高分子材料表征第一章

高分子材料的分析与表征高分子材料是现代工业和科学技术中不可或缺的重要材料之一。

它们可以广泛应用于各种领域，如制造塑料制品、合成纤维和涂料等等。

然而，对于高分子材料的分析与表征是一项相当重要的任务，因为这有助于了解高分子材料的结构性质，从而提高其性能并改进制造工艺。

一、高分子材料的分析高分子材料的分析是指在不影响材料性能的前提下，对材料进行化学和物理性质的分析。

这项工作主要包括材料的成分分析、微观结构分析和宏观性能测试。

其中，对高分子材料成分的分析是最常用的方法，它可以通过化学分析或物理分析来实现。

化学分析常用的方法有红外光谱、核磁共振、质谱和元素分析等等。

红外光谱是一种常用的高分子材料分析方法。

它是一种基于吸收和反射的分析技术，能够分析材料中的基团和官能团。

高分子材料中的不同成分所含有的基团和官能团都是不同的，所以红外光谱可以帮助我们确定材料的成分。

此外，红外光谱还能够检测出材料中的化学键和官能团的类型，从而确定分子结构，为接下来向材料中引入新化学基团提供有用信息。

核磁共振（NMR）是另一种常用的高分子材料分析方法。

它是一种基于磁场和电磁波的分析技术，能够分析材料中的核自旋取向。

在高分子材料中，核自旋的取向会依赖于材料的分子结构和分子环境。

通过核磁共振技术，可以详细地了解材料分子的结构，从而改进材料的性能。

质谱就是一种基于分子质量的分析技术。

它是一种利用分子中原子的质量差异和元素分布来确定分子质量和组成的方法。

高分子材料经过化合反应、生产过程中可能会包含有机溶剂和配料，因此会含有一些未知化合物或杂质。

使用质谱技术可以对这些未知化合物和杂质进行鉴定，准确确定材料的组分。

元素分析主要是用来确定材料中的元素成分。

在高分子材料中，含氮反应物、含氧掺合物和食用和添加剂都可能会影响其性能。

因此，元素分析可以提供重要的信息来评估材料属性和其它的技术应用。

二、高分子材料的表征高分子材料的表征主要是指根据材料的微观形态和结构特征，进行结构表征、形态表征和性质表征，以便更好地了解高分子材料的性质和特性。

高分子材料研究方法复习大纲第一章聚合物材料力学性能测定1、应力与应变应变——当材料受到外力作用而它所处的环境又使其不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸就会发生变化，这种变化就称为“应变”。

应力——当材料产生宏观变形时，材料内部分子间或者原子间原来的引力平衡受到了破坏，因而会产生一种附加的内力来抵抗外力、恢复平衡。

当到达新的平衡时附加内力和外力大小相等，方向相反。

单位面积上的附加内力称为“应力”。

2、弹性模量弹性模量——在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小。

是材料刚性的一种表征，代表材料抵抗变形的能力。

3、强度与硬度材料强度——材料抵抗外力破坏的能力(1) 拉伸强度——材料抵抗拉伸破坏的能力，也称抗张强度。

σt = P/bd(2)弯曲强度——材料抵抗弯曲破坏的能力(3) 冲击强度——材料抵抗冲击载荷破坏的能力，反映材料的韧性指标。

硬度——表征材料表面抵抗外力变形的能力4应力—应变曲线与屈服对聚合物进行拉伸试验，以试样的应力值对试样的形变值作图所得到的曲线。

通常以应力为纵坐标、应变为横坐标。

屈服点——YσY：屈服应力εY：屈服伸长率断裂点——BσB：断裂应力εB：断裂伸长率5拉伸力学性能测试步骤⏹准备试样——做标距、测量尺寸；⏹用夹具夹持试样⏹选定试验量程和拉伸速度，进行试验⏹记录试验数据⏹计算试验结果第二章聚合物分子量与分子量分布测定1、测定数均分子量的方法有哪些？一、端基分析法二、沸点升高法三、渗透压法2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3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4、简述如何用渗透压法测定第二维利系数5、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；⏹使用LALLS测定纯溶剂和每个溶液的Rθ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/Rθ对c作图，得一直线，截距为，斜率为2A2；6、简述用特性黏数法测定粘均分子量的过程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lnηr/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：7、凝胶色谱法原理：先留出的分子量大分子量分布测定是将聚合物按照其分子量的大小分离成若干个级分——分级，然后测定出各个级分的分子量和相对含量。

高分子材料的制备和表征随着科技的飞速发展，高分子材料的应用越来越广泛，比如建筑、汽车、飞机、电子、医学和环境等领域。

高分子材料具有许多优良的性能，比如轻质、高强度、难燃、耐腐蚀、绝缘、导电、透光、透气、保湿和生物相容性等。

高分子材料的制备和表征是高分子科学和工程的重要基础，本文将从几个方面介绍相关内容。

一、高分子材料的制备高分子材料的制备可以从分子、聚合物、复合材料和工程塑料等层次来考虑。

对于分子层次而言，化学合成是主要方法之一，通过合成反应控制分子结构和组成，可以获得不同种类的高分子材料。

比如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚氨酯、聚酯、聚醚等。

为了提高反应效率和产物品质，有时还需要采用催化剂、溶剂、反应温度、气氛、压力、时间等条件进行优化。

对于聚合物层次而言，聚合反应是制备聚合物的主要方法之一，包括自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、羰基聚合、酯交换聚合、缩醛聚合、缩酮聚合等。

通过选择不同的单体、反应条件和催化剂等，可以获得不同种类的聚合物。

比如聚丙烯、聚丁二烯、聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等。

对于复合材料层次而言，采用纤维增强和基体材料复合的方法，可以制备出优良的复合材料。

比如碳纤维增强聚酰亚胺、玻璃纤维增强聚酯、金属纤维增强复合材料等。

纤维增强可以提高材料的强度、刚度和耐久性，基体材料可以改善材料的工艺性、耐用性和环保性。

对于工程塑料层次而言，采用合金化、改性和共聚等方法，可以制备出具有特定性能的工程塑料。

比如ABS塑料、PC塑料、PPO塑料、PPS塑料等。

这些工程塑料具有优良的综合性能，比如耐冲击、耐高温、耐化学品、绝缘、导电、透明、可加工等。

二、高分子材料的表征高分子材料的表征是对其结构、性质和应用进行评估和控制的重要手段。

高分子材料的表征可以从形态、相态、热态、力态、电态、光态、表面和界面等角度来考虑。

对于形态而言，高分子材料的形态可以通过显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜等技术进行观察和分析。

第一章------第五章1.力学性能：指高聚物受外力作用时的形变行为及其抗破损的性能，它包括弹性、塑性、强度、蠕变、松弛和硬度等。

2.应变（形变）：当材料受到外力作用时，它所处的条件又不能产生惯性移动时，其几何形状会发生变化，这种变化就称为应变。

3.应力：定义单位面积上的附加内力为应力，其数值与单位面积上所受的外力相等。

Pa在切应力作用下发生切应变，在正应力作用下材料发生拉伸或压缩形变。

4.对各向同性的材料有三种基本类型的形变：简单切变、均匀压缩、简单拉伸。

5.弹性模量：常简称为模量，是单位应变所需应力的大小，是材料刚性的表征。

杨氏模量的倒数称为拉伸柔量，切变模量的倒数称为切变柔量，本体模量的倒数称为可压缩度。

6.泊松比：υ=横向应变/轴向应变7.高分子材料分子热运动的特点：（1）运动单元和模式的多重性：从运动单元来说，可以分为链节运动、链段运动、侧基运动、支链运动、晶区运动以及整个分子链运动等。

从运动方式来说，有键长、键角的变化，有侧基、支链、链节的旋转和摇摆运动，有链段绕主链单键的旋转运动，有链段的跃迁和大分子的蠕动等。

（2）大分子运动的时间依赖性：高分子材料从一种平衡状态通过分子运动而转变到另一种平衡状态是需要时间的，这种时间演变过程称作松弛过程，所需时间称松弛时间。

（3）分子运动的温度依赖性：一般规律是温度升高，各运动单元热运动能力增强，同时由于热膨胀，分子间距增加，材料内部自由体积增加，有利于分子运动，使松弛时间缩短。

8.A-玻璃态B-过渡区（玻璃化转变温度）C-高弹态D-过渡区（粘流转变区）E-粘流态Tb-脆化温度Tg-玻璃化温度Tf-粘流温度9.交联聚合物由于分子链间存在交联化学键，限制了整链运动，因此其特点是不溶、不熔。

10.在拉伸过程中，高分子链的运动经过以下阶段：（1）弹性形变（2）强迫高弹形变（3）塑性形变（永久形变）（凡是弹性变形都是可逆变形）、11.能弹性：由内能变化为主导致的弹性变形称为能弹性；熵弹性：由熵变化为主导致的弹性称为熵弹性。

高分子物理第一章答案【篇一：高分子物理各章节答案第1章】> 1、对于聚乙稀自由旋转链，均方末端距与链长的关系是（）。

解： 2、等规聚丙烯经体中分子链处于（）构象。

解：螺旋3、c5链至少有（）种构象。

解：94、高分子链的柔顺性越大，它在溶液中的构象数越（），其均方末端距越（）。

解：多小5、聚异戊二烯可以生成（）种有规异构体，它们是（）。

解：六顺式1,4加成聚异戊二烯，反式1,4加成聚异戊二烯，全同1,2加成聚异戊二烯，间同1,2加成聚异戊二烯，全同3,4加成聚异戊二烯，间同3,4加成聚异戊二烯判断题1、下列聚合物分子链柔顺性的顺序是（）硅橡胶聚异丁烯聚甲基丙烯酸甲酯聚二甲基苯基醚氧解析：表述正确。

2、-{-ch2ch2-st-}-和-{-ch=ch-st-}-两种聚合物的分子链都含有苯环，所以刚性较好，在室温下都可以作为塑料使用（）解析：高分子链的柔性与实际材料的刚柔性不能混为一谈。

判断材料的刚柔性，必须同时考虑分子内的相互作用以及分子间的相互作用和凝聚状态。

3、不同聚合物分子链的均方末端距越短，表示分子链柔顺性越好（）解析：这种说法是错误的。

4、高斯链的均方末端距远大于自由旋转链的均方末端距（）解析：这种说法是错误的。

5、理想的柔性链运动单元为单键（）解析：表述正确。

对于真实的柔性链运动单元为链段。

6、因为天然橡胶相对分子质量很大，加工困难，故加工前必须塑炼（）解析：表述正确。

7、因为聚氯乙烯分子链柔顺性小于聚乙稀，所以聚氯乙烯塑料比聚乙稀塑料硬（对？）解析：表述正确。

8、无规聚丙烯分子链中的－c－c－单键是可以内旋转的，通过单键内旋转可以把无规立构的聚丙烯转变为全同立构体，从而提高结晶度（）解析：全同立构及无规立构指的是高分子链的构型，而要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。

通过单键内旋转只能改变其构象。

9、主链由饱和单键构成的高聚物，因为分子链可以围绕单键进行内旋转，故链的柔性大，若主链中引入了一些双键，因双键不能内旋转，故主链柔顺性下降（）解析：当主链含有含有孤立双键时，大分子的柔性也比较大，由于双键旁的单键内旋转容易，因此柔性好。

高分子材料的物理性质表征方法高分子材料是指由高分子化合物构成的材料，具有独特的性质和广泛的应用领域。

高分子材料在日常生活中随处可见，如塑料、橡胶、纤维等。

了解高分子材料的物理性质对于材料的设计、开发和应用具有重要意义。

本文将介绍高分子材料的常用物理性质表征方法。

一、热性质高分子材料的热性质是指材料在受热时的行为和性能。

常用的热性质表征方法包括热重分析法（TGA）、差热分析法（DSC）和动态热机械分析法（DMA）等。

1. 热重分析法（TGA）热重分析法是一种通过测量材料质量随温度变化的方法来研究材料的热稳定性和热分解行为。

通过TGA可以确定高分子材料的热分解温度、热分解程度以及热稳定性等指标。

2. 差热分析法（DSC）差热分析法是一种通过测量材料在加热或冷却过程中吸热或放热的能力来研究材料的热性质。

通过DSC可以确定高分子材料的熔融温度、结晶行为、玻璃化转变温度等。

3. 动态热机械分析法（DMA）动态热机械分析法是一种通过施加一定的频率和振幅的力或应变，测量材料的机械性能随温度变化的方法。

通过DMA可以确定高分子材料的弹性模量、损耗因子、玻璃化转变温度等。

二、力学性质高分子材料的力学性质是指材料在外力作用下的变形和破坏行为。

常用的力学性质表征方法包括拉伸试验、压缩试验和弯曲试验等。

1. 拉伸试验拉伸试验是一种通过施加拉力来研究材料的抗拉性能。

通过拉伸试验可以确定高分子材料的弹性模量、屈服强度、断裂伸长率等。

2. 压缩试验压缩试验是一种通过施加压力来研究材料的抗压性能。

通过压缩试验可以确定高分子材料的抗压强度、应变硬化指数等。

3. 弯曲试验弯曲试验是一种通过施加弯矩来研究材料的弯曲性能。

通过弯曲试验可以确定高分子材料的弯曲强度、韧性等。

三、电性质高分子材料的电性质是指材料在电场作用下的行为和性能。

常用的电性质表征方法包括电导率测量、电介电常数测量和电阻率测量等。

1. 电导率测量电导率测量是一种通过测量材料在电场中的电流来研究材料的导电性能。