聚合物研究方法-绪论

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1、聚合物研究方法专业：材料化学兰州大学教材聚合物研究方法张美珍主编，中国轻工业出版社参考书目汪昆华，罗传秋，周啸编著出版社：清华大学出版社课程设置绪论高分子材料的化学分析红外光谱激光拉曼散射光谱法紫外光谱核磁共振谱质谱X射线法波谱分析课程设置聚合物的分子量及分子量分布数均分子量测定质均分子量测定粘均分子量测定凝胶渗透色谱法课程设置热分析示差扫描量热法和差热分析热重分析显微分析技术光学显微镜法电子显微镜法总结与复习考试成绩平时成绩+期末成绩第一章绪论聚合物研究方法用现代分析技术研究高分子组成，结构，确定结构与性能的关系，合成反

2、应及加工过程中结构的变化。要求：按照事先指定的性能进行材料设计，并提出所需合成方法与加工条件。高分子材料高聚物结构与性能测试方法概述高聚物结构的测定方法高聚物分子运动的测定高聚物性能的测定1.1聚合物结构和形态的特点什么是聚合物？结构单元，重复单元？—微观，亚微观到宏观一次结构，二次结构，三次结构，高次结构高分子结构层次高分子链结构（一根高分子）高分子聚集态结构（一群高分子）一次（近程）结构：是构成的最基本微观结构，包括其组成和构型。结构单元的化学组成、连接顺序、构型，以及构造（支化、交联）二次（远程）结构：大分子链的构象

3、，即空间结构，以及链的柔顺性等。高分子链的形态（构象）以及高分子的大小（分子量）三次结构：高分子之间通过范德华力和氢键形成具有一定规则排列的聚集态结构。晶态、非晶态、取向态、液晶态高次结构：三次结构的再组合。织态结构在加工成型中，可以形成分子的取向和织态结构，从而改变高聚物的原有性能。高聚物结构的测定方法测定链结构的方法红外吸收光谱、紫外吸收光谱、核磁共振、电子能谱、电子衍射法等测定聚集态结构的测试方法电子显微镜（TEM、SEM)、光学显微镜、X射线小角散射测定结晶度的方法X射线衍射法、电子衍射法、红外吸收光谱、热分析法测

4、定高聚物取向程度方法双折射法、X射线衍射、圆二色性法、红外二色性法测定高聚物相对分子质量及其分布凝胶渗透色谱法（GPC法）、溶液光散色法、端基滴定法、渗透压法、沸点升高法、粘度法、超速离心法、分级沉淀法测定支化度的测试方法化学反应法、红外光谱法、粘度法、凝胶渗透色谱法、1.2高聚物分子运动的测定分子运动的多样性分子运动的时间依赖性分子运动的温度依赖性多种运动单元多种运动方式分子运动的多样性链段的运动——主链中C-C单键的内旋转，使得高分子链有可能在整个分子不动，即分子链质量中心不变的情况下，一部分链段相对于另一部分链段而运

5、动。链节的运动——比链段还小的运动单元侧基的运动——侧基运动多种多样，如转动，内旋转，端基的运动等高分子的整体运动——高分子作为整体呈现质量中心的移动晶区内的运动——晶型转变，晶区缺陷的运动，晶区中的局部松弛模式等1.2.高聚物的状态和行为不同的状态-不同的分子运动方式-不同的物理和力学性能两个参数-温度和时间1.温度依赖性加工成型，使用过程分子运动的温度依赖性温度对高分子运动的两个作用：1.使运动单元动能增加，令其活化（使运动单元活化所需要的能量称为活化能）2.温度升高，体积膨胀，提供了运动单元可以活动的自由空间Stra

6、in-temperatureModulus-temperature三态两区三态两区分子运动特点A:Glassregion玻璃态：链段几乎无运动，聚合物类似玻璃，通常为脆性的，模量为104~1011Pa。B:Glasstransition玻璃化转变：整个大分子链还无法运动，但链段开始发生运动，模量下降3~4个数量级，聚合物行为与皮革类似。C:Rubberelasticregion高弹态：链段运动激化，但分子链间无滑移。受力后能产生可以回复的大形变，称之为高弹态，为聚合物特有的力学状态。模量进一步降低，聚合物表现出橡胶行为。D

7、:Viscosityflowtransition粘流转变:分子链重心开始出现相对位移。模量再次急速下降。聚合物既呈现橡胶弹性，又呈现流动性。对应的转温度Tf称为粘流温度。E:Liquidflowregion粘流态：大分子链受外力作用时发生位移，且无法恢复。行为与小分子液体类似。Tf~TdTb~TgTg~TfTg的实用意义：是高聚物特征温度之一，作为表征高聚物的指标，可用来确定热塑性塑料的最高使用温度和橡胶的最低使用温度。高于Tg则不能作塑料用，因为已经软化；低于Tg就不能当橡胶用，因为已成为玻璃态。高聚物分子运动的测定体积

8、变化膨胀剂法、折射系数测定法热学性质变化差热分析（DTA)、差示扫描量热法（DSC)、热重分析（TG）、DTA-TGA等力学性质热机械法、应力松弛法、动态测量法比容-温度关系2分子运动的时间依赖性由于高分子在运动时，运动单元之间的作用力很大，因此高分子在外场下，物体以一种平衡状态，通过高分子运动过渡到与