熱解分析 熱解分析在高分子材料研究中的應(yīng)用

1、2 2 共混物和共聚物的區(qū)分共混物和共聚物的區(qū)分 熱解分析在高分子材料研究中的應(yīng)用熱解分析在高分子材料研究中的應(yīng)用3 3 高分子材料的定量分析高分子材料的定量分析 4 4 高分子鏈結(jié)構(gòu)的測定高分子鏈結(jié)構(gòu)的測定 5 5 聚合物反應(yīng)過程的研究聚合物反應(yīng)過程的研究 1 1 高聚物的定性鑒定高聚物的定性鑒定 6 6 高聚物合金材料在流動過程中高聚物合金材料在流動過程中 分散相遷移狀況的研究分散相遷移狀況的研究用用p pgcgc方法鑒別高聚物，可采用方法鑒別高聚物，可采用“指紋指紋圖圖”法或法或“特征特征峰峰”法。最簡單的方法是用已知樣法。最簡單的方法是用已知樣品品在在同同樣條件下進(jìn)行樣條件下進(jìn)行“指紋

2、指紋圖圖”的對照。缺乏已知樣，或不知未知樣品屬于何種類型的對照。缺乏已知樣，或不知未知樣品屬于何種類型的高聚物時，可采用的高聚物時，可采用pgc-mpgc-ms s方法測定特征碎片峰的結(jié)構(gòu)，方法測定特征碎片峰的結(jié)構(gòu)，然后再推測高聚物的然后再推測高聚物的類型。類型。1 1 高聚物的定性鑒定高聚物的定性鑒定例：例：未知共聚物的未知共聚物的pgc-mpgc-ms s解析解析。從重建離子流色譜圖中。從重建離子流色譜圖中可觀察到可觀察到#16#16，5l5l和和155155峰為主要峰，從這三個峰的質(zhì)峰為主要峰，從這三個峰的質(zhì)譜圖可知分別為丁二烯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯，由此譜圖可知分別為丁二烯、甲基丙烯

3、酸甲酯和苯乙烯，由此可推測未知共聚物為甲基丙烯酸甲酯可推測未知共聚物為甲基丙烯酸甲酯- -丁二烯丁二烯- -苯乙烯三元苯乙烯三元共聚即共聚即mbmbs s。 甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯 丁二烯丁二烯 苯乙烯苯乙烯 當(dāng)當(dāng)n n不同時不同時，c,e,fc,e,f碎片碎片峰的含碳數(shù)不同，反映在峰的含碳數(shù)不同，反映在pgpgc c譜譜圖中的保留值也不圖中的保留值也不相同，可依照色譜相同，可依照色譜的的保留保留值來判別為何種聚值來判別為何種聚酯酯。裂解色譜鑒別同系列聚合裂解色譜鑒別同系列聚合物物：例如圖為聚例如圖為聚對苯二甲對苯二甲酸酸n二醇酯二醇酯材料材料(n2,3,4, 5,6)的的pgc譜圖。譜

4、圖。 聚聚對苯二甲酸二醇酯對苯二甲酸二醇酯材料的裂解模式材料的裂解模式 用用pgcpgc方法研究聚合物的反應(yīng)是一種很好的手段。方法研究聚合物的反應(yīng)是一種很好的手段。例：研究環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)。例：研究環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)。5 5 聚合物反應(yīng)過程的研究聚合物反應(yīng)過程的研究當(dāng)環(huán)氧樹脂熱裂解時，產(chǎn)生的低沸點碎片中，主當(dāng)環(huán)氧樹脂熱裂解時，產(chǎn)生的低沸點碎片中，主要是丙烯醛、烯丙醇和乙烯等。要是丙烯醛、烯丙醇和乙烯等。當(dāng)固化時，環(huán)氧基被打開，這時形成的主要裂解當(dāng)固化時，環(huán)氧基被打開，這時形成的主要裂解產(chǎn)物為乙醛和丙酮。產(chǎn)物為乙醛和丙酮。圖圖5-365-36所示為部分固化的環(huán)氧樹脂裂解譜圖。隨著固化反應(yīng)所示為

5、部分固化的環(huán)氧樹脂裂解譜圖。隨著固化反應(yīng)的進(jìn)行，不斷取樣分析，就可以觀察到上述碎片峰相對生成的進(jìn)行，不斷取樣分析，就可以觀察到上述碎片峰相對生成率的變化情況。率的變化情況。環(huán)氧樹脂在不同固化溫度環(huán)氧樹脂在不同固化溫度下，反應(yīng)下，反應(yīng)1h1h后，各裂解碎后，各裂解碎片相對生成率的變化狀況，片相對生成率的變化狀況，如圖。如圖。證明固化反應(yīng)是化學(xué)鍵合，采用證明固化反應(yīng)是化學(xué)鍵合，采用萘酚縮水甘油醚環(huán)氧萘酚縮水甘油醚環(huán)氧為模型化合物。為模型化合物。先用先用pgcpgc法證實在碳纖維法證實在碳纖維(cf)(cf)表面物理吸附的環(huán)氧樹脂表面物理吸附的環(huán)氧樹脂(fp)(fp)可用可用dmfdmf洗滌除去。洗

6、滌除去。然后把涂有模型化合物的然后把涂有模型化合物的cfcf在在150150下反應(yīng)下反應(yīng)5h5h，用，用dmfdmf洗洗滌反應(yīng)產(chǎn)物。滌反應(yīng)產(chǎn)物。這一結(jié)果也可用于研究碳纖維這一結(jié)果也可用于研究碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面的化學(xué)反應(yīng)。的化學(xué)反應(yīng)。環(huán)氧樹脂熱裂解：丙烯醛、烯丙醇和乙烯等。環(huán)氧樹脂熱裂解：丙烯醛、烯丙醇和乙烯等。固化環(huán)氧樹脂熱裂解：乙醛和丙酮。固化環(huán)氧樹脂熱裂解：乙醛和丙酮。ep和和cf之間確有化學(xué)鍵合存在。之間確有化學(xué)鍵合存在。6 高聚物合金材料在流動過程中分散相遷移狀況的研究高聚物合金材料在流動過程中分散相遷移狀況的研究 在加工聚碳酸酯在加工聚碳酸酯(pc)與聚

7、乙烯與聚乙烯(pe)共混合金材料的過程中，共混合金材料的過程中，可用可用pgc法測定試件不同截面處共混材料的組成分布來研究分法測定試件不同截面處共混材料的組成分布來研究分散相散相(pe)在在pc中含量的變化。中含量的變化。標(biāo)準(zhǔn)樣條取樣位置示意圖標(biāo)準(zhǔn)樣條取樣位置示意圖制樣：把制樣：把pc/pe合金材料制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，然后在測定部位合金材料制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，然后在測定部位切取厚切取厚1.5mm寬寬3mm的小樣條一塊，在生物切片機(jī)上，依的小樣條一塊，在生物切片機(jī)上，依次切成次切成15m厚的薄片作為樣品。厚的薄片作為樣品。樣品樣品pc/pe合金材料：合金材料：pc基體，基體，pe分散相分散相首先根據(jù)樣條的重建離子流色譜圖