2022年聚合物结构分析知识点.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载一、名字说明1、红外光谱中基因特点频率 : 通过把各种化合物的谱图对比发觉,具有相同官能团的一系列化合物近似有一个共同的吸取频率范畴,通 常把这种能代表某种基团存在并有较高强度的吸取峰,称为基团的特点吸取峰；这个峰所在的频率位置称 为基团的特点吸取频率；2、官能团区：在红外光谱中,通常划分两个主要的区域,在 13004000cm-1 范畴内,基团和频率的对应 关系比较明确,对于确定化合物中的官能团很有帮忙,这个区域称为官能团区；3、指纹区：在 400-1300cm-1 范畴内,谱图上会显现很多的谱带,其特点归属不完全符合规律,

2、但是一些 同系物或者结构相近的化合物,在这个区域的谱带往往存在肯定的区分,可以加以区分,犹如人的指纹,因此通常被形象地称为指纹区4、透过率：记录原始光强在通过样品后透过光的强度变化百分比 5、吸光度：记录样品吸取的红外光强度 6、红外二向色性：当红外光通过偏振器后,得道电矢量只有一个方向上的偏振光；这束光入射到取向的 聚合物材料上,当基团振动的偶极距变化的方向与偏振光电矢量方向平行时,产生最强的吸取强度；反之 假如二者垂直,就产生最小的吸取（几乎不产生吸取）,这种现象称为红外二向色性；7、衰减全反射：当光线由折射率高的晶体（光密介质）入射到折射率低的晶体（光疏介质）时,假如入 射角大于临界角,

3、光线在界面上发生反射,光线在界面上穿透肯定的深度反射回来,假如界面上的物质对 入射的光线有吸取,就反射的光能量就会发生衰减,这种现象被称为衰减全反射；8、光声效应：物质吸取肯定频率的光能后,由激发态通过非辐射过程跃迁到低能态时,会产生同频率的 声波（光声信号） ,这种效应即为光声效应；9、拉曼散射：拉曼散射为散射光谱,当一束频率为v0的入射光照耀到气体、液体或透亮晶体样品上时,绝大部分可以透过,大约有 0.1%的入射光与样品分子之间发生非弹性碰撞,即在碰撞时有能量交换,这种光散射称为拉曼散射；10、瑞利散射：如发生弹性碰撞,即俩者之间没有能量交换,这种光散射称为瑞利散射；11、斯托克斯线：在拉

4、曼散射中,如光子把一部分能量给样品分子,得道的散射光能量削减,在垂直方向测量到的散射光中,可以检测频率为v0 E/h 的线,称为斯托克斯线,假如他是红外活性的话,E/h的测量值与激发该振动的红外频率一样 12、反斯托克斯线：如光子从样品分子中获得能量,在大于入射光线频率处接收到的射线,就称为反斯托 克斯线；13、拉曼位移：斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之差为拉曼位移；14、核磁共振：处于静磁场中的核自旋体系,当其拉莫尔运动频率与作用于该体系的射频场频率相等时；所发生的吸取电磁波的现象称为核磁共振；15、拉莫尔进动：在磁场中,自转核的赤道平面也因受到力矩作用而发生偏转,其结果是核磁距围着磁

5、场 方向转动,这就称为拉莫尔运动；16、NMR 中的屏蔽作用：当原子核处于外磁场中时,核外电子运动要产生感应磁场,核外电子对原子核 的这种作用就是屏蔽作用；17、化学位移：当共振频率发生了变化,在谱图上反映出了谱峰位置的移动,这称为化学位移；18、耦合常数：通过成键电子间的传递,形成相离质子之间的自旋自旋耦合,而导致自旋自旋分裂；分裂峰之间的距离称为耦合常数；19、动态力学热分析：测量材料在肯定温度范畴内动态力学性能的变化；从分子运动和变化的角度看蠕变过程包括三种形变：普弹形变、高弹形变、塑性形变20、普弹形变： 当高分子材料受到应力作用时,分子链内部键长和链角马上发生变化,这种变化是很小的,

6、称为普弹形变；21、高弹形变：当外力作用时间和链段运动所需要的放松时间有相同的数量级时,链段的热运动和链段间 的相对滑移使卷曲的分子链逐步舒绽开来,这种形变值很大,称为高弹形变；22、塑性形变：假如分子间没有化学交联,当外力作用时间与整个分子链的放松时间有相同的数量级时,名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载就会产生分子间的相对滑移,称为塑性形变；23、损耗因子：损耗角正切 . 24、吸取衬度：高分子电镜图像的衬度主要是吸取衬度,取决于样品各处参加成像的电子数目的差别,电子数目越多,散射越厉害,透射电子

7、就越少,从而图像越暗；25、表面形貌衬度：主要是样品表面的凹凸打算的；26、原子序数衬度：指扫描电子束入射式样时产生的背景电子、吸取电子、差异相当敏锐,而二次电子不敏锐；27、焦深：焦深大意味着能使不平整性大的表面上下都能聚焦；二、填空及解答X 射线,对微区内原子序数的1、聚合物的取向度、结晶度、交联度、本体粘流行为分别可以用哪些方法来测试 测定取向度的方法有双折射法、X 射线衍射、圆二色性法、红外二色性法；测定结晶度的方法有 X 射线衍射法、电子衍射法、核磁共振吸取、红外吸取光谱、密度法、热分析法；测定交联度的方法有溶胀法、力学测量法；测定本体粘流行为有旋转粘度计、熔融指数测定仪、各种毛细管

8、流变仪；2、要求记住划分成光谱区的电磁总谱,知道不同光谱法讨论的是分子中的哪一种运动形式；波 长 及 其2 10 5um 1000 25 2 750 400 10 0.01 中红外区近红外区可见光区紫外区X 射线区 射线区分区无线电波区微波区远红外区运动形式核自旋电子分 子 转分子转动及晶分子基频主要涉及 O-H N-H 外层电子跃进内 层 电核反应自旋动体的晶格振动振动C-H 键振动的倍频子跃进及合频吸取光谱法核磁共振普微波顺 磁 共远红外光谱红外光谱近红外光谱可见光和紫外光谱X 射线光 射线光光谱振光谱谱谱3、多晶 X 射线衍射仪在聚合物结构分析中有哪些应用 物相分析、结晶度测定、取向测定

9、、晶粒尺寸测定；4、聚合物相对分子质量的测定方法有哪些？分别可以测定哪些类型的分子量相对分子质量的测定方法有溶液光散射法、凝胶渗透色谱法、粘度法、扩散法、溶液激光小角散射法、沸 点上升法、端基滴定法；相对分子质量分布的测定有凝胶渗透色谱、熔体流变行为、分级沉淀法、超速离心法；肯定数均：端基滴定法、沸点上升法、气相渗透压法、渗透压法、扩散法、凝胶渗透色谱法、肯定质均：溶液光散射法、溶液激光小角散射法、超速离心法、凝胶渗透色谱法、黏均相对分子量：粘度法、凝胶渗透色谱法、5、要记住羟基及羰基在红外光谱中显现的波数范畴羟基在红外光谱中显现的波数范畴：32003650cm-1羰基在红外光谱中显现的波数范

10、畴：16501900cm-16、要会用氢谱估计简洁化合物的结构；留意积分面积比、位移峰分裂数目、及位移大小；1H-NMR 谱图可以给我们供应的主要信息是：化学位移值 - 确认氢原子所处的化学环境,即属于何种基团 耦合常数 - 推断相邻氢原子的关系与结构 吸取峰的面积- 确定分子中各类氢原子的数量比7、要知道可以依据哪些性能的变化来讨论聚合物的分子运动,都有哪些仪器；主要有四种类型：体积的变化、热力学性质、力学性质的变化、电磁效应 测定体积的变化包括膨胀计法、折射系数测定法 测定热力学性质的方法包括差热分析方法、差示扫描量热法 测定力学性质的变化的方法包括热机械法、应力放松法 测定电磁效应的方法

11、包括测定介电放松、核磁共振；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载8、紫外和红外在化合物定性和定量分析中有哪些优劣定性分析：由于高分子的紫外吸取峰通常只有23 个,且峰形平稳,因此他的挑选性远不如红外光谱；而且紫外光谱主要打算于分子中发色和助色基团的特性,而不是整个分子的特性,所以紫外吸取光谱用于定性分析不如红外光谱重要和精确；由于只有具有重键和芳香共轭体系的高分子才有紫外活性,所以紫外光谱能测定出的高分子种类受到很大局限,不过利用紫外光谱很简洁将具有特点官能团的高分子与不具特征官能团的高分子相区分开来

12、；定量分析：紫外光谱法的吸取强度比红外光谱法大的多,红外的 值很少超过 10 3,而紫外的 值最高可达 10 410 5,紫外光谱法的灵敏度（10-410-5mol/L ）,测量精确度高于红外光谱法；紫外光谱法的仪器也比较简洁,操作便利；紫外光谱法很适合讨论共聚组成、微量物质和聚合反应动力学；9、用光散射如何标定聚合物粘度方程中参数 和 的标定：kM两边对数 lg =lg + lg M聚合物的 值一般都在0.5 0.8 之间,所以聚合物的质均相对分子质量与黏均相对分子质量比较相近；配置一系列单分散性的样品,用光散射法依次测定其值均相对分子质量,近视认为是黏均相对分子质量, 用黏度法测定其黏度,

13、以lg lg M 做图,可以得到一条直线,外推直线得截距lg 和斜率 ；10、用 X 射线发如何对聚合物进行物组分析X 射线衍射物相分析的工作程序有两种：一、试验得到样品的衍射,然后将之与已知物相在相同试验条件下的衍射图直接比较,依据峰位、相对强度、样品结构已知信息等判别待定物相；二、试验得到待定样品的衍射图,求出各衍射峰对应的面间距di,然后结合各峰相对强度I i/I 0 及试样结构已知信息等,在汇编标准中用 diI i/I 0；对比检索,定识物相；基本内容包括：区分晶态与非晶态、聚合物鉴定、识别晶体类型；11、哪些因素会影响聚合物的 DSC 曲线？是如何影响的影响因素有：样品量-样品量少,

14、样品的分别率高,但灵敏度下降,一般依据样品热效应大小调剂样品量,一般 35mg；升温速率 -通常升温速率范畴在520/min ；一般来说,升温速率越快,灵敏度提高,分别率下降；气氛- 一般使用惰性气体,这样不会产生氧化反应峰,同时又可削减试样挥发物对检测器的腐 蚀；12、举出至少三种判定俩种聚合物是形成了共聚物或是共聚物的方法,如何判定DSC 测定玻璃化转变温度Tg,假如是共混物会显现两个Tg,而共聚物只有一个；DMA 动态力学分析,用TgTG 失重曲线：共聚物的热稳固性介于俩种均聚物热稳固性之间,而且随组成比的变化而变化；而共混物 的 TG 曲线,各组分的失重温度没有太大变化,各组分失重量是

15、各组分纯物质的失重量乘以百重量叠加的 结果；13、举出至少三种判定两三种聚合物相容性好坏的方法,如何判定DSC 法：测定俩种聚合物的玻璃化温度,对共混体系只观看到单一的 构成共混物的组分是相容的；反知DMA ：测定聚合物的玻璃化温度 Tg 偏光显微镜 P216 红外光谱法Tg 其值介于纯组分之间,就可认为14、要知道凝胶渗透色谱的原理；凝胶渗透色谱中为什么要进行普适校正；如何进行普适校正；GPC 对分子链进行分级的原理为体积排除；忽视了溶质和载体之间的吸附效应以及高分子在流淌相和固定相之间的安排效应,假设淋出体积仅仅是由高分子的分子尺寸和载体尺寸的大小打算；当高分子稀溶液通 过多孔性凝胶固定相

16、时,大尺寸高分子不能进到凝胶空洞中而被完全排阻,只能沿着多孔凝胶粒子之间的 间隙通过色谱柱,首相从柱中被流淌相脱出来；中等大小分子能进入凝胶中的一些空洞中,但不能进入更 小的微孔,在色谱中受到滞留,较慢的从色谱柱中被洗脱出来；小分子可进入凝胶的绝大部分孔洞,在柱 中受到更强的滞留,会更慢的被洗脱出来；在使用校正曲线进行相对分子质量运算时,理论上要求被测聚合物与标样具有相同的化学组成、化学结构名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载及组装结构；实际上很难做到,能够得到标准样品的聚合物种类特别有限,这时就需要

17、使用普适校正；普适校正的原理是 GPC 对聚合物分子的分别是基于分子流体力学体积的排除；对于相同的分子流体力学体积,在同一个保留时间流出,即俩种柔性高分子链的流体力学体积相等；其数学表达式为 n 1M r,1=n 2M r,2 依据 M-H 方程 k M 得到 K 1 M 1, 1K 2 M , 2 1然后查阅进行普适校正运算,对于不能查到的 、 的聚合物,可以通过使用黏度- 光散射 - 示差检测器联用进行测量；15、做电镜分析时对样品有什么要求？扫描电镜和透射电镜的一般制样方法是什么 . 一个电镜样品第一必需满意以下三个要求：由于电镜都在高真空中运行,只能直接测定固体样品；对于样品中所含水分

18、及易挥发物质应预先除去,否就会引起样品爆裂并降低真空度；样品必需清洁,由于高倍放大时,一颗尘埃也会放大成乒乓球那么大；样品要有好的抗电子束强度,但高分子材料往往不耐电子损耗,答应的观看时间较短,所以观看是应防止在一个区域连续太久；扫描电镜 SEM制样方法：通常将样品直接用双面胶粘纸贴在铝样品座上即可；为了使样品和铝座之间能导电,胶纸只能粘住样品与铝座之间面积的一半左右；投射电镜TEM制样方法：样品 如纤维、薄膜等 时载在金属网上使用的,当样品比金属网小时（如很小的切片、颗粒、高分子单晶等）仍必需有透亮支持膜支撑,假如要观看高分子稀溶液、乳液和悬浮液等中的颗粒样品的外形、大小与分布,制样的关键是

19、要使颗粒有良好的分散性、且不要太稀疏；具体的方法可以使用涂布法、喷雾法、包埋法等16、原子力显微镜的工作原理原子力显微镜 AFM 的工作原理是将一个对柔弱力极敏锐的微臂一端固定,另一端有一个微小的针尖,针尖的尖端原子与样品表面原子间存在柔弱的排斥力（10-810-6N）,利用光学检测法,通过测量针尖与样品表面原子间的作用力来获得样品表面形貌的三维信息；17、对于质谱,要会用 M 和 M+1 的相对丰度判定化合物中的碳数分子中各同位素峰相对丰度运算：a+b n=a n+na n-1b+nn-1a n-2b 2/2.+.+b n a 为同一元素中轻同位素自然丰度,b 为同一元素中重同位素自然丰度,

20、n 分子中该元素的原子数目例 C2H6（100+1.08）2=1000+216+1.2 即 M ：M+1 ： M+2=1000 ：216：1.2 相对丰度之比由 M ：M+1 100：n 1.1 来确定分子中碳原子数18、核磁共振中影响化学位移大小的因素有哪些电负性影响；电子环流效应；氢键能使质子在较低场发生共振,溶剂效应；19、旋转流变仪最常见的三种测量头系统是什么最常见的三种形式有：同轴圆通、平行平板和锥板式测量头系统；20、要知道氮规章、电镜三要素氮规章：由于 N 的质量数是偶数,而化合价是奇数,故而有以下规律,含偶数 N 原子的化合物其分子离子（ M +）的质量数（ M ）是偶数；含奇

21、数 N 原子的化合物其分子离子（M +）的质量数（ M ）是奇数；电镜三要素：分别率、放大倍数、衬度；21、采纳小角激光光散射仪进行分析,可以得到聚合物的哪些参数聚合物溶液的 R、聚合物的均方末端距22、要知道动态力学性能测试原理当材料受到交变外力作用时,所作出的应变响应随材料的性质而不同；以最常用的正弦交变应力为例,如果给试样施加一个正弦交变应力： t= 0sin t 对于抱负弹性体,应变对应力的响应时瞬时的,因而对正弦交变应力的应变响应是与应力同相位的正弦函名师归纳总结 数： t= 0sin t90o 相位角 t= 0sin t- 90 o 0 o 90 o 相位角 t= 0sin t-

22、90o0o 90o 对于抱负黏性体,应变响应滞后于应力对于抱负黏弹性材料, 应变将始终滞后于应力一个第 4 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载另一部分与应变相差,将上式绽开为 t= 0cos sin t 0sin cos t 可见, 其应力由俩部分组成：一部分与应变同相位,峰值为, 与储存的弹性能有关；峰值为,与能量的损耗有关；我们定义储存模量 E= 0/ 力学损耗 tan =sin /cos =E , /E ,复数模量可表示为目的：要精确经测量各种因素对动态模量 E , 、E , 及损耗因子0cos 损耗模量 E=E *

23、 =E , +iE ,tan 的影响；0/ 0sin 23、红外光谱仪中常用的附件有哪些？各自的用途是什么 下面介绍附件及应用 偏振红外光谱,广泛地用于讨论高聚物薄膜和纤维的取向程度、变形机理及取向态高聚物的弛豫过程,也 可用于讨论聚合物分子链的化学或者几何结构；衰减全反射ATR,是用于材料表面性能讨论的一种手段,讨论领域包括材料表面涂层的讨论,单分子层, 界面聚合反应讨论,聚合物表面在外界条件作用下发生氧化,降解及其他反应的原理及反应动力学讨论,表 面污染,表面改性,材料本体中添加物在表面的迁移,扩散及吸附的讨论等；使用可变角度的 ATR-FTIR 技术,仍可以对样品表层不同深度的区域结构进

24、行讨论；红外光声光谱法,可用于对一般制样方法不好处理的难熔融或难溶解的样品的测定及分析；24、如何用红外光谱判定两种聚合物的相容相？当俩种聚合物材料共混时,假如只是简洁的物理共混,不产生分子间作用力,那么俩种材料共混物的FTIR谱图只是各自基团产生的吸取峰的简洁叠加,假如俩种材料的结构中存在可以产生分子间相互作用力的基团,会使俩种材料的相容相增加,这时在俩种材料共混物的FTIR 谱图上,吸取峰不再是简洁的叠加,产生氢键会使某些吸取峰发生位置移动及峰形不对称加宽,所以通过观看聚合物共混物的 FTIR 谱图吸取峰 位置及峰形的变化已经成为判定相容性的一种手段；25、表达傅立叶变换红外光谱仪工作原理

25、 当光源发出一束光后,第一到达分束器,把光分成俩束；一束透射到定镜,随后反射回分束器,再反射入 样品池后到检测器；另一束经过分束器,反射到动镜,再反射回分束器透过分束器与定镜的光合在一起,形成干涉光透过样品池进入检测器；由于动镜的不断运动,使俩束光线的光程差随动镜移动距离的不同,呈周期性变化；26、简述红外光谱定量分析的基础 A=kcL=lg1/T 定量分析的基础是光的吸取峰定峰-朗伯比尔定律：A- 吸光度, T-透过率, k-摩尔消光系数 L/mol.cm , c-样品浓度 mol/L ,L-样品池厚度 cm 27、写出透过率和吸光度的定义式,并标明各符号意义 透过率 T%=I/I 0 10

26、0% T 透射比, I 0 入射光强度, I 透射光强度；0/I 吸光度 A=lg1/T=lgI 28、水溶液样品能否直接做拉曼光谱测试 能,水是极性很强的分子,但水的拉曼散射极柔弱；29、与红外光谱相比,拉曼光谱有什么优缺点 优点拉曼光谱是一个散射过程,因而任何尺寸、外形、透亮度的样品,只要能被激光照耀到,就可以直 接用来测量；水是极性很强的分子,因而其红外吸取特别剧烈；但水的拉曼散射却极柔弱,因而水溶液 样品可直接进行测量,这对生物大分子的讨论特别有利；此外,玻璃的拉曼散射也较弱；对于聚合物及 其他分子,拉曼散射的挑选定就的限制较小,因而可得到更为具体的谱带；拉曼光谱讨论高分子样品的最大缺

27、点是荧光散射,多半与样品的杂质有关,但采纳傅立叶变换拉曼光谱仪 可以克服这一缺点；30、核磁共振的测试原理当测定1H1 核磁共振谱时,将磁铁线圈通电,使磁场达到2.38T,射频振荡器产生的100MHz 无线电波,通过发射线圈照耀样品,扫描线圈中通入电流且转变其强度,即转变外磁场强度,当三个相互垂直的线圈 不满意共振条件时,接受线圈没有电流通过,假如满意共振条件时,就有电流通过,将他放大记录下来就 得到了核磁共振谱图；31、判定分子离子峰的方法有哪些名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载判定方法有分子离子

28、峰肯定是质谱中质量最大的峰,多数情形下质谱高质量端较强峰就是分子离子峰；最高质量的峰与邻近碎片离子峰之间的质量差是否合理,比分子离子峰小4 13 及 2025 个质量单位处不应有离子峰显现,否就质量数最大的峰就不是分子离子峰,而是碎片离子峰或杂峰；氮规章的方法,当知道分子中含有 N原子数时,可以利用 N规章来核对相对分子质量,假如含 N数与相对分子质量的奇偶数不符,就该离子不是分子离子,分子中含N原子数可用元素分析仪等确定；假如分子离子峰太弱,或经过判定后认为分子离子峰没有显现,此时可通过改进试验技术来测定相对分子质量；32、简述质谱仪的测试原理 样品通过进样系统进入离子源,在离子源中样品分子

29、或原子被电离成离子,带有样品信息的离子经过质量分析器即可按质荷比分开,再经检测、记录,即得到样品的质谱图；在质谱图中每个质谱峰表示一种质荷 比的离子,质荷分的强度表示该种离子峰的多少,因此依据质谱峰显现的位置可以进行定性分析,依据质 谱峰的强度可以进行定量分析；33、简述晶体中产生 X 射线衍射的条件 n=2dsin 34、简述光散射法测定聚合物相对分子质量的方法 光散射法测定聚合物相对分子质量是质均相对分子质量；测试中只需测定几个不同溶液浓度,不同散射角处的散射强度,以kc/R 对 sin2/2+kc 做图,外推0,c0, 其截距为 1/ 平均 Mr ,m可求得聚合物的质均相对分子质量；35

30、、凝胶渗透色谱中色谱柱的使用上限和下限各是什么？色谱柱的使用上限是当被测物中分子链尺寸超过色谱柱中最大的凝胶颗粒尺寸,这部分分子链不能进入凝 胶颗粒的孔中,全部从凝胶颗粒之间的间隙流过,没有起到依据分析链尺寸大小进行分别的目的,而且超 过色谱柱上限的危急仍在于大的分子链有堵塞色谱柱的可能,影响色谱柱的分别效率,降低其使用寿命；色谱柱的下限是被测物中分子链尺寸小于色谱柱中最小的凝胶颗粒尺寸,这部分分子链可以进入全部的凝 胶孔,也不能起到有效分别的目的；36、DSC 曲线上是如何标定的.热重曲线上关键温度是如何标定的？B 或用中点C,个别情形也有玻璃化温度标定：转变温度Tg 的确定,一般用曲线前沿切线与基线的交点用交点 D,较明显易读准；熔点的标定：聚合物的熔点都是具有肯定宽度的吸取峰；以下是标定熔点的3 种方法从样品的熔融峰的名师归纳总结 峰顶做一条直线,其斜率为金属铟熔融峰前沿的斜率1/R 0 dT/dt ,其中 R0是试样皿和样品支持器之间的,C热阻,它是热滞后的主要缘由；该直线与等温基线相交为C,C是真正的熔点；一般与扫描基线的交点所对应的温度作为熔点；最通用的确定熔点的方法,是以峰前沿最大斜率点的切线与扫描基线的交点B作为熔点；有直接用峰点A 点作为熔点,但要留意样品量升温速率不同对峰温的影响；第 6 页,共 6 页- - - - - - -