[工学]聚合物转变的表征方法

聚合物表征式中，Π为聚合物样品中高分子链及微晶体沿样品被拉伸方向的取向度，H°为赤道线上Debye环强度分布曲线的半高宽度。

Π值没有明确物理意义，只能做相对比较的参考数据。

固体聚合物形貌的表征同种高分子聚合物中的凝聚状态是随外部因素的不同而不同的，所谓外部因素，包括制备条件(合成条件)，受外力情况(剪切力、振动剪切，力的大小和频率等)，温度变化的历程等情况。

而固体聚合物凝聚态结构的差异，更直接影响到聚合物作为材料使用时的性能。

因此观察固体聚合物表面、断面及内部的微相分离结构，微孔及缺欠的分布，晶体尺寸、性状及分布，以及纳米尺度相分散的均匀程度等形貌特点，将为我们改进聚合物的加工制备条件，共混组份的选择，材料性能的优化提供数据。

表征方法与仪器:扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、扫描隧道显微镜原子力显微镜(AFM):用原子力显微镜表征聚合物表面的形貌。

原子力显微镜使用微小探针来扫描被测聚合物的表面，当探针尖接近样品时，样品分子和探针尖端将产生范德华力。

因高分子种类、结构的不同、产生范德华力的大小也不同。

记录范德华力变化的情况，从而"观察"到聚合物表面的形貌。

由于原子力显微镜探针对聚合物表面的扫描是三维扫描，因此原子力显微镜形成的图像是聚合物表面的三维形貌。

用原子力显微镜可以观察聚合物表面的形貌，高分子链的构象，高分子链堆砌的有序情况和取向情况，纳米结构中相分离尺寸的大小和均匀程度，晶体结构、形状，结晶形成过程等信息。

扫描隧道显微镜(STM):用扫描隧道显微镜表征导电高聚物表面的形貌。

同原子力显微镜类似，扫描隧道显微镜也是利用微小探针对被测导电聚合物的表面进行扫描，当探针和导电聚合物的分子接近时，在外电场作用下，将在导电聚合物和探针之间，产生微弱的"隧道电流"。

因此测量"隧道电流"的发生点在聚合物表面的分布情况，可以"观察"到导电聚合物表面的形貌信息。

摘要本文主要综述了高分子聚合物及其表征方法和检测手段。

首先，从不同角度对高分子聚合物进行分类，并对高分子聚合物的结构，生产，性能做了一个简单的介绍。

其次，阐述了表征和检测高分子聚合物的常用方法，例如：凝胶渗透色谱、核磁共振（NMR）、红外吸收光谱（IR）、激光拉曼光谱（LR）等。

最后，介绍了检测高分子聚合物的常用设备，例如：偏光显微镜、金相显微镜、体视显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜等。

关键词：聚合物；表征方法；检测手段；常用设备ABSTRACTThis paper mainly summarizes the polymer and its detection means.First of all, this paper made a simple introduction of the polymer structure, production performance. Secondly, it describes the detection methods of polymers, such as: gel permeation chromatography, nuclear magnetic resonance (NMR), infrared absorption spectroscopy (IR), laser Raman spectroscopy (LR).Finally, it describes the common equipment used to characterize and detection of polymers, such as: polarizing microscope, metallographic microscope, microscope, X ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, atomic force microscopy.Key words：Polymer; Characterization; Testing means; common equipment高分子聚合物及其表征方法和测试手段1 前言纵观人类发现材料和利用材料的历史，每一种重要材料的发现和广泛利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新水平，给社会生产力和人类生活水平带来巨大的变化，把人类的物质文明和精神文明向前推进一步，所以说材料是人类社会进步的里程碑。

聚合物材料的制备与表征随着人们对新材料的需求越来越高，聚合物材料作为一种重要的材料，日益受到重视。

聚合物材料是由单体经过聚合反应而成的高分子化合物，其具有轻质高强、耐热耐寒、易加工等优良性能，广泛应用于各个领域。

本文将从聚合物材料的制备和表征两方面进行探讨。

一、聚合物材料的制备聚合物材料的制备包括单体选择、聚合反应、聚合物后处理等几个方面。

单体的选择直接影响到聚合物的性能和应用领域，因此单体应根据聚合物的用途加以选择。

例如聚氨酯材料的制备一般采用三元醇类、异氰酸酯类、粘合剂配比而成，而聚酰亚胺材料的制备则是在亚胺盐和芳香族二酸之间反应得到。

聚合反应是指通过在特定的条件下，使单体发生聚合反应构成线性高分子或交联高分子。

聚合反应的条件包括温度、压力、催化剂、反应时间等，任意一项的改变都会影响到聚合物的结构和性能。

聚合物的后处理是指对制备的聚合物进行加工处理，以增强其性能或改变其用途。

后处理方法包括涂层处理、表面改性、增强处理等。

二、聚合物材料的表征聚合物材料的表征是指对制备的材料进行性能和结构方面的分析与评价。

随着材料科学技术的不断发展，聚合物材料的表征方法也不断更新。

目前常见的表征方法主要有以下几种：1.物理性质测试物理性质测试主要是对聚合物材料的密度、硬度、拉伸强度、弹性模量等进行测试，对聚合物材料的力学性能进行定量评估。

常见的测试方法有拉伸试验、硬度测试、热分析等。

2.热学性能测试热学性能测试主要是对聚合物材料的热膨胀系数、热导率、热吸收能力等进行测试，主要用于对聚合物材料的热学性能进行评估。

常见的测试方法有热膨胀计、热重分析仪、差示扫描量热仪等。

3.结构性能测试结构性能测试主要是对聚合物材料的结构进行测试，包括分子量、分子量分布、分子拓扑结构等。

常见的测试方法有核磁共振、红外光谱、气相色谱等。

4.电学性能测试电学性能测试主要是对聚合物材料的电荷输运、电阻率、介电常数等进行测试，主要用于对聚合物材料的电学性能进行评估。

聚合物材料的合成及其性能表征Introduction聚合物材料（polymer materials）是指化学结构中带有相同或类似重复单元的有机化合物，可以浸润或溶解在各种溶剂中，并在化学或物理作用下成为完全或部分流动状态。

聚合物材料因其特异的化学结构和力学性能，已经成为材料科学和工程领域的研究热点。

本文将重点介绍聚合物材料的合成及其性能表征。

Synthesis of Polymer Materials当前，聚合物材料的合成方法包括自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、环氧树脂聚合等多种方法。

自由基聚合法在实际应用中体现广泛，它是一种将单体通过初始化自由基反应转化为高聚物的方法。

自由基聚合法的步骤包括引入单体、聚合、终止三个部分。

其中，引入单体是指通过在反应中引入单体，引发聚合反应。

聚合是指通过链增长反应，生成高聚物。

终止是指通过共价键或自由基结合结束聚合反应。

除此之外，合成聚合物材料的方法还包括溶液聚合、相转移聚合等。

溶液聚合是一种根据单体的溶解度控制反应速率的方法，大部分聚合物都可以采用溶液聚合法制备。

相转移聚合法，又叫类离子聚合法，其中主要包含离子自由基、阴离子、阳离子和离子配合物等方法，聚合物材料的制备方法可以通过改变单体、引发剂、反应条件和催化反应等方式来实现。

Characterization of Polymer Materials在聚合物材料的性能表征中，包括分子量、热性能、荷电数量、力学性能等方面的测试。

以下是其中一些主要测试和技术。

1. 测定分子量分子量是聚合物材料的基本性质之一，而且和聚合物材料的物理和化学性质有关。

分子量的测试方法多种多样，比如光散射法、粘滞性测定法和凝胶渗透色谱法等。

2. 测定热性能热性能是聚合物材料中较为重要的一项性能，测定其热性能一般采用热分析技术。

这种技术包括热重分析、差热分析、扫描电镜热分析和动态力学分析等。

3. 测定荷电数量聚合物材料中的荷电数量对其电学特性有很大影响。

聚合物材料的合成及表征聚合物材料的合成及表征一直以来都是材料科学领域中备受关注的研究方向。

聚合物作为一种具有高分子量的化合物，在工业生产和科研领域中有着广泛的应用。

本文将探讨聚合物材料的合成方法以及表征技术。

在聚合物材料的合成过程中，最常见的方法就是聚合反应。

聚合反应是通过将单体分子进行化学反应，使其逐渐连接成为长链分子的过程。

聚合物的合成方法主要分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和离子协同聚合等多种方式。

其中，自由基聚合是最为常见的一种合成方法，它是通过引入引发剂或光引发剂，使单体发生自由基聚合反应，最终形成线性或支化的聚合物结构。

除了自由基聚合，还有一种重要的合成方法是环氧树脂的合成。

环氧树脂是一类重要的聚合物材料，其合成方法主要是将环氧化合物与多元醇或胺类物质反应，形成环氧树脂分子。

这种合成方法在航空航天、建筑和电子领域有着广泛的应用，具有优异的机械性能和化学稳定性。

在合成聚合物材料之后，对其进行表征是十分必要的。

常用的表征技术包括核磁共振（NMR）技术、红外光谱（FT-IR）技术、热分析技术以及拉曼光谱技术等。

其中，核磁共振技术能够对聚合物分子的结构和键合方式进行准确的分析，为研究人员提供有力的实验依据。

另外，红外光谱技术是一种广泛应用于聚合物分析领域的技术，通过观察不同波数下的吸收峰，可以确定聚合物中的功能基团和分子结构。

这种非破坏性的表征技术对于研究聚合物材料的结构和性能具有重要意义。

除了红外光谱技术，热分析技术也是一种常用的聚合物表征方法。

热分析技术主要包括差示扫描量热分析（DSC）、热重分析（TGA）和动态热分析（DMA）等。

这些技术可以用来研究聚合物的热性能、热稳定性和玻璃转变温度等重要性质。

此外，拉曼光谱技术也是一种非常有效的表征方法。

拉曼光谱技术通过测量样品在受激光照射下的拉曼散射光谱，可以得到样品的分子振动信息，进而确定其分子结构和成分。

这种表征技术对于研究聚合物的结构特征和性能具有重要的指导意义。