高分子實(shí)驗(yàn)講義

1、材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)第一篇 高 分 子 實(shí) 驗(yàn) 實(shí) 驗(yàn) 材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料系目 錄實(shí)驗(yàn)1 絲朊聚丙烯腈系接枝共聚物的制備實(shí)驗(yàn)2 聚醋酸乙烯酯的制備實(shí)驗(yàn)3 加聚反應(yīng)動(dòng)力學(xué)膨脹計(jì)法測定反應(yīng)速度實(shí)驗(yàn)4 聚己二酰己二胺的制備實(shí)驗(yàn)5 粘度法測定聚酯相對(duì)分子質(zhì)量實(shí)驗(yàn)6 聚丙烯熔體流動(dòng)速率的測定實(shí)驗(yàn)7 偏光顯微鏡觀察球晶生長實(shí)驗(yàn)8 高聚物的差示掃描量熱分析 實(shí)驗(yàn)一 絲朊聚丙烯腈系接枝共聚物的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握鏈轉(zhuǎn)移引發(fā)的自由基型均相接枝共聚反應(yīng)； 2.學(xué)會(huì)鑒定接枝共聚物的簡單方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理接枝共聚反應(yīng)是制備接枝共聚物的主要方法。接枝共聚物大分子由主鏈（骨架）和支鏈組成，它們

2、可以是不同的均聚物，也可以是不同的共聚物。本實(shí)驗(yàn)采用鏈轉(zhuǎn)移引發(fā)的自由基型均相接枝共聚反應(yīng)，以絲朊為骨架聚合物，丙烯腈為單體制得絲朊-聚丙烯腈系接枝共聚物。在接枝共聚反應(yīng)中使骨架聚合物大分子鏈產(chǎn)生活性中心是實(shí)現(xiàn)接枝共聚反應(yīng)的關(guān)鍵。根據(jù)活性中心的性質(zhì)，可分為自由基型、陽離子型和陰離子型接枝共聚反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)以60%氯化鋅溶液為溶劑，采用過硫酸銨（APS）-亞硫酸氫鈉(SBS)氧化-還原引發(fā)體系，使丙烯腈向絲朊(SP)進(jìn)行接枝共聚。下列反應(yīng)式概要地描述了反應(yīng)過程。 引發(fā)體系分解產(chǎn)生初級(jí)自由基反應(yīng)：（1） (以下將SO4-，OH，HSO3 均簡寫為 R) 初級(jí)自由基向絲朊的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)： R + SP R

3、H + SP (2)絲朊大分子上生成支鏈的鏈引發(fā)反應(yīng)： SP + AN SP AN (3)絲朊大分子進(jìn)行接枝的鏈增長反應(yīng)： SP-AN + nAN SP-PAN (4)丙烯腈均聚合的鏈引發(fā)、鏈增長反應(yīng)： R + AN RAN (5) RAN + NAn PAN (6)PAN 向絲朊鏈轉(zhuǎn)移生成均聚物和SP： PAN + SP SP + PAN (7)SP-PAN向絲朊、PAN鏈轉(zhuǎn)移生成接枝產(chǎn)物和SP 、PAN ：SP-PAN + SP SP + SP-PAN (8) SP-PAN + PAN PAN + SP-PAN (9) SP-PAN可參加下列偶合終止反應(yīng)生成接枝產(chǎn)物：SP-PAN+ PAN

4、 SP-PAN (10)SP-PAN+ RAN SP-PAN (11)SP-PAN+ R SP-PAN (12)SP-PAN可參加形成交鏈產(chǎn)物的偶合終止反應(yīng)：2SP-PAN SP-PAN-SP (13)SP-PAN + SP SP-PAN-SP (14)PAN可參加下列偶合終止反應(yīng)生成均聚物：PAN + PAN PAN (15)PAN + R或RAN PAN (16)顯然，反應(yīng)式（2）、（3）、（4）、（8）、（10）、（11）、（12）有利于支鏈的形成，反應(yīng)式（5）、（6）、（15）、（16）則有利于均聚物的形成，反應(yīng)式（13）、（14）形成交鏈產(chǎn)物，反應(yīng)式（7）、（9）在分別生成均聚物和接

5、枝產(chǎn)物的同時(shí)，又對(duì)接枝共聚和均聚有作用?？傊?，在采用鏈轉(zhuǎn)移引發(fā)的接枝共聚反應(yīng)中都伴有均聚物的生成，故除用接枝率指標(biāo)外，還需用單體的接枝效率來評(píng)價(jià)接枝共聚反應(yīng)。接枝率×100 單體的接枝效率×100本反應(yīng)體系的接枝效率可高達(dá)97%左右。由于絲朊不溶于二甲基甲酰胺，腈綸不溶于10%氯化鈣甲酸溶液，因此SPPAN系接枝共聚物不溶于上述兩種溶劑，而該兩種溶劑恰好是腈綸和絲朊的良溶劑，故可利用溶解性不同而鑒別。三、實(shí)驗(yàn)儀器及藥品儀器：三口燒瓶250ml，燒杯150ml，量筒10ml、100ml各1個(gè)，移液管1ml、2個(gè)，試管10ml 2個(gè)，電子恒溫水浴鍋1個(gè)，攪拌器1個(gè)，溫度計(jì)100

6、1個(gè)，方玻片2塊，不銹鋼鑷子1把。 試劑：丙烯腈AN，氯化鋅，過硫酸銨APS，亞硫酸氫鈉SBS，二甲基甲酰胺DMF，甲酸，氯化鈣，蠶絲SP，聚丙烯腈PAN， 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.絲朊-聚丙烯腈系接枝共聚物的制備（1）按圖1安裝聚合反應(yīng)裝置。 圖1 接枝聚合反應(yīng)裝置圖1.三口燒瓶；2.攪拌器；3.溫度計(jì)（2）60%氯化鋅溶液的配制：用150ml燒杯稱78.3g氯化鋅，加入52.2g蒸餾水，用玻璃棒攪拌使氯化鋅完全溶解。（3）絲朊溶解：稱3.5g絲朊放入已配制好的60%氯化鋅溶液中，用玻璃棒不斷攪拌，溶解時(shí)用恒溫水浴鍋加熱，恒溫水浴溫度控制在5055，使絲朊全部溶解，沒有塊狀為止，將溶解好的絲朊倒入

7、安裝完畢的聚合反應(yīng)裝置的三口燒瓶中，打開攪拌器進(jìn)行攪拌，并用冷水降溫，溫度降至30以下。（4）接枝聚合反應(yīng)：在不斷攪拌狀態(tài)下，將10ml丙烯腈和10%過硫酸銨溶液0.8ml先后加入絲朊溶液中。攪拌3min后，再加入10%亞硫酸氫鈉溶液1ml，這時(shí)接枝共聚反應(yīng)開始，反應(yīng)體系溫度不斷升高，反應(yīng)過程不用水浴加熱。在不斷攪拌下反應(yīng)30min，每隔3 min記錄一次反應(yīng)溫度。（5）接枝共聚物薄膜的制備：將反應(yīng)后的三口燒瓶卸下，傾倒少量聚合液12g于方玻片的光面上，用另一塊方玻片的光面緊壓后慢慢移開，將鋪有聚合液的方玻片浸入PH為2的鹽酸溶液中使薄膜凝固，然后用清水沖洗，將沖洗后的薄膜放入95烘箱中干燥4

8、5 min。2.絲朊-聚丙烯腈系接枝共聚物的鑒定在兩個(gè)10ml試管中分別加入56ml二甲基甲酰胺和10%氯化鈣-甲酸溶液，然后分別向這兩個(gè)試管中加入少量絲朊，用玻璃棒攪拌23 min，觀察現(xiàn)象并作記錄，把不溶物挑出。再分別向這兩個(gè)試管中加入少量聚丙烯腈，給試管微微加熱，用玻璃棒攪拌23 min，觀察現(xiàn)象并作記錄，把不溶物挑出。最后取少量烘干的絲朊-聚丙烯腈系接枝共聚物薄膜，分別加入上述兩種溶劑中，用玻璃棒攪拌，觀察現(xiàn)象并作記錄。五、數(shù)據(jù)處理 1.絲朊溶解和接枝共聚反應(yīng)： 溶解溫度： ；溶解時(shí)間： min 接枝共聚反應(yīng)的時(shí)間與溫度：反應(yīng)時(shí)間溫度2.絲朊聚丙烯腈系接枝共聚物的鑒定聚合物絲朊聚丙烯腈

9、絲朊聚丙烯腈系接枝共聚物在DMF中的溶解情況在10%氯化鈣-甲酸溶液的溶解情況六、思考題1.什么是接枝共聚反應(yīng)？2.什么是均相接枝共聚和非均相接枝共聚反應(yīng)？參考文獻(xiàn)1.陳稀、黃象安主編，化學(xué)纖維實(shí)驗(yàn)教程，紡織工業(yè)出版社，1988，12實(shí)驗(yàn)二 聚醋酸乙烯酯的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆杖芤壕酆系囊话惴椒皩?shí)驗(yàn)技術(shù)。二、 實(shí)驗(yàn)原理溶液聚合是將單體和引發(fā)劑溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲?，在溶液狀態(tài)下進(jìn)行的聚合反應(yīng)。聚醋酸乙烯酯是由醋酸乙烯酯通過本體聚合、溶液聚合和乳液聚合制備。根據(jù)反應(yīng)條件（反應(yīng)溫度、引發(fā)劑濃度和溶劑的不同），可以得到分子量從幾千到十幾萬的聚合物。采用何種方法決定于產(chǎn)物的用途。如果作為涂料或粘合劑，則采用

10、乳液聚合方法。如果要進(jìn)一步醇解制備聚乙烯醇，則采用溶液聚合，這是工業(yè)生產(chǎn)維尼綸所采用的方法。采用溶液聚合，聚合熱容易散發(fā)，可使聚合溫度保持平穩(wěn)并避免局部過熱。在溶液聚合過程中，可用單體濃度來調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)速度和產(chǎn)物分子量，當(dāng)溶劑比例足夠高時(shí)，凝膠現(xiàn)象也可避免，同時(shí)由于溫度容易控制，溶劑有鏈轉(zhuǎn)移作用，因而使生成聚合物的分子量比較均一，適宜于紡制纖維。溶液聚合的缺點(diǎn)是單體濃度低，反應(yīng)速率和產(chǎn)物平均分子量較低。當(dāng)聚合產(chǎn)物必須從溶劑中分離出來時(shí)，除凈溶劑比較困難，且需要增加溶劑回收裝置。本實(shí)驗(yàn)制備聚醋酸乙烯酯是以偶氮二異丁腈（AIBN）為引發(fā)劑，醋酸乙烯酯為單體，甲醇為溶劑進(jìn)行溶液聚合反應(yīng)。三、實(shí)驗(yàn)儀器

11、及藥品 儀器：電動(dòng)攪拌器1臺(tái)，三口燒瓶（250ml）1個(gè)，溫度計(jì)（0100）1支，冷凝器1個(gè)，燒杯（50 ml）1個(gè)，電子恒溫水浴鍋1個(gè)，表面皿1個(gè)藥品：醋酸乙烯酯，甲醇，偶氮二異丁腈（AIBN） 四、實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)前先稱空三口燒瓶重量，然后按圖1安裝好儀器。用分析天平在50ml燒杯中稱0.1克偶氮二異丁腈（AIBN），加入20ml甲醇，使其完全溶解。在裝有攪拌器和冷凝器的250ml三口燒瓶中，分別加入21.5ml乙酸乙烯酯和已完全溶解的偶氮二異丁腈甲醇溶液。開始攪拌，三口燒瓶內(nèi)的溫度控制在6163，記錄反應(yīng)時(shí)間，注意觀察液體粘度變化，反應(yīng)持續(xù)1.5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，冷卻到室溫，帶三

12、口燒瓶一起稱量聚合液的重量，然后從三口燒瓶中取少量聚合物溶液12克，置于已知重量的表面皿上，稱其重量后，使其流延成模，放入5060的烘箱中烘干至恒重，再稱其重量。用玻璃塞塞好三口燒瓶，將用于醇解反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。圖1 醋酸乙烯酯聚合反應(yīng)裝置圖1.攪拌器；2.冷凝器；3.溫度計(jì)；4.三口燒瓶；5.恒溫水浴五、 數(shù)據(jù)處理計(jì)算聚合物在聚合液中的百分含量，推算出三口燒瓶中聚合物的重量，計(jì)算轉(zhuǎn)化率。原料加入量：乙酸乙烯酯 g；甲醇 g；偶氮二異丁腈 g 聚合產(chǎn)物：表面皿中聚合液 g；表面皿中聚合物 g；聚合物在聚合液中的量 % 三口燒瓶中聚合液 g；三口燒瓶中聚合物 g；聚合轉(zhuǎn)化率 %轉(zhuǎn)化率 = 聚合物質(zhì)量（g

13、）/單體質(zhì)量（g）×100% 六、思考題1.制備供維綸生產(chǎn)用的聚乙烯醇為何要采用溶液聚合？2.影響醋酸乙烯酯聚合速度、轉(zhuǎn)化率的因素是什么？參考文獻(xiàn)1.陳稀、黃象安主編，化學(xué)纖維實(shí)驗(yàn)教程，紡織工業(yè)出版社，1988，12實(shí)驗(yàn)三 加聚反應(yīng)動(dòng)力學(xué)膨脹計(jì)法測定反應(yīng)速度一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐蛎浻?jì)法是測定聚合速度的一種方法。它的依據(jù)是單體密度小，聚合物密度大，因此隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行，體積會(huì)發(fā)生收縮。當(dāng)一定量單體聚合時(shí)，體積的變化與轉(zhuǎn)化率成正比。如果將這種體積的變化放在一根直徑很窄的毛細(xì)管中觀察，其靈敏度將大為提高，這種方法就是膨脹計(jì)法。通過本實(shí)驗(yàn)應(yīng)達(dá)到以下目的：1 用膨脹計(jì)法通過體積收縮進(jìn)行加聚反應(yīng)動(dòng)力

14、學(xué)的研究；2 學(xué)會(huì)處理聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的數(shù)據(jù)，畫出轉(zhuǎn)化率與時(shí)間的關(guān)系圖，計(jì)算苯乙烯聚合反應(yīng)速度常數(shù)k。二、 實(shí)驗(yàn)原理從自由基加聚反應(yīng)的機(jī)理及動(dòng)力學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)都證明苯乙烯聚合的動(dòng)力學(xué)過程，基本上可由下式描述： （1）此式表示聚合反應(yīng)速度vp與引發(fā)劑濃度I的平方根成正比，與單體濃度M成正比。如果轉(zhuǎn)化率低（<16%）,可假設(shè)引發(fā)劑濃度保持恒定,則可得下式: （2）上式積分后得： （3）式中 M0起始單體濃度；M時(shí)間t時(shí)的單體濃度；k反應(yīng)速度常數(shù)。此式是直線方程。若以對(duì)t作圖，其斜率即為k。由于單體與聚合物的濃度不同，在單體聚合時(shí)必然發(fā)生體積的變化，故可通過加聚反應(yīng)時(shí)體積的變化求得轉(zhuǎn)化率，從轉(zhuǎn)化率

15、則可求得不同時(shí)間的單體濃度，進(jìn)而可求得反應(yīng)速度常數(shù)。三、 儀器和試劑儀器：超級(jí)恒溫儀；讀數(shù)顯微鏡（0.01mm）；毛細(xì)管膨脹計(jì)（見圖1示意）；精密溫度計(jì)（100，精確0.1。）一支；移液管（10ml）；燒杯（50ml）；稱量瓶；注射器；秒表；吸球等。試劑：苯乙烯（CP，經(jīng)新蒸餾；偶氮二異丁腈（CP，經(jīng)重結(jié)晶，熔點(diǎn)為103。C104。）。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1 膨脹計(jì)體積及毛細(xì)管直徑的測定 毛細(xì)管直徑的測定是將水銀裝入膨脹計(jì)（見圖1）的毛細(xì)管中（長約23cm），在讀數(shù)顯微鏡下讀出該段的長度。如此重復(fù)，讀出毛細(xì)管各段長度Li，倒出水銀并稱重W，記錄當(dāng)時(shí)室溫t，查出該溫度下水銀的密度（d），則各段毛細(xì)管直

16、徑Di為：圖1 膨脹計(jì)示意圖1反應(yīng)瓶，2毛細(xì)管2膨脹計(jì)毛細(xì)管直徑D取Di的算術(shù)平均值。1膨脹計(jì)體積的測定是在膨脹計(jì)中裝入水銀至毛細(xì)管刻度以上，記錄水銀高度h，然后將水銀倒至重量為W1的稱量瓶中再稱重，設(shè)重量為W2。記錄當(dāng)時(shí)室溫，并查出該溫度下水銀的密度d，則所裝之水銀的體積V1為：根據(jù)毛細(xì)管直徑D以及在毛細(xì)管刻度以上水銀h，計(jì)算出毛細(xì)管刻度以上的體積V2，則毛細(xì)管刻度以下的體積V為：2配方及實(shí)驗(yàn)條件單體加入量（ml）1010引發(fā)劑（%）0.20.2溫度（）70603 苯乙烯聚合反應(yīng)速度的測定（1）按配方稱好引發(fā)劑，用移液管移入新蒸餾的苯乙烯單體10ml于燒杯中溶解之。（2）將溶有引發(fā)劑的單體倒

17、入膨脹計(jì)中，蓋上磨砂塞（裝料時(shí)不能有氣泡），裝好后要求高度在刻度上12 cm，多余的溶液可以用毛細(xì)管吸出。（3）將膨脹計(jì)迅速放入預(yù)先已恒溫的超級(jí)恒溫水浴中（溫度準(zhǔn)確至+0.1），此時(shí)膨脹計(jì)內(nèi)液面因液體受熱膨脹上升，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，液面停止上升，注意觀察并記錄此時(shí)膨脹計(jì)液面高度，同時(shí)開始記錄時(shí)間。因加聚反應(yīng)使體積收縮，每25min記錄一次毛細(xì)管中液面高度，直至轉(zhuǎn)化率超過10%為止。（4）實(shí)驗(yàn)完畢后，立即將膨脹計(jì)沒液體倒出，并立即清洗，以免聚合物阻塞膨脹計(jì)。五、 實(shí)驗(yàn)記錄從式（3）演變可得： （4）設(shè)時(shí)間為t時(shí)，聚合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為x%則 （5）式（5）中，轉(zhuǎn)化率。設(shè)單體總體積為Vs，聚合物體積為Vp

18、，毛細(xì)管截面積為S，l為t時(shí)刻時(shí)膨脹計(jì)毛細(xì)管內(nèi)的液面收縮高度，l為單體全部轉(zhuǎn)化為聚合物時(shí)相應(yīng)毛細(xì)管的收縮高度。則式中b為單體聚合時(shí)的收縮因子（可查手冊(cè)）；a為單體聚合時(shí)的體積收縮比（可查手冊(cè)）；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄可參照下表。時(shí)間t(min)開始高度（cm）讀出高度（cm）收縮高度l(cm)轉(zhuǎn)化率 x%100-xLg(100-x)2-lg(100-x)以不同t時(shí)刻求出的轉(zhuǎn)化率x，代入式（4）作圖，求出苯乙烯聚合反應(yīng)速度常數(shù)k。計(jì)算中需查閱的數(shù)據(jù)見下表。溫度（）苯乙烯密度100%轉(zhuǎn)化率時(shí)高聚物平均密度600.8691.0563660.8641.0510700.8601.0488常溫0.907六、討論與思

19、考題 1膨脹計(jì)放入恒溫槽中，為什么先膨脹后收縮？從放入恒溫槽中到開始收縮時(shí)，此段時(shí)間長短與那些因素有關(guān)？ 2本實(shí)驗(yàn)要特別注意那些操作？它可能給實(shí)驗(yàn)精度帶來那些影響？參考文獻(xiàn)1.陳稀、黃象安主編，化學(xué)纖維實(shí)驗(yàn)教程，紡織工業(yè)出版社，1988，12 實(shí)驗(yàn)四 聚己二酰己二胺的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?進(jìn)一步加深對(duì)縮聚反應(yīng)理論和過程的理解；2學(xué)會(huì)用己二酸己二胺鹽的熔融縮聚法制備尼龍66。二、實(shí)驗(yàn)原理為了獲得高分子量的聚酰胺，功能團(tuán)等摩爾反應(yīng)是必要的，同時(shí)需要將生成的水從聚合體系中排除。使用己二酸己二胺鹽（稱66鹽）為原料，很容易控制功能團(tuán)等摩爾比，并可以避免高溫反應(yīng)導(dǎo)致的己二胺和己二酸的損失，盡管如此，66鹽中

20、的己二胺仍有一定程度的升華性，因此在較低的溫度下進(jìn)行預(yù)聚合，然后再在高溫下進(jìn)行后聚合。三、儀器和試劑儀器：鋁錠加熱器，250ml錐形瓶，20mm×150mm試管，400mm燒杯，真空烘箱；試劑：無水乙醇，己二酸，己二胺均為化學(xué)試劑。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 66 鹽的制備在250ml錐形瓶中加7.3g（0.05mol）己二酸及50ml無水乙醇，在水浴上溫?zé)崛芙狻Ａ砣∫诲F形瓶，加5.9g己二胺（0.051mol）及60ml無水乙醇，亦于水浴上溫?zé)崛芙?，稍冷后，將己二胺溶液攪拌下慢慢倒入己二酸溶液中，反?yīng)放熱，并觀察到有白色沉淀產(chǎn)生。冷水冷卻后過濾，將漏斗中的66鹽結(jié)晶用少量無水乙醇洗23次，每

21、次用乙醇46ml。將66鹽轉(zhuǎn)入培養(yǎng)皿在4060真空烘箱干燥，得白色66鹽結(jié)晶1213克，熔點(diǎn)196197。若結(jié)晶帶色，可用乙醇和水(體積比為3：1)的混合溶劑重結(jié)晶或加活性炭脫色。2. 66鹽縮聚取一20mm×150mm試管作為縮聚管，加5g66鹽，用玻璃棒盡量壓至試管底部?？s聚管側(cè)口作為氮?dú)獬隹冢B一根橡皮管通入H2O中（見圖1）。通氮?dú)?min，排除管內(nèi)氣體，將縮聚管架入200210鋁錠加熱器中。123N2圖1 尼龍66縮聚裝置1.縮聚管；2鋁錠加熱器；3水封試管架入加熱器后，66鹽開始熔融，并看到有氣泡上升，將氮?dú)饬鞅M量調(diào)小，約一秒鐘一個(gè)氣泡。在200-210預(yù)縮聚1h，其間不

22、要打開塞子。1h后，將鋁錠溫度逐漸升至260270，再縮聚1h左右，打開塞子，用一玻璃棒蘸取少量縮聚物，看其否能拉絲。若能拉絲，表明分子量已很大，可以成纖；若不能拉絲，取出試管，待冷卻后破之得白色或土黃色韌性固體，其熔點(diǎn)265，可溶由甲酸、間甲苯酚；若性脆，一打即碎，表明縮聚進(jìn)行的不好，分子量很小。五、思考題1. 隨反應(yīng)進(jìn)行要不斷提高聚合溫度，其根本原因是什么？2. 本實(shí)驗(yàn)中通氮?dú)獾哪康氖鞘裁?？參考文獻(xiàn)何衛(wèi)東編，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社。實(shí)驗(yàn)五 粘度法測定聚酯相對(duì)分子質(zhì)量一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康母呔畚锏南鄬?duì)分子質(zhì)量是高分子材料最基本的結(jié)構(gòu)參數(shù)之一。在滌綸生產(chǎn)中，測定聚酯或滌綸的相對(duì)分子質(zhì)量

23、量對(duì)其纖維成形以及產(chǎn)品的物理化學(xué)性能有著極其密切的關(guān)系。 通過本實(shí)驗(yàn)應(yīng)達(dá)到以下目的：1. 了解稀釋粘度法測定高聚物相對(duì)分子質(zhì)量的基本原理；2. 掌握本測定的方法；3. 學(xué)會(huì)外推法作圖求和計(jì)算求、KH、KK值；4. 掌握測定粘度的動(dòng)能校正方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理測定高聚物分子量的方法有多種，如端基測定法、滲透壓法、光散射法、超速離心法和粘度法等。由于粘度法的設(shè)備簡單，操作方便，因此應(yīng)用最為普遍。但粘度法并非是絕對(duì)的測定方法，根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)證明，馬克（Mark）提出更符合于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的非線性方程式： （1）該式適用性廣，式中K、為兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。兩者除與溫度有關(guān)外，還與高聚物、溶劑的性質(zhì)有關(guān)。值主要依賴于大

24、分子在溶液中的形態(tài)。無規(guī)線團(tuán)形狀的大分子在不良溶劑中呈十分卷曲的形狀，為0.50.8；在良溶劑中，大分子因溶劑化而較為舒展，為0.81；而對(duì)硬棒壯分子，>1。關(guān)于某一高聚物溶劑體系的K、值的具體測量，可將式（1）兩邊取對(duì)數(shù)，得：圖1 lglgM的關(guān)系圖lgKlghlgMlg （2）此為直線方程。從直線的斜率可求出，從截距可求出K。一般采用的方法是將樣品經(jīng)分級(jí)，測定其各級(jí)分的，用直接法（如滲透壓法、光散射法、超速離心法等）測定相應(yīng)分子量就可作出lg和lgM的線性關(guān)系圖，如圖1所示。由直線的截距l(xiāng)gK,斜率可求出K和值。高聚物-溶劑體系的K、值，文獻(xiàn)上發(fā)表很多，對(duì)滌綸在苯酚/四氯乙烷（1:1

25、）體系中，溫度25。C時(shí): （3）用(3)式計(jì)算滌綸相對(duì)分子質(zhì)量時(shí),首先要求出溶液的特性粘度。其定義是當(dāng)溶液濃度C趨于零時(shí)，比濃粘度sP/C的值。即： （4）式中sP為增比粘度，sP=r-1；r為相對(duì)粘度，r=/0=溶液粘度（s）/溶劑粘度（s）。由于r=1+sP，所以兩邊除以C，當(dāng)C0時(shí)，sP <1可忽略高次項(xiàng)，則得： 所以 （5）特性粘度的求得，通?？捎脙煞N方法：1稀釋法（外推法） 將溶液稀釋成45個(gè)不同的濃度，分別測其粘度，再由或作圖外推，求出。以下是兩個(gè)常用外推經(jīng)驗(yàn)式。Huggins式： (6)Karmer式： (7)式（5）、（6）、（7）三式關(guān)系，由和的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在同

26、一圖上作圖，外推至C0，兩直線相交于一點(diǎn)，此截距即為。如圖2所示。兩條直線的斜率分別代表常數(shù)KH和KK。圖2 對(duì)C和對(duì)C的關(guān)系圖或hC2一點(diǎn)法 為了簡化實(shí)驗(yàn)操作，可在一個(gè)低濃度下測定sP和r，直接求出，不需要作濃度的外推，故稱一點(diǎn)法。由一點(diǎn)法計(jì)算的公式很多，選用時(shí)要注意實(shí)驗(yàn)條件。例如，解（6）式可得： (8)若已知某高聚物-溶劑體系的KH值，則可用（8）式計(jì)算求得。若KH+KK=0.5，解（6）、（7）式聯(lián)立方程，可得： （9）由作圖外推法或一點(diǎn)法求得值后，如代入（3）式，則可計(jì)算出高聚物的分子量。粘度法測定相對(duì)分子質(zhì)量是基于大分子在溶劑中移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。一般用粘度表征高聚物溶液在流動(dòng)過程

27、中所受阻力的大小。相對(duì)粘度r的測定是采用烏氏粘度計(jì)。以V表示時(shí)間t內(nèi)流經(jīng)毛細(xì)管的溶液體積；P為壓力差；R為毛細(xì)管半徑；L為毛細(xì)管的長度；為流體粘度。在t時(shí)間內(nèi)流經(jīng)毛細(xì)管的溶液體積V： (10)因P=gh(為流體密度，h為液柱高，g為重力加速度)，所以： (11)實(shí)際上毛細(xì)管的半徑與長度的測量比較困難，故實(shí)測時(shí)都是求溶液粘度與溶劑的比值，即相對(duì)粘度r。當(dāng)用同一支粘度計(jì)時(shí)，測定時(shí)溶劑與溶液的體積不變，即VO=V0，所以： (12)因?yàn)楦呔畚锶芤赫扯鹊臏y定，通常在極稀的濃度下進(jìn)行，所以溶液和溶劑的密度近似相等，=0，因此相對(duì)粘度可以改寫為： (13)（13）式必須符合下列條件：溶液的流動(dòng)沒有湍流；液

28、體在管壁沒有滑動(dòng)；促使流動(dòng)的力，全部用于克服液體間的內(nèi)摩擦；末端校正在L/R較大的情況下可以不計(jì)。對(duì)于一般毛細(xì)管粘度計(jì)，若考慮其促使流動(dòng)的力，除克服其流體內(nèi)摩擦外，尚有部分消耗于液體流動(dòng)時(shí)的動(dòng)能，這部分能量的消耗需予以校正。設(shè)P表示液體動(dòng)能消耗的壓力差，則校正后的粘度： (14)式中m為儀器校正常數(shù)。在相對(duì)粘度測定中，式中V、R、L、h、g都不變，令儀器常數(shù)A、B為： 則（14）式可化簡為： (15)于是：在極稀的溶液中0，所以： (16)式中K=B/A當(dāng)選擇的烏氏粘度計(jì)t0>100s時(shí)，動(dòng)能校正值很小，可以忽略不計(jì)，則r=t/t0。三、 儀器、試劑和樣品儀器：三支管烏氏粘度計(jì)（見圖3）

29、；玻璃恒溫水浴（溫度控制精確度為±0.1）；秒表（1/10s）；吸球；錐形瓶（50ml）；砂芯漏斗（1G-2）；移液管（10、20ml）。試劑：苯酚、四氯乙烷均為CP級(jí)，苯酚-四氯乙烷溶液的重量比為 1 ：1。樣品：滌綸或聚酯切片。圖3 烏氏粘度計(jì)ACBDFEba四、實(shí)驗(yàn)步驟1粘度計(jì)的選擇粘度計(jì)選擇恰當(dāng)與否，對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量測定的準(zhǔn)確性有很大影響。由于稀釋法需測定不同濃度下的溶液粘度，最簡單的方法就是在粘度計(jì)里逐步把溶液稀釋，這樣流經(jīng)E球a、b兩刻度所需時(shí)間，必須不受粘度計(jì)內(nèi)溶液體積變化的影響，為此需采用氣承懸液柱式的稀釋烏氏粘度計(jì)。粘度計(jì)毛細(xì)管直徑和E球大小的選擇，務(wù)必使純?nèi)軇┝鹘?jīng)a

30、、b兩刻度的時(shí)間大于100s，這樣動(dòng)能校正項(xiàng)可以忽略不計(jì)。毛細(xì)管直徑不宜小于0.5mm，以防被堵塞影響流出時(shí)間的重現(xiàn)性。對(duì)于苯酚四氯乙烷溶劑體系，毛細(xì)管直徑取0.80.9mm，E球的容量取45ml，這樣純?nèi)軇┝鹘?jīng)a、b兩刻度的時(shí)間為100120s。2試樣準(zhǔn)備及溶解將滌綸或聚酯切片剪成細(xì)粒（約1*1mm）,置于稱量瓶中，放在紅外線干燥箱中（溫度約90。）烘燥2025min，然后取出放入干燥器內(nèi)冷至室溫，準(zhǔn)確稱取上述干燥試樣0.1g（準(zhǔn)確至0.1mg）置于干燥的50ml椎形瓶中，用移液管加入20.0ml苯酚四氯乙烷溶劑，在8090下加熱攪拌至完全溶解，冷卻至室溫。3粘度測定將上述溶液用砂芯漏斗（1

31、G2）過濾待測。在粘度計(jì)的B、C管上小心地接上醫(yī)用橡皮管，用鐵夾夾好粘度計(jì)的A管，然后把粘度計(jì)垂直地放于已調(diào)溫至25±0.1的玻璃恒溫水浴中，并使G球完全浸沒在水面下。用移液管從A管注入10ml過濾溶液，恒溫約15min后，用夾子（或用手）夾緊C管上的膠管，并用吸球（或注射器）從B管的膠管中將溶液吸至G球中部，取下吸球，開啟C管使空氣進(jìn)入D球，形成一氣承懸液柱，隨后即用秒表記錄溶液流經(jīng)a、b兩刻度所需時(shí)間。上述操作重復(fù)三次以上，誤差不應(yīng)超過0.2s。取其平均值做為該濃度下溶液流出時(shí)間t，然后用移液管依次加入10.、20.、10.ml苯酚四氯乙烷溶劑把溶液稀釋，并分別測定不同濃度的溶液

32、流經(jīng)a、b兩刻度的時(shí)間。把粘度計(jì)清洗并烘干后，用移液管吸取10.0ml純?nèi)軇┯谡扯扔?jì)里，在同樣條件下，按上述方法測定其流經(jīng)兩刻度的時(shí)間t0。也可先測t0，倒出溶劑將粘度計(jì)烘干后再測t。4動(dòng)能校正及儀器常數(shù)（A、B）的測定：儀器常數(shù)的測定通常有三種方法：（1）用兩種標(biāo)準(zhǔn)液體在同一溫度下分別測其流出時(shí)間；（2）用一種標(biāo)準(zhǔn)液體在不同溫度下測其流出時(shí)間；（3）用一種標(biāo)準(zhǔn)液體在不同外壓下（同一溫度）測其流出時(shí)間。本實(shí)驗(yàn)采用第一種方法，標(biāo)準(zhǔn)液體選用正丁醇和丙酮，其密度、粘度見下表。溶劑（g/cm3）(Pa·s)25。30。2530丙酮0.78510.77930.307510-30.295410-

33、3正丁醇0.80570.80212.639010-32.271010-3通過式（15）可以求出A、B的值，再利用公式（16）可計(jì)算動(dòng)能校正后的粘度。五、實(shí)驗(yàn)記錄1根據(jù)；，求及。2作圖外推求。用sp/C-C及l(fā)nr/C-C的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)sp/C、lnr/C-C分別為縱坐標(biāo)，濃度C為橫坐標(biāo)作圖，將兩條直線外推于C=0，求出。3.求直線的斜率，即常數(shù)KH,KK. 。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過（6）、（7）式計(jì)算出KH和KK的值。4.一點(diǎn)法計(jì)算。用公式（8）計(jì)算特性粘度。對(duì)滌綸而言，以苯酚：四氯乙烷=1：1時(shí)，從文獻(xiàn)上查得25時(shí)KH=0.35，在極稀的溶液里KH+KK=1/2，故KK = 0.15?？砂垂剑?）計(jì)

34、算特性粘度；或化簡公式（8），由下式算得：5計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量。從經(jīng)驗(yàn)公式（3）計(jì)算滌綸的相對(duì)分子質(zhì)量。6實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按下表整理。溶液總體積（ml）10204050稀釋溶劑（ml）0102010相對(duì)濃度11/21/41/5實(shí)際濃度（g/100ml）流出時(shí)間t(s)123平均時(shí)間 t(s)相對(duì)粘度 r sp=r-1sp/C未校正已校正未校正已校正六、討論與思考題1. 討論影響相對(duì)分子質(zhì)量測定的主要因素。2. 什么情況下需要做動(dòng)能校正？為什么？參考文獻(xiàn)1.陳稀、黃象安主編，化學(xué)纖維實(shí)驗(yàn)教程，紡織工業(yè)出版社，1988，12 實(shí)驗(yàn)六 聚丙烯熔體流動(dòng)速率的測定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解熱塑性髙聚物熔體流動(dòng)速率與加

35、工性能的關(guān)系；2.掌握熔體流動(dòng)速率的測試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理熔體流動(dòng)速率（MFR）是指熱塑性髙聚物在規(guī)定的溫度和壓力下，髙聚物熔體10分鐘通過標(biāo)準(zhǔn)尺寸毛細(xì)管的重量值，單位是克/10分鐘。它是表征熔體在低剪切速率下流變性能的重要指標(biāo)。影響髙聚物熔體流動(dòng)性能的內(nèi)因主要有分子鏈的結(jié)構(gòu)、分子量及其分布；外因則主要指溫度、壓力、毛細(xì)管內(nèi)徑、毛細(xì)管長度等因素。為了使MFR值能相對(duì)地反映髙聚物的分子量及分子結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)，必須將外界條件相對(duì)固定。對(duì)于不同的髙聚物須選取不同的測試溫度和壓力，因?yàn)椴煌{聚物的粘度與剪切力的依賴關(guān)系不同。MFR只能在同種髙聚物間相比較，MFR越大，表示該髙聚物熔體的平均分子量越低成

36、型時(shí)流動(dòng)性越好。測定結(jié)構(gòu)不同的髙聚物熔體流動(dòng)速率，所選擇的溫度、壓力、試料用量、切割時(shí)間等各不相同，其規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)參見國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3682。本實(shí)驗(yàn)方法測定熔體流動(dòng)速率簡單易行，對(duì)成型工藝條件的確定有十分重要的作用，因此工業(yè)生產(chǎn)上被廣泛應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)條件為：溫度230，負(fù)荷2160克，毛細(xì)管孔徑2.095mm。三、儀器及試樣 儀器：本實(shí)驗(yàn)選用XNR400A型熔體流動(dòng)速率儀，主體示意見圖；試樣：聚丙烯粒料，46克。 熔體流動(dòng)速率儀主體示意圖1.砝碼；2.壓料桿；3.導(dǎo)向套；4.測溫區(qū)5.料筒；6.爐體；7.毛細(xì)管；8.手輪； 9.切刀四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.檢查儀器是否清潔且呈水平狀態(tài)。 2.裝入毛細(xì)管：

37、從料筒的上端裝入毛細(xì)管，并用裝料桿將其壓到與毛細(xì)管擋板接觸為止。3.將壓料桿（組合件）從料筒上端口放入料筒中。4.插上電源插頭，打開控制面板上的電源開關(guān)，電源指示燈亮，設(shè)定恒溫溫度點(diǎn)、取樣時(shí)間間隔及取樣次數(shù)。按“啟動(dòng)”鍵，儀器開始升溫，當(dāng)溫度穩(wěn)定到設(shè)定溫度后，恒溫至少15分鐘。5.恒溫15分鐘后，取出壓料桿，將事先準(zhǔn)備好的試樣用裝料斗和裝料桿逐次裝入并壓實(shí)在料筒中，全過程要迅速完成。然后將壓料桿重新置入料筒中，5分鐘后即可把標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)負(fù)荷加到壓料桿上。6.試樣切?。寒?dāng)壓料桿下降到其上的下環(huán)標(biāo)記與導(dǎo)向套的上表面相平時(shí)，旋轉(zhuǎn)切刀手輪，切除擠出的試樣，緊接著按下“開始”鍵并將取樣盤放在出料口的下

38、方，30秒后（假定標(biāo)準(zhǔn)要求的取樣時(shí)間為30秒），用切刀切取該段時(shí)間內(nèi)擠出的試樣作為第一次取樣，之后每隔30秒切取1次，保證切取的無氣泡樣條5個(gè)。當(dāng)壓料桿壓到上環(huán)標(biāo)記與導(dǎo)向套的上表面相平時(shí)停止試樣的切取。即：取樣應(yīng)在壓料桿上的兩個(gè)環(huán)形標(biāo)記之間完成。7.每個(gè)試樣平行測定兩次，分別求其MFR值。8.待料筒內(nèi)的試樣全部擠出后，帶上事先準(zhǔn)備好的手套（以防燙傷）取下砝碼和壓料桿，并把壓料桿擦拭干凈。9.關(guān)閉儀器電源，拔下電源插頭。10.把連接毛細(xì)管擋板的推拉桿向外拉出，用裝料桿頂出毛細(xì)管，用毛細(xì)管清理?xiàng)U清除毛細(xì)管里的試樣，再用布條在小孔內(nèi)往復(fù)擦拭，直至干凈為止。同時(shí)將裝料桿擦干凈。11.用潔凈的布繞在清料

39、桿上，趁熱擦拭料筒，擦干凈為止。六、數(shù)據(jù)處理 取5個(gè)無氣泡的切割段分別稱量（準(zhǔn)確到毫克）。若最大值與最小值超過平均值的10%，則需要重新取樣進(jìn)行測定。熔體流動(dòng)速率按下式求出：MFRm×600/t (g/10min)式中 m5個(gè)切割段的平均質(zhì)量，g；T每切割段所需時(shí)間，s。五、 思考題1.影響本實(shí)驗(yàn)的因素有那些？如何減少實(shí)驗(yàn)誤差？2.對(duì)于同一髙聚物試樣，改變溫度和剪切應(yīng)力對(duì)其熔體流動(dòng)速率有何影響？3.髙聚物的熔體流動(dòng)速率與分子量有什么關(guān)系？熔體流動(dòng)速率在結(jié)構(gòu)不同的髙聚物之間能否進(jìn)行比較？參考文獻(xiàn)1.陳稀，黃象安主編，化學(xué)纖維實(shí)驗(yàn)教程，紡織工業(yè)出版社，1988，12實(shí)驗(yàn)七 偏光顯微鏡觀察

40、球晶生長一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 在偏光顯微鏡下觀察聚合物的結(jié)晶狀態(tài)球晶； 2. 了解溫度對(duì)球晶生長的影響；3. 熟悉偏光顯微鏡的結(jié)構(gòu)和使用方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理高聚物在不同條件下從溶液或熔體中冷卻結(jié)晶時(shí)，可以生成不同結(jié)晶形態(tài)的晶體：折疊鏈片晶、伸直鏈片晶、串晶和球晶等。通常，濃溶液結(jié)晶或熔體冷卻結(jié)晶時(shí)，傾向于生成一種比較復(fù)雜的多晶聚集體球晶，球晶的基本結(jié)構(gòu)單元是具有折疊鏈的片晶，許多這樣的晶片以晶核為中心向四面八方成球形生長，形成球狀的聚集體。實(shí)驗(yàn)證明，在球晶中分子鏈總是垂直于半徑方向，分子鏈的這種取向排列使球晶產(chǎn)生光學(xué)各向異性，即在不同的方向上有不同的折射率。在正交的偏光顯微鏡下觀察，分子鏈平行于

41、起偏或檢偏的方向上，將產(chǎn)生消光現(xiàn)象，呈現(xiàn)特有的“黑十字”圖案。如果球晶生長過程中與其它球晶相遇，則形成多面體狀。溫度對(duì)結(jié)晶速度的影響很大，不同的溫度下成核速度和生長速度不同，因此球晶半徑和數(shù)量也不同。三、 儀器和試劑儀器：偏光顯微鏡及附件；蓋玻片；鋁錠加熱器；電爐；調(diào)壓器；溫度計(jì)。試劑：聚丙烯樹脂顆粒四、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 取少許聚丙烯樹脂顆粒放在已于280。C電爐上恒溫的蓋玻片上，待樹脂熔融后蓋上蓋玻片加壓成膜，保溫2min，然后迅速放入135140。C恒溫的鋁錠加熱器中恒溫2小時(shí)取出。制23個(gè)樣品。2. 按上述方法加壓成膜后，保溫2min，迅速放入冷水中，5分鐘后取出用濾紙吸干水分。制23個(gè)樣

42、品。3. 按上述方法加壓成膜后，保溫2min，放在室溫下結(jié)晶2小時(shí)。制23個(gè)樣品。4. 在偏光顯微鏡下觀察樣品的球晶的形態(tài)特點(diǎn)。五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論1.描述球晶的形態(tài)特征。2.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，簡述溫度對(duì)球晶生長的影響。 參考文獻(xiàn)1.陳稀、黃象安主編，化學(xué)纖維實(shí)驗(yàn)教程，紡織工業(yè)出版社，1988，12 實(shí)驗(yàn)八 高聚物的差示掃描量熱分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解差熱分析和差示掃描量熱法的基本原理；2. 掌握差示掃描量熱儀（DSC）的操作方法；3. 學(xué)會(huì)用熱分析軟件系統(tǒng)控制DSC操作和數(shù)據(jù)處理；4. 學(xué)會(huì)解析DSC曲線。二、實(shí)驗(yàn)原理 差示掃描量熱法是在差熱分析的原理基礎(chǔ)上派生出來的。差熱分析是在程序溫度控制

43、下，測定試樣溫度Ts和參比物溫度TR之差）與控制溫度（T）之間函數(shù)關(guān)系的一種技術(shù)。常用差示熱電偶測量溫差，它由兩個(gè)相同的熱電偶反向串聯(lián)而成。當(dāng)TS和TR溫度相同時(shí)，差示熱電偶的凈電壓輸出為一常數(shù)。如果試樣內(nèi)部在某一溫度有相變或化學(xué)反應(yīng)等熱效應(yīng)時(shí)，試樣的溫度將停止（或加快）上升，從而使試樣和參比物溫度差發(fā)生變化。把作為縱坐標(biāo)，T作為橫坐標(biāo)記錄下來，就得到了DTA曲線。圖1是差熱分析的原理圖，圖2是DTA裝置示意圖。 按差示掃描量熱儀（DSC）的結(jié)構(gòu)方式可分為功率補(bǔ)償型DSC和熱流型DSC。實(shí)驗(yàn)所用儀器為功率補(bǔ)償型。功率補(bǔ)償型DSC和DTA的分析樣品池結(jié)構(gòu)根本不同。在DTA中，參比物與樣品的加熱裝

44、置是公共的，而功率補(bǔ)償型DSC中卻各有獨(dú)立的加熱絲和Pt電阻溫度傳感器（見圖3）。在DSC電氣控制中，除去類似DTA的平均溫度控制程序以外，加進(jìn)了差熱自動(dòng)補(bǔ)償控制網(wǎng)絡(luò)。圖4就是P-E公司DSC儀器的電氣控制框圖?？刂撇糠值臏夭羁刂蒲h(huán)的基本原理是動(dòng)態(tài)零位平衡。也就是在DSC工作的任何時(shí)刻，不管樣品處于吸熱或者放熱狀態(tài)，控制循環(huán)總是迅速的改變輸入分析樣品和參比物的支持器中的差值功率，從而保持樣品和參比物的溫度一致，即。若某一時(shí)刻維持，所需供給樣品和參比物支持器上的加熱絲的電壓分別為VS和VR，而所供給總電流為恒流I，則測定作為DSC的輸出信號(hào)，則這一信號(hào)就是電功率差，W = WsWR = I&#

45、183;V 。這也就測得了給定時(shí)刻樣品和參比物在單位時(shí)間內(nèi)，從外界獲得熱量之差以T或t為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，就獲得了DSC曲線。由上述定義我們知道，在曲線中，吸熱行為將產(chǎn)生向上的吸熱峰。三、 實(shí)驗(yàn)儀器及試樣儀器：Perkin-Elmer公司DSC7差示掃描量熱計(jì)；裝有DSC操作及分析軟件的計(jì)算機(jī)；高純氮?dú)饧皻饬骺刂葡到y(tǒng)；微量電子天平；剪刀；鑷子；制樣器；鋁樣品盒。試樣：滌綸普通紡初生纖維。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 開啟DSC7、接口、計(jì)算機(jī)電源，進(jìn)入熱分析軟件系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)開始之前應(yīng)先用金屬銦In等標(biāo)樣對(duì)儀器進(jìn)行溫度和能量校正，并且在不裝試樣和參比物的情況下，用20/min的速率從39升溫至301，得到其D

46、SC曲線（我們稱之為跑基線）。給其命名，并存入計(jì)算機(jī)。2. 制樣：將滌綸普通紡初生纖維分為兩份，把其中一份用手冷拉伸為3.5倍以上。將兩份滌綸纖維分別剪成約1mm長的碎段，備用。將兩份滌綸纖維分別裝入稱過重量的鋁樣品盤中，再用微量天平稱重，用減量法得到纖維重量，重量應(yīng)為810mg。蓋上鋁蓋，用制樣器壓封。3. 將裝有未拉伸滌綸纖維的樣品盤裝入樣品臺(tái)左側(cè)的樣品支架內(nèi)，蓋上白金蓋子，再把一空樣品盤作為參比物放入右側(cè)樣品支架內(nèi)。蓋上密封蓋，罩上隔熱帽。使樣品臺(tái)內(nèi)通入N2。4. 使計(jì)算機(jī)的熱分析軟件系統(tǒng)進(jìn)入聯(lián)機(jī)狀態(tài)（Setup）。輸入樣品名稱、操作者姓名；設(shè)定終點(diǎn)溫度：300，起始溫度：40，掃描速率

47、20/min等。將儀器狀態(tài)設(shè)為基線狀態(tài)（Baseline State），終點(diǎn)狀態(tài)（End Condition）為循環(huán)（“S”），即使實(shí)驗(yàn)結(jié)束后自動(dòng)快速回到起始溫度。5. 測量參數(shù)設(shè)定完畢后，即可啟動(dòng)儀器（Begin run）開始DSC測試了。6. 待DSC測試完成后，應(yīng)將得到的DSC曲線存入（Save）計(jì)算機(jī)，以備分析、畫圖使用。7. 按照以上步驟將拉伸滌綸纖維的DSC曲線做出，并存入計(jì)算機(jī)。五、數(shù)據(jù)處理 從測得的DSC曲線上可以得到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg、冷結(jié)晶峰和熔融峰等信息。1. 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的確定 高聚物在玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)由于熱容的突變使DSC的基線平移，如圖4所示。由于熱歷史和機(jī)械歷史的影響，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)如圖虛線所示的吸熱峰。在DSC曲線上求取Tg的方法有兩種：一種是起始點(diǎn)法，其求法如圖5所示，即在玻璃化溫度區(qū)間斜率最大點(diǎn)的切線與玻璃化轉(zhuǎn)變