高分子材料研究方法5质谱
高分子材料的结构和性能研究
高分子材料的结构和性能研究高分子是由大量分子单元化合而成的材料，是众多材料之中使用最为广泛的一类材料，其中塑料是高分子材料中最常见和应用最广泛的一种。
随着科技的不断发展，人们对高分子材料的研究和应用也越来越深入，对高分子材料的结构和性能进行探究已成为重要的研究方向之一。
一、高分子材料的基本结构和组成高分子材料的基本结构是由大量简单分子单元通过共价键或离子键连接而成的长链分子。
这些长链分子可能包含数千上万个单元，其分子量也可达数百万至数千万不等。
除了长链分子，高分子材料中还可能存在支链分子、交错分子、网状分子等不同的形态。
高分子材料的组成不仅有单一的高分子，还可能由多种高分子组成的共混物或复合材料。
共混物由两种或以上的高分子混合而成，其组分可以均为同质高分子，也可以为不同种类的高分子。
而复合材料则是将高分子与其它材料混合而成，这些材料可以是同种的或不同种的。
复合材料的成分可以按照功能需求进行配比，形成满足不同使用需求的高性能材料。
二、高分子材料的性能及其研究方法高分子材料因其结构特点，在力学、光学、电学、化学、热学等方面表现出一系列独特的性能。
高分子材料的性能取决于分子结构、分子量、结晶度、形态结构、分子力学运动状态等因素。
其中，热性能、机械性能和流变性能等是高分子材料中最为重要和常见的性能。
研究高分子材料的性能需要运用多种方法和技术。
其中，常用的方法包括热分析、质谱分析、核磁共振、傅里叶变换红外光谱、拉伸测试、动态力学分析、热重分析等。
这些方法可以实现对高分子材料的性能进行定量描述，并能够揭示高分子材料的制备过程中的关键因素和作用机理。
三、高分子材料的应用及其发展趋势高分子材料由于其独特的性能和广泛的应用领域，成为了现代工业中不可或缺的材料之一。
塑料制品、纤维、色素、润滑剂、胶粘剂、电线电缆、医疗器械等领域均有广泛应用。
而在新能源、新兴材料、高效催化剂、生物医学领域等新兴领域，高分子材料也取得了许多创新和突破性的进展。
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。
材料密度和表观密度的测定方法
材料密度和表观密度的测定方法一、概述材料密度和表观密度是物质的重要物理性质之一，它对于材料的性能和应用具有重要的意义。
准确测定材料密度和表观密度对于材料科学和工程技术具有重要的意义。
本文将介绍材料密度和表观密度的测定方法，包括以下几个方面：水浮法、气体比法、吸附法和质谱法等。
二、水浮法测定材料密度水浮法是测定固体材料的密度的一种重要方法。
该方法的基本原理是利用浸没在水中的物体所受到的浮力与物体的重力相平衡的原理来测定材料的密度。
具体操作步骤如下：1. 将待测材料放入水中，通过测定浸没深度和水的密度来计算材料的密度。
2. 通过将待测材料与已知密度的标准物体进行比较，从而确定待测材料的密度。
三、气体比法测定表观密度气体比法是测定粉末、颗粒和多孔材料表观密度的一种重要方法。
基本原理是利用气体置换体积的方法来测定材料的表观密度，具体操作步骤如下：1. 将待测材料放入容器中，通过注入气体并测定容器的体积改变来计算材料的表观密度。
2. 通过测定材料干燥前后容器的体积和重量的改变来计算材料的表观密度。
四、吸附法测定表观密度吸附法是测定颗粒、多孔材料表观密度的一种常用方法。
具体操作步骤如下：1. 通过测定材料吸附气体前后的质量和体积的变化来计算材料的表观密度。
2. 通过计算材料的孔隙率和比表面积来间接确定材料的表观密度。
五、质谱法测定材料密度质谱法是测定材料密度的一种先进方法，它通过质谱仪对材料的分子质量和分子结构进行分析，从而确定材料的密度。
具体步骤如下：1. 将待测材料进行样品制备和装载，通过高分辨质谱仪对样品的质谱特征进行分析。
2. 通过质谱仪的数据处理和分析来确定材料的密度。
六、结论材料密度和表观密度的测定方法是物质研究领域的重要内容，不同的材料需要采用不同的测定方法。
水浮法适用于固体材料密度的测定，气体比法适用于颗粒和多孔材料表观密度的测定，吸附法适用于颗粒、多孔材料表观密度的测定，质谱法适用于高分子材料等密度的测定。
高分子成分定性及定量分析
高分子成分定性及定量分析简介高分子是由重复单元组成的大分子化合物，广泛应用于塑料、橡胶、纺织品等领域。
高分子成分的定性及定量分析是确定高分子样品中各种成分的种类和含量的关键步骤。
本文将介绍几种常用的高分子成分定性及定量分析方法，并对其原理和应用进行详细阐述。
定性分析方法红外光谱法红外光谱法是一种常用的高分子成分定性分析方法。
它通过测量高分子样品在红外光谱范围内的吸收和散射情况，来判断样品中的各种成分。
每种化合物都有独特的红外吸收带，因此可以通过与已知标准样品的红外光谱对比，确定高分子样品中各种成分的存在与否。
核磁共振（NMR）法核磁共振法是一种高分子成分定性分析的精确方法。
NMR法通过测量高分子样品中核磁共振谱的特征，来确定样品中各种成分的种类。
NMR谱图可以提供高分辨率和高信噪比，可以准确识别高分子样品中的各种结构单元。
质谱（MS）法质谱法是一种高分子成分定性分析的灵敏方法。
它通过测量高分子样品中离子的质量-荷比，来确定样品中各种成分的种类。
质谱可以提供高分辨率和高灵敏度的分析结果，可以准确识别高分子样品中的各种成分。
定量分析方法色谱法色谱法是一种常见的高分子成分定量分析方法。
常用的色谱法有气相色谱（GC）和液相色谱（LC）。
色谱法基于样品分离原理，通过测量高分子样品中各种成分的峰面积或峰高，来确定其相对含量。
色谱法具有分离效率高、灵敏度高的特点，广泛应用于高分子成分定量分析。
热重分析（TGA）法热重分析法是一种高分子成分定量分析的热性能测量方法。
它通过加热高分子样品，测量其在不同温度下失重的情况，来确定各种成分的含量。
不同成分的失重温度和失重量不同，因此可以通过热重分析法来定量分析高分子样品中各种成分的含量。
标准曲线法标准曲线法是一种常用的定量分析方法。
它通过制备一系列已知浓度的标准样品，测量它们的响应值（如吸收光谱的吸光度），绘制标准曲线。
然后用待测样品测量得到的响应值在标准曲线上找到相应的浓度，从而确定高分子样品中各种成分的含量。
高分子分子量测定方法的研究
高分子分子量测定方法的研究高分子材料在生活中的应用越来越广泛，例如塑料、橡胶、纤维等。
因此，高分子材料的质量控制和研究变得越来越重要。
高分子材料的分子量是其物理、化学和力学性质的重要指标，因此分子量的精确测定是高分子材料研究的一个重要方面。
目前，已经开发了多种高分子分子量测定方法，包括粘度法、光散射法、凝胶渗透色谱法、质谱法等。
本文将介绍一些高分子分子量测定方法的原理、特点和应用。
一、粘度法粘度法是高分子分子量测定的最早的方法之一，其原理是：高分子在溶液中运动时，会与溶剂分子相互摩擦和撞击，产生阻力，导致溶液的整体粘度增加。
粘度与分子量成反比，因此可以用粘度法来测定高分子的分子量。
具体地，用天平称取不同浓度的高分子溶液，在特定的温度下，测量溶液的粘度。
将粘度数据与相应的浓度计算出粘度平均分子量，从而得到分子量的概略值。
粘度法的优点是操作简单、不需要复杂的仪器设备、测量时间短、成本低廉。
但是，粘度法在分子量高于10万时，其精度受到很大限制。
此外，不同高分子之间粘度测量结果的可比性较差，因此需要对不同高分子进行标准化处理。
二、光散射法光散射法是一种测量高分子分子量的准确方法，可以用来测量高分子的绝对分子量、分子量分布和形态结构等。
光散射测量的原理是: 测量高分子溶液中光线的散射强度，改变光线方向或波长，可以获得不同范围分子量的散射强度分布，从而测量高分子的分子量特性。
与粘度法相比，光散射法更适合于测量高分子的分子量分布宽泛和形态结构不规则的情况。
三、凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱（GPC）法是一种广泛应用的高分子分子量测定方法。
其原理是: 利用凝胶为分子分离提供渗透分子的溶剂黏度，嵌入凝胶内进行分子量分布测定。
凝胶作为一种多孔元素或分子网络，具有分子筛、分子导向、渗透、化学识别等作用。
当高分子涂布在凝胶表面时，由于凝胶中的分子间间隙比高分子分子大，高分子的长链会被凝胶筛选，而短链则可以穿过凝胶，在洗涤溶液中被洗出，使溶液分子量分布向小分子倾斜。
高分子材料剖析实用手册
高分子材料剖析实用手册
（最新版）
目录
1.高分子材料的概述
2.高分子材料的分类
3.高分子材料的性能及应用
4.高分子材料的剖析方法
5.高分子材料的发展前景
正文
高分子材料剖析实用手册涵盖了高分子材料的概述、分类、性能及应用、剖析方法以及发展前景等内容，为高分子材料的研究与应用提供了实用的参考。
一、高分子材料的概述
高分子材料是由许多重复单元组成的大分子，其分子量高达几万至几十万，具有独特的物理、化学和生物性能。
高分子材料按照来源可分为天然高分子材料和合成高分子材料。
二、高分子材料的分类
高分子材料可分为橡胶、纤维、塑料、涂料、粘合剂等，根据结构和性能的不同，又可分为热塑性高分子材料、热固性高分子材料和弹性体等。
三、高分子材料的性能及应用
高分子材料具有质轻、耐磨、耐腐蚀、绝缘性好等优点，广泛应用于航空航天、电子、汽车、建筑、医疗等领域。
随着科技的进步，高分子材料在新能源、生物医学等领域的应用也日益广泛。
四、高分子材料的剖析方法
高分子材料的剖析方法主要包括红外光谱、核磁共振、质谱、X 射线衍射、透射电子显微镜等，通过这些方法可以对高分子材料的结构、组成、性能进行分析和评价。
五、高分子材料的发展前景
随着科学技术的进步和社会需求的变化，高分子材料在环保、节能、生物医学等领域的应用前景十分广阔。
新型高分子材料的研究与开发将成为未来材料科学的重要发展方向。
分子量及分子量分布检测
分子量及分子量分布检测高聚物的分子量及分子量分布，是研究聚合物及高分子材料性能的最基本数据之一。
它涉及到高分子材料及其制品的力学性能，高聚物的流变性质，聚合物加工性能和加工条件的选择。
也是在高分子化学、高分子物理领域对具体聚合反应，具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。
根据不同材质，选用不同体系的测试方法来做分子量检测，测试材质包括塑料、橡胶、及相关的其他高分子材料，尤其超高分子量聚乙烯的分子量检测。
检测体系要水相体系、四氢呋喃（THF）体系、（DMF体系）。
【具体检测项目】1、数均分子量的测定在一个高聚物体系中，各种分子量的摩尔分数与其相应的分子量的乘积所得的总和。
2、光散射法测定重均相对分子量当一束光通过圆柱形样品管时，光的大部分在透射后继续前进，而此时其它方向也因为溶液中介质的折光而发出散射光。
由于介质的折光取决于介质的介电常数，是介质密度和浓度变化的结果(与渗透压有关)，所以可根据Van-Hoff方程及维利展开式知道溶液光散色和聚合物分子量之间的关系。
3、粘度法测定聚合物相对分子量粘度法：由于高分子溶液的粘度与高分子物分子量间有一定的关系，利用粘度来测定出高分子物分子量的方法。
用粘度法所测出的分子量为粘均分子量。
4、凝胶渗透色谱(GPC)利用高分子溶液通过填充有特种凝胶的柱，在柱上按其分子体积（流体力学体积）的大小进行分离的一种方法，是新型的液相色谱。
【表征方法及原理】1.粘度法测相对分子量（粘均分子量Mη）用乌式粘度计，测高分子稀释溶液的特性粘数[η]，根据Mark-Houwink公式[η]＝kMα，从文献或有关手册查出k、α值，计算出高分子的分子量。
其中，k、α值因所用溶剂的不同及实验温度的不同而具有不同数值。
2.小角激光光散射法测重均分子量（Mw）当入射光电磁波通过介质时，使介质中的小粒子（如高分子）中的电子产生强迫振动，从而产生二次波源向各方向发射与振荡电场（入射光电磁波）同样频率的散射光波。
高分子材料测试技术（精华版）
高分子材料的测试方法综述前言：高分子材料及其成品的性能与其化学，物理的组成，结构以及加工条件亲密相关；为了表征性能与组成，结构和加工参数之间的关系，分析测试技术将起到唯独的打算作用; 并为评定材料质量，改进产品性能和研制新材料供应依据；不管是基本的材料性质，仍是加工性质( 或加工参数) 以及产品性质，客观标准的评定都需要某种测试技术供应参数进行表征；摘要：DTA DSC 红外光谱1 差热分析和差示扫描量热法差热分析1，差热分析的定义差热分析是布程控温度下，测量物质和参比物之间的温度差与温度关系的技术；这种. 关系可用数学式表示为温度;TR 参比物温度；，式中Ts 为试样2，差热分析的测试原理与仪器组成根据热分析定义，全部热分析仪器，差热分析仪器也不例外，它们都是田三大部分组成:(1) 被测物质的物理性质检测装置部分；如图 1.} 虚线内组成一也称主体部分;(2) 温度程序掌握装置部分制和数据处理装置部分；;(3) 显示记录装置部分；此外，仍有气氛控差热分析仪器的组成如下列图，虚线内为其测里原理S为试样；UTC为由控温热电偶送出的微伏信一号;R 为参比吻;UT 为由试样的热电偶送出的毫伏信号;E 为电炉;U T 为由差示热散偶送出的毫伏信号l程序掌握器；2. 氛掌握；3. 差热放大器；4. 记录仪差示扫描量热法1，差示扫描量热法定义差示扫描量热法是在程控温度下，测量输入到物质和参比物之间的功率差与温度关系的技术，用数学式表示为2，外加热式的功率补偿型差示扫描量热仪器的结构组成1. 温度程序掌握器;2. 气氛掌握;3. 差热放大器;4. 功率补偿放大器;5. 记录仪由于扫描量热法是在差热分析基础上进展起来的，因此，差示扫描量热仪在仪器结构组成上与差热分析仪特别相像；热流型兼示扫描量热法，实际上就是定量差热分析；功率补偿型差示扫描量热仪与差热分析仪的主要区分是前者在试样S侧和参比物R侧/l 面分别增加一个功率补偿加热丝( 或称加热器) ，此外仍增加一个功率补偿放大器；而内加热式功率补偿型差示扫描量热仪结构组成特点是测温敏锐. 元件是用铂电阻处而不是热电偶；高分子材料讨论中的应用差热分析技术和差示扫描里热技术在高分子材料科学与工程中的详细应用；为了实际应用时到底采纳哪种技术更为有益，先将这两种技术作比较；DTA 和DSC的主要区分:DTA 测定的是试样和参比物之间的温度差; 而DAC 测定的是热流率dH/dt, 定量便利；因此，DSC主要优点是热量定里便利，辨论率高，灵敏度好;. 其缺点是使用温度低，以功率补偿型DSC为例，最高温度只能到725；对于DTA，目前超高温DTA可作到2400 C，一般高温炉也能作到1500；所以，需要用高温的矿物，冶金等领域仍只能用DTA.但是对于需要温度不高, 灵敏度要求很高的有机，高分子及生物化学领域,DSC就是一种很有用的技术，正因如此，其进展也特别快速；近年来，DTA和DSC在高分子方而的应用特殊广泛，如讨论聚合物的相转变，测定结晶温度T, 结晶度θ，熔点Tm，等温结晶动力学参数和玻璃化转变温度以及讨论聚合，同化，交联，氧化，分解等反应，并测定反应温度或反应温区，TR，反应热，反应动力学参数等；2 热重法和微商热重法热重法和微商热重法定义热重法：根据ICTAC命名，热重法是在程序掌握温度下，测量物质的质量与温度关系的一种技术；用数学表达式为W=f（T 或t ）式中:W 为物质重量；T 为温度；t 为时间微商热重法: 将热重法得到的热重曲线对时间或温度一阶微商的方法；记录的曲线为微商热重曲线简称DTG曲线，纵坐标为质量变化速率,dm/dt 或dm/dT;横坐标为时间或温度；测试原理由上述TG(DTG 定)义，可知其简洁原理；粗略的说；热重分析技术就是把物质放在炉子里进行加热称量的技术；也可在降温下称量；能够进行这种测量的仪器就是热天平(Therrnobalanee} ；下图分别表示热天平简洁示意图（简易的热重分析技术的简洁原理）和近代热天平的原理图；热重法( 微商热重法) 在高分子材料讨论中的应用热重法的主要特点是定量性强，能准地测量物质的质量变化及变化的速率；然而热重法的试验结果与试验条件有关；但是，对商品化的热天平而言，只要选用相同的试验条件，同种样品的热重数据是能重现的；试验证明，热重法广泛地应用在化学及化学有关的领域中，20 世纪50 岁月，热重法曾有力地推动了无机分析化学的进展，到幼岁月，热重法又在聚合物科学领域发挥根大作用；近年来，可以说在冶金学，漆料及油墨科学，制陶学，食品工艺学，无机化学，有机化学，生物化学及地球化学等学科中，热重法都有广泛的应用，发挥重要的作用；随着高分子材料与工程的. 进展，人们广泛应用热重法来讨论其中包括评估高分子材料的热稳固性，添加剂对热稳固的影响，氧化稳固性的测定，含湿量和添加剂含量的测定，反应动力学的讨论和共聚物，共混物体系的定量分析，聚合物和共聚物的热裂解以及热老化的讨论，等等；热重法现已成为生产部门和讨论单位讨论高分子材料热变化过程的重要手段，生产中可直接用于掌握工艺过程，理论土就可讨论聚合物分子链的端基情形；通过反应动力学的讨论，可以求得降解反应的速度常数，反应级数，频率因子及活化能；由于热重法具有分析速度快，样品用量少的特点，因而在高分子材料热老化方面的讨论中也口益引人注目；3 红外吸取光谱法红外吸取光谱特点红外吸取光谱最突出的特点是具有高度的特点性，除光学异构体外，每神化合物都有自己的红外吸取光谱；因此，红外光谱法特殊适于鉴定有机物，高聚物，以及其它复杂结构的自然及人工合成产物；固态，液态，气态样品均可测定，测试过程不破坏样品，分析速度快，样品用量少，操作简便；由于红外光潜法具有这些优点，现已成为化学试验室必不行少的分析仪器；但红外光谱法在定量分析. 方面精确度不高；在对复杂的未知物进行结构鉴定上，由丁它主要的特点是供应关于官能团的结构信息；故尚须结合紫外，核磁，质谱（U V，NMR，MS）及其它理化数据. 进行综合判定；目前在我国航空二二业系统中已广泛使用红外光谱代替传统的化学分析方法，对各种非金属材料进行质量监控; 并已制定了相应的检验标准，在各单位推广应用，取得了明显的经济效益；红外光谱仪，特殊是配有衰减全反射（ATR）漫反射(DRS)和光声池(PAS)等附件的傅里叫‘变换红外光谱仪，在涂料，胶粘剂，工程塑料以及树脂基复合材料的讨论中发挥着越来越大的作用；红外光谱仪器目前生产和使用的红外光谱仪主要有两大类，即色散型红外分光光度计和于涉分光——傅里叶变换红外光谱仪；用激光做光源的激光红外光谱仪尚处于研制阶段；1，色散型双光束红外分光光度计色散型红外分光光度计是由光源，单色器，检测器和放大记录系统等几个基术部分组成的；下图是红外分光光度计的方块图2，傅里叶变换红外光谱仪( 简称FT-IR)博里叶变换红外光谱仪与上述的色散型红外光谱仪的工作原理有很大不同，FT-IR 主要是由光源，迈克尔逊干涉仪，探测器和运算机等几部分组成；其工作原理如下列图；光源发出的红外辐射，通过迈克尔逊千涉仪变成干涉图，通过祥品后即得到带有样品信息的干涉图，经放大器将信号放大，记录在磁带或穿孔卡片或纸带. 上，输入通用电子运算机处理或直接输入到专用运算机的磁芯储备体系中；当十涉图经模拟一数字转换器(A/D)) 进行运算后，再经数字模拟转换(D/A) ，由波数分析器扫描，便可由X 一Y 记录器绘出通常的透过率对应波数关系的红外光谱；R—红外. 光源；M1肯定镜:M2 一一动镜;B —光束分裂器;S—样品；D—探测器；A—放大器;F—滤光器;A/D 模数转换骼;D/A 一数模转换器3，傅里叶变换红外光谱仪与一般色散型红外分光光度计相比的优点:①具有很高的辨论力；②波数精度高；③扫描时闻快；④光谱范畴宽；⑤灵敏度高；高聚物方面的应用红外光谱是讨论高聚物的一个很有成效的工具；讨论内容也很广泛，不仅可以鉴定米知聚合物的结构，剖析各种高聚物中添加剂，助剂，定量分析共聚物的组成，而且可以考察聚合物的结构，讨论聚合反应，测定聚合物的结晶度，取向度，判别它的立休构型等；.。
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同位素离子
有些元素具有天然存在的稳定同位素， 所以在质谱图上出现一些 M＋l，M＋2 的峰，由这些同位素形成的离子峰称为 同位素离子峰。
三、判断分子离子峰的方法
分子离子一定是奇电子离子 分子离子峰一定是质谱图中除同位素峰以外的最高 质量数的峰。分子离子的质量数代表了该化合物的 相对分子质量 分子离子有合理的丢失：分子离子可以首先丢失-H、 -CH3、-OH、H2O、-R等离子，在质谱图的高质量 端有碎片离子如：M-1、M-15、M-17、M-18和MR等峰 分子离子必须符合氮规律:化合物不含氮或含偶数个 氮原子其质量数为偶数；化合物含奇数个氮原子其 质量数为奇数。
基质辅助激光解析/离子化飞行时间质谱的原理
激光选在UV范围内发射，在此波长上通过共振吸 收作用有效地可控地将能量转换给被测样品，应用 脉冲宽度在1~100ns 范围内的脉冲激光实现间隔的， 短时间的能量转化，以避免高分子的热分解，同时， 在如此短的周期下激光很容易聚焦到一个很小的点 离子源上，使其与TOF质谱结合；在TOF质谱仪中， 离子通过电场获得动能，再经过非场区域，到达检 测器的时间不同，经信号转换为传统的质谱图
如果没有分子离子峰？
下面三张质谱图中质荷比最大的离子是否为分子离 子，已知三个化合物均不含氮原子
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第二节 质谱仪
一、结 构
1、真空系统
质谱仪的离子产生及经过系统必须处于高真空 状态（离子源真空度应达l．3×10-4～l．3×105Pa，质量分析器中应达l．3×10-6Pa）。若真 空度过低，则会造成离子源灯丝损坏、本底增 高、到反应过多，从而使图谱复杂化、干扰离 子源的调节、加速极放电等问题。一般质谱仪 都采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩散泵 连续地运行以保持真空。现代质谱仪采用分子 泵可获得更高的真空度。
电子轰击源
电子轰击法是通用的电离法，是使用高能电子束 从试样分子中撞出一个电子而产生正离子，即 M＋e → M+＋2e 式中M为待测分子，M+为分子离子或母体离子。
4、质量分析器
质量分析器位于离子源和检测器之间，依据不 同方式将样品离子按质荷比m／z分开。质量分 析器的主要类型有：磁分析器、飞行时间分析 器、四极滤质器、离子捕获分析器和离子回旋 共振分析器等。随着微电子技术的发展，也可 以采用这些分析器的变型。 最常用的分析器类型之一就是扇形磁分析器。 离子束经加速后飞入磁极间的弯曲区，由于磁 场作用，飞行轨道发生弯曲，见下图。
基质的作用：吸收激光能量和将聚合物分子相互 分隔开来，基质和样品的摩尔比在100：1到 50000:1之间的范围对离子的产生是最适宜的，作 为基质物质必须满足在激光波长上有充分的共振 吸收和被分析物质形成一种均一的固体或液体
比LS 结果低4%
几种典型的聚合物裂解方式
1、乙烯类高分子一般以主链断裂为主
2、由侧链的分裂引起主链的断裂
T=250~350oC
T=500oC
3、丙烯腈分子的断裂
5、主链具有杂原子的聚合物的断裂
质谱法测聚合物的分子量
分子量的测定方法分为绝对的、等价的和相对的 绝对法得到的实验数据用来计算分子质量而不 需任何关于聚合物结构的假设：等价法需要高 分子结构的信息；相对法依赖于溶质的化学结 构和物理形态以及溶质-溶剂相互作用，同时还 需其他绝对分子量测定方法进行校准
绝对法：包括所有的散射过程（静（动）态光散 射、小角X射线散射和中子散射）；沉降平衡法和 依数法（膜渗透、沸点升高、冰点降低和蒸汽压 渗透）质谱
等价法：只要已知聚合物的化学结构，即端基 结构与数目，端基测定的灵敏度强烈的依赖于 测定端基的方法，碳谱可测分子量最高8000， 化学滴定法40000，荧光基团分析可达106
不饱和度f是指一个化合物或离子中所有的双键数 目（一个叁键相当于两个双键）和环数目之和，所 以也称做环加双键数 f=(四价原子数)-(一价原子数/2)+(三价原子数/2)+1
苯
：f=1+6+1/2（0-6）=4
例：未知化合物分子式为C4H10O，其谱图如下
C2H5-O-C2H5
质谱在高分子结构研究中的应用
5、检测与记录
质谱仪常用的检测器有法拉第杯(Faraday Cup)、 电子倍增器及闪烁计数器、照相底片等。
二、测试原理
第三节 质谱图的表示和解释方法
一、质谱的表示方法
正戊烷的质谱图
正戊烷的质谱图（表格式）
二、解释质谱图的一般方法
高质量端确定分子离子峰，化合物的分子量 查看分子离子峰的同位素峰组 不饱和度的计算 研究高质量端离子峰( M-15: CH3;M-16:O,NH2) GC-MS/ LC-MS Polymer
第五章 质 谱
Mass Spectrum
质谱的概念
有机化合物的分子在高真空中受到电子流轰 击或强电场作用，分子会丢失一个外层电子， 生成带正电荷的分子离子，同时化学键也会 发生某些规律性的断裂，生成各种特征质量 的碎片离子。这些离子在电场和磁场的作用 下，按照质荷比(m／z)大小的顺序分离开来， 收集和记录这些离子就得到质谱图。
正戊烷的电子轰击电离质谱图
二、质谱中的离子
分子离子 有机化合物的分子受到电子轰击或给其能量 而被离子化形成的带正电荷的奇电子离子称 为分子离子 M ＋e→ M+＋2e
CH4 + e CH4+ + 2e
碎片离子
分子离子产生后可能具有较高的能量，大于其某 些化学键的键能时，将会通过进一步碎裂（化学 键断裂），碎裂后产生的离子称为碎片离子
聚合物
裂解
质谱分析
PGC-MS
裂解与降解
聚合物的定性鉴别
某未知三元共聚物的PGC-MS谱图
butadiene
MMA
St
研究高分子的链结构
在一定的裂解色谱条件下，产生裂解碎片 的结构和生成率是随着高分子链结构的不 同而变化的，因此可用裂解分析的方法研 究高分子的链结构
聚合物主要的热裂解形式
相对法：粘度法，GPC
质谱法测聚合物的分子量
基质辅助激光解析/离子化飞行时间质谱 Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Time Of Flight Mass Spectrum(MALDI-TOF MS) 测定分子量高达百万的高分子量的生物 大分子（如蛋白质、多肽）和合成高分 子（PS、PE、PMMA等）的分子量
一张质谱图可提供有机物准确 的相对分子质量、分子和一些 碎片的元素组成等信息，从而 推断出分子式和分子结构。
第一节 概 述
质谱法：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
一、质谱分析方法的特点
应用范围广：同位素、有机结构（气液固） 灵敏度高：50pg，用量少（微克级） 分析速度快 结构复杂，价格昂贵
2、进样系统
进样系统的目的是高效重复地将样品引人到 离子源中并且不能造成真空度的降低。目前 常用的进样装置有三种类型：间歇式进样系 统、直接探针进样及色谱进样系统。一般质 谱仪都配有前两种进样系统以适应不同的样 品需要.
3、电离源
电离源的功能是将进样系统引入的气态样品分子 转化成离子。由于离子化所需要的能量随分子 不同差异很大，因此，对于不同的分子应选择 不同的离解方法。通常称能给样品较大能量的 电离方法为硬电离方法，而给样品较小能量的 电离方法为软电离方法，后一种方法适用于易 破裂或易电离的样品。 离子源是质谱仪的心脏，可以将离子源看作是 比较高级的反应器，其中样品发生一系列的特 征降解反应，分解作用在很短时间（～1μs）内 发生，所以可以快速获得质谱。