高分子材料分析和测试共24页
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：化学分析检测技术近年来发展迅速，在许多行业的应用也在不断深入。
高分子材料出现后，分析检测技术开始应用于高分子材料的分析检测。
本文以高分子材料为基础，对其分析检测方法进行了探讨，希望能给相关人员带来一些有启发性的参考。
关键词：高分子材料；分析检测；应用引言所谓高分子材料就是以高分子化合物为聚集体，加上其他添加剂制成的材料。
高分子材料不同于天然材料和合成材料。
天然高分子材料广泛存在于动植物中，如纤维、树脂、橡胶、动物胶等。
合成高分子材料主要是塑料、合成橡胶和合成纤维，也涉及到其他一些类型的材料。
高分子材料在我们的日常生活中得到了广泛的应用，高分子材料的分析测试也越来越多。
因此，有必要进行一些探讨，明确高分子材料分析检测的具体工艺环节和方法。
1高分子材料分析流程1.1集合收集是高分子材料分析和测试过程的第一步。
为了更好地检测和分析高分子材料，所采集的高分子材料样品应具有代表性和规范性。
目前高分子材料的测试一般采用定量分析的方法，因此在取样时可以选择少量的原材料进行材料分析，通常选择以克为单位的样品材料[2]。
在检测过程中，为了保证取样的科学性，一方面要注意高分子材料分析部分与整体的关系，两者必须保持同一性，另一方面要注意多组高分子材料取样方法，通过多组比较减少样品差异，尽量消除取样环节造成的误差。
采集完成后，样品的高分子材料也应妥善保存，以备后续研究。
1.2准备制备是聚合物材料取样完成后的过程。
有必要根据不同样品的特点准备好试验样品，并做出科学的判断。
采样后获得的高分子材料样品分布不均匀，许多高分子材料样品不仅数量多，而且尺寸和分布也不均匀。
在这种情况下，需要通过制备工艺对不同尺寸、不均匀的样品进行破碎筛选，然后将破碎筛选得到的高分子材料进行混合收缩，等待预处理[3]。
1.3预处理预处理是高分子材料制备后的一道工序，在很多情况下与制备过程同时进行。
高分子材料样品初步破碎、筛选、混合后，检验人员需要根据高分子材料的特性对其进行预处理。
高分子材料分析测试与研究方法资料
答：常见的有四个区：（1）4000-2500cm-1：X-H 伸缩振动区，X 可以是 O、H、C 和 S 原 子；代表性振动：O-H，N-H，C-H 和 S-H 键的伸缩振动。（2）2500-1900cm-1：叁键和累 积双键区，主要包括炔键-CΞC-,腈基-CΞN,丙二烯基-C=C=C-,烯酮基-C=C=O,异氰酸酯基N=C=O 等的反对称伸缩振动。（3）1900-1200cm-1：双键伸缩振动区，主要包括： C=C,C=O,C=N,-NO2 等的伸缩振动，芳环的骨架振动等。（4）<1650cm-1：X-Y 伸缩振动 及 X-H 变形振动区，这个区域的光光谱比较复杂，主要包括 C-H、N-H 变形振动，C-O、 C-X（卤素）等伸缩振动，以及 C-C 单键骨架振动等。
答：也叫碱金属卤化物锭剂法。由于碱金属卤化物（如 KCl、KBr、KI 以及 CsI 等）加压后变 成可塑物，并在中红外区完全透明，因而被广泛用于固体样品的制备。一般将固体样品 l～ 2mg 放在玛瑙研钵中，加 100～200mg 的 KBr 或 KCl，混合研磨均匀，使其粒度达到 2.5µm 以下。将磨好的混合物小心倒入压模中，加压成型，就可得到厚约 0.8mm 的透明薄片。
11. 多原子分子振动的形式如何计算？并举例说明。
答：（1）对于非线性分子，其分子振动的形式计算式为：3n-6,其中 n 为分子中所含原子数； （2）对于线性分子，其分子振动的形式计算式为：3n-5。例如：非线性分子水分子的分子 振动形式有 3 个，分别为：2 个 O-H 的伸缩振动和 1 个 HOH 的键角弯曲振动；线性分子二 氧化碳分子的分子振动形式有 4 个，分别为：对称伸缩振动、反对称伸缩振动、面内弯曲振 动和面外弯曲振动。
高分子测试方法-课件
塑料 —— 树脂＋添加剂
塑料分类
根据受热后 形态性能表 现的不同
热塑性塑料
受热软化，冷却变硬，软化和变硬可重 复、循环。具有优良的电绝缘性
热固性塑料 在经加热固化成型后，再受热不能溶化或溶化 的塑料，其树脂分子由线型结构交联成网状结 构，再加强热则会分解破坏。
按使用范围分类
塑料
通用塑料
产量大、价格较低、力学性能一般、 主要作非结构材料使用的塑料，如聚氯乙 烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等
按来源
合成胶－按 用途
通用橡胶：用于轮胎制造和民用产 品方面的橡胶，产量占合成橡胶的 50％以上。
特种橡胶：具有特殊性能和特殊用途 能适应苛刻条件下使用的合成橡胶。
纤维
一般是指细而长的材料。纤维具有弹 性模量大，塑性形变小，强度高等特 点，有很高的结晶能力。
天 植物纤维
然 纤
动物纤维
维 矿物纤维
▲ 红外吸收光谱法IR 吸收红外光源自量，引起其有偶极矩变化的分子的振动、转动能 级跃迁。 峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率
▲ 拉曼光谱法Ram 吸收光能后引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射 峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率
▲ 紫外吸收光谱UV 吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁 吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息
成。 –以共价键的形式重复连接而成。
定 义
由千百个原子彼此以共价键结合形成相 对分子质量特别大、具有重复结构单元的
有机化合物。
高分子材料的分类
塑料
高分子材料 橡胶 纤维
三大合成材料
以天然或合成树脂为主要成分，加入各种添加剂，
塑 料
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方法
重点整理高分子材料分析与测试方法第一章 NMR一、名词解释1.同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素。
2.弛豫：原子核通过无辐射的途径，由高能级回复到低能级的过程； 弛豫时间：原子核从高能态回复到低能态所需时间； 纵向（自旋-晶格）弛豫：体系与环境交换能量。
处于高能级的核将其能转移给周围分子骨架中的其它核，从而使自己返回到低能态的现象；横向（自旋-自旋）弛豫：核磁矩之间的相互作用。
两个相邻的核处于不同能级，进动频率相同，高能级核与低能级核通过自旋状态而实现能量转移所发生的弛豫现象。
3.核磁共振：在静磁场中，具有磁矩的原子核存在不同能级，用某一特定频率的电磁波照射样品，若电磁波满足一定条件，原子核发生能级跃迁的现象。
4.屏蔽效应：电子在外磁场作用下，产生了相对于外磁场方向的感应磁场，使核实际受到的外磁场作用减弱的现象；远磁屏蔽效应：除了核自身的核外电子云外，远处各类原子或基团的成键电子云也将产生感应磁场，使核所受磁场强度变化的现象；去屏蔽效应：核外电子产生的感应磁场与外加磁场方向相同，核所感受到的实际磁场强度增大的现象。
5.化学位移：由于不同环境下原子核共振频率或磁场强度发生变化，在谱图上反映出的出峰位置的移动。
6.诱导效应：由于电负性差异导致的基团对所连原子电子云密度的影响；共轭效应：由于共轭多重键π电子或p 电子转移，导致原子的电子云密度变化的现象。
7.耦合常数：发生自旋-自旋耦合裂分时，分裂峰之间的距离。
8.化学等价质子：在同一分子中，位于相同化学环境的，化学位移相同的质子；磁等价质子：一组化学等价质子，当它们与组外任一磁核耦合时，耦合常数若相等，则磁等价。
二、基本原理及仪器1.原子核的自旋运动 （1）核自旋运动条件自旋量子数I 可以是整数/半整数。
I ≠0时，原子核有自旋运动。
I ＝12：1H 1、13C 6、15N 7、31P 15； I ＝2：11B 5； I ＝1：2H 1、14N 7（2）核磁矩与磁量子数①P μγ=⋅ μ：核磁矩； γ：磁旋比，核的特征常数，原子核的重要属性； P ：自旋角动量。
高分子材料分析测试方法
结构鉴定
傅里叶红外光谱 简单介绍FTIR的数学原理
周期性的运动可在两种域(Domain)中得到表征：一种表征域是表现 出周期性的域，例如，电(磁)场强度随时间(空间)的分布，就是在时 (空)域中表征光波的特征；另一种表征域是运动状态按某一周期性参 数(频率、波长、波数等)的分布，可统称为频域。这两种域表征同一 运动状态．可通过傅里叶变换(Fourier Transform，简称FT)相互转变 。通常所说的某种光的光谱是指该光包含的不同频率成分的强度按频 率的分布，因此光谱就是光在频率域中的表征。下图是某频率的两种 单色光分别在空间域（时域）和频域的表征。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
相干的复色光，在空间x处电场强度的叠加是：
E ( x) f ( )cos 2 xd
0
其中 f ( ) 是光强度按波数 的分布函数
很明显E(x)、 f ( ) 分别是光时域和频域的表征，上述关系式就是 傅立叶变换式。可以通过FT把光在时域和频域的表征相互转换：
结构鉴定
傅里叶红外光谱
红外光区的划分
红外光谱在可见光区和微波光区之间，其波长范围约为0.75～ 1000μm。根据实验技术和应用的不同，通常将红外区划分成三个区： 近红外光区（0.75～2.5μm)，中红外光区(2.5～25μm）和远红外光区 （25～1000μm)，如下表：其中中红外区是研究和应用最多的区域， 一般说的红外光谱就是指中红外区的红外光谱。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
B．分辨率 红外光谱仪器的分辨率是指仪器对于紧密相邻的峰可分辨的最 小波长间隔，表示仪器实际分开相邻两谱线的能力，往往用仪器 的单色光带宽来表示，它是仪器最重要的性能指标之一，也是仪 器质量的综合反映。 仪器的分辨率主要取决于仪器的分光系统的性能。仪器的分辨 率主要影响光谱仪器获得测定样品光谱的质量，从而影响分析的 准确性，对于一台仪器的分辨率是否满足要求，这与待测样品的 光谱特征有关，有些物质光谱重叠、特征复杂，要得到满意的分 析结果，就要求较高的仪器分辨率。
高分子材料分析测试方法ppt课件
区域
波长μm 波数 cm-1 能级跃迁类型
近 红 外 区 0.75～2.5 13158 ～ OH 、 NH 及 CH
（泛频区）
4000
键的倍频吸收
中 红 外 区 2.5～25 4000～400 分 子 振 动 ， 伴
（基本振动
随转动
5
傅里叶红外光谱
傅立叶变换红外光谱仪的结构
傅立叶变换红外光谱仪的结构
1
结构鉴 定
流变性
高分子材 料分析主 要方向
分子量 及分布
鉴定
形态及 形貌表
征
热分析 技术
2
核磁共 振法
气相色 谱法
红外光 谱法
结构 鉴定
紫外光 谱法拉曼散 射质谱法分子荧 光光谱发3
傅里叶红外光谱
红外光谱又称为分子振动转动光谱，它和紫外－可见光谱一 样，也是一种分子吸收光谱。当样品受到频率连续变化的红外 光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运 动引起偶极矩的净变化产生分子振动和转动能级从基态到激发 态的跃迁，使相应于这些吸收区城的透射光强度减弱。记录红 外光的百分透射比与波数或波长关系的曲线，就得到红外光谱。 红外光谱法不仅能进行定性和定量分析，而且从分子的特征吸 收可以鉴定化合物和分子结构。
f ( ) 0 E(x) cos 2 xdx
我们用迈克耳孙干涉仪可以得到红外光的时域谱，通过FT就 可以得到光的频率（波数）分布。这就是傅里叶变换红外光谱 仪名称的由来。
8
傅里叶红外光谱
分析速 度
信噪比
光谱范 围
红外光 谱仪各 项指标
分辨率
波长准 确度
光度准 确度
波长精 确度
9
傅里叶红外光谱
高分子材料分析及测试期末复习及答案
期末复习作业一、名词解释1.透湿量透湿量即指水蒸气透过量。
薄膜两侧的水蒸气压差和薄膜厚度一定，温度一定的条件下1㎡聚合物材料在24小时所透过的蒸汽量（用θ表示）v2.吸水性吸水性是指材料吸收水分的能力。
通常以试样原质量与试样失水后的质量之差和原质量之比的百分比表示；也可以用单位面积的试样吸收水分的量表示；还可以用吸收的水分量来表示。
3.表观密度对于粉状、片状颗粒状、纤维状等模塑料的表观密度是指单位体积中的质量（用η表示）a对于泡沫塑料的表观密度是指单位体积的泡沫塑料在规定温度和相对湿度时的重量，故又称体积密度或视密度（用ρ表示）a4、拉伸强度在拉伸试验中，保持这种受力状态至最终，就是测量拉伸力直至材料断裂为止，所承受的最大拉伸应力称为拉伸强度（极限拉伸应力，用σ表示）t5、弯曲强度试样在弯曲过程中在达到规定挠度值时或之前承受的最大弯曲应力（用σ表示）f6、压缩强度指在压缩试验中试样所承受的最大压缩应力。
它可能是也可能不是试样破裂的瞬间所承受的压缩应力（用σ表示）e7、屈服点应力—应变曲线上应力不随应变增加的初始点。
8、细长比指试样的高度与试样横截面积的最小回转半径之比（用λ表示）9、断裂伸长率断裂时伸长的长度与原始长度之比的百分数（用ε表示）t10、弯曲弹性模量表示）比例极限应力与应变比值（用Ef11、压缩模量指在应力—应变曲线的线性围压缩应力与压缩应变的比值。
由于直线与横坐标的交点一般不通过原点，因此可用直线上两点的应力差与对应的应变差之比表示（用E表示）e12、弹性模量在负荷—伸长曲线的初始直线部分，材料所承受的应力与产生相应的应变之比（用E表示）13、压缩变形指试样在压缩负荷左右下高度的改变量（用∆h表示）14、压缩应变指试样的压缩变形除以试样的原始高度（用ε表示）15、断纹剪切强度指沿垂直于板面的方向剪断的剪切强度。
16、剪切应力试验过程中任一时刻试样在单位面积上所承受的剪切负荷。
17、压缩应力指在压缩试验过程中的任何时刻，单位试样的原始横截面积上所承受的压缩负荷（用σ表示）18、拉伸应力为试样在外作用力下在计量标距围，单位初始横截面上所承受的拉伸力（用σ表示）19、热性能高聚物的热性能是其与热或温度有关的性能的总称。