高分子材质分析
广州SGS高分子材料材质成分分析
通标标准技术服务有限公司广州分公司
材料与可靠性实验室
1
内容简介
1.概述 1.1 高分子材料分类 1.2 客户需求 1.3 测试分类 1.4 实验室仪器介绍 2.测试能力 2.1 定性分析 2.2 定量分析 2.3 异物与污染物分析
2
1.1高分子材料分类（按特性分）
3
高分子材料基本组成
之前产品
在用产品
49
Sample: DONG Size: 5.3200 mg
DSC
File: C:\TA\Data\DSC\1212\12629\Melt.001 Operator: GJ Run Date: 04-Dec-2012 09:47 Instrument: DSC Q200 V24.2 Build 107
Sample: SHMR120504555 Size: 5.6500 mg File: C:\TA\Data\DSC\1205\04555\melt.001 Operator: GJ Run Date: 30-May-2012 11:57 Instrument: DSC Q200 V24.2 Build 107
Universal V4.3A TA Instruments
Temperature (°C)
Deriv. Weight Change (%/°C)
16
Weight (%)
二、热重分析（TGA）曲线在定量中的应用
17
18
2.测试能力 2.1 定性分析
19
例1： 测试要求:鞋各部分的材质定性，给予买家标签上的材料证明
0.0
Heat Flow (W/g)
-0.2
外推起始温度 玻璃态区 73.21°C 中点温度
高分子材料成分分析
高分子材料成分分析高分子材料是一类由大量重复单元组成的材料，其主要成分是由碳、氢、氧、氮等元素组成的大分子化合物。
在工业、日常生活中，高分子材料被广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料等领域。
对于高分子材料的成分分析，不仅可以帮助我们了解其基本结构和性质，还可以指导材料的合成、改性和应用。
本文将从高分子材料的成分分析方法、常见成分及其性质等方面进行探讨。
一、成分分析方法。
1. 元素分析法。
元素分析法是一种常用的高分子材料成分分析方法，通过分析样品中各种元素的含量，来推断高分子材料的组成。
常用的元素分析方法包括化学分析法、光谱分析法、质谱分析法等。
2. 分子量分析法。
分子量是高分子材料的重要指标之一，分子量分析可以帮助我们了解高分子材料的聚合程度和分子链的长度。
凝胶渗透色谱法、粘度法、光散射法等都是常用的分子量分析方法。
3. 结构分析法。
结构分析是对高分子材料分子链结构和侧链结构进行分析的方法，包括核磁共振、红外光谱、拉曼光谱等。
二、常见成分及其性质。
1. 聚乙烯。
聚乙烯是一种常见的高分子材料，其主要成分是碳和氢。
聚乙烯具有良好的耐磨、耐腐蚀性能，透明度高，具有良好的电绝缘性能，广泛应用于塑料制品、包装材料等领域。
2. 聚丙烯。
聚丙烯也是一种常见的高分子材料，其主要成分同样是碳和氢。
聚丙烯具有较好的耐热性、耐寒性和机械性能，被广泛应用于汽车零部件、纺织品、医疗器械等领域。
3. 聚氯乙烯。
聚氯乙烯是一种氯乙烯聚合而成的高分子材料，其主要成分是碳、氢、氯。
聚氯乙烯具有良好的耐酸碱、耐腐蚀性能，常用于管道、电线电缆、塑料门窗等领域。
4. 聚苯乙烯。
聚苯乙烯是一种常见的塑料，其主要成分是碳和氢。
聚苯乙烯具有良好的透明度、机械性能和加工性能，被广泛应用于电子产品外壳、食品包装等领域。
5. 聚醚。
聚醚是一类含氧的高分子材料，其主要成分是碳、氢、氧。
聚醚具有良好的柔软性、弹性和耐磨性，常用于弹簧、密封件、医疗器械等领域。
高分子材料分析检测技术分析
高分子材料分析检测技术分析摘要：高分子材料在我国的工业生产中应用非常广泛，其在工业生产中的应用，对我国的工业生产起到了重要的促进作用。
目前，我国工业发展的速度较快，对高分子材料的需求量也在不断增加。
在高分子材料生产与使用中，经常会出现一些质量问题，比如高分子材料的不耐高温、易老化等，这些质量问题都会影响到产品的使用性能。
因此，加强对高分子材料分析检测技术的研究，有利于促进我国工业生产水平的提高。
关键词：高分子材料、分析、检测引言：随着社会的发展和科学技术的进步，人类对高分子材料的研究越来越深入，在不断地对高分子材料进行改进与完善，使得其性能更加优异。
目前，我国对高分子材料的研究与应用主要集中在以下几个方面：高分子材料在生物医学领域中的应用、在电子工业中的应用、在航空航天领域中的应用。
随着我国工业发展速度的不断加快，对高分子材料的需求量也在不断增加。
因此，我们要加强对高分子材料分析检测技术的研究与开发，为我国工业发展提供更多优质、环保、可靠、节能的高分子材料。
一、高分子化学材料检测现状分析近年来，我国的经济水平得到了很大的提升，人们的生活质量也得到了很大程度的改善。
在日常生活中，常见的高分子材料主要有塑料、合成纤维和合成树脂。
在日常生活中，塑料材料是比较常见的，比如塑料制品、塑料家具、塑料餐具等，这些都是非常常见的高分子材料应用。
在生活中，合成纤维主要应用于纺织工业和服装行业，比如人造纤维和合成纤维等；合成树脂主要应用于汽车、航空航天以及国防等领域。
在生产过程中，我们经常使用的聚丙烯和聚酯树脂主要应用于建材行业和化学工业领域。
此外，还有一些高分子材料用于化工、制药、纺织等领域。
在使用中，我们应该注意高分子材料的质量问题，比如由于高分子材料的不耐高温性能，在使用中容易出现老化现象；在生产过程中，如果温度过高或者是过低，都会对高分子材料的性能造成影响。
因此，我们应该加强对高分子材料分析检测技术的研究，通过科学分析与检测技术，提高高分子材料的质量水平。
高分子材料分析与测试
高分子材料分析与测试引言高分子材料是一类重要的工程材料，在各个领域有着广泛的应用。
为了确保高分子材料的质量和性能，对其进行准确的分析与测试是至关重要的。
本文将介绍高分子材料分析与测试的基本原理、常用方法和技术，并对其在实际应用中的重要性进行讨论。
1. 高分子材料的特性分析高分子材料具有许多特殊的性质，如高分子链结构、长链分子的柔性和高分子材料的热性能等。
为了准确分析和测试高分子材料的特性，我们需要运用一些常用的分析方法。
下面介绍几种常用的高分子材料特性分析方法：•红外光谱分析：红外光谱是一种常见的高分子材料分析方法，通过对材料吸收、发射或散射红外辐射进行分析，可以确定材料的化学成分和结构。
•热分析：热分析是一种通过加热样品并监测其温度和质量变化来分析材料热性能的方法。
常见的热分析方法包括热重分析（TGA）和差热分析（DSC）等。
•X射线衍射（XRD）：XRD是一种通过测量材料对入射X射线的衍射情况来分析其晶体结构的方法。
通过XRD可以确定高分子材料的结晶性质和晶格参数。
•核磁共振（NMR）：核磁共振是一种通过测量材料中核自旋的共振现象来分析材料结构和化学环境的方法。
在高分子材料分析中，NMR可以提供关于材料分子结构、分子量和链结构等信息。
2. 高分子材料的力学性能测试高分子材料的力学性能是评价其质量和使用性能的关键指标之一。
为了准确测试高分子材料的力学性能，常用的测试方法包括：•拉伸测试：拉伸测试是一种通过施加拉伸力来测量材料在拉伸过程中的力学性能的方法。
通过拉伸测试可以确定高分子材料的强度、延展性和弹性模量等指标。
•弯曲测试：弯曲测试是一种通过施加弯曲力来测量材料在弯曲过程中的力学性能的方法。
通过弯曲测试可以确定高分子材料的弯曲强度和弯曲模量等参数。
•硬度测试：硬度测试是一种通过在材料表面施加静态或动态载荷来测量材料硬度的方法。
常用的高分子材料硬度测试方法包括巴氏硬度和洛氏硬度等。
•冲击测试：冲击测试是一种通过施加冲击载荷来测量材料抗冲击性能的方法。
高分子材料的鉴别和分析
有黑烟深黄色，有少许 酚芳香，天然后
黑烟深黄色，有黑烟闪 味乙酸烧焦橡胶
亮，中心呈蓝色放出火 芳香，水果香甲
花
醛
深黄色微弱的火花浅绿 乙酸和丁酸 乙 色，放出火花桔黄色明 酸 烧焦的纸 氮
酚醛树脂 聚乙烯醇 聚 氯丁二烯 聚对苯二甲 酸乙二醇酯 聚氨酯聚 乙烯，聚丙烯
聚酯树脂/环氧树脂 （玻璃纤维增强）聚 苯乙烯/聚乙酸乙烯橡 胶 聚甲基丙烯酸甲酯 /聚氧化甲烯
叔丁基过氧化氢 四氧化锇 均聚聚苯乙烯 丁二烯—苯乙烯共聚物
→均聚苯乙烯生成沉淀m0
聚苯乙烯均聚物的百分含量 = m0 / m × 100 %
3．ABS的共聚组成分析
叔丁基过氧化氢﹢四氯化锇 ﹢试样/甲乙酮→溶解 →丙酮稀释 →填料滤渣/滤液 →甲醇稀释滤液 5~10倍→氢氧化钾的乙醇溶液沉淀苯乙烯-丙烯腈 共聚物组分
铅沉淀
0.3025410 m1 100 m
（2）马来酸/富马酸测定
马来酸/富马酸﹢溴/溴化钠水溶液→425nm波长下测吸
光度从校正曲线上查出浓度
（三）聚酰胺
定性鉴别 根据熔点不同区别不同品种的尼龙
品种
熔点/oC
尼龙66 尼龙6 尼龙1010
250—260 215—220 195—210
盐酸溶解试验
红-棕
红-棕
氯化橡胶 深红-棕 深红-棕 黑- 棕
聚氯丁二 烯
白色-浑浊
聚偏二氯 乙烯
棕-黑
聚氯乙烯 混合料
黄
白色-浑浊 无色
棕-黑沉淀
棕-黑沉 淀
棕-黑沉淀
白色-浑 浊
黑- 棕ห้องสมุดไป่ตู้ 淀
茶青-棕
无色
白色-浑 浊
高分子材料的分析与表征
高分子材料的分析与表征高分子材料是现代工业和科学技术中不可或缺的重要材料之一。
它们可以广泛应用于各种领域，如制造塑料制品、合成纤维和涂料等等。
然而，对于高分子材料的分析与表征是一项相当重要的任务，因为这有助于了解高分子材料的结构性质，从而提高其性能并改进制造工艺。
一、高分子材料的分析高分子材料的分析是指在不影响材料性能的前提下，对材料进行化学和物理性质的分析。
这项工作主要包括材料的成分分析、微观结构分析和宏观性能测试。
其中，对高分子材料成分的分析是最常用的方法，它可以通过化学分析或物理分析来实现。
化学分析常用的方法有红外光谱、核磁共振、质谱和元素分析等等。
红外光谱是一种常用的高分子材料分析方法。
它是一种基于吸收和反射的分析技术，能够分析材料中的基团和官能团。
高分子材料中的不同成分所含有的基团和官能团都是不同的，所以红外光谱可以帮助我们确定材料的成分。
此外，红外光谱还能够检测出材料中的化学键和官能团的类型，从而确定分子结构，为接下来向材料中引入新化学基团提供有用信息。
核磁共振（NMR）是另一种常用的高分子材料分析方法。
它是一种基于磁场和电磁波的分析技术，能够分析材料中的核自旋取向。
在高分子材料中，核自旋的取向会依赖于材料的分子结构和分子环境。
通过核磁共振技术，可以详细地了解材料分子的结构，从而改进材料的性能。
质谱就是一种基于分子质量的分析技术。
它是一种利用分子中原子的质量差异和元素分布来确定分子质量和组成的方法。
高分子材料经过化合反应、生产过程中可能会包含有机溶剂和配料，因此会含有一些未知化合物或杂质。
使用质谱技术可以对这些未知化合物和杂质进行鉴定，准确确定材料的组分。
元素分析主要是用来确定材料中的元素成分。
在高分子材料中，含氮反应物、含氧掺合物和食用和添加剂都可能会影响其性能。
因此，元素分析可以提供重要的信息来评估材料属性和其它的技术应用。
二、高分子材料的表征高分子材料的表征主要是指根据材料的微观形态和结构特征，进行结构表征、形态表征和性质表征，以便更好地了解高分子材料的性质和特性。
高分子材料的鉴别和分析课件
要点二
详细描述
化学分析法是一种较为精确的鉴别方法，通过化学手段对 高分子材料的化学组成进行分析，可以确定其所属类型。 常用的化学分析法包括红外光谱法、核磁共振法、质谱法 等。这些方法可以提供高分子材料的详细化学组成信息， 从而准确判断其所属类型。
03
高分子材料的确定高分子材料中C、H 、N、S等元素的含量，有助于了解材 料的化学组成和结构。
热分析是通过研究高分子材料在不同温度下的热行为和物 理性质变化来了解其结构和性能的方法。
常见的热分析方法有差热分析（DSC）、热重分析（TGA ）和动态热力学分析（DMA）等。
04
高分子材料的物理分析
光学显微分析
总结词
光学显微分析是一种常用的高分子材料表征 技术，通过观察材料表面的微观形貌和结构 ，可以获取有关高分子材料的形态、结晶度 、相容性等方面的信息。
高分子材料面临的挑战与解决方案
挑战
高分子材料在生产和使用过程中 产生的环境污染问题，如何实现 环保生产和降低对环境的负面影 响是亟待解决的问题。
解决方案
推广绿色合成技术、开发可降解 高分子材料、优化生产工艺和设 备，提高能源利用效率和废弃物 处理能力。
感谢观看
THANKS
详细描述
核磁共振分析在高分子材料研究中可用于测定聚合物 的序列结构、支化度和结晶度等参数。该方法还可以 用于研究高分子材料的分子运动和动态性能，对于理 解高分子材料的性能和行为具有重要意义。
扫描电子显微镜分析
总结词
扫描电子显微镜分析是一种观察高分子材料表面形貌 和微观结构的技术，通过电子束扫描样品表面并激发 出次级电子，可以获得高分辨率的表面形貌图像。
高分子材料的发展趋势
高性能化
高分子材料分析技术
高分子材料分析技术引言高分子材料是一类重要的材料，其在现代工程和科学领域中得到广泛应用。
高分子材料的性能和特性对于实际应用至关重要，因此对于高分子材料的分析技术要求高效准确。
本文将介绍一些常用的高分子材料分析技术，包括红外光谱分析、热分析技术、物理性能测试以及表面分析技术。
红外光谱分析红外光谱分析是一种常见的高分子材料分析技术。
该技术利用红外光的吸收特性来研究材料的分子结构。
通过红外光谱仪可以获取样品在红外光区域的吸收谱图，从而得到材料的结构信息以及成分分析。
红外光谱分析可以用于确定材料的纯度、鉴定材料的类型和聚合物链结构等。
热分析技术热分析技术是利用材料在不同温度下的物理和化学变化来研究材料的性质和组成的一种分析方法。
常用的热分析技术包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）以及动态力学热分析（DMA）等。
这些技术可以测定材料的熔融温度、热稳定性、玻璃化转变温度以及热性能等。
物理性能测试物理性能测试是评估高分子材料性能的重要手段之一。
常见的物理性能测试包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
这些试验方法可以用于测量材料的力学性能，如强度、韧性、硬度等。
物理性能测试还可以评估高分子材料的耐磨性、耐热性、耐化学品性等。
表面分析技术表面分析技术用于研究材料的表面性质和表面结构。
常见的表面分析技术包括扫描电子显微镜（SEM）、能量散射谱（EDS）、原子力显微镜（AFM）等。
这些技术可以观察和分析高分子材料的形貌、表面结构以及表面化学组成等。
表面分析技术对于研究高分子材料在不同环境下的表面性能和相互作用具有重要意义。
结论高分子材料分析技术是研究高分子材料性能和特性的关键工具。
红外光谱分析、热分析技术、物理性能测试以及表面分析技术是常用的高分子材料分析方法。
通过这些技术，可以获得关于材料结构、热性能、力学性能以及表面性质的详细信息。
这些分析结果对于高分子材料的研究和应用具有重要意义，有助于优化材料设计、改进材料性能以及开发新的高分子材料。
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2.1定性分析
常见高分子材料的定性1-皮革定性
测试流程 ATR,THF萃取
常见皮革的种类 PVC PU Leather PVC with coating of PU PVC/ PU/Leather with coating of polyacrylate/cellulose nitrate
100
120
140
160
180
200
Temperature (°C)
Universal V4.3A TA Instruments
2.1定性分析
Step3:乙醇提取液红外谱图
85 80 75 70 65 60 55 50 Tue Aug 07 13:27:02 2012 (GMT+08:00)18588 乙醇T
1732.51
1081.65
%透过率
45 40 35 30 25 20
矿物油
2853.59
15 10
-0 4000 3500 3000
2923.85
5
2500
2000 波数 (cm-1)
1500
1460.44
1376.86
1188.47
1000
965.19
721.79
500
2.1定性分析
Step4：THF提取液红外谱图
主要用到FTIR和PGC-MS，其他辅助仪器：DSC和XRF
2.1定性分析
初步鉴定
组分之间的分离和纯化
定性分析
1.了解样品的来 源、用途和测试 目的 2.做原样红外图 谱 3.分析样品可能 存在的成分 4.积极、主动设 计实验方法
分离聚合物和 添加剂： 1.萃取法 2.溶解沉淀 3.凝胶色谱 4.减压蒸馏
透明度增加，但熔点降低，此材料
非纯的均聚PP，而是PP/PE共混物
当样品的主体是混合物时，需采用多种方法综合分析。
样品经过红外（FTIR）和DSC做熔点分析，可确认PP和PE。
3 0
2.1定性分析
常见高分子材料的定性5-橡胶
例2：样品描述：橡胶
Step 1：原样ATR图谱
碳酸钙和？
2.1定性分析
1796.81
959.89 1020.65
%T
30
1306.08
2923.26 2853.31
10 75
Fri Aug 10 11:23:46 2012 (GMT+08:00)18588 THF索提后 70
3442.11
2951.23 2920.14 2876.69 2838.57
65 60
2512.96
2923.33
2853.14
2500
SEBS and PPO
2000 波数 (cm-1)
1500
1191.67
1000
1020.82
60
721.13 699.00
500
754.96
2.1定性分析
Step5：THF索提后样品红外谱图
70 Wed Aug 08 16:35:29 2012 (GMT+08:00)18588 乙醇索提后
溶剂成膜：热压成膜后做出的红外 图不好的样品，如PC,PA等
ATR：适用于较柔软、有弹性、表面 平整的样品，如：皮革，橡胶等
2.1定性分析
2.1定性分析
例1：样品描述：电缆线外皮
2.1定性分析
Step1:原样红外谱图（热压成膜)
60 55 Wed Aug 08 15:24:30 2012 (GMT+08:00)18588 HP sgs
含量 85 % 15% 70% 15% 15%
4 1
2.2定量分析
例2：涂料主要由树脂,添加剂,溶剂等组成,一般要蒸馏出溶剂， 测固含量。一般溶剂经GC-MS测试以归一化定量。
Composition Epoxy resin Butyl alcohol Xylene Calcium carbonate Talc powder Barium sulfate Titanium dioxide 38% Content 23% 5% 16% 18%
1305.92
1000
SEBS or SBS?
PP or PP and PE?
1020.55
不饱和键
959.87
755.25
50
2.1定性分析
Step2:DSC谱图——确定PP的存在
Sample: DSC-18588 Size: 11.5800 mg DSC Method: ISO 11357-3-2011 Comment: Nitrogen purging gas:50ml/min;Type of sample pan:Al 0.2 File: J:...\GZMR1208\18588\dsc-18588· Operator: IR Run Date: 07-Aug-2012 10:09 Instrument: DSC Q200 V23.5 Build 72
45 40 35 4000 3500
3000
2500
2000 波数 (cm-1)
1500
1424.37
1000
875.42
50
712.65
500
55
1797.97
%T
1455.39
20
1189.82
875.50
712.45 699.13
1601.43
40
3025.83
50
831.53 755.19
2510.75
高分子材质分析
应新浓
内容
1
高分子材质分析简介
1.1高分子材料的组成和分类 1.2高分子材质分析的客户需求 1.3材质分析测试项目分类 1.4实验室设备能力
2
实验室测试能力
2.1定性分析 2.2定量分析 2.3异物和污染物分析 2.4热分析
1.1高分子材料的组成和分类
树脂
助剂
填料
高分子材料
1.1高分子材料的组成和分类
成份排除性测试
测试要求：客户要求检测样品中的填料除了玻纤是否还含有滑石粉？ 结果：含有Talc
3 5
2.2定量分析
定量一般是对样品的基体（树脂），填料，助剂的进行定性半定量分析 是全成分定性的延伸，一般要用到FTIR,PGC-MS,XRF,DSC,TGA等仪器和 化学分离法等 高分析材料定量分析的目的 了解成分
证明产品不含某成分
为产品性能下降找原因 比较不同时期的产品
解决生产过程中出现的问题
1.3材质分析测试项目分类
1 2 3 4 定性分析
定量分析
异物或污染物分析
热分析
1.4实验室设备能力
Nicolet 6700
Nicolet IN10
TA Q20
TA.Q500
NETZSCH TG 209
1.4实验室设备能力
4.无损检 验
Nicolet iN10红外显微镜
1.多 层复 合薄 膜的 鉴定
பைடு நூலகம்
2.微 小颗 粒的 测定
3.微 小斑 点的 测定
80 75 Wed Aug 08 15:55:07 2012 (GMT+08:00)18588 THF提
959.78
70 65
856.24 826.03
1602.35
55 50
%透过率
45 40 35 30 25 20 15 10 4000 3500 3000
1467.55
1377.50 1306.79
含量
2.2定量分析
塑料 胶带
定量
橡胶
皮革 胶黏 剂
涂料
2.2定量分析
例1 ：
测试需求：客户使用在用产品时出现质量问题，而之前的产品没有类 似出现问题，要求对前后产品的材质进行比对分析。
之前产品
在用产品
4 0
2.2定量分析
结果：
成分 样品A （之前产品） 聚酰胺 6（PA 6） 玻璃纤维 样品B （在用产品） 聚酰胺 6（PA 6） 聚丙烯（PP） 玻璃纤维
X荧光光谱仪 马弗炉
岛津QP2010GCMS+岛津PY2020裂解器
2.1定性分析
主成分定性分析：是指对材料的基体，主体成分进行分析 全成分定性分析：是指材料的所有组分进行分析，包括树脂基体，填料和助 剂 排除性定性分析：是指是否含某种物质，包括是否含酯，是否含PVC,是否含 滑石粉,是否含PC,是否是天然乳胶
0.0
Heat Flow (W/g)
-0.2
OrgMethod 1: Equilibrate at 40.00 °C OrgMethod 2: Ramp 10.00 °C/min to 200.00 °C
PP?
142.28°C 5.233J/g
-0.4
155.76°C
-0.6 40
Exo Up
60
80
真皮的红外谱图
PU的红外谱图
PVC的红外谱图
2.1定性分析
常见高分子材料的定性2-鞋定性 鞋底成分
PVC
SBS(TPR) 丁苯橡胶(SBR) EVA或PE发泡鞋底 聚异戊二烯橡胶(IR) 聚丁二烯橡胶(PBR) 聚异戊二烯与丁苯橡胶共混物
2.1定性分析
常见高分子材料的定性3-塑料
PP
60 55 50 45
组分分离后， 选择合适的鉴 定方法确定成 分： 1.FTIR 2.PGC-MS 3.DSC
2.1定性分析
FTIR
聚苯乙烯PS
400-4000cm-1
红外辐射 振-转能级跃迁 红外光谱 官能团 分子结构
2.1定性分析
KBr 压片：适用于不溶或不熔的树 脂及粉末类的样品