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高分子材料性能测试实验报告一、实验目的本实验旨在对常见的高分子材料进行性能测试，以深入了解其物理、化学和机械性能，为材料的选择和应用提供科学依据。

二、实验材料与设备1、实验材料聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚氯乙烯（PVC）2、实验设备电子万能试验机热重分析仪（TGA）差示扫描量热仪（DSC）硬度计冲击试验机三、实验原理1、拉伸性能测试高分子材料在受到拉伸力作用时，会发生形变。

通过测量材料在拉伸过程中的应力应变曲线，可以得到材料的拉伸强度、断裂伸长率等性能指标。

2、热性能测试TGA 用于测量材料在加热过程中的质量损失，从而分析材料的热稳定性和组成成分。

DSC 则可以测量材料在加热或冷却过程中的热量变化，用于研究材料的相变温度、玻璃化转变温度等。

3、硬度测试硬度是衡量材料抵抗局部变形的能力。

硬度计通过压入材料表面一定深度，测量所施加的力来确定材料的硬度值。

4、冲击性能测试冲击试验机通过施加冲击载荷，测量材料在冲击作用下的吸收能量，评估材料的抗冲击性能。

四、实验步骤1、拉伸性能测试将高分子材料制成标准哑铃状试样。

安装试样到电子万能试验机上，设置拉伸速度和测试温度。

启动试验机，记录应力应变曲线。

2、热性能测试称取一定量的高分子材料样品，放入 TGA 和 DSC 仪器的样品盘中。

设置升温程序和气氛条件，进行测试。

3、硬度测试将试样平稳放置在硬度计工作台上。

选择合适的压头和试验力，进行硬度测量。

4、冲击性能测试制备标准冲击试样。

将试样安装在冲击试验机上，进行冲击试验。

五、实验结果与分析1、拉伸性能聚乙烯（PE）：拉伸强度较低，断裂伸长率较高，表现出较好的柔韧性。

聚丙烯（PP）：拉伸强度较高，断裂伸长率适中，具有一定的刚性和韧性。

聚苯乙烯（PS）：拉伸强度较高，但断裂伸长率较低，脆性较大。

聚氯乙烯（PVC）：拉伸强度和断裂伸长率因配方不同而有所差异。

2、热性能TGA 结果显示，不同高分子材料的热分解温度和分解过程有所不同。

高分子材料分析检测技术分析摘要：高分子材料在我国的工业生产中应用非常广泛，其在工业生产中的应用，对我国的工业生产起到了重要的促进作用。

目前，我国工业发展的速度较快，对高分子材料的需求量也在不断增加。

在高分子材料生产与使用中，经常会出现一些质量问题，比如高分子材料的不耐高温、易老化等，这些质量问题都会影响到产品的使用性能。

因此，加强对高分子材料分析检测技术的研究，有利于促进我国工业生产水平的提高。

关键词：高分子材料、分析、检测引言：随着社会的发展和科学技术的进步，人类对高分子材料的研究越来越深入，在不断地对高分子材料进行改进与完善，使得其性能更加优异。

目前，我国对高分子材料的研究与应用主要集中在以下几个方面：高分子材料在生物医学领域中的应用、在电子工业中的应用、在航空航天领域中的应用。

随着我国工业发展速度的不断加快，对高分子材料的需求量也在不断增加。

因此，我们要加强对高分子材料分析检测技术的研究与开发，为我国工业发展提供更多优质、环保、可靠、节能的高分子材料。

一、高分子化学材料检测现状分析近年来，我国的经济水平得到了很大的提升，人们的生活质量也得到了很大程度的改善。

在日常生活中，常见的高分子材料主要有塑料、合成纤维和合成树脂。

在日常生活中，塑料材料是比较常见的，比如塑料制品、塑料家具、塑料餐具等，这些都是非常常见的高分子材料应用。

在生活中，合成纤维主要应用于纺织工业和服装行业，比如人造纤维和合成纤维等；合成树脂主要应用于汽车、航空航天以及国防等领域。

在生产过程中，我们经常使用的聚丙烯和聚酯树脂主要应用于建材行业和化学工业领域。

此外，还有一些高分子材料用于化工、制药、纺织等领域。

在使用中，我们应该注意高分子材料的质量问题，比如由于高分子材料的不耐高温性能，在使用中容易出现老化现象；在生产过程中，如果温度过高或者是过低，都会对高分子材料的性能造成影响。

因此，我们应该加强对高分子材料分析检测技术的研究，通过科学分析与检测技术，提高高分子材料的质量水平。

高分子材料分析与测试引言高分子材料是一类重要的工程材料，在各个领域有着广泛的应用。

为了确保高分子材料的质量和性能，对其进行准确的分析与测试是至关重要的。

本文将介绍高分子材料分析与测试的基本原理、常用方法和技术，并对其在实际应用中的重要性进行讨论。

1. 高分子材料的特性分析高分子材料具有许多特殊的性质，如高分子链结构、长链分子的柔性和高分子材料的热性能等。

为了准确分析和测试高分子材料的特性，我们需要运用一些常用的分析方法。

下面介绍几种常用的高分子材料特性分析方法：•红外光谱分析：红外光谱是一种常见的高分子材料分析方法，通过对材料吸收、发射或散射红外辐射进行分析，可以确定材料的化学成分和结构。

•热分析：热分析是一种通过加热样品并监测其温度和质量变化来分析材料热性能的方法。

常见的热分析方法包括热重分析（TGA）和差热分析（DSC）等。

•X射线衍射（XRD）：XRD是一种通过测量材料对入射X射线的衍射情况来分析其晶体结构的方法。

通过XRD可以确定高分子材料的结晶性质和晶格参数。

•核磁共振（NMR）：核磁共振是一种通过测量材料中核自旋的共振现象来分析材料结构和化学环境的方法。

在高分子材料分析中，NMR可以提供关于材料分子结构、分子量和链结构等信息。

2. 高分子材料的力学性能测试高分子材料的力学性能是评价其质量和使用性能的关键指标之一。

为了准确测试高分子材料的力学性能，常用的测试方法包括：•拉伸测试：拉伸测试是一种通过施加拉伸力来测量材料在拉伸过程中的力学性能的方法。

通过拉伸测试可以确定高分子材料的强度、延展性和弹性模量等指标。

•弯曲测试：弯曲测试是一种通过施加弯曲力来测量材料在弯曲过程中的力学性能的方法。

通过弯曲测试可以确定高分子材料的弯曲强度和弯曲模量等参数。

•硬度测试：硬度测试是一种通过在材料表面施加静态或动态载荷来测量材料硬度的方法。

常用的高分子材料硬度测试方法包括巴氏硬度和洛氏硬度等。

•冲击测试：冲击测试是一种通过施加冲击载荷来测量材料抗冲击性能的方法。

《高分子材料分析与测试方法》教学大纲（复合）课程编号：B03010500课程名称：高分子材料分析与测试方法英文名称： Analysis and texting methods in Polymer课程性质：专业基础课学时/学分： 32/2考核方式：笔试选用教材：根据课程需要按参考书自行借阅，必要时提供电子版讲义先修课程：有机化学，分析化学，物理化学，结构化学，高分子化学，高分子物理适用专业及层次：复合材料与工程，本科一、课程目标通过本课程的学习，使学生具备下列能力：1.能够准确理解高分子材料分析测试中的基本原理、概念，聚合物结构与性能研究方法，运用现代分析仪器进行高分子材料结构与性能测试，了解高分子材料分析测试方法的最新进展；2.能够运用学到的图谱解析方法进行聚合物结构与性能研究，掌握高分子材料测试中主要测试技术及近代分析测试技术在高分子领域的应用；3.能够提高逻辑思维能力，综合分析问题能力；提高动手能力，解决实际问题的能力；提高对高分子科学实际应用的兴趣。

三、教学基本内容第一章：绪论（支撑课程目标1）1.1 高分子材料分析与测试方法的基本概念1.2 高分子材料分析与测试方法的历史演变1.3 高分子材料分析与测试方法的最新进展要求学生：要求学生掌握教学中遇到的高分子材料分析与测试方法的基本概念，建立对高分子材料分析与测试方法的初步认识，引导学生重视新概念、新方法及创新能力的培养。

第二章：聚合物光谱及波谱分析（支撑课程目标1、2、3）2.1核磁共振谱2.2 核磁共振1H谱的谱图解析2.3 核磁共振在高分子材料研究中的应用2.4 红外光谱2.5 红外光谱分析2.6 红外光谱在高分子材料研究中的应用2.7 紫外-可见吸收光谱2.8 紫外-可见吸收光谱图解析2.9 紫外-可见吸收光谱在高分子材料研究中的应用要求学生：掌握聚合物光谱及波谱的基本原理和概念，熟悉各种测试中的样品测试方法，掌握各种谱图分析，了解各种测试的最新进展，了解掌握各种方法在高聚物研究中的应用。

重点整理高分子材料分析与测试方法第一章 NMR一、名词解释1.同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素。

2.弛豫：原子核通过无辐射的途径，由高能级回复到低能级的过程； 弛豫时间：原子核从高能态回复到低能态所需时间； 纵向（自旋-晶格）弛豫：体系与环境交换能量。

处于高能级的核将其能转移给周围分子骨架中的其它核，从而使自己返回到低能态的现象；横向（自旋-自旋）弛豫：核磁矩之间的相互作用。

两个相邻的核处于不同能级，进动频率相同，高能级核与低能级核通过自旋状态而实现能量转移所发生的弛豫现象。

3.核磁共振：在静磁场中，具有磁矩的原子核存在不同能级，用某一特定频率的电磁波照射样品，若电磁波满足一定条件，原子核发生能级跃迁的现象。

4.屏蔽效应：电子在外磁场作用下，产生了相对于外磁场方向的感应磁场，使核实际受到的外磁场作用减弱的现象；远磁屏蔽效应：除了核自身的核外电子云外，远处各类原子或基团的成键电子云也将产生感应磁场，使核所受磁场强度变化的现象；去屏蔽效应：核外电子产生的感应磁场与外加磁场方向相同，核所感受到的实际磁场强度增大的现象。

5.化学位移：由于不同环境下原子核共振频率或磁场强度发生变化，在谱图上反映出的出峰位置的移动。

6.诱导效应：由于电负性差异导致的基团对所连原子电子云密度的影响；共轭效应：由于共轭多重键π电子或p 电子转移，导致原子的电子云密度变化的现象。

7.耦合常数：发生自旋-自旋耦合裂分时，分裂峰之间的距离。

8.化学等价质子：在同一分子中，位于相同化学环境的，化学位移相同的质子；磁等价质子：一组化学等价质子，当它们与组外任一磁核耦合时，耦合常数若相等，则磁等价。

二、基本原理及仪器1.原子核的自旋运动 （1）核自旋运动条件自旋量子数I 可以是整数/半整数。

I ≠0时，原子核有自旋运动。

I ＝12：1H 1、13C 6、15N 7、31P 15； I ＝2：11B 5； I ＝1：2H 1、14N 7（2）核磁矩与磁量子数①P μγ=⋅ μ：核磁矩； γ：磁旋比，核的特征常数，原子核的重要属性； P ：自旋角动量。

高分子材料性能分析与鉴别PC聚碳酸酯，俗称聚碳。

不易燃，外火强加燃烧时，冒黑烟，燃处有小颗粒析出，花果腐臭味。

此料好坏看韧度好坏。

一般板材料都是高分子PC(好料)，但要注意涂层(用刀刮表面，如刮出来的是很经的粉末则是有涂层的)现国内有去除涂层的用户，但要算人工费，即价格要低些。

一般产品料都·是中分子或偏高或偏低，视产品需要而定，这类聚碳最常见，如灯罩(有涂层)游戏机内透明件、光学镜片和电器外壳等，透明和其它色或黑色价有一定差距。

低分子PC——般见于唱片料(VCD、CD等)，现这种料价低。

ABSABS，丙烯睛、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。

实际上也是聚苯乙烯的一种改性，所以其燃烧气味中含有苯乙烯气味，易燃、冒黑烟，大都燃后表面干燥微发孔，此料以韧度越好价越价高(用老虎钳折压产品来试验，韧度好的，折压处会发白，同HIPS一样)常见于一些壳体，如摩托车壳、冰箱壳，还有阻燃级的可用作电视机壳、电脑壳等。

POMPOM聚甲醛。

易燃，燃烧无明火(即在光线亮的地方看不出燃烧)，闻味会有呕吐感(因无明火又硬的塑料可能仅这一种，所以一般不闻气味)，熄后能拉丝，而且越长料越好(难拉丝和只能拉一点点丝的聚甲醛，有可能是高温的，不包括增强、高温与低温的不能混，所以有成批的高温可以，少量不行)，主要见于齿轮、轴承、棒材、板材(同PA棒材)喷雾器、喷枪等。

PAPA尼龙。

①PA6、PA66，尼龙中以这两种为主，属大众化尼龙，点燃无烟，燃烧时冒泡，折压有韧度但不发白，特殊浓香味，本色与花色(或黑色)价格相差几千／吨，可见于各种产品上如齿轮、轴承、风扇叶片等。

其中也有薄膜，可造粒，价低于花色PA6、PA66。

②增强PA6、PA66点燃时，燃处有很细的一根一根红丝，气味同PA6、PA66，熄后不能拉丝本色同花色，价格相差没有那么大，但花色价格同不增强的差不多，(同用于造粒)多见于各种耐油机械部件，如一些滑轮、储油箱、加油轨盖、水箱头等。

高分子材料分析测试与研究方法篇一：高分子材料研究方法作业及答案1子平面摇摆。

卷曲振动：分子基团围绕与基团相连分子的价键扭动。

5. 详述分子振动的类型.答6. 多原子分子振动的形式如何计算？并举例说明。

答：（1）对于非线性分子，其分子振动的形式计算式为：3n-6, 其中n为分子中所含原子数；（2）对于线性分子，其分子振动的形式计算式为：3n-5。

例如：非线性分子水分子的分子振动形式有3个，分别为：2个O-H的伸缩振动和1个HOH的键角弯曲振动；线性分子二氧化碳分子的分子振动形式有4个，分别为：对称伸缩振动、反对称伸缩振动、面内弯曲振动和面外弯曲振动。

7. 什么叫偶极矩？答;两个等量而异号的电荷所组成的系统,一个电荷的电量和两电荷间距离的乘积称电偶极子的偶极距.量,方向沿两电荷的连线,8. 分子振动吸收的条件？答：（1）振动的频率与红外光光谱段的某频率相等，吸收了红外光谱中这一波长的光，可以把分子的能级从基态跃迁到激发态，这是产生红外吸收光谱的必要条件。

（2）偶极矩的变化：已知分子在振动过程中，原子间的距离（键长）或夹角（键角）会发生变化，这时可能引起分子偶极矩的变化，结果产生了一个稳定的交变电场，这个稳定的交变电场将和运动的具有相同频率的电磁辐射电场相互作用，从而吸收辐射能量，产生红外光谱的吸收。

9. 什么叫基频带、倍频带？答：基频带：分子吸收光子后，从一个能级跃迁到相邻高一级能级产生的吸收。

倍频带：分子吸收比原有能量大一倍的光子后，跃迁两个以上能级产生的吸收峰。

10. 影响吸收带位置的因素？答：影响吸收带位置的因素很多，有外在的、人为的因素，也有内在的、本质的因素。

（1）外在因素：制备样品的方法、样品所处的物态、结晶条件、仪器系统的调节等，均能影响吸收带的位置、强度及形状。

（2）内在因素：l）质量效应：对于同族元素，由于彼此质量差别较大，随着原子的质量增大，它与同一元素形成的化学键的吸收带波数明显地减小。

高分子材料分析检测技术分析山东龙拓新材料有限公司摘要：高分子材料的分析与测试技术是高分子材料产品质量、性能、可靠性与经济效益的保证，同时也是促进高分子材料学科发展的关键。

为此，论文重点对高分子材料的分析与测试技术进行了综述，以期对高分子材料的监控工作有所借鉴。

关键词：高分子材料；材料分析；检测技术；分析引言高分子材料是一种在汽车，电子，建筑，包装等领域有着非常广泛的应用。

高分子材料具有质量轻，耐腐蚀，绝缘，耐磨，加工性好，模塑性好等特点。

但是，高分子材料在服役期间，由于受到力学、化学、热力学等方面的作用，会引起高分子材料的力学、化学、热力学等方面的改变，从而引起高分子材料的力学、化学、热力学等方面的劣化，从而影响高分子材料的品质与使用寿命。

所以，深入开展高分子材料的分析与测试技术的研究与发展就显得尤为必要。

一、高分子材料的分析与测试技术特征（一）跨领域的研究高分子材料的性质与其化学组成、结构及制备方法有关。

高分子材料的分析与检测是一门集有机化学、物理学、化学工程与机械工程于一体的专业，对其进行了广泛而深入的研究。

（二）无损、非破坏性目前，高分子材料物质的检测多采用红外光谱、核磁共振、扫描电镜等非破坏性、非破坏性的检测手段，在不损伤高分子材料物质的前提下，可以保持高分子材料物质的完整与结构，并提高检测的效率与可重复使用性。

（三）对测量结果的准确性要求很高因为高分子材料的结构比较复杂，因此对分析检测的准确性有很高的要求，这就对分析测试方法、检测仪器以及操作过程都有很高的要求。

在确保准确度的前提下，高分子材料制品的品质是得到保证的。

（四）对大数据的支撑高分子材料的力学行为与其制备工艺、材料来源等有很大关系，为了更精确地评价其力学行为及服役寿命，必须有丰富的试验资料及相应的数据分析方法支撑。

（五）全面考量的必要性高分子材料物质的分析检测技术，要求将化学分析、物理测试、动态热机、萃取色谱等各种检测方法与手段结合起来，才能对物质的性质与特性有一个完整而深刻的认识。

⾼分⼦材料表征与测试01绪论学⽣了解本课程内容、教学⽬的、学习⽅法、学时安排、考核⽅式； 学⽣能描述⾼聚物的结构层次； 学⽣解释分⼦运动与⾼聚物的状态的关系； 学⽣能对⾼聚物结构、分⼦运动和性能的测试⽅法进⾏简答归类。

课时1.1 课程简介1.2 ⾼聚物结构和形态的特点1.3 ⾼聚物的状态及其⾏为1.4 ⾼聚物结构和性能测定⽅法概述02波谱分析1. 了解红外光谱的基本原理2. 能正确分析红外光谱图3. 了解仪器种类和FT-IR的构造；4. 能正确选择红外光谱的制样⽅法；5. 熟悉红外光谱分析在⾼分⼦材料分析中的应⽤；6. 掌握利⽤红外光谱对材料进⾏定性分析的操作（安排做1个实验）。

课时2.1 基本概念2.2 影响吸收谱带位移和谱图质量的因素2.3 解析红外谱图的三个基本要素2.4 傅⽴叶变换红外光谱仪2.5 制样⽅法2.6 红外光谱在聚合物结构分析中的应⽤03激光拉曼散射光谱法1. 能正确⽐较激光拉曼散射光谱法和红外光谱法的基本原理和谱图；2. 能列举激光拉曼散射光谱法在⾼分⼦材料分析中的⽤途。

课时3.1基本概念3.2实验⽅法3.3拉曼光谱在聚合物结构研究中的应⽤04紫外光谱法1. 理解紫外光谱的基本原理；2. 了解仪器构造；3. 了解紫外光谱在⾼分⼦材料结构研究中的应⽤；4. 掌握利⽤紫外光谱进⾏材料组成和含量分析的⽅法。

课时4.1 概述4.2 紫外光谱仪4.3 紫外光谱在⾼分⼦结构研究中的应⽤05核磁共振谱1. 理解核磁共振的基本原理；2. 能正确分析核磁共振碳谱和氢谱；3. 了解核磁共振谱在⾼分⼦材料结构研究的作⽤。

课时5.1 概述5.2 核磁共振仪5.3 H-核磁共振波谱（氢谱）5.4 C核磁共振谱（碳谱）5.5 ⾼分辨H-NMR在⾼分⼦结构研究中的应⽤5.6 C-NMR在⾼分⼦结构研究中的应⽤06x射线法1. 了解X射线衍射法的基本原理2. 了解X射线衍射仪的构造3. 能选择正确的制样⽅法4. 能正确识别XRD谱图5．熟悉X射线衍射进⾏聚合物物相分析的⽅法6．掌握利⽤X射线衍射进⾏聚合物结晶度测定7．了解⼩⾓X射线散射法的原理及其应⽤课时6.1⼤⾓X射线衍射法6.2⼩⾓X射线散射法07数均相对分⼦质量的测定1. 理解数均相对分⼦量测定的原理；2. 掌握⽤四种⽅法测定数均相对分⼦量的异同。

实验1有机玻璃的制备一、目的要求1．了解本体聚合的原理和有机玻璃的性能。

2．掌握有机玻璃的制备方法二、原理甲基丙烯酸甲酯通过本体聚合的方法可以制得有机玻璃。

聚甲基丙烯酸甲酯由于有庞大的侧基存在，为无定形聚合物，其最突出的性能是具有高度的透明性。

它的比重小，故其制品比同体积无机玻璃制品轻巧得多。

同时又具有一定的耐冲击强度与良好的低温性能，是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料。

有机玻璃表面光滑，在一定的弯曲限度内，光线可在其内部传导而不逸出，故外科手术中利用它把光线输送到口腔吼部作照明。

聚甲基丙烯酸甲酯的电性能优良，是很好的绝缘材料。

甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰（BPO）或偶氮二异丁腈（AIBN）引发剂存在下进行如下聚合反应：CH2 CCH3COOCH3CH2 CCH3COOCH3nn聚合反应开始前有一段诱导期，聚合速率为零，体系粘度无变化。

在转化率超过20﹪之后，聚合速率显著加快，即产生自动加速效应。

而转化率达80﹪之后，聚合速率显著减小，最后几乎停止聚合，需要升高温度才能使之聚合完全。

聚合配方中引发剂的含量，应视制备的模具厚度而定，一般情况如下：厚度（mm）1－1.6 2－3 4－6 8－12 14－25 30－45偶氮二异丁腈（﹪）0.06 0.06 0.06 0.025 0.020 0.005由于甲基丙烯酸甲酯单体密度只有0.94 g·mL-1，而其聚合物密度为1.17 g·mL-1，故有较大的体积收缩，因而生产上一般先做成甲基丙烯酸甲酯的预聚体，然后再进行浇模，这样一则可以减少体积收缩，二则预聚体具有一定粘度，在采用夹板式模具时不会产生液漏现象。

三、主要试剂和仪器甲基丙烯酸甲酯过氧化二碳酸环己酯偶氮二异丁睛试管三颈瓶冷凝管恒温水浴四、实验步骤1．制模（烘箱聚合用模）取两块表面光滑、无磨损的玻璃块，经肥皂洗净擦干后，用酒精擦洗一次，烘干，在四角用一定的垫块垫好（注1），然后用不透水的纸（玻璃纸或描图纸）用聚乙烯醇水溶液（10 g聚乙烯醇溶于100 mL蒸馏水中）作浆糊，使纸完全贴紧模子，严密地封好，一共糊三层，以免漏浆。