缔合、沉淀等化学反应。
4、紫外吸收光谱和可见吸收光谱同属电子光谱， 都是由于价电子跃迁而产生的。
ÆÆ Æ ×ÆÆ
ÆÆ×ÆÆ ¨Æ
ÆÆÆÆ
100nm
200nm
400nm
800nm
真空紫外区——波长范围在200nm以下的区域。
普通紫外区——波长范围在200nm－400nm之间的区域。 可见光区——波长范围在400nm－800nm之间的区域。 可见光区与普通紫外区基本上没有太大的差别，只是光源不同，普 通紫外区用氢灯，可见光区用钨丝灯。
同样可以用紫外光谱判别顺反异构。 例 肉桂酸有下面两种构型： H C=C COOH H C=C H COOH
H
由于顺式空间位阻大，苯环与侧链双键共平面性 差，不易产生共轭；反式空间位阻小，双键与苯环在 同一平面上容易产生共轭。因此，反式： lmax=295nm emax=13500, 顺式： lmax=280nm ，emax=7000。反式的 波长和强度比顺式的大。
苏州大学材化部-聚合物表征与测试-第1篇
第一篇波普分析一：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，称为松弛时间。
如果外力作用的时间比高聚物链段转变的松弛时间短很多，则表现为玻璃态，反之表现为高弹态。
2.通常所说的红外光谱指的是中红外区，主要对应分子中原子振动的基频吸收，是分子偶极距发生变化的振动产生红外吸收，而拉曼光谱是分子振动能级发生变化产生的。
3.红外光谱可采用吸光度和透过率来表示。
4.有机物在紫外光和可见光区域内的常见四种电子跃迁方式及其跃迁所需要能量大小顺序σ→σ* >n→σ*>π→π*>n→π*5.具有双键结构的基团对紫外光或可见光有吸收作用，这样的基团称为生色基。
（了解常见的生色基团与助色基团。
）6.处于静电场中的核自旋体系，当其拉莫运动进动频率与作用于该体系的射频场频率相等时，所发生的吸收电磁波的现象称为核磁共振。
7.质谱分析方法是通过对样品离子的质量和强度的测定来进行成分和结构分析的一种方法。
8.Ｘ射线可分为两种：白色x射线（连续X 射线）和特征x射线（标识X射线）。
9.布拉格方程：2dsinθ=nλ二：简述与分析：1.简述高聚物的聚集态结构及其特征。
高聚物聚集态结构可区分为一次结构（或近程结构）、二次结构（或远程结构）、三次结构（或聚集态结构）和高次结构等层次一次结构是指大分子的化学组成，均聚或共聚，大分子的相对分子质量，链状分子的形态如直链、支化、交联。
此外也包括大分子的立体构型如全同立构、间同立构、无规立构、顺式、反式等的区别二次结构是指单个大分子的形态如无规线团、折叠链、螺旋链等三次结构是具有不同二次结构的单个大分子聚集在一起形成不同的聚集态结构。
例如许多无规线团可以组成线团胶团或交缠结构。
高次结构是指三次结构以及与其他物质构成尺寸更大的结构，如由折叠链形成的片晶构成球晶。
2.高聚物的结构与性能测定方法分别有哪些。
（1）高聚物结构测定方法①测定链结构的方法有X射线衍射法（大角）、电子衍射法、中心散射法、裂解色图-质谱、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱、微波分光法、核磁共振法、顺磁共振法、荧光光谱、偶极矩法、旋光分光法、电子能谱等。
单体聚合物的生物降解性能研究考核试卷
17. C
18. B
19. C
20. D
二、多选题
1. ABD
2. ABC
3. AB
4. BCD
5. AC
6. ABC
7. AB
8. ABCD
9. ABCD
10. ABC
11. AB
12. ABCD
13. ABC
14. ABC
15. ABCD
16. ABC
17. ABC
18. ABCD
19. ABCD
单体聚合物的生物降解性能研究考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.以下哪种单体聚合物具有良好的生物降解性能？()
C.引入支链结构
D.增加交联度
14.生物降解聚合物在自然界中的降解周期通常为多少年？()
A. 1-3年
B. 3-5年
C. 5-10年
D. 10年以上
15.以下哪种聚合物在医疗领域应用广泛？()
A.聚乙烯
B.聚乳酸
C.聚苯乙烯
D.聚丙烯
16.生物降解聚合物在农业领域的应用主要包括以下哪些方面？()
A.地膜
B.种子包装
C.植物生长调节剂
D.以上都是
17.以下哪种方法可以加速聚合物的生物降解过程？()
A.提高温度
B.降低湿度
C.添加酶
D.添加光敏剂
18.生物降解聚合物的生产原料主要来源于以下哪个领域？()
A.化石燃料
B.天然植物
聚合物薄膜表面分子取向的表征方法
简介控制聚合物分子的取向通常可以采用单轴定向拉伸、高电场薄膜极化、紫外偏振光照射含有光敏基团的聚合物等方法，也可以采用偏振激光辐射气相化学沉积法，得到单一取向的高分子薄膜。
目前，取向技术在压电材料、二阶非线性谐波材料以及液晶定向技术中得到广泛应用。
在液晶显示器制作中，聚合物表面取向的分子链用于控制液晶分子的定向方向，而取向分子链的获得主要是通过绒布摩擦法。
即将涂布于基板上的高分子薄膜(一般是聚酰亚胺)经过摩擦后，聚合物表面的部分分子链或链段发生了沿着摩擦方向排列的取向现象。
而其上的液晶分子因受到聚合物分子链各向异性的相互作用而引起定向排列。
为了进一步发展高性能的液晶显示器，必须了解磨擦取向高分子薄膜的取向特性，所以聚合物薄膜分子取向的表征技术得到了快速发展。
这其中包括傅立叶红外技术、偏振紫外技术、二次谐振产生(SHG)观察法、反射椭圆偏振技术(TRE)、近场X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)[]、掠角X射线衍射技术(GIXS)[以及核磁共振技术等等。
01紫外-可见光谱法对有机二阶非线性光学材料，在极化前后，随着生色团取向的变化，豪合物的紫外-可见吸收光谱也会发生变化。
假定分子的跃迁矢量平行于其永久基态偶极矩，就可以用偏振垂直于极化方向的光测定膜的吸光度，由极化前后的吸光度可求其序参数：φ=(1-A1)/A0=(3cos²θ-1)/2，其中A0为极化前的吸光度，A1为极化后的吸光度，θ为薄膜的取向角，序参数可反映薄膜或基团的取向程度。
图中为极化前后含偶氮基团的聚胺酯酰亚胺(PUI)薄膜的紫外-可见吸收光谱。
从谱图可以看出，高电场极化使得偶极矩发生取向而引起分子二向色性的变化。
由于偶极矩发生面外取向，因而极化后膜的最大吸收峰值下降。
02傅立叶红外光谱技术对于透射红外光谱，化学基团的吸收是指该基团偶极矩在垂直于入射光平面上的分量的吸收，如果基团发生了面外的取向(如电极化，激光诱导等)，则其偶极矩在入射光的垂直平面上的分量将减少，因此通过测定处理前后透射红外光谱的变化，可以了解化学基团的面外取向情况。
紫外光谱-第三讲
1)激发态比基态极性大，较易被极性溶剂稳定化，跃迁能量减少 2)基态比激发态极性大，与极性溶剂间产生较强的氢键而被稳定化，跃迁 能量增加
极性溶剂往往使吸收峰的振动精细结构消失
质子性溶剂 — 氢键的影响 生色团为质子受体时，吸收峰蓝移， 生色团为质子给体时，吸收峰红移。 此外溶剂的酸碱性等对吸收光谱的影响也很大。
生色团相同， 分子结构不同 吸收光谱相同
影响紫外-可见吸收光谱的因素
谱带位移，吸收峰强度变化
蓝移（或紫移） ( hypsochromic shift or blue shift) 红移 (bathochromic shift or red shift) 增色效应 (hyperchromic effect) 减色效应 (hypochromic effect)
紫外光谱图谱定量分析
光的吸收定律：朗白－比尔定律 A ＝abc A＝εbc a－－吸收系数 ε－－摩尔吸收系数 b－－吸收层厚度 b－－吸收层厚度厘米 c－－浓度 c－－浓度摩尔浓度 吸光度与浓度成正比 优点： 灵敏度高（10－4～10－5％）；选择性好；分析精度好；快速 偏离原因： 1.该定律适用于稀溶液；忽略分子间的左右 2.发生微观的分解、缔合或其它化学反应 3.仪器本身光源的性能
紫外、可见光谱（UV－Vis）
紫外光谱简介 紫外光谱仪的构成 紫外光谱的基本原理 基团紫外光谱的影响因素 紫外光谱分析的制样技术 子紫外光谱图谱分析的定量应用 紫外光谱的定性分析应用
1.紫外光谱简介与仪器构成
低于200nm, 真空紫外 200－400nm, 紫外光谱 400－800nm, 可见光谱 仪器主要构成： 光源、单色器、样品池（吸光池）、检测器、记录器
聚合物测试方法(结构分析)自制合集
[ ] k M
得到
1 1 K1 M ,1 K 2 M , 2
然后查阅进行普适校正计算，对于不能查到的κ、α的聚合物，可以通过使用黏度-光散射-示差检测器联 用进行测量。 6、动态力学性能测试原理 当材料受到交变外力作用时，所作出的应变响应随材料的性质而不同。以最常用的正弦交变应力为例，如 果给试样施加一个正弦交变应力：σ(t)=σ0sinωt δ 对于理想弹性体，应变对应力的响应时瞬间的，因而对正弦交变应力的应变响应是与应力同相位的正弦函 数：ε(t)=ε0sinωt 对于理想黏性体，应变响应滞后于应力 90o 相位角 ε(t)=ε0sin(ωt-90o) 对于理想黏弹性材料， 应变将始终滞后于应力一个 0o～90o 相位角δ ε(t)=ε0sin(ωt-90o)(0o<δ<90o) 将上式展开为ε(t)=ε0cosδsinωt—ε0sinδcosωt 可见， 其应力由俩部分组成： 一部分与应变同相位， 峰值为， 与储存的弹性能有关； 另一部分与应变相差， 峰值为，与能量的损耗有关。我们定义储存模量 E=(σ0/ε0)cosδ 损耗模量 E=(σ0/ε0)sinδ ,, , * , ,, 力学损耗 tanδ=sinδ/cosδ=E /E 复数模量可表示为 E =E +iE ,, , 目的：要精确经测量各种因素对动态模量 E 、E 及损耗因子 tanδ的影响。 7、做电镜分析时对样品有什么要求？ 一个电镜样品首先必须满足以下三个要求：①因为电镜都在高真空中运行，只能直接测定固体样品。对于 样品中所含水分及易挥发物质应预先除去，否则会引起样品爆裂并降低真空度。②样品必须清洁，因为高 倍放大时，一颗尘埃也会放大成乒乓球那么大。③样品要有好的抗电子束强度，但高分子材料往往不耐电 子损伤，允许的观察时间较短，所以观察是应避免在一个区域持续太久。 8、扫描电镜和透射电镜的一般制样方法是什么? 扫描电镜 SEM 制样方法：通常将样品直接用双面胶粘纸贴在铝样品座上即可。为了使样品和铝座之间能导 电，胶纸只能粘住样品与铝座之间面积的一半左右。 投射电镜 TEM 制样方法：样品(如纤维、薄膜等)时载在金属网上使用的，当样品比金属网小时（如很小的 切片、颗粒、高分子单晶等）还必须有透明支持膜支撑，如果要观察高分子稀溶液、乳液和悬浮液等中的 颗粒样品的形状、大小与分布，制样的关键是要使颗粒有良好的分散性、且不要太稀疏。具体的方法可以 使用涂布法、喷雾法、包埋法等 论述 1、举出至少三种判定两三种聚合物相容性好坏的方法，如何判定 ①用光学显微镜或电镜直接观察分散相的尺寸及其分布， 或利用小角 X 射线散射和小角中子散射测定 相区尺寸，从而研究相容性。 ②玻璃化转变：聚合物共混物的玻璃化转变温度与两种聚合物分子水平的混合程度有直接关系，若两 组分相容，共混物为均相体系，就只有一个玻璃化温度，此玻璃化温度决定与两组分的玻璃化温度和体积 分数(WLF 方程)，若两组分不完全相容，形成界面明显的两相结构，就有两个玻璃化温度，分别等于两组 分的玻璃化温度， 部分相容的体系介于上述两种极限情况之间。 具体可以用动态学法 （模量—温度曲线） ， DSC 以及介电常数来测定玻璃化温度。 ③红外线谱法：对于相容的聚合物共混体系，由于异种聚合物分子之间有较强的相互作用，其所产生 的光谱相对于聚合物两组分的光谱谱带产生较大的偏差，由此可表征相容性的大小。但难以用谱带偏离程 度定量表征聚合物之间相容性 DSC 法：测定俩种聚合物的玻璃化温度，对共混体系只观察到单一的 Tg 其值介于纯组分之间，则可认 为构成共混物的组分是相容的；反知
紫外光谱-实例
一种快速分离测定的超声波提取 UV 分光光度法。该 法可有效地提取PVC 中的BTC ,且操作简,分析周期短, 无干扰。
11:30:06
BTC 标准溶液的配制 准确称取0. 0708 g丁基锡化合物(BTC) ,用甲醇溶解转移到100 mL 容量瓶中,用 甲醇定容,即得浓度为0. 708 ×10-3 mol L - 1 BTC标准溶液,待用。 soxhlet 提取法 将1. 0 g PVC 试样以块状片材、薄 膜、微粒(经粉碎加工) 三种形式,在 soxhlet 提取器中用乙醚提取6 h ,用 旋转蒸发仪蒸去乙醚后,残余物用甲 醇转移至250 mL 容量瓶中,再用甲醇 定容,待用。
kd
CH3 H3C C CN
+
N2
ln [V0]/[V0-V] ln [I0]/[I]
Ln [I0] / [I] = kd t
时间
t
依据反应中所释放氮气体积随时间 变化求得引发剂分解速率常数
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CH3 CH3 H3C C N N C CH3 CN CN
kd
CH3 H3C C CN
+
N2
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BTC 浓度与吸光度的关系
准确移取0. 10 、0. 20 、0. 40 、0. 60 、0. 70 、0. 80 、1. 00 、1. 50 、2. 00 mL BTC 标准溶液于9 个25 mL 容量瓶中,甲醇定容摇匀,分别于λ max = 220 nm 处测定 吸光度。结果表明, BTC浓度在( 0 . 2 8 0 ～01560) ×10 – 3 g (mL)-1之间与吸光度A 成线性关系。回归方 程为: Y = 1. 04986 X + 0. 02916 相关系数R = 0. 982因胶束结构特殊性，在CMC以下难溶物质溶解度与纯水 中无差别，而在CMC其溶解度大增（增溶效应） ，此过程难溶 物质紫外光谱表现色调不同，即波长发生突变－测定CMC。 方法：固定添加物的浓度，改变表面活性剂的浓度，测定紫外 光普，绘制波长变化－浓度曲线，其拐点即为CMC.
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紫外光谱法分析聚合物结构特征
一、实验目的
1、了解紫外光谱分析法的基本原理；
2、初步掌握紫外光谱样品的制备和紫外光谱仪的使用；
3、练习紫外吸收光谱的应用和谱图的分析方法。
二、实验原理
紫外－可见吸收光谱是物质中分子吸收200-800nm光谱区内的光而产生的。
这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级跃迁（原子或分子中的电子，总是处在某一种运动状态之中。
每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。
这些电子由于各种原因（如受光、热、电的激发）而从一个能级转到另一个能级，称为跃迁。
）当这些电子吸收了外来辐射的能量就从一个能量较低的能级跃迁到一个能量较高的能级。
因此，每一跃迁都对应着吸收一定的能量辐射。
具有不同分子结构的各种物质，有对电磁辐射显示选择吸收的特性。
吸光光度法就是基于这种物质对电磁辐射的选择性吸收的特性而建立起来的，它属于分子吸收光谱。
电子跃迁类型
跃迁所需能量为：σ→σ* n→σ*π→π* n→π*
与有机化合物有关的价电子有σ、π和n电子，主要跃迁有：
（1）N－V跃迁：由基态跃迁至反键轨道：σ-σ*、π-π*
（2）N－Q跃迁：非键电子跃迁到反键轨道：n-σ*、n-π*
（3）N－R跃迁：σ电子激发到更高能级或电离
吸收波谱：
此外，与分光光度法有关的跃迁还有： （4）电荷转移跃迁，常见过渡金属与有机配位体（显色剂）之间电子转移跃迁，大多在可见光区，吸收强度大，往往用于定量分析。
（5）配位场跃迁，d-d 或f-f 轨道在配位场作用下简并，轨道分裂，产生d-d （Ⅳ、V 周期）、f-f （La 系、Ar 系）跃迁。
此吸收能量少，吸收强度较小，多在可见光区。
光谱图一般用A ～λ或T ％～λ表示：
聚苯胺 ，
其中y 表示氧化-还原程度。
紫外吸收光谱能直接反映聚苯胺的能带结构和掺杂过程中的结构变化。
在各国学者努力下，通过合成模型化合物的表征和量子化学计算，聚苯胺的紫外吸收特性已基本得到阐明。
中间氧化态翠绿亚胺（Emeradine ）有两个吸收带，位于325nm （3.9eV ）和630nm （2.1eV ），630nm 吸收带是与醌-苯单元均相关的 πb-πq 吸收；325nm 的吸收σσσπππ－－－－>>远紫外紫外可见光配位场跃迁电荷转移跃迁
****、频率
还原单元 氧化单元
带是和苯式结构相关的π-π*吸收。
全还原态聚苯胺（Leucoemeraldine）只有一个吸收带（315nm，3.94eV），可归属于苯环π-π*电子的吸收。
全还原态聚苯胺成盐后，光谱变化不大，只有很小的蓝移。
全氧化态聚苯胺（Pernigraniline）的两个吸收带位于528nm（2.35eV）和320nm，前者是价带－导带电子跃迁吸收，后者是苯式单元π-π*的吸收。
MacDiarmid认为中间氧化态聚苯胺的630nm吸收带和全氧化态聚苯胺的528nm吸收来源相同。
掺杂态聚苯胺除325nm吸收带外，在430nm（4.3eV）出现一个新的吸收带，630nm吸收带移至800nm以后（1.5eV），MacDiarmid将之归属于极子化晶格吸收，是掺杂态聚苯胺的特征吸收。
在近红外区，掺杂态聚苯胺常常有一个吸收带向红外区延伸，其吸收程度和形态与加工方法密切相关。
由于这一吸收是金属及聚乙炔常有的吸收带，和金属的导电性有关，因此很多学者认为它和聚苯胺的导电行为有关。
事实上，聚苯胺的导电率越强，此吸收带越强。
Yong Cao通过对掺杂态聚苯胺紫外光谱和溶液浓度及分子量关系的研究，指出此吸收带和聚苯胺链内电荷传输有关，而800nm 吸收和聚苯胺链间电荷传输有关。
但总的来说掺杂态聚苯胺的紫外光谱归属还有待进一步研究。
三、实验仪器
仪器：固体紫外分光光度计
紫外-可见光度计仪器由光源、单色器、样品架和检测器四部分组成。
紫外分光光度计结构示意图
四、样品介绍
药品：聚苯胺
五、实验步骤
1、对样品进行预处理（如纯化、干燥）。
2、载有硫酸钡的圆片放入仪器中扫描，做空白对照。
3、样品的制备
测定固体样品不象测定液体样品和液体样品那样简单，固体样品必须按测定要求制成可以测定的样品。
在粉末样品放在载有硫酸钡的容器上，用铁块压延，直到粉末不会掉落。
压成的圆片可以直接放入光路系统进行测量。
此法非常简便，样品片也可长期保存。
需要时可用硫酸钡作空白对照，消除该区域的干扰。
4、放入测试仪器当中，注意夹子要扣紧。
5、清除上组数据，点击开始分析，即可在屏幕上得到固体的紫外分析光谱图。
6、数据分析。
六、图谱介绍
七、图谱分析
361nm处有一个吸收峰，此吸收峰与苯环中的π-π*跃迁有关；在634nm处有一吸收峰，此吸收峰与苯环到醌环的n-π*跃迁有关。
七、样品大概结构式
其中y表示氧化-还原程度。
八、思考题
1、什么是生色基团？
答：生色基团含有π键的不饱和基团（为C＝C、C＝O、N＝N、N＝O 等）能产生π-π*跃迁，使得有机化合物分子在紫外－可见光区产生吸收的基团。
特点为：共轭生色团 a、基团结构不同：独立吸收。
b、相同，仅一个吸收峰，但强度随生色团数目增加叠加。
共轭：仅一个吸收峰（长波称动位置红移）强度显著增大。
2、什么是助色基团？
答：助色基团含有非键电子（n电子）的基团（为－OH、－NH2、－SH、－X等），其本身在紫外－可见光区无吸收，但能与生团中π电子发生n-π*共轭，使生色团吸收峰（长波方向移动红移）的基团。
3、什么是红移、蓝移？
答：某些有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基团（ -OH、-OR、 -NH2、-SH 、-Cl、-Br、-SR、- NR2）之后，吸收峰的波长将向长波方向移动，这种效应称为红移效应。
这种会使某化合物的最大吸收波长向长波方向移动的基团称为向红基团。
在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短波方向移动，这种效应称为蓝移（紫移）效应。
这些会使某化合物的最大吸收波长向短波方向移动的基团（如-CH2、-CH2CH3、-OCOCH3）称为向蓝（紫）基团。
4、影响紫外吸收光谱的因素有哪些？
答：（1）溶剂效应：对于π-π*（π*极性较π大，与极性溶剂作用，π*下降多，π下降少，∴ΔE↓）跃迁引起的吸收峰，溶剂极性变大，红移。
对于n-π*（n极性较π*大，n↓多，π*下降少，∴ΔE↑）跃迁引起的吸收峰，溶剂极性变大，蓝移。
因此，利用溶剂极性影响的不同可区分π-π*和n-π*。
此外，溶剂对吸收强度，精细结构等均有影响。
所以，紫外光谱图必须注明溶剂。
（2）空间效应：空间阻碍使共轭程度下降，吸收峰蓝移。
（3）超共轭效应：烷基取代时，C－H的σ饱键和苯环分子轨道重叠，使得ΔE↓，红移。
（4）PH：改变介质PH，对于不饱和酸、烯醇、酚、苯胺等化合物紫外光谱影响较大。