课题天然高分子聚集态结构表征方法
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4、其他表征方法
除了以上介绍的各种较重要的方法外，还有许多分析技术用于高分子液晶研究， 如：聚合物的双折射测定、热分析法 、电子显微镜和红外光谱 。
三、主要参考资料
高分子化学 作 者：徐玲 出版社： 中国石化出版社
高分子材料实验技术 陈泉水，罗太安，刘晓东 著/2006年05月/化学工业出版社
(一)研究目的与意义
1、研究目的：研究天然高分子的分子链结构，分子之间相互作用，分子运动，分子的凝聚态结构，各层次结构对聚合物宏观性能的影响以及高分子及其聚合物性质的表征方法研究。 高分子凝聚态研究是高分子物理研究的重要领域之一，这部分工作也属于凝聚态
范畴。
2、研究意义；研究天然高分子聚集态结构和表征方法可以改进和提高材料的光学和力学性能，为新材料的研究做贡献。例如围绕纤维素和甲壳素开展的利用天然高分子改性制备液晶高分子的工作。
（二）国内外研究动态
高分子凝聚态物理是一门涉及物理，化学，材料的交叉学科，自１９９１法国科学家P. G. de Gennes在此领域获得诺贝尔奖来一直受到关注，近年来又出现新的发展高峰。但国内在这一领域还缺乏相关深入研究。
二、主要研究内容、
（一）背景介绍：无数长链高分子聚集成为高聚物时分子相互堆砌排列的状态（在物理学中分子聚集状态称为凝聚态）。在许多情况下，高聚物中分子链的聚集状态为热力学非平衡态。高分子材料的许多性质（如力学性质）在很大程度上取决于高分子的聚集状态和分子链在各结构单元之间的连接方式。
早在20世纪20年代，X射线衍射研究表明,在一些天然高分子中，分子链的排列具有微晶状有序结构。到了40～50年代,又逐渐认识到部分结晶高聚物具有微纤、晶片、球晶等基本结构单元，在适当的条件下，高分子也可以长成相当大的薄片状单无序 高分子的特点是分子链内各原子间的共价键结合力远远大于分子链间的范德瓦耳斯力。对于柔性链高分子来说，由于分子链可沿着单键内旋转而有无数构象，即可存在无数可能的状态，因此这种分子的聚集状态显示出一系列不同于其他材料（如金属和许多无机非金属材料）的特点。由分子链无序排列组成的聚集体为各向同性的非晶态，当非晶态高聚物中的分子链段有择优取向时，非晶态高聚物可具有明显的各向异性。高分子可彼此整齐地排列成一系列有序程度不同的晶态，分子链段可排列成三维有序结构。在某些情况下，只存在分子链间侧向排列的二维有序性或只有分子链方向的一维有序性，即分子聚集的有序程度可在相当大的范围内变化。高聚物晶区（晶粒）的尺寸只有几十纳米，同一个高分子中的链段可能分别处于若干个微小晶粒之中，而其余的分子链段仍处于非晶态，即部分结晶性高聚物具有多相结构。
（二）内容摘要
一、天然高分子主要晶态（含液晶态）和非晶态（含取向态）两种结构。液晶高分子的结构应该能够满足液晶相的取向要求。一般来说线形分子，链结构不与液晶相的取向要求矛盾，因此能生成液晶相液晶高分子的结构应该能够满足液晶相的取向要求。Onsager理论和Flory理论:以体积排斥效应为出发点的用于说明刚性棒状高分子液晶溶液。Flory的刚棒分子理论在高分子学界影响最大。 Maier-Saupe理论:以范德华力为出发点的用于说明棒状小分子液晶相。由于此理论并不要求分子一定具有刚棒形状而只要求范氏相互作用与取向相关，因而可以同时用于含有刚棒和不含刚棒的体系
2、核磁共振光谱法
核磁共振技术是通过测定分子中特定电子自旋磁矩受周围化学环境影响而发生的变化，从而测定其结构的分析技术。高分子液晶的研究和发展已经表明，对于热熔成型液晶，核磁共振技术（NMR）是非常有效的分析工具。而对溶液型液晶应用较少。
核磁共振光谱能够对分子的取向性排列、分子动力学和固态结构研究提供非常有用的信息。
二、天然高分子聚集态表征方法
1、X射线衍射分析法
X射线衍射法是研究晶体物质空间结构参数的强有力工具，然而由于液晶是过渡中间相态，它有大量的属于液体的无序特点，当改变相态时这些特点又要消失。而高分子液晶中存在的大量的非刚性聚合物链也给X射线衍射的晶态分析带来很大困难。
目前关于高分子液晶的大量的X射线衍射研究工作仍主要集中在仅仅评价和鉴定液晶的晶相类别和行为特征
天然高分子改性材料及应用 张俐娜主编/2006年04月/化学工业出版社
组长：王宇
结晶度通常可用这个概念来笼统地表征高聚物有序区域的数量和有序程度的高低。在各向同性的部分结晶性高聚物中，由分子链段组成的微小晶区以及与之相连的非晶区通常聚集成较大的结构单元，如片晶及微丝晶，而这些结构单元又聚集成为更大的结构单元──球晶。在取向的部分结晶性高聚物中，上述这些基本结构单元可有明显的择优取向，还会有更复杂的织构。有些高分子可聚集成为液晶态，即在熔融温度以上的一定温度范围内，液态高分子中分子链的排列仍然可以保持某种程度的远程有序性。在液晶微区中分子链排列的有序性高于普通液态的近程有序性。这种液晶态的高聚物呈现某些类似于晶态的各向异性，具有一系列不同于普通液态的性质。继续升温到真正的熔融温度，液晶态转变为真正的液态。刚性链高分子和半刚性链高分子易于聚集成为液晶态，具有刚性侧基的柔性高分子和碟状分子也可聚集成液晶态。
课题,
天然高分子聚集态和表征方法
天然高分子指自然界生物体内存在的高分子化合物。包括作为生命基础的蛋白质；存在于生命细胞中的核酸；动植物与微生物体内的多糖；植物中的木质素；橡胶中的天然橡胶；漆树中的生漆以及存在海洋中的甲壳素、藻类物质等。
一、选题的目的、意义及国内外研究动态：
聚合物处于非晶态结构的情况很多，包括：①由于分子链结构规整性太差，以至于没有结晶能力的聚合物；②链结构具有一定规整性，可以结晶，但由于结晶速率太慢以至于在通常条件下不能形成结晶的聚合物。③在低温下可以结晶，但在常温下呈高弹态的聚合物(如天然橡胶)。20世纪50年代以来，先后出现了两种对立的理论，其一是Fl年来，许多科学工作者都在该研究领域努力的探索，试图在实验上和理论上找到非晶态分子链的聚集形式，来阐明非晶态聚合物结构的本质。
3、介电松弛谱法
高分子液晶是分子按照特定规律排列的聚集态，这种有序排列方式可以通过介电松弛谱的形状得到反应。
介电松弛谱简介：当一个体系置于外加静电场内时，所有带电微粒都会受到电场力的作用而拥有向某一电极方向移动的趋势，由于这些带电微粒或多或少具有一定移动性，导致测定材料的极化现象。
除了以上介绍的各种较重要的方法外，还有许多分析技术用于高分子液晶研究， 如：聚合物的双折射测定、热分析法 、电子显微镜和红外光谱 。
三、主要参考资料
高分子化学 作 者：徐玲 出版社： 中国石化出版社
高分子材料实验技术 陈泉水，罗太安，刘晓东 著/2006年05月/化学工业出版社
(一)研究目的与意义
1、研究目的：研究天然高分子的分子链结构，分子之间相互作用，分子运动，分子的凝聚态结构，各层次结构对聚合物宏观性能的影响以及高分子及其聚合物性质的表征方法研究。 高分子凝聚态研究是高分子物理研究的重要领域之一，这部分工作也属于凝聚态
范畴。
2、研究意义；研究天然高分子聚集态结构和表征方法可以改进和提高材料的光学和力学性能，为新材料的研究做贡献。例如围绕纤维素和甲壳素开展的利用天然高分子改性制备液晶高分子的工作。
（二）国内外研究动态
高分子凝聚态物理是一门涉及物理，化学，材料的交叉学科，自１９９１法国科学家P. G. de Gennes在此领域获得诺贝尔奖来一直受到关注，近年来又出现新的发展高峰。但国内在这一领域还缺乏相关深入研究。
二、主要研究内容、
（一）背景介绍：无数长链高分子聚集成为高聚物时分子相互堆砌排列的状态（在物理学中分子聚集状态称为凝聚态）。在许多情况下，高聚物中分子链的聚集状态为热力学非平衡态。高分子材料的许多性质（如力学性质）在很大程度上取决于高分子的聚集状态和分子链在各结构单元之间的连接方式。
早在20世纪20年代，X射线衍射研究表明,在一些天然高分子中，分子链的排列具有微晶状有序结构。到了40～50年代,又逐渐认识到部分结晶高聚物具有微纤、晶片、球晶等基本结构单元，在适当的条件下，高分子也可以长成相当大的薄片状单无序 高分子的特点是分子链内各原子间的共价键结合力远远大于分子链间的范德瓦耳斯力。对于柔性链高分子来说，由于分子链可沿着单键内旋转而有无数构象，即可存在无数可能的状态，因此这种分子的聚集状态显示出一系列不同于其他材料（如金属和许多无机非金属材料）的特点。由分子链无序排列组成的聚集体为各向同性的非晶态，当非晶态高聚物中的分子链段有择优取向时，非晶态高聚物可具有明显的各向异性。高分子可彼此整齐地排列成一系列有序程度不同的晶态，分子链段可排列成三维有序结构。在某些情况下，只存在分子链间侧向排列的二维有序性或只有分子链方向的一维有序性，即分子聚集的有序程度可在相当大的范围内变化。高聚物晶区（晶粒）的尺寸只有几十纳米，同一个高分子中的链段可能分别处于若干个微小晶粒之中，而其余的分子链段仍处于非晶态，即部分结晶性高聚物具有多相结构。
（二）内容摘要
一、天然高分子主要晶态（含液晶态）和非晶态（含取向态）两种结构。液晶高分子的结构应该能够满足液晶相的取向要求。一般来说线形分子，链结构不与液晶相的取向要求矛盾，因此能生成液晶相液晶高分子的结构应该能够满足液晶相的取向要求。Onsager理论和Flory理论:以体积排斥效应为出发点的用于说明刚性棒状高分子液晶溶液。Flory的刚棒分子理论在高分子学界影响最大。 Maier-Saupe理论:以范德华力为出发点的用于说明棒状小分子液晶相。由于此理论并不要求分子一定具有刚棒形状而只要求范氏相互作用与取向相关，因而可以同时用于含有刚棒和不含刚棒的体系
2、核磁共振光谱法
核磁共振技术是通过测定分子中特定电子自旋磁矩受周围化学环境影响而发生的变化，从而测定其结构的分析技术。高分子液晶的研究和发展已经表明，对于热熔成型液晶，核磁共振技术（NMR）是非常有效的分析工具。而对溶液型液晶应用较少。
核磁共振光谱能够对分子的取向性排列、分子动力学和固态结构研究提供非常有用的信息。
二、天然高分子聚集态表征方法
1、X射线衍射分析法
X射线衍射法是研究晶体物质空间结构参数的强有力工具，然而由于液晶是过渡中间相态，它有大量的属于液体的无序特点，当改变相态时这些特点又要消失。而高分子液晶中存在的大量的非刚性聚合物链也给X射线衍射的晶态分析带来很大困难。
目前关于高分子液晶的大量的X射线衍射研究工作仍主要集中在仅仅评价和鉴定液晶的晶相类别和行为特征
天然高分子改性材料及应用 张俐娜主编/2006年04月/化学工业出版社
组长：王宇
结晶度通常可用这个概念来笼统地表征高聚物有序区域的数量和有序程度的高低。在各向同性的部分结晶性高聚物中，由分子链段组成的微小晶区以及与之相连的非晶区通常聚集成较大的结构单元，如片晶及微丝晶，而这些结构单元又聚集成为更大的结构单元──球晶。在取向的部分结晶性高聚物中，上述这些基本结构单元可有明显的择优取向，还会有更复杂的织构。有些高分子可聚集成为液晶态，即在熔融温度以上的一定温度范围内，液态高分子中分子链的排列仍然可以保持某种程度的远程有序性。在液晶微区中分子链排列的有序性高于普通液态的近程有序性。这种液晶态的高聚物呈现某些类似于晶态的各向异性，具有一系列不同于普通液态的性质。继续升温到真正的熔融温度，液晶态转变为真正的液态。刚性链高分子和半刚性链高分子易于聚集成为液晶态，具有刚性侧基的柔性高分子和碟状分子也可聚集成液晶态。
课题,
天然高分子聚集态和表征方法
天然高分子指自然界生物体内存在的高分子化合物。包括作为生命基础的蛋白质；存在于生命细胞中的核酸；动植物与微生物体内的多糖；植物中的木质素；橡胶中的天然橡胶；漆树中的生漆以及存在海洋中的甲壳素、藻类物质等。
一、选题的目的、意义及国内外研究动态：
聚合物处于非晶态结构的情况很多，包括：①由于分子链结构规整性太差，以至于没有结晶能力的聚合物；②链结构具有一定规整性，可以结晶，但由于结晶速率太慢以至于在通常条件下不能形成结晶的聚合物。③在低温下可以结晶，但在常温下呈高弹态的聚合物(如天然橡胶)。20世纪50年代以来，先后出现了两种对立的理论，其一是Fl年来，许多科学工作者都在该研究领域努力的探索，试图在实验上和理论上找到非晶态分子链的聚集形式，来阐明非晶态聚合物结构的本质。
3、介电松弛谱法
高分子液晶是分子按照特定规律排列的聚集态，这种有序排列方式可以通过介电松弛谱的形状得到反应。
介电松弛谱简介：当一个体系置于外加静电场内时，所有带电微粒都会受到电场力的作用而拥有向某一电极方向移动的趋势，由于这些带电微粒或多或少具有一定移动性，导致测定材料的极化现象。