高分子近代测试分析技术重点复习资料

选择１0T ＊1、5=15分 填空 1*25K=２5分 简单 ８或９T=4５分 图谱解析3T ＊５=15分

第一章 热分析方法

1、 热重法（ＴＧ或TGA ）:在程序控制温度条件下,测量物质得质量与温度关系得热分析方法.（不需参比物）

聚合物得玻璃化转变过程就没有重量得变化，所以不能用它们来测试。 2、 微商热重曲线与热重曲线得对应关系：

(1）微商曲线上得峰顶点(失重速率最大值点）与热重曲线得拐点相对应 (2)微商热重曲线上得峰数与热重曲线得台阶数相等ﻭ微商热重曲线峰面积则与失重量成正比

（3)微商热重分析

对象:试样在受热 过程中得质量变化

3、 热差分析（D ＴA)：在程序控制温度条件下,测量样品与参比物之间得温度差与温度关系得一种热分析方法。 物质得热物理量得变化：热容、热传导率得变化，聚合物玻璃化转变温度得测定

物质发生得热效应：聚合物得聚合、固化、硫化、氧化、裂解、结晶与结晶熔解等分析

4、 差示扫描量热法(D ＳC):在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物得功率差与温度关系得一种热分

析方法。

5、 D ＴＡ及DSC 在高分子材料分析中得应用

（1)聚合物玻璃化转变温度T ｇ得测定：以拐弯处得外延线与基线得焦点作为Tg 研究共混物得相容性

——相容性好得两种聚合物得Ｔg 在共混物中表现出相互靠近或者形成一个统一得Tg -—不相容两种聚合物在共混后仍然表现出原来得Tg ﻭ研究增塑效应 （２）聚合物结晶熔点Tm 及结晶度得测定 (3）聚合物氧化与热裂解得研究 （4)比热容得测定 （５）纯度得测定

(6）高分子材料加工温度得预测 6、 高分子材料热稳定性得评定：

A:起始分解温度,就是TG 曲线开始偏离基线得温度 B:外延起始温度，就是TG 曲线下降段得切线与基线得交点 C ：外推终止温度

D ：终止温度(到达最大失重点得温度)

E ：分解５%得温度

F ：分解１０％得温度

Ｇ：半寿温度

第二章 红外光谱法

1、测试仪器

A B

E

D

C

红外光谱仪－—色散型

（１)光源光被分成两束,分别作为参比与样品光束通过样品池。(2）各光束交替通过扇形旋转镜Ｍ7,利用参比光路得衰减器对经参比光路与样品光路得光得吸收强度进行对照.ﻭ（3）通过参比与样品后溶剂得影响被消除，得到得谱图只就是样品本身得吸收。

２、红外光谱仪--傅立叶红外光谱仪：

利用光得相干性原理而设计得干涉型红外分光光度仪.

ﻩ原理:仪器中得Mic ｈelson 干涉

仪得作用就是将光源发出得光分成两光束后,再以不同得光程差重新组合,发生干涉现象.

当两束光得光程差为l ／2得偶数倍

时,则落在检测器上得相干光相互叠加，产生明线，其相干光强度有极大

值；相反,当两束光得光程差为ｌ／2

得奇数倍时,则落在检测器上得相干

光相互抵消,产生暗线，相干光强度有极小值。由于多色光得干涉图等于所

有各单色光干涉图得加合,故得到得就是 具有中心极大，并向两边迅速衰减得对称干涉图。

（1)Ｆourier 变换红外光谱仪没有色散元件,主要由光源（硅碳棒、高压汞灯）、Mi ｃh ｅl ｓon 干涉仪、检测器、计算机与记录仪组成。ﻭ（2）核心部分为Mic ｈｅlson 干涉仪，它将光源来得信号以干涉图得形式送往计算机进行Fou ｒie ｒ变换得数学处理,最后将干涉图还原成光谱图。ﻭ(3）它与色散型红外光度计得主要区别在于干涉仪与电子计算机两部分。

（4）傅立叶变换红外光谱仪得优点：具有很高得分辨率、波数精确度高、扫描速度快、光谱范围宽、能量

输出大、光谱重复性好。 2、影响谱带位移得因素（P 60)

基团频率主要由化学键得力常数决定。但分子结构与外部环境因素也对其频率有一定得影响。

１、 诱导效应(Induc ｔion e ｆｆect)：取代基电负性—静电诱导—电子分布改变-k 增加—特征频率增加

（移向高波数）

2、 共轭效应(Ｃｏnjug ａt ｅｄ effect)：电子云密度均化—键长变长—k 降低—特征频率减小(移向低波数)

红外光源

摆动的凹面镜

摆动的凹面镜

迈克尔逊干涉仪

检测器样品池

参比池同步摆动

干涉图谱计算机解析

红外谱图还原M 1

BS

I II M 2

D

３、空间效应：由于空间阻隔，分子平面与双键不在同一平面，此时共轭效应下降，红外峰移向高波数。

4、氢键效应(X-H）:形成氢键使电子云密度平均化（缔合态)，使体系能量下降,基团伸缩振动频率降低，其

强度增加但峰形变宽.

5、偶合效应（Cｏuplｉng)：当两个振动频率相同或相近得基团相邻并由同一原子相连时,两个振动相互作

用（微扰）产生共振,谱带一分为二(高频与低频)。如羧酸酐分裂为ｎC=O（ｎａs１820、nｓ１760cm—１)

6、费米共振:当一振动得倍频与另一振动得基频接近(2ｎA=nB)时，二者相互作用而产生强吸收峰或发生裂

分得现象.

７、物质状态及制样方法:物质由固态向气态变化，其波数将增加

如丙酮在液态时，ｎC=O=17１8cm-1；气态时nＣ＝O＝1742cm－1

8、溶剂效应：极性基团得伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。

3、物质状态及制样方法(P75）（以书为主）ﻭ1、对试样得要求

1)试样应为“纯物质”(>98％)

2）试样不含有水（水可产生红外吸收且可侵蚀盐窗)

3）试样浓度或厚度应适当

2、制样方法

（1)溶液铸膜法：优点就是制得得样品厚度均匀，也适合于做定量分析，缺点就是制样花费时间较多,而且在聚合物里得残留溶剂得消除较麻烦.

（2）热压成膜法:对于热塑性得样品，可将样品加热到软化点以上或者熔融，然后在一定压力下压成适当厚度得薄膜。

(3）显微切片:要求样品有一定得硬度，太软不行,太硬也不好。

(4）卤化物压片法：应用最广泛得就是溴化钾压片法，即把样品与溴化钾放在一起,研成极细得粉末,然后用模具加压形成一个透明得片。(交联聚合物与粉末状样品）

(5）热裂解方法：很多交联得树脂或橡胶类聚合物因为不溶不熔，难以进行红外光谱测定，采用高温热裂解得方法可以把它们变成液体、气体或可溶性物质，便于进行红外分析。

4、物质由固态向气态变化,其波数将增加

如丙酮在液态时,Ｃ=Ｏ＝１718ｃm-1；气态时C=Ｏ＝１742cm-1ﻭ溶剂效应:极性基团得伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。

5、红外光谱法在聚合物材料研究中得应用

（1）未知聚合物得鉴定

(2)聚合物链结构得研究（包括链得组成、链得序列结构、链得构型、构象、链得支化、端基与交联)

（3)聚合物结晶度得测定（半定量)Ｐ8７(重点瞧一下）

(4）聚合物结构变化得分析

1)聚合物在机械应力下表面结构变化

２）聚合物形成氢键得研究

３）橡胶硫化过程得研究

（5）红外二向色性与聚合物取向得研究

(6）差普技术得应用

6、不同方法测量结晶度

(１）密度法

（i) 体积结晶度: (iｉ）重量结晶度

(２）X射线衍射法

（3）差式扫描量热法 DSC根据结晶聚合物在熔融过程中得热效应去求得结晶度得方法。

(4）红外光谱法测结晶度ﻭ1、在结晶聚合物得红外光谱图上具有特定得结晶敏感吸收带,简称晶带ﻫ2、它得强度还与结晶度有关,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得结晶度.