高分子材料表征第一章課件

高分子材料表征方法第一章緒論1、表征的定義：通過一定的分析方法將未知結(jié)構(gòu)變成已知結(jié)構(gòu)；2、表征的應(yīng)用：科學研究中對聚合物產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的確認；在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)測；分析和研究未知產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。二、高分子材料的主要表征方法1、簡單的經(jīng)驗判斷：根據(jù)聚合物的性質(zhì)如外觀、強度和應(yīng)用領(lǐng)域等判斷聚合物種類2、化學分析：采用化學分析的方法如酸堿滴定、元素特有的化學反應(yīng)對聚合物種類和結(jié)構(gòu)作出定性或定量的分析第一篇：高分子材料的化學分析第一章：簡單定性分析、外觀：透明性，顏色（二）、塑料制品的外形1、塑料薄膜2、塑料板材3、管材4、泡沫塑料（三）、手感與機械性能表面硬度剛性力學性能二、高分子材料的用途每一種高分子材料都有其主要的應(yīng)用領(lǐng)域。而在每一個特定的領(lǐng)域中應(yīng)用的高分子材料的種類是非常有限的。幾個主要領(lǐng)域中應(yīng)用的高分子材料如下所示：

絕緣材料：聚乙烯，聚丙烯，EVA，PET,環(huán)氧樹脂，聚酰亞胺聚氯乙稀。電子電器配件：PE,PP,SAN,MBS,PF,氨基樹脂，環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯，PET,PBT,聚甲醛，聚酰亞胺，聚苯醚，聚砜家電和設(shè)備外殼：聚丙烯，高沖聚苯乙烯,ABS,SAN,聚苯乙烯，聚氨酯光學產(chǎn)品：聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯酸酯類，聚碳酸酯，聚苯乙烯，聚乙烯醇縮丁醛，PET容器：聚乙烯，聚丙烯，PET,聚甲醛（壓力容器）環(huán)氧樹脂（壓力容器）文具、辦公及日常用品：聚乙烯，聚丙烯，ABS,HIPS,PET,PU,SAN,MBS,尼龍，酚醛塑料，氨基塑料，聚甲基丙烯酸甲酯觀察的主要現(xiàn)象：（1）是否燃燒，（2）是否能夠自熄（3）火焰的顏色和性質(zhì)如是否有煙或者是否濺射（4）樣品是否變形、龜裂、熔融、滴落以及滴落物是否繼續(xù)燃燒等二、初步鑒別不燃材料：含氟、含硅的高分子以及熱固性高分子材料和少數(shù)芳香環(huán)含量很高的高分子材料；難燃和自熄的：含氯高分子如聚氯乙稀，含氮高分子以及含有阻燃劑的高分子材料易燃高分子：主要以碳氫為主的高分子材料高分子材料在火焰中的行為可燃性試樣變化火焰外觀氣味高分子材料不燃不變或慢慢碳化在紅熱時發(fā)出刺激性氣味聚四氟乙烯軟化同上聚三氟氯乙烯難燃在強火焰中膨脹亮黃或白色幾乎無味硅樹脂外形不變或膨脹碳化亮黃色有煙苯酚，甲醛味酚醛樹脂燃燒部發(fā)白，慢慢碳化微黃色帶綠邊甲醛味，氨味氨基樹脂在火焰上燃燒，離火熄滅先軟化，后分解為棕黑色黃－橙色帶綠底，白煙強辛辣味聚氯乙稀，氯丁橡膠同上黃－橙色，噴濺綠色火星同上聚偏二氯乙烯軟化，黃色帶綠邊同上氯醋共聚軟化，不滴落黃－橙色帶藍綠邊同上氯乙烯－丙烯腈共聚物在火焰中燃燒，離火熄滅，中等燃燒速度熔融下滴，然后分解，樣品靠近火焰時起泡熔融成清液可抽絲，膨脹龜裂，逐漸分解碳化黃－橙色帶藍邊，黃色，明亮，灰煙燒毛發(fā)味，或燒新鮮芹菜味尼龍，酪脘－甲醛樹脂在火中燃燒，離火后繼續(xù)燃燒不易點燃熔融下滴，可抽絲暗黃－橙色，有煙炱花香般微甜氣味PET明亮的黃色氰化物味或燒木材味聚丙烯腈及其共聚物熔融下滴暗藍色帶黃邊腐臭的奶油氣味聚乙烯醇縮丁醛熔融不滴落暗藍色帶紫色醋酸味聚乙烯醇縮乙醛同上黃白色略帶甜味聚乙烯醇縮甲醛比較容易點燃，離火后繼續(xù)燃燒熔融下滴，滴落物繼續(xù)燃燒清亮的黃色帶藍底熄滅的蠟燭味聚乙烯同上清亮的黃色帶藍色調(diào)熱潤滑油味聚丙烯，乙烯－丙烯共聚物不熔融，不滴落黃色，明亮有煙炱刺激性氣味，略帶花香味不飽和聚酯同上黃色有黑煙類似苯酚味環(huán)氧樹脂軟化變黑黃色明亮帶濃煙微甜的金盞花香味聚苯乙烯及與丁二烯共聚物軟化明亮帶濃煙微甜的花香味聚甲基苯乙烯（三）氧指數(shù)第三節(jié)：干餾一、試驗方法干餾試驗是檢驗材料在不與火焰直接接觸的情況下加熱時所發(fā)生的反應(yīng)。在加熱的情況下讓聚合物發(fā)生分解，再利用化學方法檢驗分解產(chǎn)物中所含有的成分。干餾時注意觀察下列現(xiàn)象：（1）加熱時試樣是否變形？是否熔化？熔體能否自由流動？最終形態(tài)如何？（2）氣體的顏色和氣味（3）氣體的酸堿性，試管內(nèi)是否有凝聚物？是否有沉淀生成二、鑒別表第四節(jié)密度密度測定只能作為聚合物鑒定的一種參考手段，因為各種添加劑和加工引起的缺陷都會影響聚合物的密度。但是由于密度測定比較容易，它因此成為縮小聚合物品種判別范圍的一種重要方法。一、密度測定方法（1）比重瓶法（2）等密度法二、高分子材料的密度第五節(jié)：聚合物的溶解性利用溶解性來鑒別聚合物是聚合物鑒別聚合物的傳統(tǒng)方法。但是其利用價值是很有限的。因為聚合物的溶解性不僅與結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與分子量和結(jié)晶度有關(guān)。

高分子材料的溶解性第六節(jié)折射率一、測定方法阿貝折射儀測定高分子材料的折射率是基于全內(nèi)反射原理。在標準棱鏡上放置待測固體，單色光在掠射情況下射入與固體接觸的棱鏡上面的鏡面，經(jīng)過折射后，光線穿出棱鏡后產(chǎn)生一個偏向角。假設(shè)待測固體的折射率為n’,要求n’要小于棱鏡的折射率n。根據(jù)折射定律，當光線經(jīng)過A點掠射入棱鏡時，有：n’＝nsin為臨界折射角。同樣對于B點，nsin(90-)=sin或者ncon=sin為了在被測物體和棱鏡之間有良好的接觸，應(yīng)在被測物體與棱鏡之間，加一小滴接觸液。接觸液的折射率也應(yīng)該比被測物的折射率大。但是又要比棱鏡的折射率小。同時接觸液必須對被測材料沒有侵蝕和溶脹作用。第七節(jié)熔點或軟化點法熔點是高分子材料重要的物理參數(shù)，對鑒別聚合物有著非常重要的意義。對于無定形高分子材料，可測定其軟化點或者玻璃化溫度。但是對于熱固性材料，就沒有熔點或軟化點，并且對于大部分的高分子材料，熔點或者軟化點的測定的靈敏度總不如低分子化合物。熔點測定方法1、簡易方法2、熔點顯微鏡法3、DSC法第八節(jié)顯色試驗一、李柏曼－斯托希－莫洛夫斯基顯色試驗取幾毫克的試樣放在試管中，令其溶于2ml的熱乙酐中，待冷卻后加入3滴50%的硫酸。立刻觀察顏色變化。10分鐘后以及用水浴加熱至約100℃（比沸點略低），再次觀察顏色變化。試劑的濃度和溫度必須穩(wěn)定，否則，同一種聚合物會得到不同的顏色。這個顯色反應(yīng)并不是非常特征的，而且有時候是不可重現(xiàn)的。但是作為旁證是有用的。對該試劑無顯色反應(yīng)的聚合物有：纖維素酯類，脲醛樹脂，蜜胺樹脂，聚烯烴，聚四氟乙烯，據(jù)三氟氯乙烯，聚丙烯酸酯類，聚甲基丙烯酸酯類，聚丙烯腈，聚苯乙烯，聚氯乙稀，氯化聚氯乙稀，聚偏氯乙烯，氯化聚乙烯，飽和聚酯，聚碳酸酯，聚甲醛，尼龍等。二、對二甲胺基苯甲醛顯色反應(yīng)在試管中裂解5毫克試樣，冷卻后滴加1毫升濃鹽酸，再加10滴1%的對二甲胺基苯甲醛的甲醇溶液，放置片刻，再加入0.5毫升濃鹽酸，最后用水稀釋，觀察整個過程的顏色變化。三、吡啶顯色試驗鑒別含氯高分子1、與冷吡啶的顯色反應(yīng)取少許無增塑劑的樣品，加入1毫升吡啶，放置幾分鐘后加入2至3滴5%的氫氧化鈉的甲醇溶液，立刻觀察產(chǎn)生的顏色，過5分鐘和1小時后分別記錄顏色。2、與沸騰的吡啶的顯色反應(yīng)取少許無增塑劑的樣品，加入約1毫升的吡啶煮沸，將溶液分成兩分，第一部分重新煮沸，小心加入兩滴5%的氫氧化鈉的甲醇溶液。分別記錄立刻觀察到的顏色和5分鐘后的顏色變化。第二部分在冷卻后小心加入兩滴5%的氫氧化鈉的甲醇溶液，分別記錄立刻觀察和5分鐘后的顏色變化。四、一氯和二氯醋酸鑒別單烯類高分子取少量試樣，加入5毫升二氯醋酸或熔化的一氯醋酸。加熱至沸騰1至2分鐘，觀察顏色變化。五、鉻變酸顯色試驗鑒別含甲醛的高分子當甲醛和鉻變酸（1，8－二羥萘－3，6二磺酸）的濃硫酸溶液一起加熱時，即呈現(xiàn)紫色。取少量試樣置于試管中，加入2ml濃硫酸和少量的鉻變酸，在60－70℃下加熱10分鐘，靜