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對比發(fā)現(xiàn)，具有相同官能團(tuán)的一系列化合物近似有一個共同的吸收頻率范圍，通 常把這種能代表某種基團(tuán)存在并有較高強度的吸收峰，稱為基團(tuán)的特征吸收峰。這個峰所在的頻率位置稱 為基團(tuán)的特征吸收頻率。2、官能團(tuán)區(qū)：在紅外光譜中，通常劃分兩個主要的區(qū)域，在13004000cm-i范圍內(nèi)，基團(tuán)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(tuán)很有幫助，這個區(qū)域稱為官能團(tuán)區(qū)。3、指紋區(qū)：在400-1300cm-i范圍內(nèi)，譜圖上會出現(xiàn)許多的譜帶，其特征歸屬不完全符合規(guī)律，但是一些 同系物或者結(jié)構(gòu)相近的化合物，在這個區(qū)域的譜帶往往存在一定的區(qū)分，可以加

2、以區(qū)別，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：記錄樣品吸收的紅外光強度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(tuán)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)生最強的吸收強度；反之 如果二者垂直，則產(chǎn)生最小的吸收（幾乎不產(chǎn)生吸收），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，如果入 射角大于臨界角，光線在界面上發(fā)生反射，光線在界面上穿透一定的深度反射回來，如果界面上的物質(zhì)對 入射

3、的光線有吸收，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)吸收一定頻率的光能后，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的入射光照射到氣體、液體或透明晶體樣品上時， 絕大部分可以透過，大約有0.1%的入射光與樣品分子之間發(fā)生非彈性碰撞，即在碰撞時有能量交換，這種 光散射稱為拉曼散射。10、瑞利散射：若發(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，若光子把一部分能量給樣品分子，得道的散射光能量減少，在垂直方向 測量到的

4、散射光中，可以檢測頻率為v0AE/h的線，稱為斯托克斯線，如果他是紅外活性的話，E/h 的測量值與激發(fā)該振動的紅外頻率一致12、反斯托克斯線：若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)生的吸收電磁波的現(xiàn)象稱為核磁共振。15、拉莫爾進(jìn)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)果是核磁距繞著磁場 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

5、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)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)子之間的自旋一自旋耦合，而導(dǎo)致自旋一自旋分裂。 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：測量材料在一定溫度范圍內(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、普彈形變：當(dāng)高分子材料受到應(yīng)力作用時，分子鏈內(nèi)部鍵長和鏈角立刻發(fā)生變化，這種變化是很小的， 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相同

6、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逐漸伸展開來，這種形變值很大，稱為高彈形變。22、塑性形變：如果分子間沒有化學(xué)交聯(lián)，當(dāng)外力作用時間與整個分子鏈的松弛時間有相同的數(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、吸收襯度：高分子電鏡圖像的襯度主要是吸收襯度，取決于樣品各處參與成像的電子數(shù)目的差別，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、表面形貌襯度：主要是樣品表面的凹凸決定的。26、原子序數(shù)襯度：指掃描電子束入射式樣時產(chǎn)生的背景電子、吸收電子、X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

7、：焦深大意味著能使不平整性大的表面上下都能聚焦。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、核磁共振吸收、紅外吸收光譜、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，知道不同光譜法研究的是分子中的哪一種運動形式。波長及其分區(qū)2X105im 1000252750400100.01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

8、區(qū)Y射線區(qū)運動形式核自旋電子自旋分子轉(zhuǎn)動分子轉(zhuǎn)動及晶體的晶格振動分子基頻振動主要涉及O-H N-HC-H鍵振動的倍頻 及合頻吸收外層電子躍進(jìn)內(nèi)層電子躍進(jìn)核反應(yīng)光譜法核磁共振普微波光譜順磁共振光譜遠(yuǎn)紅外光譜紅外光譜近紅外光譜可見光和紫外光譜X射線光譜Y射線光譜3、多晶X射線衍射儀在聚合物結(jié)構(gòu)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、擴散法、溶液激光小角散射法、沸 點升高法、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、

9、超速離心法。絕對數(shù)均：端基滴定法、沸點升高法、氣相滲透壓法、滲透壓法、擴散法、凝膠滲透色譜法、絕對質(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出現(xiàn)的波數(shù)范圍羥基在紅外光譜中出現(xiàn)的波數(shù)范圍：32003650cm-i羰基在紅外光譜中出現(xiàn)的波數(shù)范圍：16501900cm-i6、要會用氫譜推測簡單化合物的結(jié)構(gòu)。注意積分面積比、位移峰分裂數(shù)目、及位移大小。1H-NMR譜圖可以給我們提供的主要信息是：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(tuán)耦合常數(shù)-推斷相鄰氫原子的關(guān)系與結(jié)構(gòu)吸收峰的面積-確定分子中

10、各類氫原子的數(shù)量比7、要知道可以根據(jù)哪些性能的變化來研究聚合物的分子運動，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、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收峰通常只有23個，且峰形平穩(wěn)，因此他的選擇性遠(yuǎn)不如紅外光譜。 而且紫外光譜主要決定于分子中發(fā)色和助色基團(tuán)的特性，而不是整個分子的特性，所以紫外吸收光譜用于 定性分析不如紅外光譜重要和

11、準(zhǔn)確。因為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容易將具有特征官能團(tuán)的高分子與不具特 征官能團(tuán)的高分子相區(qū)別開來。定量分析：紫外光譜法的吸收強度比紅外光譜法大的多，紅外的值很少超過103,而紫外的值最高可 達(dá)104105，紫外光譜法的靈敏度(10-410-5mol/L)，測量準(zhǔn)確度高于紅外光譜法；紫外光譜法的儀器也 比較簡單，操作方便。紫外光譜法很適合研究共聚組成、微量物質(zhì)和聚合反應(yīng)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)k和a 的標(biāo)定： T兩邊對數(shù) lgn=lgK+algMY|聚合物的a值一般都在0.50.8

12、之間，所以聚合物的質(zhì)均相對分子質(zhì)量與黏均相對分子質(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lgnRdlgMy做圖，可以得到一條直線，外推直線得截距l(xiāng)g K和斜率a。I10、用X射線發(fā)如何對聚合物進(jìn)行物組分析X射線衍射物相分析的工作程序有兩種：一、實驗得到樣品的衍射，然后將之與已知物相在相同實驗條件 下的衍射圖直接比較，根據(jù)峰位、相對強度、樣品結(jié)構(gòu)已知信息等判別待定物相。二、實驗得到待定樣品 的衍射圖，求出各衍射峰對應(yīng)的面間距然后結(jié)合各峰相對強度Ii/I0及試樣結(jié)構(gòu)已知信息等，在匯編標(biāo) 準(zhǔn)中用qi/z。對照檢索，

13、定識物相?；緝?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。11、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，一般根據(jù)樣品熱效應(yīng)大小調(diào)節(jié)樣品量， 一般35mg。升溫速率-通常升溫速率范圍在520C/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)生氧化反應(yīng)峰，同時又可減少試樣揮發(fā)物對檢測器的腐 蝕。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，如果是共混物會出現(xiàn)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

14、：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)的失重量乘以百分量疊加的 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，對共混體系只觀察到單一的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(jìn)行普適校正。如何進(jìn)行普適校正。GPC對分子鏈進(jìn)行分級的原理為體積排除。忽略了溶質(zhì)和載體之間的吸附效應(yīng)以及高分子在流

15、動相和固定 相之間的分配效應(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決定。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(jìn)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，首相從柱中被流動相脫出來；中等大小分子能進(jìn)入凝膠中的一些空洞中，但不能進(jìn)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(jìn)入凝膠的絕大部分孔洞，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(jìn)行相對分子質(zhì)量計算時，理論上要求被測聚合物與標(biāo)樣具有相同的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu) 及組裝結(jié)構(gòu)。實際上很難做到，能夠得到標(biāo)準(zhǔn)樣品的聚合物種類非常有限，這時就需要使用

16、普適校正。普適校正的原理是GPC對聚合物分子的分離是基于分子流體力學(xué)體積的排除。對于相同的分子流體力學(xué) 體積，在同一個保留時間流出，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(dá)式為n1Mr1=n2Mr2依據(jù)M-H方程y 得到 1打1 = 2柘1然后查閱進(jìn)行普適校正計算，對于不能查到的K、a的聚合物，可以通過使用黏匿光散射-示差檢測器聯(lián) 用進(jìn)行測量。15、做電鏡分析時對樣品有什么要求？掃描電鏡和透射電鏡的一般制樣方法是什么？一個電鏡樣品首先必須滿足以下三個要求：因為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。樣品必須

17、清潔，因為高 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，允許的觀察時間較短，所以觀察是應(yīng)避免在一個區(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)還必須有透明支持膜支撐，如果要觀察高分子稀溶液、乳液和懸浮液等中的 顆粒樣品的形狀、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

18、用涂布法、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表面原子間存在微弱的排斥力(10-810-6N)，利用光學(xué)檢測法，通過測量針尖與樣品 表面原子間的作用力來獲得樣品表面形貌的三維信息。17、對于質(zhì)譜，要會用M和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天然豐度，b為同一元素中重同位素天然豐度，n分子中該元素的原子數(shù)目例 C2H6(100+1.08) 2=1000+216+1.2即 M： M+1： M+2=1000： 216： 1.2相對豐度之比由 M： M+1-100： (nX1.1)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)則、電鏡三要素氮規(guī)則：因為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