聚合物研究方法考试复习资料
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1.课堂讲过的所有仪器的中英文名称,及其具体概念,用途。
(1)差示扫描量热仪:DSC,在程序控制温度下,定量测量试样的热效应大小与温度之间关系的一种技术。
用途:维持样品和参比物处于相同温度所需要的能量差△W,反映了样品热焓的变化。
(2)差热分析仪:DTA,在程序控制温度下,测量试样与参比物之间的温差随温度或时间的变化。
用途:测量物品热量变化,物质的晶态转换,玻璃化转变,热容变化。
(3)热重分析仪:TG,在程序控制温度下,测量物质的质量随温度或时间的变化关系。
用途:研究聚合物的固化,聚合物中添加剂的作用,聚合物的降解反应动力学。
(4)旋转式流变仪:通过旋转来测量高分子材料流变性能的仪器。
用途:法相应力差的测定,凝胶化浓度的测定,凝胶变化时间的测定。
控制应力流变仪CS 控制速率流变仪 CR(5)偏光显微镜:POM,在普通光学显微镜上分别在试样台上各加一块偏振片,下偏振片叫起偏片,上偏振片叫检偏片。
用途:高分子结晶中球晶的观察(球晶的形态,成核生长),共聚物,共混物和复合材料的多相结构。
(6)原子力显微镜:AFM,利用原子之间的范德华力作用开呈现样品的表面特性。
用途:研究表面摩擦力,分子间作用力,纳米加工。
(7):透射电镜:TEM,主要由光源,物镜和投影镜组成,电子束代替光束,用磁透镜代替玻璃透镜。
用途:看到在光学显微镜下无法看清的小于0.2um的细微结构,这些结构称为亚显微结构或超微结构。
(8)扫描电镜:SEM,用二次电子加背景散射成像。
用途:表面形貌的研究。
2.红外光谱的谱图特点及其所能提供的信息是什么?对应不同的结构特征产生相应的吸收带。
对聚合物的化学性质、立体结构、构象、序态、取向等提供定性和定量的信息。
在鉴定聚合物的主链结构、取代基位置、双键位置、侧链结构以及老化和降解机理的研究中已得到广泛的应用。
对高分子材料、黏合剂及涂料等组分的定性定量分析,红外光谱也是一种十分有效的手段。
3.红外解析的三要素是什么,分别用于给出什么信息谱峰位置:对官能团进行定性分析的基础,依照特征峰的位置,可确定聚合物的类型。
聚合物找单体的试题1. 什么是单体?单体是指能够通过聚合反应形成聚合物的小分子化合物。
它们通常具有含有反应活性基团的结构,如双键、环氧基、羟基等。
单体可以以自由态存在,也可以以聚合物的形式存在。
2. 聚合物是如何形成的?聚合物的形成是通过将单体分子进行聚合反应来实现的。
在聚合反应中,单体分子中的反应活性基团与其他单体分子中的反应活性基团发生化学键的形成,从而形成长链状的高分子结构。
3. 如何找到适合的单体来制备特定的聚合物?寻找适合的单体来制备特定的聚合物需要考虑多个因素。
首先,需要确定所需聚合物的化学结构和性质,以确定需要的单体类型。
然后,可以通过文献调研、实验室试验等方式来寻找已知的适合的单体。
此外,也可以根据聚合反应的机理和反应条件来选择适合的单体。
4. 聚合反应有哪些常见的类型?聚合反应可以分为两大类,加成聚合和缩聚聚合。
加成聚合是指通过将单体中的双键等反应活性基团与其他单体中的反应活性基团发生加成反应来形成聚合物。
常见的加成聚合包括乙烯聚合、丙烯酸酯聚合等。
缩聚聚合是指通过将单体中的两个反应活性基团发生缩合反应来形成聚合物。
常见的缩聚聚合包括酯交换聚合、胺缩聚聚合等。
5. 聚合反应中的反应条件有哪些影响?聚合反应中的反应条件包括温度、压力、催化剂、溶剂等因素。
这些条件会影响聚合反应的速率、产率和聚合物的分子量分布等性质。
选择合适的反应条件可以控制聚合反应的进行,得到所需的聚合物。
6. 如何控制聚合反应的聚合度?聚合度是指聚合物链中单体重复单元的数量。
控制聚合反应的聚合度可以通过调节反应时间、单体浓度、催化剂用量等方式来实现。
此外,还可以采用控制自由基聚合、环状聚合等特殊的聚合反应机制来精确控制聚合度。
7. 聚合物的结构和性质与单体有何关系?聚合物的结构和性质与单体的结构和性质密切相关。
单体的结构决定了聚合物的化学结构,如聚合物中的官能团、支链等。
而单体的性质,如溶解性、熔点等,也会在一定程度上影响聚合物的性质。
聚合物研究⽅法考试整理⼀、红外光谱1、红外应⽤:对聚合物的化学性质、⽴体结构、构象、序态、取向等提供定性和定量的信息。
在鉴定聚合物的主链结构、取代基位置、双键位置、侧链结构以及⽼化和降解机理的研究中已得到⼴泛的应⽤。
对⾼分⼦材料、黏合剂及涂料等组分的定性定量分析,红外光谱也是⼀种⼗分有效的⼿段。
2、红外光谱的特点:(1)除少数同核双原⼦分⼦如O2,N2,Cl2等⽆红外吸收外,⼤多数分⼦都有红外活性,有机化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息。
(2)任何⽓态、液态和固态样品均可进⾏红外光谱测定,这是其它仪器分析⽅法难以做到的。
(3)常规红外光谱仪器结构简单,价格不贵,样品⽤量少,可达微克量级。
3、红外光谱的表⽰⽅法(1)透光度T%=I/I0×100%(I0-⼊射光强度;I-⼊射光被样品吸收后透过的光强度)(2)、吸光度 A=lg(1/T)=lgI0/I(横坐标:表⽰波长或波数;波数是波长的倒数)4、红外光谱的原理(1)、能量在4,000 ~ 400cm-1的红外光不⾜以使样品产⽣分⼦电⼦能级的跃迁,⽽只是振动能级与转动能级的跃迁。
(2)、由于每个振动能级的变化都伴随许多转动能级的变化,因此红外光谱也是带状光谱。
(3)、分⼦在振动和转动过程中只有伴随净的偶极矩变化的键才有红外活性。
因为分⼦振动伴随偶极矩改变时,分⼦内电荷分布变化会产⽣交变电场,当其频率与⼊射辐射电磁波频率相等时才会产⽣红外吸收。
(4)、因此,除少数同核双原⼦分⼦如O2,N2,Cl2等⽆红外吸收外,⼤多数分⼦都有红外活性。
5、红外基团特征频率4000~3000:O-H,N-H伸缩振动3300~2700:C-H伸缩振动2500~1900:-C≡C-、-C≡N、-C=C=C-、C=C=O、-N=C=O伸缩振动1900~1650:C=O伸缩振动及芳烃中C-H弯曲振动的倍频和合频1675~1500:芳环、C=C、C=N-伸缩振动1500~1300:C-H⾯内弯曲振动1300~1000:C-O、C-F、Si-O伸缩振动,C-C⾻架振动1000~650:C-H⾯外弯曲振动、C-Cl伸缩振动6、.红外光谱仪基本结构:(光源、单⾊器、吸收池、检测器)(1)、红外光谱仪与紫外可见分光光度计的⽐较(2)、傅⽴叶变换红外光谱仪的优点:a⼤⼤提⾼了谱图的信噪⽐;bFT-IR仪器所⽤的光学元件少,⽆狭缝和光栅分光器,因此到达检测器的辐射强度⼤,信噪⽐⼤;c波长(数)精度⾼(±0.01cm-1),重现性好;d分辨率⾼;e扫描速度快。
第一、二章 红外及拉曼 一、思考题1、IR 和拉曼光谱产生的条件。
2、影响IR 和拉曼吸收峰位置,峰数和强度的因素。
3、常见基团的特征吸收频率。
二、选择题1、红外光谱(图10-28)表示分子式为C 8H 9O 2N 的一种化合物,其结构与下列结构式哪一个符合?解:(A )结构含—OH ,而图中无v OH 峰,排除(C )结构中含—CNH 2,伯酰胺,而图中无1650、1640cm-1的肩峰,排除。
(D )与(E )结构中有-COOH ,而图中无3000cm -1大坡峰,排除。
(B )图中3600cm -1,3300cm -1为v Ar —N 1680cm -1,为v C=O1600~1400cm -1为苯骨架振动 1300~1000cm -1表示有C-O-C所以应为(B )。
三、问答题4、下列化合物在红外光谱中哪一段有吸收?各由什么类型振动引起? HO CH = O CH 3—CO 2CH 2C≡CH (A ) (B )解:(A ) —C-H : v OH 3700~3200cm -1δOH 1300~1165cm -1 v CH(O) 2820~2720cm -1双峰 v C=O 1740~1720cm -1苯骨架振动: 1650~1450 cm -1 苯对位取代: 860~800 cm -1v =CH 3100~3000cm -1(B )CH 3—COCH 2C≡CH :v C=O 1750~1735cm -1 v C —O —C 1300~1000cm -1 v C≡C 2300~2100cm -1OO Ov ≡CH 3300~3200cm -1v as C —H 2962±10cm -1、2926±5cm -1 v s C —H 2872±10cm -1、2853±10cm -1 δas C —H 1450±20cm -1、1465±20cm -1 δs C —H 1380~1370cm -1四、结构推断题1、芳香化合物C 7H 8O ,红外吸收峰为3380、3040、2940、1460、1010、690和740cm -1,试推导结构并确定各峰归属。
1 影响高分子材料密度的因素有哪些?影响因素:分子结构;元素种类与含量;含填料的;多种含C、H、O或N的高材;泡沫制品或试样中有汽泡2 影响高材溶解性的因素有哪些?1.化学组成2.分子量、等规度、结晶度升高,溶解性降低;3.分子链形状;4.添加剂5.温度3 “塑料王”指的是哪种高材?“万能溶剂”指什么?水溶性高分子有哪些?“塑料王”是指聚四氟乙烯;“万能溶剂在”指THF四氢呋喃;水溶性高分子有PVA、聚乙烯基甲醚,聚丙烯酸,聚丙烯酰胺,聚乙二醇,(羧)甲基纤维素,未固化的酚醛树脂与氨基树脂等4 软化点?熔点?杂质、助剂、填料对高材的软化点和熔点有何影响?软化点:无定形高分子加热到玻璃化温度时开始变软,由于结构的复杂性,常是较宽的温度范围,称为熔限。
熔点:部分结晶高分子加热到结晶开始熔化时的温度。
影响因素1.杂质的存在,即使少量也会明显降低熔点,所以工业品的熔点值<文献值。
2.有机增塑剂将会降低软化点,无机填料将会提高软化点。
5 吡啶显色试验用于鉴别哪一类高分子?吉布斯靛酚显色试验和铬变酸显色试验分别用于哪一类高分子的鉴别?吡啶显色试验用于鉴别含氯高分子,吉布斯靛酚显色试验用于鉴别含酚高聚物,铬变酸显色试验用于鉴别含甲醛共聚物。
6 有一未知高分子试样,在燃烧试验中用热钉子可熔化,小颗试样可点燃,下滴,可自熄,有烧头发气味,密度试验中样品不能浮于水面上,试判断是何种高分子材料?(PA 尼龙)判断过程:用热钉子可熔化,为判断为热塑性塑料,可自熄,含卤素或氮原子,密度大于水可能为聚酰胺或聚氯乙烯,又有烧头发气味,故判断该高分子试样为聚酰胺。
(常用的热7 影响高分子材料透明性的因素有哪些?影响因素(1)试样厚薄:厚时为半透明,薄时为透明,如PE、PP、PA等。
(2)颜料、填料:有机颜料对透明性影响不大,无机颜料影响明显。
玻璃纤维添加量大时会使透明高分子变成白色。
(3)结晶性:PET结晶度低时透明,高时为白色。
聚合物研究方法考试题型一、 名词解释 二、 填空题 三、 简答题 四、 图谱分析题五、材料分析与设计考试内容一、名词解释1基团特征吸收峰——不同化合物中相同的官能团近似地具有一个共同的吸收频率范围,通常将这种能代表某种基 团存在并具有较高强度的吸收峰称为基团特征吸收峰。
2、指纹区:在1300cm-1以下,谱图的谱带数目很多,很难说明其明确的归属,但一下同系物或结构相近的化合物,在这个区域的谱带往往有一定的差别,如同人的指纹一样,故称为指纹区。
3、生色基:具有双键结构的基团对紫外或可见光有吸收作用,具有这种吸收作用的基团统称为生色基。
助色基:本身不具有生色基作用,但与生色基相连时,通过非键电子的分配,扩展了生色基的共轭效应,会影响生色基的吸收波长,增大吸收系数.这些基团统称为助色基4、化学位移:在有机化合物中,各种氢核 周围的电子云密度不同(结构中不同位置)共振频率有差异,即引起共振吸收峰的位移,这种现象称为化学位移。
5、耦合常数:由自旋偶合产生的谱线间距叫做偶合常数,用J 表示,单位为赫兹(Hz )6、差热分析法——DTA :在程序控温条件下测量试样与参比物之间的温差随温度或时间的变化示差扫描量热法——DSC :在程序控温下测量输入试样与参比物之间的功率差变化,得到热流dH/dt ~T(t)曲线。
二、填空题1、聚合物的结构:一次结构(近程结构)化学组成,均聚或共聚,大分子的相对分子质量,链状分子的形态等。
二次结构(远程结构)单个大分子的形态。
三次结构(聚集态结构)不同单个大分子聚集形成不同的聚集态结构。
高次结构 三次结构构成尺寸更大的结构。
2、红外区可分为三区:近红外区(800nm~2000nm)适合于测定含-OH 、-NH 、-CH 基团的水、醇、酚、胺及不饱和碳氢化合物的组成 中红外区(2000nm~25μm )有机化合物分子中原子振动的频带都位于该区远红外区(25μm~1000 μm )3、波动的几个参数:波长λ——相邻两个波峰(间)的距离( μm );波数υ——每厘米中包含的波的数目(cm-1); 频率ν——每秒钟通过某点的波数目(S-1); 光速c ——光在真空中传播的速度,3×1010cm/s频率×波长=光速 ν·λ= c频率与波长成反比: 频率与波数成正比: 4、分子的振动类型六种:ν:伸缩振动s :对称振动as :不对称振动δ:弯曲振动γ:面外弯曲振动w :面外摇摆振动β:剪式振动r :面内摇摆振动ν——频率,Hz ; k ——化学键力常数,10-5N/cm ; u ——折合质量,g ;m1,m2——每个原子的质量; 以波数表示双原子分子的振动频率: c1υν=λ=ukc c πνλυ211===5、透光度和吸光度1.透光度(透过率) 式中:I0——入射光强度 I ——入射光被样品吸收后透过的光强度。
聚合物研究方法习题聚合物研究方法作业题集合第六章作业:1、质谱图中可以找到那些离子峰?2、质谱产生的原理。
3、分子离子峰的判断。
第五章作业1. 名词解释:化学位移,屏蔽效应,偶合常数,化学等价,磁等价。
2.何谓自旋耦合,何谓自旋分裂?他们在NMR分析中有何重要作用?3. TMS作为标准物质的优点有哪些?4.下列化合物中OH的氢核,何者处于较低场?为什么?第四章作业1.紫外光谱的吸收原理。
2.紫外可见光区域内的电子跃迁有几种类型?写出跃迁方式。
3.什么是光谱分析中的红移和蓝移?分析溶剂极性效应造成紫外光谱中红移和蓝移产生的原因。
4.举例说明电子效应、共轭效应及位阻效应对紫外光谱的影响。
5.紫外吸收光谱在高分子研究中有哪些用途。
第三章作业1、什么是拉曼活性?答:在电场E的作用下,由于电子云的移动使分子极化,可形成诱导偶极矩:m=nEa 即极化率。
伴有极化率变化的振动就是拉曼活性。
2、指出下列哪种振动形式是拉曼活性振动。
A:B:C:D:分析:具有对称中心分子CO2,CS2等,其对称振动是拉曼活性的,红外非活性的。
非对称振动是红外活性的,拉曼非活性的。
无对称中心的分子如SO2,它的三个振动形式都是拉曼和红外活性的。
3、下列结构不能够产生强的拉曼谱带的是()A:S-S,B:C=C,C:N=N,D:C=O4、下列结构中能产生强的红外谱带的是()A:X=Y=Z;B:N=S=O;C:C=C=O;D:C=O5、下列分子具有红外活性的是()A:N2;B:H2;C:O2;D:SO26、同时具有红外活性和拉曼活性的是()A:O2对称伸缩振动;B:CO2的不对称伸缩振动C:H2O的弯曲振动;D:CS2的弯曲振动7、比较分析拉曼光谱与红外光谱在原理与应用特性上的异同点。
8、怎样理解红外光谱与拉曼光谱在分子结构分析上互补性?9、乙炔是线型分子,应有3N-5=7个简正振动,如下图所,其中v4、v5为双重简并振动,指出哪些振动对红外和拉曼是活性的。
聚合物研究方法考试题型一、 名词解释 二、 填空题 三、 简答题 四、 图谱分析题五、材料分析与设计考试内容一、名词解释1基团特征吸收峰——不同化合物中相同的官能团近似地具有一个共同的吸收频率范围,通常将这种能代表某种基 团存在并具有较高强度的吸收峰称为基团特征吸收峰。
2、指纹区:在1300cm-1以下,谱图的谱带数目很多,很难说明其明确的归属,但一下同系物或结构相近的化合物,在这个区域的谱带往往有一定的差别,如同人的指纹一样,故称为指纹区。
3、生色基:具有双键结构的基团对紫外或可见光有吸收作用,具有这种吸收作用的基团统称为生色基。
助色基:本身不具有生色基作用,但与生色基相连时,通过非键电子的分配,扩展了生色基的共轭效应,会影响生色基的吸收波长,增大吸收系数.这些基团统称为助色基4、化学位移:在有机化合物中,各种氢核 周围的电子云密度不同(结构中不同位置)共振频率有差异,即引起共振吸收峰的位移,这种现象称为化学位移。
5、耦合常数:由自旋偶合产生的谱线间距叫做偶合常数,用J 表示,单位为赫兹(Hz )6、差热分析法——DTA :在程序控温条件下测量试样与参比物之间的温差随温度或时间的变化示差扫描量热法——DSC :在程序控温下测量输入试样与参比物之间的功率差变化,得到热流dH/dt ~T(t)曲线。
二、填空题1、聚合物的结构:一次结构(近程结构)化学组成,均聚或共聚,大分子的相对分子质量,链状分子的形态等。
二次结构(远程结构)单个大分子的形态。
三次结构(聚集态结构)不同单个大分子聚集形成不同的聚集态结构。
高次结构 三次结构构成尺寸更大的结构。
2、红外区可分为三区:近红外区(800nm~2000nm)适合于测定含-OH 、-NH 、-CH 基团的水、醇、酚、胺及不饱和碳氢化合物的组成 中红外区(2000nm~25μm )有机化合物分子中原子振动的频带都位于该区远红外区(25μm~1000 μm )3、波动的几个参数:波长λ——相邻两个波峰(间)的距离( μm );波数υ——每厘米中包含的波的数目(cm-1); 频率ν——每秒钟通过某点的波数目(S-1); 光速c ——光在真空中传播的速度,3×1010cm/s频率×波长=光速 ν·λ= c频率与波长成反比: 频率与波数成正比: 4、分子的振动类型六种:ν:伸缩振动s :对称振动as :不对称振动δ:弯曲振动γ:面外弯曲振动w :面外摇摆振动β:剪式振动r :面内摇摆振动ν——频率,Hz ; k ——化学键力常数,10-5N/cm ; u ——折合质量,g ;m1,m2——每个原子的质量; 以波数表示双原子分子的振动频率:5、透光度和吸光度1.透光度(透过率) 式中:I0——入射光强度 I ——入射光被样品吸收后透过的光强度。
聚合物共混理论重点内容纲要绪论1、聚合物共混的3钟基本作用及共混的优势。
聚合物共混可以具有如下3种基本作用一、通过聚合物共混,显著提高聚合物的性能。
二、通过聚合物共混,在性能基本不变的前提下,降低材料的成本三、通过聚合物共混,获取新的性能共混的主要优势在于简便易行,可适应小的生产规模,也可形成大规模生产。
第二章聚合物共混的基本概念1、共混改性的主要方法及应用。
按照宽泛的聚合物共混概念,共混改性的基本类型可分为物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类。
共混改性的方法又可按共混时物料的状态划分,分为熔融共混、溶液共混、乳液共混等(1)熔融共混熔融共混是将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混,熔融共混是采用密炼机、开炼机、挤出机等加工机械进行的。
(2)溶液共混溶液共混是将聚合物组分溶于溶剂后,进行共混。
(3)乳液共混乳液共混是将两种或两种以上的聚合物乳液进行共混的方法。
(4)釜内共混釜内共混(又称为“釜内合金化”)为近年来新问世的共混方法,是两种(或两种以上)聚合物单体同在一个聚合釜中完成其聚合过程,在聚合的同时也完成了共混。
2、共混物形态的3中基本类型共混物的形态多种多样,可分为三种基本类型:其一是均相体系;其二被称为“海-岛结构”,这是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中;其三被称为“海-海结构”,也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿“海-岛结构”被称为“单相连续体系”,“海-海结构”被称为“两相连续体系”3、相容性的基本概念及判断依据●热力学相容性热力学形容性,亦可称为互溶性或溶解性,热力学相容体系是满足热力学相容条件的体系,是达到了分子程度混合的均相共混物。
热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能△Gm<0。
●溶混性是指一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能,在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度Tg作为均相体系判定的标准,相应地,可以把Tg作为相容性的判断标准。
聚合物研究方法考试题型一、 名词解释 二、 填空题 三、 简答题 四、 图谱分析题五、材料分析与设计考试内容一、名词解释1基团特征吸收峰——不同化合物中相同的官能团近似地具有一个共同的吸收频率范围,通常将这种能代表某种基 团存在并具有较高强度的吸收峰称为基团特征吸收峰。
2、指纹区:在1300cm-1以下,谱图的谱带数目很多,很难说明其明确的归属,但一下同系物或结构相近的化合物,在这个区域的谱带往往有一定的差别,如同人的指纹一样,故称为指纹区。
3、生色基:具有双键结构的基团对紫外或可见光有吸收作用,具有这种吸收作用的基团统称为生色基。
助色基:本身不具有生色基作用,但与生色基相连时,通过非键电子的分配,扩展了生色基的共轭效应,会影响生色基的吸收波长,增大吸收系数.这些基团统称为助色基4、化学位移:在有机化合物中,各种氢核 周围的电子云密度不同(结构中不同位置)共振频率有差异,即引起共振吸收峰的位移,这种现象称为化学位移。
5、耦合常数:由自旋偶合产生的谱线间距叫做偶合常数,用J 表示,单位为赫兹(Hz )6、差热分析法——DTA :在程序控温条件下测量试样与参比物之间的温差随温度或时间的变化示差扫描量热法——DSC :在程序控温下测量输入试样与参比物之间的功率差变化,得到热流dH/dt ~T(t)曲线。
二、填空题1、聚合物的结构:一次结构(近程结构)化学组成,均聚或共聚,大分子的相对分子质量,链状分子的形态等。
二次结构(远程结构)单个大分子的形态。
三次结构(聚集态结构)不同单个大分子聚集形成不同的聚集态结构。
高次结构 三次结构构成尺寸更大的结构。
2、红外区可分为三区:近红外区(800nm~2000nm)适合于测定含-OH 、-NH 、-CH 基团的水、醇、酚、胺及不饱和碳氢化合物的组成 中红外区(2000nm~25μm )有机化合物分子中原子振动的频带都位于该区远红外区(25μm~1000 μm )3、波动的几个参数:波长λ——相邻两个波峰(间)的距离( μm );波数υ——每厘米中包含的波的数目(cm-1); 频率ν——每秒钟通过某点的波数目(S-1); 光速c ——光在真空中传播的速度,3×1010cm/s频率×波长=光速 ν·λ= c频率与波长成反比: 频率与波数成正比: 4、分子的振动类型六种:ν:伸缩振动s :对称振动as :不对称振动δ:弯曲振动γ:面外弯曲振动w :面外摇摆振动β:剪式振动r :面内摇摆振动ν——频率,Hz ; k ——化学键力常数,10-5N/cm ; u ——折合质量,g ;m1,m2——每个原子的质量; 以波数表示双原子分子的振动频率:5、透光度和吸光度1.透光度(透过率) 式中:I0——入射光强度 I ——入射光被样品吸收后透过的光强度。
2.吸光度c1υν=λ=ukc c πνλυ211===%100I I %T 0⨯=I I lgT 1lg A 0==λ=ν4103.波长与波数的换算关系为6电子跃迁的方式各种跃迁所需能量比较:σ→σ*> n→σ*>π→π*> n→π*7吸收带的类型在紫外光谱带分析中,往往将谱带分成四种类型,即:R吸收带、K吸收带、B吸收带和E吸收带8、X射线基本原理:满足衍射的条件是nλ=2b=2dsinθ式中n为正整数,称衍射级数。
9、根据测量方式不同,DSC可分为两类:功率补尝型DSC和热流型DSC三、简答题1、影响频率位移的因素答:内部因素化学键的振动频率不仅与其性质有关,还受分子的内部结构影响。
各种化合物中相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上1)电子效应诱导效应:吸电子基团使吸收峰向高频方向移动共轭效应:共轭效应使吸收峰向低频方向移动2)氢键效应氢键(分子内氢键/分子间氢键)对峰位,峰强产生极明显影响,使伸缩振动频率向低波数方向移动外部因素1)物理状态同一样品处于不同相态时,由于分子间作用力不同,红外光谱有很大差别。
2)溶剂同一样品在不同溶剂中,由于溶质与溶剂的相互作用,其红外光谱特征吸收峰的频率会不同。
3)粒度由于光散射作用,大粒度样品的基线较高、峰变宽而强度低。
通常要求粒度要小于测定的波长。
2、原子核产生核磁共振吸收的条件1.原子核的自旋量子数I不能为零2.有自旋的原子核必须置于一外加磁场H0中,使核磁能级发生分裂。
3.必须有一外加频率为ν的电磁辐射,其能量正好是作拉莫尔运动的原子核的两能级之差,才能被原子核吸收,使其从低能态跃迁到高能态,从而发生核磁共振吸收。
3、影响化学位移的因素核外电子云密度的影响-电负性的作用与质子相连元素的电负性越强,吸电子作用越强,价电子偏离质子,屏蔽作用减弱,化学位移较大,信号峰在低场出现。
质子在分子中所处的空间位置不同,屏蔽作用的不同的现象称为磁各向异性效应。
在外磁场作用下,环电子流所产生的感应磁力线是闭合的,与外磁场反向的磁力线部位起屏蔽作用,而同向的磁力线部位起去屏蔽作用。
处于屏蔽区的氢核,其化学位移在高场处于去屏蔽区的氢核,其化学位移在低场。
氢键:形成氢键后1H核屏蔽作用减少,氢键属于去屏蔽效应,使化学位移向低场移动。
如-OH、-NH2凡是能影响氢键形成的因素,如溶剂的性质、PH值、浓度、温度等均会影响活泼氢的化学位移。
通常活泼氢会使化学位移在较大的范围内变化,为了鉴别可加入几滴重水或者提高样品测试温度溶剂效应在核磁共振谱测定中,由于采用不同的溶剂,某些质子的化学位移发生改变的现象,往往是由于溶剂的磁各向异性效应或溶剂与被测样品分子间的氢键作用引起的。
-OH、-NH2、-COOH等活泼质子加D2O消失。
Van der Waals效应当两个质子在空间结构上非常靠近时,具有负电荷的电子云就会互相排斥,从而使这些质子周围的电子云密度减少,屏蔽作用下降,共振信号向低磁场位移 4、结晶度的测定a.选取处于物质结晶谱带范围的特征吸收峰为分析谱带b.选取与结晶度无关的吸收峰作为内标c.利用已知结晶度的纯样求的比例系数标准曲线d.利用公式求的结晶度 Xc —质量结晶度;Ic ——晶态部分衍射强度; Ia-非晶态部分衍射强度;k ——单位质量非结晶态与单位质量晶态的相对射线系数。
5、端基分析法使用端基分析法测定聚合物分子量的条件:1)聚合物必须是已知化学结构的线型或支链型大分子; 2)大分子链端带有可供定量分析的基团; 3)每个分子链上所含的基团数量是一定的; 端基分析法测定聚合物分子量的程序1) 精确称量出试样重量W ;2) 测出重量为W 的试样中端基的摩尔数nt ;3) 根据每个大分子链所带有的端基数X ,得到试样的摩尔数4) 计算出聚合物的分子量端基分析法测定聚合物分子量的特点: 1)端基分析法测定的是数均分子量;2)方法适用于一些缩聚产物(尼龙、聚酯)分子量的测定;3)当聚合物分子量较高时实验误差比较大,其测量分子量的上限为二万左右; 6、质均相对分子质量的测定以上二式是光散法测定聚合物分子量的基础。
配制4~5个聚合物稀溶液,先测定每个溶液在不同散射角处的散射强度,以kc/R θ对sin2θ/2作图,外推至θ◊0,得到 ;然后以其对浓度C 作图,外推至c ◊0,其截距 。
数据处理使用光散射法测定分子量的实验步骤配制4~5个不同浓度的聚合物稀溶液;tn n XWN W M ==w M /10)/(→θθR kc C A 2M 1)R kc (20+=→θθ)2sin h 38311(M 1)R kc (22220c θλπ+=→θ⏹ 使用LALLS 测定纯溶剂和每个溶液的R θ值;⏹ 使用折光指数仪测定不同浓度溶液的△n ,以△n/c 对c 作图,外推至c ◊0,得到dn/dc 值; ⏹ 由dn/dc 值计算出k 值;⏹ 以kc/R θ对c 作图,得一直线,截距为 ,斜率为2A2; 7、粘度法测定聚合物分子量1. 选择适当的毛细管使溶剂的流出大于100s ,即可忽略动能修正项;2. 使用稀溶液,使溶液密度与溶质密度相差很小(ρ≈ρo );3.用毛细管粘度计先测定出纯溶剂的流出时间to ,然后再测出不同浓度C 的聚合物溶液的流出时间 t ,由此可以得到不同浓度C 下的ηr 和ηsp ;分别以ηsp/C 和ln ηr/C 为纵坐标,溶液浓度C 为横坐标作图,得到两条直线,将直线外推至C=0,得到的共同截距就是特性粘数[η]。
如果已知 K 、α,就可以从Mark – Houwink 公式计算出聚合物的粘均分子量:“一点法”测定粘均分子量——在一个浓度下测定ηsp 或者ηr ,然后直接求出特性粘度 8、凝胶渗透色谱分离原理和应用(就是作业题) GPC 分离原理——体积排除理论——根据溶质分子尺寸(分子量、有效体积、流体力学体积)的差别进行分离。
聚合物溶液进入色谱柱后,由于浓度差,所有溶质分子都力图向凝胶表面孔穴渗透。
体积较小的分子——既能进入较大的孔穴,也可以进入较小的孔穴,向孔内扩散的较深; 体积较大的分子——只能进入较大的孔穴;体积更大的分子——不能进入孔穴,只能从凝胶的空隙流过。
按照淋出的先后顺序,依次收集到分子量从大到小的各个级分,从而达到对聚合物分级的目的。
GPC 在高分子研究中的应用 高分子材料中低分子物质的测定 聚合物中助剂的测定高分子材料生产或加工过程中的监测 高分子材料老化过程研究 弹性体双键分布测定 制备窄分布的高聚物 研究支化高分子 共聚物分析9、热重分析仪的基本原理(见课本) 10、TG 曲线失重量表示方法(见课本) 11、DTG 曲线的意义(见课本)12、四种电子显微镜的原理与特点比较• 透射电子显微镜(TEM ):电子枪发射电子束 → 经聚光镜聚焦 → 照射样品 → 电子束穿过样品 → 在物镜的背焦面上形成衍射花样 经物镜放大成像在物镜的像平面上形成显微图像→图像被中间镜和投影镜逐步放大 → 在荧光屏或感光底片上成像 • 扫描电子显微镜(SEM ):在扫描电镜中,电子枪发射出来的电子束,一般经过三个电磁透镜聚焦后,形成直径为0.02~20μm 的电子束。
末级透镜(也称物镜,但它不起放大作用,仍是一个会聚透镜)上部的扫描线圈能使电子束在试样表面上作光栅状扫描。
试样在电子束作用下,激发出各种信号,信号的强度取决于试样表面的形貌、受激区域的成份和晶体取向,置于试样附近的探测器和试样接地之间的高灵敏毫微安计把激发出来的电子信号接收下来,经信号处理放大系统后,输送到显像管栅极以调制显像管的亮度。
• 扫描隧道显微镜(STM ):扫描隧道显微镜的基本原理是基于量子的隧道效应。
将原子线度的极细针尖和被研究物质的表面作为两个电极,当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于0.1nm ),在外加电场的作用下,电子会穿过两 个电极之间的绝缘层流向另一个电极,这种现象称为隧道效应。