聚合物結(jié)構(gòu)分析知識點

1、一、名字解釋1、紅外光譜中基因特征頻率:通過把各種化合物的譜圖比照覺察，具有一樣官能團的一系列化合物近似有一個共同的吸取頻率范圍，通 常把這種能代表某種基團存在并有較高強度的吸取峰，稱為基團的特征吸取峰。這個峰所在的頻率位置稱 為基團的特征吸取頻率。2、官能團區(qū)：在紅外光譜中，通常劃分兩個主要的區(qū)域，在13004000cm-1 范圍內(nèi)，基團和頻率的對應(yīng)關(guān)系比較明確，對于確定化合物中的官能團很有幫助，這個區(qū)域稱為官能團區(qū)。3、指紋區(qū)：在 400-1300cm-1 范圍內(nèi)，譜圖上會消滅很多的譜帶，其特征歸屬不完全符合規(guī)律，但是一些同系物或者構(gòu)造相近的化合物，在這個區(qū)域的譜帶往往存在肯定的區(qū)分，可以

2、加以區(qū)分，如同人的指紋， 因此通常被形象地稱為指紋區(qū)4、透過率：記錄原始光強在通過樣品后透過光的強度變化百分比5、吸光度：記錄樣品吸取的紅外光強度6、紅外二向色性：當(dāng)紅外光通過偏振器后，得道電矢量只有一個方向上的偏振光。這束光入射到取向的 聚合物材料上，當(dāng)基團振動的偶極距變化的方向與偏振光電矢量方向平行時，產(chǎn)生最強的吸取強度；反之假設(shè)二者垂直，則產(chǎn)生最小的吸取幾乎不產(chǎn)生吸取，這種現(xiàn)象稱為紅外二向色性。7、衰減全反射：當(dāng)光線由折射率高的晶體光密介質(zhì)入射到折射率低的晶體光疏介質(zhì)時，假設(shè)入 射角大于臨界角，光線在界面上發(fā)生反射，光線在界面上穿透肯定的深度反射回來，假設(shè)界面上的物質(zhì)對 入射的光線有吸取

3、，則反射的光能量就會發(fā)生衰減，這種現(xiàn)象被稱為衰減全反射。8、光聲效應(yīng)：物質(zhì)吸取肯定頻率的光能后，由激發(fā)態(tài)通過非輻射過程躍遷到低能態(tài)時，會產(chǎn)生同頻率的聲波光聲信號，這種效應(yīng)即為光聲效應(yīng)。9、拉曼散射：拉曼散射為散射光譜，當(dāng)一束頻率為v0 的入射光照耀到氣體、液體或透亮晶體樣品上時，絕大局部可以透過，大約有 0.1%光散射稱為拉曼散射。10、瑞利散射：假設(shè)發(fā)生彈性碰撞，即倆者之間沒有能量交換，這種光散射稱為瑞利散射。11、斯托克斯線：在拉曼散射中，假設(shè)光子把一局部能量給樣品分子，得道的散射光能量削減，在垂直方向測量到的散射光中，可以檢測頻率為 v0E/h 的線，稱為斯托克斯線，假設(shè)他是紅外活性的話

4、，E/h的測量值與激發(fā)該振動的紅外頻率全都12、反斯托克斯線：假設(shè)光子從樣品分子中獲得能量，在大于入射光線頻率處接收到的射線，則稱為反斯托克斯線。13、拉曼位移：斯托克斯線或反斯托克斯線與入射光頻率之差為拉曼位移。14、核磁共振：處于靜磁場中的核自旋體系，當(dāng)其拉莫爾運動頻率與作用于該體系的射頻場頻率相等時。所發(fā)生的吸取電磁波的現(xiàn)象稱為核磁共振。15、拉莫爾進動：在磁場中，自轉(zhuǎn)核的赤道平面也因受到力矩作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其結(jié)果是核磁距圍著磁場方向轉(zhuǎn)動，這就稱為拉莫爾運動。16、NMR 中的屏蔽作用：當(dāng)原子核處于外磁場中時，核外電子運動要產(chǎn)生感應(yīng)磁場，核外電子對原子核的這種作用就是屏蔽作用。17、化學(xué)

5、位移：當(dāng)共振頻率發(fā)生了變化，在譜圖上反映出了譜峰位置的移動，這稱為化學(xué)位移。18、耦合常數(shù)：通過成鍵電子間的傳遞，形成相離質(zhì)子之間的自旋自旋耦合，而導(dǎo)致自旋自旋分裂。分裂峰之間的距離稱為耦合常數(shù)。19、動態(tài)力學(xué)熱分析：測量材料在肯定溫度范圍內(nèi)動態(tài)力學(xué)性能的變化。從分子運動和變化的角度看蠕變過程包括三種形變：普彈形變、高彈形變、塑性形變20 稱為普彈形變。21、高彈形變：當(dāng)外力作用時間和鏈段運動所需要的松弛時間有一樣的數(shù)量級時，鏈段的熱運動和鏈段間的相對滑移使卷曲的分子鏈漸漸伸開放來，這種形變值很大，稱為高彈形變。22、塑性形變：假設(shè)分子間沒有化學(xué)交聯(lián)，當(dāng)外力作用時間與整個分子鏈的松弛時間有一樣

6、的數(shù)量級時，則會產(chǎn)生分子間的相對滑移，稱為塑性形變。23、損耗因子：損耗角正切.24、吸取襯度：高分子電鏡圖像的襯度主要是吸取襯度，取決于樣品各處參與成像的電子數(shù)目的差異，電 子數(shù)目越多，散射越厲害，透射電子就越少，從而圖像越暗。25、外表形貌襯度：主要是樣品外表的凹凸打算的。26X 射線，對微區(qū)內(nèi)原子序數(shù)的差異相當(dāng)敏感，而二次電子不敏感。27、焦深：焦深大意味著能使不平坦性大的外表上下都能聚焦。二、填空及解答1、聚合物的取向度、結(jié)晶度、交聯(lián)度、本體粘流行為分別可以用哪些方法來測試測定取向度的方法有雙折射法、X 射線衍射、圓二色性法、紅外二色性法；測定結(jié)晶度的方法有X 射線衍射法、電子衍射法、

7、核磁共振吸取、紅外吸取光譜、密度法、熱分析法；測定交聯(lián)度的方法有溶脹法、力學(xué)測量法；測定本體粘流行為有旋轉(zhuǎn)粘度計、熔融指數(shù)測定儀、各種毛細(xì)管流變儀。2、要求記住劃分成光譜區(qū)的電磁總譜，知道不同光譜法爭辯的是分子中的哪一種運動形式。波長及其2105um1000252750400100.01分區(qū)無線電波區(qū)微波區(qū)遠(yuǎn)紅外區(qū)中紅外區(qū)近紅外區(qū)可見光區(qū)紫外區(qū)X射線區(qū)射線區(qū)運動形式核自旋電 子分子轉(zhuǎn)分子轉(zhuǎn)動及晶分子基頻主要涉及O-H N-H外層電子躍進核反響自旋動體的晶格振動振動C-H 鍵振動的倍頻子躍進及合頻吸取光譜法核磁共振普微 波順磁共遠(yuǎn)紅外光譜紅外光譜近紅外光譜可見光和紫外光譜X射線光射線光光譜振光譜

8、譜譜3、多晶X 射線衍射儀在聚合物構(gòu)造分析中有哪些應(yīng)用物相分析、結(jié)晶度測定、取向測定、晶粒尺寸測定。4、聚合物相對分子質(zhì)量的測定方法有哪些？ 分別可以測定哪些類型的分子量相對分子質(zhì)量的測定方法有溶液光散射法、凝膠滲透色譜法、粘度法、集中法、溶液激光小角散射法、沸 點上升法、端基滴定法。相對分子質(zhì)量分布的測定有凝膠滲透色譜、熔體流變行為、分級沉淀法、超速離心法。確定數(shù)均：端基滴定法、沸點上升法、氣相滲透壓法確定質(zhì)均：溶液光散射法、溶液激光小角散射法、超速離心法、凝膠滲透色譜法、黏均相對分子量：粘度法、凝膠滲透色譜法、5、要記住羥基及羰基在紅外光譜中消滅的波數(shù)范圍羥基在紅外光譜中消滅的波數(shù)范圍：3

9、2003650cm-1 羰基在紅外光譜中消滅的波數(shù)范圍：16501900cm-16、要會用氫譜推想簡潔化合物的構(gòu)造。留意積分面積比、位移峰分裂數(shù)目、及位移大小。1H-NMR 譜圖可以給我們供給的主要信息是：化學(xué)位移值-確認(rèn)氫原子所處的化學(xué)環(huán)境，即屬于何種基團耦合常數(shù)-推斷相鄰氫原子的關(guān)系與構(gòu)造吸取峰的面積-確定分子中各類氫原子的數(shù)量比7、要知道可以依據(jù)哪些性能的變化來爭辯聚合物的分子運動，都有哪些儀器。主要有四種類型：體積的變化、熱力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)的變化、電磁效應(yīng)測定體積的變化包括膨脹計法、折射系數(shù)測定法測定熱力學(xué)性質(zhì)的方法包括差熱分析方法、差示掃描量熱法測定力學(xué)性質(zhì)的變化的方法包括熱機械法

10、、應(yīng)力松弛法測定電磁效應(yīng)的方法包括測定介電松弛、核磁共振。8、紫外和紅外在化合物定性和定量分析中有哪些優(yōu)劣定性分析：由于高分子的紫外吸取峰通常只有 23 個，且峰形平穩(wěn)，因此他的選擇性遠(yuǎn)不如紅外光譜。而且紫外光譜主要打算于分子中發(fā)色和助色基團的特性，而不是整個分子的特性，所以紫外吸取光譜用于 定性分析不如紅外光譜重要和準(zhǔn)確。由于只有具有重鍵和芳香共軛體系的高分子才有紫外活性，所以紫外 光譜能測定出的高分子種類受到很大局限，不過利用紫外光譜很簡潔將具有特征官能團的高分子與不具特 征官能團的高分子相區(qū)分開來。定量分析：紫外光譜法的吸取強度比紅外光譜法大的多，紅外的值很少超過 103，而紫外的值最高

11、可達10415，紫外光譜法的靈敏度1-1-mol/比較簡潔，操作便利。紫外光譜法很適合爭辯共聚組成、微量物質(zhì)和聚合反響動力學(xué)。9、用光散射如何標(biāo)定聚合物粘度方程中參數(shù)和的標(biāo)定：k M兩邊對數(shù)lg=lg+lgM聚合物的0.50.8對分子質(zhì)量比較相近。配置一系列單分散性的樣品，用光散射法依次測定其值均相對分子質(zhì)量，近視認(rèn)為是黏均相對分子質(zhì)量,用黏度法測定其黏度，以lglgM 做圖，可以得到一條直線，外推直線得截距l(xiāng)g和斜率。10、用X 射線發(fā)如何對聚合物進展物組分析X 射線衍射物相分析的工作程序有兩種：一、試驗得到樣品的衍射，然后將之與物相在一樣試驗條件下的衍射圖直接比較，依據(jù)峰位、相對強度、樣品

12、構(gòu)造信息等判別待定物相。二、試驗得到待定樣品的衍射圖，求出各衍射峰對應(yīng)的面間距d ，然后結(jié)合各峰相對強度 I /I及試樣構(gòu)造信息等，在匯編標(biāo)ii 0準(zhǔn)中用dI/I。比照檢索，定識物相。根本內(nèi)容包括：區(qū)分晶態(tài)與非晶態(tài)、聚合物鑒定、識別晶體類型。ii 011、哪些因素會影響聚合物的DSC 曲線？ 是如何影響的影響因素有：樣品量-樣品量少，樣品的分別率高，但靈敏度下降，一般依據(jù)樣品熱效應(yīng)大小調(diào)整樣品量， 一般 35mg。升溫速率-通常升溫速率范圍在 520/min。一般來說，升溫速率越快，靈敏度提高，分別率下降。氣氛-一般使用惰性氣體，這樣不會產(chǎn)生氧化反響峰，同時又可削減試樣揮發(fā)物對檢測器的腐 蝕。

13、12、舉出至少三種判定倆種聚合物是形成了共聚物或是共聚物的方法，如何判定DSC 測定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，假設(shè)是共混物會消滅兩個Tg，而共聚物只有一個。DMA 動態(tài)力學(xué)分析，用TgTG 失重曲線：共聚物的熱穩(wěn)定性介于倆種均聚物熱穩(wěn)定性之間，而且隨組成比的變化而變化；而共混物的 TG 曲線，各組分的失重溫度沒有太大變化，各組分失重量是各組分純物質(zhì)的失重量乘以百重量疊加的結(jié)果。13、舉出至少三種判定兩三種聚合物相容性好壞的方法，如何判定DSC 法：測定倆種聚合物的玻璃化溫度，對共混體系只觀看到單一的Tg 其值介于純組分之間，則可認(rèn)為構(gòu)成共混物的組分是相容的；反知DMA：測定聚合物的玻璃化溫度Tg偏光

14、顯微鏡P216紅外光譜法14、要知道凝膠滲透色譜的原理。凝膠滲透色譜中為什么要進展普適校正。如何進展普適校正。GPC 相之間的安排效應(yīng)，假設(shè)淋出體積僅僅是由高分子的分子尺寸和載體尺寸的大小打算。當(dāng)高分子稀溶液通 過多孔性凝膠固定相時，大尺寸高分子不能進到凝膠空洞中而被完全排阻，只能沿著多孔凝膠粒子之間的 空隙通過色譜柱，首相從柱中被流淌相脫出來；中等大小分子能進入凝膠中的一些空洞中，但不能進入更 小的微孔，在色譜中受到滯留，較慢的從色譜柱中被洗脫出來；小分子可進入凝膠的絕大局部孔洞，在柱 中受到更強的滯留，會更慢的被洗脫出來。在使用校正曲線進展相對分子質(zhì)量計算時，理論上要求被測聚合物與標(biāo)樣具有

15、一樣的化學(xué)組成、化學(xué)構(gòu)造及組裝構(gòu)造。實際上很難做到，能夠得到標(biāo)準(zhǔn)樣品的聚合物種類格外有限，這時就需要使用普適校正。 普適校正的原理是 GPC 對聚合物分子的分別是基于分子流體力學(xué)體積的排解。對于一樣的分子流體力學(xué)體積，在同一個保存時間流出，即倆種柔性高分子鏈的流體力學(xué)體積相等。其數(shù)學(xué)表達式為 n1Mr,1=n2Mr,2依據(jù)M-H 方程kMK得到,1 K M12,2然后查閱進展普適校正計算，對于不能查到的、進展測量。15?一個電鏡樣品首先必需滿足以下三個要求：由于電鏡都在高真空中運行，只能直接測定固體樣品。對于 樣品中所含水分及易揮發(fā)物質(zhì)應(yīng)預(yù)先除去，否則會引起樣品爆裂并降低真空度。樣品必需清潔，

16、由于高 倍放大時，一顆塵埃也會放大成乒乓球那么大。樣品要有好的抗電子束強度，但高分子材料往往不耐電 子損傷，允許的觀看時間較短，所以觀看是應(yīng)避開在一個區(qū)域持續(xù)太久。掃描電鏡SEM 制樣方法：通常將樣品直接用雙面膠粘紙貼在鋁樣品座上即可。為了使樣品和鋁座之間能導(dǎo)電，膠紙只能粘住樣品與鋁座之間面積的一半左右。投射電鏡TEM 制樣方法：樣品(如纖維、薄膜等)時載在金屬網(wǎng)上使用的，當(dāng)樣品比金屬網(wǎng)小時如很小的切片、顆粒、高分子單晶等還必需有透亮支持膜支撐，假設(shè)要觀看高分子稀溶液、乳液和懸浮液等中的 顆粒樣品的外形、大小與分布，制樣的關(guān)鍵是要使顆粒有良好的分散性、且不要太稀疏。具體的方法可以 使用涂布法、

17、噴霧法、包埋法等16、原子力顯微鏡的工作原理原子力顯微鏡 AFM 的工作原理是將一個對微弱力極敏感的微臂一端固定，另一端有一個微小的針尖，針尖的尖端原子與樣品外表原子間存在微弱的排斥力10-10-N，利用光學(xué)檢測法，通過測量針尖與樣品外表原子間的作用力來獲得樣品外表形貌的三維信息。17、對于質(zhì)譜，要會用M M+1 的相對豐度判定化合物中的碳數(shù)分子中各同位素峰相對豐度計算：(a+b)n=an+nan-1b+n(n-1)an-2b2/2!+.+bna 為同一元素中輕同位素自然豐度，b 為同一元素中重同位素自然豐度，n 分子中該元素的原子數(shù)目例C2H6100+1.082=1000+216+1.2即

18、M：M+1：M+2=1000：216：1.2相對豐度之比由 M：M+1100：(n1.1)來確定分子中碳原子數(shù)18、核磁共振中影響化學(xué)位移大小的因素有哪些電負(fù)性影響；電子環(huán)流效應(yīng)；氫鍵能使質(zhì)子在較低場發(fā)生共振，溶劑效應(yīng)。19、旋轉(zhuǎn)流變儀最常見的三種測量頭系統(tǒng)是什么最常見的三種形式有：同軸圓通、平行平板和錐板式測量頭系統(tǒng)。20、要知道氮規(guī)章、電鏡三要素氮規(guī)章：由于 N 的質(zhì)量數(shù)是偶數(shù)，而化合價是奇數(shù)，故而有以下規(guī)律，含偶數(shù)N 原子的化合物其分子離子M+的質(zhì)量數(shù)M是偶數(shù)；含奇數(shù)N 原子的化合物其分子離子M+的質(zhì)量數(shù)M是奇數(shù)； 電鏡三要素：分別率、放大倍數(shù)、襯度。21、承受小角激光光散射儀進展分析，

19、可以得到聚合物的哪些參數(shù)聚合物溶液的R、聚合物的均方末端距22、要知道動態(tài)力學(xué)性能測試原理當(dāng)材料受到交變外力作用時，所作出的應(yīng)變響應(yīng)隨材料的性質(zhì)而不同。以最常用的正弦交變應(yīng)力為例，如 果給試樣施加一個正弦交變應(yīng)力：(t)=0sint 對于抱負(fù)彈性體，應(yīng)變對應(yīng)力的響應(yīng)時瞬間的，因而對正弦交變應(yīng)力的應(yīng)變響應(yīng)是與應(yīng)力同相位的正弦函數(shù)：(t)=0sint對于抱負(fù)黏性體，應(yīng)變響應(yīng)滯后于應(yīng)力90o 相位角 (t)=0sin(t-90o)對于抱負(fù)黏彈性材料應(yīng)變將始終滯后于應(yīng)力一個0o90o 相位角(t)=0sin(t-90o)(0o90o)將上式開放為(t)=cossintsincost00峰值為，與能量的

20、損耗有關(guān)。我們定義儲存模量E=(/)cos 損耗模量E=(/)sin0000力學(xué)損耗tan=sin/cos=E,/E,復(fù)數(shù)模量可表示為E*=E,+iE,目的：要準(zhǔn)確經(jīng)測量各種因素對動態(tài)模量E,、E,及損耗因子tan的影響。23、紅外光譜儀中常用的附件有哪些？各自的用途是什么下面介紹附件及應(yīng)用偏振紅外光譜，廣泛地用于爭辯高聚物薄膜和纖維的取向程度、變形機理及取向態(tài)高聚物的弛豫過程，也 可用于爭辯聚合物分子鏈的化學(xué)或者幾何構(gòu)造。衰減全反射 ATR,面聚合反響爭辯，聚合物外表在外界條件作用下發(fā)生氧化，降解及其他反響的原理及反響動力學(xué)爭辯，表 面污染，外表改性，材料本體中添加物在外表的遷移，集中及吸附

21、的爭辯等。使用可變角度的 ATR-FTIR 技術(shù)，還可以對樣品表層不同深度的區(qū)域構(gòu)造進展?fàn)庌q。紅外光聲光譜法，可用于對一般制樣方法不好處理的難熔融或難溶解的樣品的測定及分析。24、如何用紅外光譜推斷兩種聚合物的相容相？FTIR 譜圖只是各自基團產(chǎn)生的吸取峰的簡潔疊加，假設(shè)倆種材料的構(gòu)造中存在可以產(chǎn)生分子間相互作用力的基 團，會使倆種材料的相容相增加，這時在倆種材料共混物的FTIR 譜圖上，吸取峰不再是簡潔的疊加，產(chǎn)生氫鍵會使某些吸取峰發(fā)生位置移動及峰形不對稱加寬，所以通過觀看聚合物共混物的FTIR 譜圖吸取峰位置及峰形的變化已經(jīng)成為推斷相容性的一種手段。25、表達傅立葉變換紅外光譜儀工作原理當(dāng)

22、光源發(fā)出一束光后，首先到達分束器，把光分成倆束；一束透射到定鏡，隨后反射回分束器，再反射入 樣品池后到檢測器；另一束經(jīng)過分束器，反射到動鏡，再反射回分束器透過分束器與定鏡的光合在一起， 形成干預(yù)光透過樣品池進入檢測器。由于動鏡的不斷運動，使倆束光線的光程差隨動鏡移動距離的不同， 呈周期性變化。26、簡述紅外光譜定量分析的根底定量分析的根底是光的吸取峰定峰-朗伯比爾定律：A=kcL=lg1/TA-吸光度，T-透過率，k-L/(mol )，c-樣品濃度mol/L，L-樣品池厚度 cm27、寫出透過率和吸光度的定義式，并標(biāo)明各符號意義透過率T%=I/I 100%T 透射比，I 入射光強度，I 透射光

23、強度。00吸光度A=lg1/T=lgI0/I28、水溶液樣品能否直接做拉曼光譜測試能，水是極性很強的分子，但水的拉曼散射極微弱。29、與紅外光譜相比，拉曼光譜有什么優(yōu)缺點優(yōu)點拉曼光譜是一個散射過程，因而任何尺寸、外形、透亮度的樣品，只要能被激光照耀到，就可以直 接用來測量。水是極性很強的分子，因而其紅外吸取格外猛烈。但水的拉曼散射卻極微弱，因而水溶液 樣品可直接進展測量，這對生物大分子的爭辯格外有利。此外，玻璃的拉曼散射也較弱。對于聚合物及 其他分子，拉曼散射的選擇定則的限制較小，因而可得到更為具體的譜帶。拉曼光譜爭辯高分子樣品的最大缺點是熒光散射，多半與樣品的雜質(zhì)有關(guān)，但承受傅立葉變換拉曼光

24、譜儀 可以抑制這一缺點。30、核磁共振的測試原理當(dāng)測定 1H1 2.38T100MHz 無線電波， 通過放射線圈照耀樣品，掃描線圈中通入電流且轉(zhuǎn)變其強度，即轉(zhuǎn)變外磁場強度，當(dāng)三個相互垂直的線圈 不滿足共振條件時，承受線圈沒有電流通過，假設(shè)滿足共振條件時，則有電流通過，將他放大記錄下來就 得到了核磁共振譜圖。31、推斷分子離子峰的方法有哪些推斷方法有分子離子峰肯定是質(zhì)譜中質(zhì)量最大的峰，多數(shù)狀況下質(zhì)譜高質(zhì)量端較強峰就是分子離子峰。最高質(zhì)量的峰與鄰近碎片離子峰之間的質(zhì)量差是否合理，比分子離子峰小413 及 2025 個質(zhì)量單位 當(dāng)知道分子中含有N 原子數(shù)時，可以利用NN數(shù)不符，則該離子不是分子離子，分子中含N 原子數(shù)可用元素分析儀等確定。假設(shè)分子離子峰太弱，或經(jīng)過推斷后認(rèn)為分子離子峰沒有消滅，此時可通過改進試驗技術(shù)來測定相對分子質(zhì)量。32、簡述質(zhì)譜儀的測試原理樣品通過進樣系統(tǒng)進入離子源