柔顺性 链段 表观粘度 时温等效原理 力学损耗 银纹
力学松弛 蠕变 构象 几何异构 θ条件 Flory 温度
熔融指数 强迫高弹形变 构型 等规度 力学损耗 溶度参数
特性粘数
1. 高聚物分子运动的特点,高分子运动的基本方程
2. 从构造的角度说明构造对聚合物性能的影响
3. 要使脆性较大的非晶态聚合物增韧,而又不至于过多地降低材料的模量和强度,采用什么方法?举例。
4. 结晶动力学内容需要掌握,淬火和退火的目的,工艺对材料力学性能及光学性能的影响如何?
5. 掌握牛顿流体、非牛顿流体等各种流体的流动曲线,表达式,并简单给出解释。高聚物熔体剪切粘度的因素影响因素有哪些?
6. 假如从实验得到如下一些高聚物的热-机械曲线,如图,试问它们各主要适合作什么材料(如塑料、橡胶、纤维等)?为什么?
(a ) (b )
(a ) (b )
图 高聚物的温度-形变曲线
T ε 20 60 100 140 180 A T ε -60 0 40 B 20 210 T ε C 80 100 T ε D
7. 解释如下图中的两种共混高聚物的动态力学性能。
A聚醋酸乙烯和聚丙烯酸甲酯的共混物B聚苯乙烯和苯乙烯-丁二烯的共混物
(50/50摩尔比)
图高聚物的动态力学性能
8. 解释图中几种高聚物的熔融黏度与剪切力及温度关联曲线.
图中:1.PC(聚碳酸酯);2.PE;3,PMMA
图高聚物的熔融黏度与剪切力及温度关系
9. 在橡胶下悬一砝码,保持外界不变,升温时会发生什么现象?
10. 简述高聚物增强改性和增韧改性的方法,举例说明,并试着从分子运动的角度解释可能的增强机理和增韧机理。
11. 近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响?
12. 有两种乙烯和丙烯的共聚物,其组成相同(均为65%乙烯和35%丙烯),但其中一种室温时是橡胶状的,一直到稳定降至约-70℃时才变硬,另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。试解释它们内在结构上的差别。
13. 如何把良溶剂转变为θ溶剂?θ溶液与理想溶液的区别?
14. 试分析聚三氟氯乙烯是否结晶性聚合物?如何制成透明性薄板制品?
15. 某一聚合物完全结晶时的密度为0.936g/cm3,完全非晶态的密度为0.854g/cm3,现有一该聚合物的试样,实际密度测得为0.900g/cm3,试计算此样品的体积和重量结晶度各是多少?
16. 已知增塑PVC 的g T 为338K ,f T 为418K ,流动活化能=?ηE 8.31kJ ·mol -1,433K 时的黏度为5Pa ·s ,求此增塑PVC 在338K 和473K 时的黏度各为多大?
17. 某聚合物 Tg = - 10 ℃,在一恒定外力作用下,25℃时模量降到某一数值约需要 2 年,问:在80 ℃下模量降到同一数值需时?
18.某硫化天然橡胶试样,其网链平均分于量为10000,密度为1g /cm3。问25℃时拉长1倍需要多大的应力?(R=8.314J /K·mol)
UP 定义不饱和聚酯是由二元酸(饱和二元酸和不饱和二元酸)同二元醇,经过缩聚反应而成的一种线型聚合物,通常以该化合物在烯烃类活性单体(如苯乙烯)中的溶液形式出现。 1.力学性能:分子量--分子量增大,树脂强度硬度、抗弯强度增大。不饱和键的 数目--越多,交联密度越大、刚度增大、耐磨性提高。聚酯分子链结构规整性—越规整,树脂分子排布越有序,有利于提高拉伸强度。 2.耐化学药品性:增加不饱和二元酸的量;提高分子的有序性 3.电性能:脂肪烃的比例增多——电性能提高。提高缩聚反应程度——减少未反 应的羧基含量可提高电性能。 4.UP的广泛应用领域: (1)用量最大的热固性树脂 (2)玻纤增强UP(聚酯玻璃钢)比强度高于铝合金 ①通过手糊成型或喷涂成型制造各类型的船体.②通过袋压成型法制造船体、安全帽、机器外罩等. ③采用真空袋压法生产飞机部件、雷达罩.④采用整体模压成型法生产卫生洁具.(2)非玻纤增强UP:浇注UP:可制成人造玛瑙、等装饰性材料;人造大理石;墙面和地面装饰砖。柔性UP,常用滑石粉、木粉等做填料,制造仿木家具。作为涂层材料 PA 1.聚酰胺(俗称尼龙)是指分子主链上含有酰胺基团(-NHCO-)的高分子化合 物。 2.聚酰胺的前30年是作为合成纤维材料,尼龙(Nylon)的俗称就是来自与此。 尼龙的最早发明商——美国杜邦公司曾宣传:尼龙比蜘蛛丝还细、比钢铁还强。 3.脂肪族聚酰胺是线形高分子材料,由亚甲基链段和极性基团(酰胺基)有规 律交替链接而成。 4.聚酰胺中的氢键结构对其聚集态结构和最终的性能起到了决定性的作用 5.脂肪族PA微观结构与性能的关系——氢键的重要作用、酰胺基团的密度、 亚甲基的奇偶性?
聚合物的相容性 高莉丽PB02206235 摘要:从共混来研究聚合物的基本特点,相容性的表征方法和测定方法。 关键词:相容,共聚,溶度参数,Huggins-Flory相互作用参数。 聚合物共混物是指两种或两种以上聚合物的混合物,正如合金一样,共混高聚物可以使材料得到单一的等聚物所不具有的性能,因此其合成具有很重要的意义。聚合物之间的相容性是选择适宜共混方法的重要依据,也是决定共混物形态结构和性能的关键因素。以下就聚合物之间相容性的基本特点,相容性的表征参数和测定方法进行简单的阐述。 从热力学角度来看,聚合物的相容性就是聚合物之间的相互溶解性,是指两种聚合物形成均相体系的能力。若两种聚合物可以任意比例形成分子水平均匀的均相体系,则是完全相容;如硝基纤维素-聚丙烯酸的甲脂体系。若是两种聚合物仅在一定的组成范围内才能形成稳定的均相体系,则是部分相容。如部分相容性很小,则为不相容,如聚苯乙烯-聚丁二烯体系。 相容与否决定于混合物的混合过程中的自由能变化是否小于0。即要求△G=△H-T△S<0.对于聚合物的混合,由于高分子的分子量很大,混合时熵的变化很小,而高分子-高分子混合过程一般都是吸热过程,即△H为正值,因此要满足△G<0是困难的。△G往往是正的,因而绝大多数共混高聚物都不能达到分子水平的混合,或者是不相容的,形成非均相体系。但共混高聚物在某一温度范围内能相容,像高分子溶液一样,有溶解度曲线,具有最高临界相容温度(UCST)和最低临界相容温度(LCST),这与小分子共存体系存在最低沸点和最高沸点类似。大部分聚合物共混体系具有最低临界相容温度,这是聚合物之间相容性的一个重要特点。 还应指出,聚合物之间的相容性还与分子量的分布有关。一般,平均分子量越大,聚合物之间的相容性就越小。 以上定性地描述了影响相容性的一些因素,那么在实际中如何判断聚合物之间的相容性呢?最常用的判据是溶度参数和Huggins-Flory相互作用参数。 1.溶度参数 对于非极性分子体系,混合过程无热效应或吸热。由Hildebrand的推导,混合焓 △Hm =Vm(∑12/1-∑22/1)2&1&2 ∑1,∑2分别为溶剂与高聚物的内聚能密度,&1,&2分别为溶剂与高聚物的体积分数,Vm为混合后的总体积。 定义溶度参数δ=∑2/1,则上式可写为: △Hm =Vm(δ1-δ2)2&1&2 当δ1与δ2越接近,则△H越小,△G越小,越有利于相容,据此可以根据溶度参数来选择聚合物的溶剂,但以上溶度参数仅考虑了分子之间的色散力,仅适用于非极性分子的情况。当聚合物之间有强的极性作用或氢键时上述规则不适用。鉴于这种情况,采用三维溶度参数。即假定液体的蒸发能为色散力、偶极力和氢键三种力的贡献,这三种力对蒸发能的贡献分别为Ea, Ep和Ed。即 E=Ea+Ep+Ed.于是有:δ2=δ2 a +δ2 p +δ2 d 仅当两种聚合物的δa,δp和δn都分别相近是才能很好地溶解。如PVC的δ值与氯仿和四氢呋喃的δ值都很相近,但PVC与氯仿的δp和δn相差较大,所以两者不相容,PVC与四氢呋喃的δp,δa,δn都相近,所以可以很好地相容。 2 Huggins-Flory作用参数Χ1,2
聚合物的结晶 聚合物按其能否结晶可以分为两大类:结晶性聚合物和非结晶性聚合物。后者是在任何条件下都不能结晶的聚合物,而前者是在一定条件下能结晶的聚合物,即结晶性聚合物可处于晶态,也可以处于非晶态。聚合物结晶能力和结晶速度的差别的根本原因是不同的高分子具有不同的结构特征,而这些结构特征中能不能和容易不容易规整排列形成高度有序的晶格是关键。 聚合物结晶的必要条件是分子结构的对称性和规整性,这也是影响其结晶能力、结晶速度的主要结构因素。此外,结晶还需要提供充分条件,即温度和时间。首先讨论分子结构的影响。高聚物结晶行为的一个明显特点就是各种高分子链的结晶能力和结晶速度差别很大。大量实验事实说明,链的结构愈简单,对称性愈高,取代基的空间位阻愈小,链的立构规整性愈好,则结晶速度愈大。例如,聚乙烯链相对简单、对称而又规整,因此结晶速度很快,即使在液氮中淬火,也得不到完全非晶态的样品。类似的,聚四氟乙烯的结晶速度也很快。脂肪族聚酯和聚酰胺结晶速度明显变慢,与它们的主链上引入的酯基和酰胺基有关。分子链带有侧基时,必须是有规立构的分子链才能结晶。分子链上有侧基或者主链上含有苯环,都会使分子链的截面变大,分子链变刚,不同程度地阻碍链段的运动,影响链段在结晶时扩散、迁移、规整排列的速度。如全同立构聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二酯的结晶速度就慢多了,通过淬火比较容易得到完全的非晶态样品。另外,对于同一种聚合物,分子量对结晶速度是有显著影响的。一般在相同的结晶条件下,分子量大,熔体粘度增大,链段的运动能力降低,限制了链段向晶核的扩散和排列,聚合物的结晶速度慢。最后,共聚物的结晶能力与共聚单体的结构、共聚物组成、共聚物分子链的对称性、规整性有关。无规共聚通常会破坏链的对称性和规整性,从而使共聚物的结晶能力降低。如果两种共聚单元的均聚物结晶结构不同,当一种组分占优势时,该共聚物是可以结晶的。这时,含量少的组分作为结晶缺陷存在。但当两组分配比相近时,结晶能力大大减弱,如乙丙共聚物当丙烯含量达25%左右时,产物便不能结晶而成为乙丙橡胶。如果两种共聚单元的均聚物结晶结构相同,这种共聚物也是可以结晶的。通常,晶胞参数随共聚物组成而变化。嵌段共聚物的各个嵌段基本上保持着相对的独立性,其中能结晶的嵌段将形成自己的晶区。如聚酯-聚丁二烯-聚酯嵌段共聚物,聚酯段仍可较好地结晶,形成微晶区,起到物理交联的作用。而聚丁二烯段在室温下可以有高弹性,使共聚物成为一种良好的热塑性弹性体。 4.4.1结晶动力学 结晶性聚合物因分子结构和结晶条件不同,其结晶速度会有很大差别。而结晶速度大小,又对材料的结晶程度和结晶状态影响显著。为此,研究聚合物的结晶动力学将有助于人们控制结晶过程,改善制品性能。 一、结晶速度的测定方法 研究聚合物结晶速度的实验方法大体可以分为两种:一种是在一定温度下观察试样总体结晶速率,如膨胀计法、光学解偏振法、DSC法等;另一种是在一定温度下观察球晶半径随时间的变化,如热台偏光显微镜法、小角激光光散射法等。
高分子材料复习总结 1、乳白色半透明的蜡质状,易燃烧,离火后能继续燃烧,密度为0、85~ 1、0g/cm 32、熔层:105℃~137℃、脆化温度(Tb)低于-50℃、最高使用温度100℃,最低使用温度-70℃、3、产量居塑料首位,约占塑料总量的1/ 3、4、分子呈非极性,其吸水性低,小于0、01%,加工前可以不进行干燥、合成:自由基聚合:偶氮类如偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧类如过氧化二苯甲酰(BPO)配位聚合:Zieger-Natta 引发体系、茂金属引发体系分类:低密度聚乙烯LDPE0、91~0、94g/cm3高密度聚乙烯HDPE0、94~0、99g/cm3中密度聚乙烯MDPE线性低密度聚乙烯LLDPE超高分子量聚乙烯UHMWPE和茂金属聚乙烯mPE 1、LDPE:高压法、压力150~250Mpa,温度180~300℃,在微量氧的存在下,氧气与乙烯作用可能生成乙烯过氧化氢 (CH2=CHOOH),分解后产生自由基,引发自由基聚合、易产生支链,影响了分子的对称性和空间规整性,结晶度小,密度低、2、HDPE:离子型聚合、分子量高,支链短而少,结晶度大,密度高、采用Ziegler-Natta型引发剂或钼、镍、铬的氧化物、知识点:
1、在HDPE,LDPE和LLDPE中,HDPE的透气性能最好,且对油、脂的阻隔性能也最高、 2、 LLDPE:是乙烯与含量约8%的高级α 烯烃(如1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等)的共聚物、3、聚乙烯主链基本是饱和的脂肪烃长链,分子链上有甲基、短的或较长的烷基支链、不同类型的双键、4、在低压法获得的HDPE含有较多的双键,而在低密度聚乙烯中还存在有羰基和醚基、5、结晶性高聚 物,LDPE结晶能力64%,HDPE结晶能力高87%~93%,LLDPE的结晶度略高于LDPE,远低于HDPE、6、高分子量聚乙烯(HMWHDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)仍属高密度聚乙烯,分子结构和普通HDPE 相同,1) 耐磨性能、优于PTFE、MC尼龙、POM等、2) 冲击强度、工程塑料中最高的,远高于ABS、PC和尼龙等材料3) 自润滑性能、摩擦系数极低,与PTFE相当、4) 耐化学腐蚀性能、分子链上不存在可反应的基因,且结晶度较高,具有良好的化学稳定性 7、几种聚乙烯的结构: 8、 PE在空气中会被氧化,在高温下更容易被氧化,因此,在加工过程中应避免与空气接触;或者在PE中加入抗氧剂、9、 PE的结晶能力强,结晶度高,成型收缩率大,一般在 1、0~ 3、5%内,对于HDPE的成型收缩率可达5%、
高聚物结构与性能 试题参考答案 一、名词解释(2.5×12 =30分) 构型:由化学键决定的原子基团间的空间排列方式 分子链柔顺性:高分子链能够改变其构型的性质 高斯链:又名高斯线团,是末端距分布符合Gauss分布函数的线团。 熔限:高分子晶体的熔融发生在一个温度范围内,称为熔限。 多分散指数:描述高分子的分子量多分散性大小的参数,通常是Mw/Mn或Mz/Mw 取向:高分子的链段、整链或其晶体结构沿外力方向所作的优先排列。 粘弹性:高分子固体的力学性质兼具纯弹性和纯粘性的特征,称为粘弹性。 溶度参数:定义为(CED)1/2,用于指导非极性聚合物的溶剂选择。 冷拉:高分子材料在拉伸条件下,发生应力屈服,出现细颈、细颈扩展所导致的大形变行为。 增韧:即增加聚合物材料韧性,所采用的技术路线有弹性体和刚性粒子增韧力学损耗:高分子材料在动态力学条件下,应力与应变出现滞后所导致的机械能损耗 银纹:由于应力或环境因素的影响,聚合物表面所产生的银白色条纹 二、简答题(8×5=40 分) 1.分别写出顺丁橡胶、聚丙烯、聚异丁烯、聚甲醛、聚氯乙烯的结构式,比较其玻璃化温度的高低,并说明原因。
2.高聚物熔体的流动机理是什么?其流动行为上有什么特征? 答:流动机理:高分子链的重心移动采用高分子链段的协同跃迁的方式完成,通常称为“蠕动”。 熔体流动的特征有三: 1,高粘度,缘自高分子巨大的分子量; 2,剪切变稀:高分子链受剪切作用时,发生构象变化。 3,弹性效应:高分子流动变形中包含可逆的构象变化,导致其表现出Barus效应、爬杆效应等现象。 3.何为θ溶液?θ条件下,Huggins参数取何值?此时溶液中高分子链的构象有何特征? 答:处于θ状态,即高分子链段间作用等于高分子链段与溶剂分子作用的状态的高分子溶液,称为θ溶液。 此时,Huggins参数为1/2;溶液中高分子链的构象与同温度条件下的高聚物本体的非晶区构象相同。 4.请说明聚乙烯、尼龙-66和交联顺丁橡胶溶解行为上的差异。 答:PE:非极性、结晶性,需要在高温下采用非极性溶剂溶解; Nylon-66:极性、结晶性,常温下采用极性溶剂溶解; 交联顺丁:只有熔胀过程,而不溶解 5.试从结晶热力学的角度分析天然橡胶的拉伸结晶现象。 答:天然胶NR,主体成分是顺式聚异戊二烯,具有规整性,可以结晶。 晶体的熔点:Tm=△H / △S。由于NR柔顺性大,结晶中的熵变巨大,导致熔点低,常温下不能结晶; 拉伸条件下,NR分子链的构象变化,结晶的熵变减小,使熔点高于室温,所以NR在拉伸条件下可以结晶。
1.聚合物表面改性 聚合物表面改性方法可以分为以下几种:化学改性、光化学改性、表面改性剂改性、力化学处理、火焰处理与热处理、偶联剂改性、辐照与等离子体表面改性。 (1)化学改性是通过化学手段对聚合物表面进行改性处理,其具体方法包括化学氧化法、化学浸蚀法、化学法表面接枝等。 化学氧化法是通过氧化反应改变聚合物表面活性。常用的氧化体系有:氯酸-硫酸系、高锰酸-硫酸系、无水铬酸-四氯乙烷系、铬酸-醋酸系、重铬酸-硫酸系及硫代硫酸铵-硝酸银系等,其中以后两种体系最为常用。 化学浸蚀法是用溶剂清洗可除去聚烯烃表面的弱边界层,例如通过用脱脂棉蘸取有机溶剂,反复擦拭聚合物表面多次等。 聚合物表面接枝,是通过在表面生长出一层新的有特殊性能的接枝聚合物层,从而达到显著的表面改性效果。 (2)光化学改性主要包括光照射反应、光接枝反应。 光照射反应是利用可见光或紫外光直接照射聚合物表面引起化学反应,如链裂解、交联和氧化等,从而提高了表面张力。 光接枝反应就是利用紫外光引发单体在聚合物表面进行的接枝反应。 (3)表面改性剂改性 采用将聚合物表面改性剂与聚合物共混的方式是一种简单的改性办法,它只需要在成型加工前将改性剂混到聚合物中,加工成型后,改性剂分子迁移到聚合物材料的表面,从而达到改善聚合物表面性能的目的。 (4)力化学处理是针对聚乙烯、聚丙烯等高分子材料而提出来的一种表面处理和粘接方法,该方法主要是对涂有胶的被粘材料表面进行摩擦,通过力化学作用,使胶黏剂分子与材料表面产生化学键结合,从而大大提高了接头的胶接强度。力化学粘接主要是通过外力作用下高分子键产生断裂而发生化学反应,包括力降解、力化学交联、力化学接枝和嵌段共聚等。(5)火焰处理就是在特别的灯头上,用可燃气体的热氧化焰对聚合物表面进行瞬时处理,使其表面发生氧化反应而达到表面改性的效果。热处理是将聚合物暴露在热空气中,使其表面氧化而引入含氧基团。 (6)偶联剂是一种同时具有能分别与无机物和有机物反应的两种性质不同官能团的低分子化合物。其分子结构最大的特点是分子中含有化学性质不相同的两个基团,一个基团的性质亲无机物,易于与无机物表面起化学反应;另一个基团亲有机物,能与聚合物起化学反应,生成化学键,或者能互相融合在一起。偶联剂主要包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂两大类,其作用机理同表面活性剂的改性机理相同。 (7)辐照改性是聚合物利用电离辐射(直接或间接的导致分子的激发和电离)来诱发一些物理化学变化,从而达到改性的目的。等离子体表面改性是通过适当选择形成等离子体的气体种类和等离子体化条件,对高分子表面层的化学结构或物理结构进行有目的的改性。2.哪些物质能形成液晶,判断、表征 形成液晶物质的条件: (1)具有刚性的分子结构。 (2)分子的长宽比。棒状分子长宽比>4左右的物质才能形成液晶态;盘状分子轴比<1/4左右的物质才能呈现液晶态。 (3)具有在液态下维持分子的某种有序排列所必需的凝聚力。这种凝聚力通常是与结构中的强极性基团、高度可极化基团、氢键等相联系的。 液晶相的判断:各种液晶相主要是通过它们各自的光学形态即织构来识别的,即在正交偏光显微镜下可观察到各种不同的由双折射产生的光学图像,这些图像是由“畴”和向错构成的。
高分子材料(聚合物材料) 以高分子化合物(树脂)为基体,再配有其它添加剂(助剂)。 高分子化合物(高分子) 往往由许多相同的、简单的结构单元通过共价键(有些是离子键)有规律的重复连接而成。蠕变现象 受到一个恒定应力σ0时,形变随时间无限发展。 应力松弛 在恒定形态下,物理的应力随时间而逐渐衰减。 滞后现象 高聚物在交变应力(周期性应力)作用下,形变落后于应力的现象。 力学内耗 出现滞后现象时,则由于形变功与恢复功并不相等而产生功的损耗。 屈服 是指在较大外力作用下材料发生塑性变形的行为。 塑料 以合成或天然高聚物为基本成分,并配以一定的高分子助剂如填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等经加工可塑成型,并在常温下保持其形状不变的材料。 热塑性弹性体 是指在高温下能塑化成型而在常温下能显示橡胶弹性的一类材料,因此其既显示橡胶的物理性能,又具有热塑性塑料加工特性的材料。 回弹率 将纤维拉伸后除去负荷,可回复的弹性伸长与总伸长之比。 弹性模量 每单位截面积的纤维延伸原来1%所需的负荷(单位:N/tex 互穿网络弹性体 由两种线型弹性体胶乳混合在一起,再进行凝聚并同时进行交联 现代分析测试方法 一、高分子材料的化学分析 1,简单定性分析 受热行为,包括燃烧试验(火焰试验)、干馏试验。根据燃烧性、分解出气体的气味、火焰、外形变化等分析。 2,高分子材料的溶解性 3,高分子材料的分离和纯化溶解-沉淀萃取 二、高分子材料的波谱分析 1,红外光谱(IR) 1)分析与鉴别高聚物 2)高聚物反应的研究 3)共聚物的研究 4)结晶度的研究 5)高聚物的表面研究 6)高聚物的取向研究 2核磁共掁(NMR) 1)高分子的鉴别 2)共聚物组成的测定
1.热塑性塑料和热固性塑料在结构与性能上区别。 结构:热塑性塑料结构一般为直链型或带有少量支链的线性结构,多数为碳—碳为主链的聚合物。热固性塑料一般是分子量不高的预聚物或齐聚物 性能:热塑性塑料在适当的溶剂中能溶解;在加热状态下能熔化。热固性塑料经过“固化反应”后不能溶于溶剂,受热也不会熔化。 2.塑料用加工助剂(添加剂)的种类及作用。 填料及增强剂(降低成本、增强、改善成型加工性,赋予塑料制品特殊的性能。) 增塑剂(增塑剂是增加高分子材料制品的塑性,改进其柔软性、延伸性和加工性的物质。) 稳定剂(保持高聚物的稳定性,防止其老化、分解) 润滑剂(防止塑料在成型加工过程中发生粘膜现象) 抗静电剂(通过降低电阻束减少摩擦电荷,从而能减少或消除制品表面静电荷的形成) 着色剂(提高塑料制品的商品价值,改善耐候性、光学性能及各种特殊用途) 防雾剂(避免小水滴的光散射造成雾化) 阻燃剂(隔绝氧气,阻止自由基的生成,中断链式氧化反应) 3.热塑性塑料和热固性塑料的成型加工工艺。 热塑性塑料:挤出、注射、压延、吹塑 热固性塑料:模压、铸塑及传递模塑 4.简述橡胶的结构与其性能之间的关系。 大分子链具有足够的柔性,玻璃化温度比室温要低,柔性越好,弹性越好。在使用条件下不结晶或结晶度很小,适当结晶度可以提高橡胶的强度,但结晶度过高,使橡胶的弹性变差。在使用条件下无分子间相对滑动,分子适当交联,形成网络结构;交联度越高,强度越高,但弹性变差。 5.橡胶的加工工艺有哪些? 塑炼、混炼、成型、硫化等工序 6.成纤聚合物的结构特征。 成纤高聚物均为线型高分子,具有适宜的分子量和分布,的分子链间必须有足够的次价力,应具有可溶性和熔融性,高分子链立体结构具有一定的规整性 7.纤维的加工工艺以及后处理的目的和后加工过程。 工业上常用的纺丝方法主要有两大类:熔体纺丝法和溶液纺丝法 根据凝固方式的不同,又分为湿法纺丝和干法纺丝。 后处理:由于处理后的分子链排列不规整,物理力学性能差,不能直接用于织物加工。为此,必须进行一系列后加工,以改进纤维结构,提高其性能。 后加工过程:⑴短纤维的后处理:集束,牵伸,水洗,上油,干燥,热定性,卷曲,切断,打包等⑵长丝后处理:拉伸,加捻,复捻,热定性,络丝,分级,包装等。⑶弹力丝的加工-假捻法⑷膨体纱的加工8.粘合剂的组成有哪些?要达到良好的胶接,须具备的条件。 按胶结强度特性分类:结构性胶粘剂,非结构性胶粘剂,次结构性胶粘剂 组成分类:有机胶粘剂,无机胶粘剂 固化类型:化学反应型,热塑性溶液型,热熔胶粘剂 条件:胶粘剂要能很好的润湿被粘物的表面,粘合剂与被粘物之间需要较强的相互作用力 9.粘合剂的胶接工艺。 初清洗,胶接接头机械加工,表面处理,配胶,涂胶,晾置,固化,检验 10.涂料的组成及作用。 组成:成膜物质,颜料,溶剂,增塑剂,催干剂,增稠剂,稀释剂 11.功能高分子材料的定义和分类。 功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应的高分子材料。分为反应性高分子材
高聚物结构与性能的关系 1. 高聚物的结构 按研究单元的不同分类,高聚物结构可分为两大类:一类为高聚物的链结构,即分子内的结构,是研究一个分子链中原子或基团之间的几何排列;另一类为高聚物的分子聚集态结构,即分子间的结构,是研究单位体积内许多分子链之间的几何排列。对高聚物材料来说,链结构只是间接影响其性能,而分子聚集态结构才是直接影响其性能的因素。 1.1 高聚物链结构 高聚物的链结构包括近程结构和远程结构。近程结构是指结构单元的化学组成、立体异构、连接顺序、以及支化、交联等;远程结构是指高分子链的构象、分子量等。 高聚物链结构是决定高聚物基本性质的主要因素,各种高聚物由于链结构不同其性质则完全不同。例如,聚乙烯柔软容易结晶,聚苯乙烯硬而脆不能结晶;全同立构聚丙烯在常温下是固休,可以结晶,而无规立构聚丙烯在常温下则为粘稠的液体等。 1.2 高聚物的聚集态结构 高聚物的分子聚集态结构包括晶态、非晶态、液晶态、取向态等;高聚物的分子聚集态结构是在加工成型过程中形成的,是决定高聚物制品使用性能的主要因素。即使具有相同链结构的同一种高聚物,由于加工成型条件的不同,其成型品的使用性能就有很大差别。例如,结晶取向程度不同直接影响纤维和薄膜的力学性能;结晶大小和形态不同可影响塑料制品的耐冲击强度,开裂性能和透明性。 因此对高聚物材料来说,链结构只是间接影响其性能,而分子聚集态结构才是直接影响其性能的因素。研究高聚物分子聚集态结构的意义就在于了解高聚物分子聚集态结构的特征,形成条件及其与材料性能之间的关系,以便人为地控制加工成型条件得到具有预定结构和性能的材料,同时为高聚物材料的物理改性和材料设计建立科学基础。 2.高聚物结构与力学性能的关系 2.1链结构与力学性能的关系 不同的高聚物,有不同的分子结构,当然会显示出不同的材料性能出来。聚
高分子材料 定义:以聚合物或以聚合物为主,辅以各种添加剂等物质经加工而成的材料。 分类按化学组成:金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料 按材料用途分类: 塑料 (Plastics) 弹性体 (Elastomer) 纤维 (Fiber) 涂料 (Coating) 胶粘剂 (Adhesive) 复合材料(Composite) 按主链结构分类:碳链、杂链、元素有机高分子 第三章塑料材料 1、名词解释:极限氧指数、受阻酚、工程塑料、热变形温度 2、请指出提高增塑剂的耐久性的方法。 4、请解释磷系阻燃剂的凝聚相阻燃机理。 5、请说明Al(OH)3的阻燃作用。 6、给出下述聚合物的中文全称和重复单元结构: PF(酚醛树脂), 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET ), POM (聚甲醛树脂)。 8、为什么UHMWPE 的密度介于LDPE 和HDPE 之间,却可以作为工程塑料使用?分子之间的缠结非常强烈。 9、请分析HDT 热变形温度的变化趋势:HDPE 、LLDPE 、LDPE ,并说明原因。 10、为什么PVC 塑料拖鞋夏天穿着感觉柔软、而冬天感觉坚硬呢? ? 热塑性塑料和热固性塑料在结构与性能上区别。 ● 热塑性塑料:线型或支化聚合物。分子链之间主要以次价力或氢键相吸引而显示一定强度,同时表现出弹性和塑性。 “可溶、可熔”。可反复成型。 ● 热固性塑料:起初是热固性树脂(一般是分子量不高的预聚物或齐聚物),经过“固化反应”而得,为三维体型(网状)结构。 “不溶、不熔”。一次成型,不可再塑。 耐热性能、力学性能、耐化学品性能高于热塑性塑料。 ? 塑料用加工助剂(添加剂)的种类及作用。 ● 塑料用加工助剂为改善塑料的使用性能或加工性能而添加的物质。 ● 主要包括:填料及增塑剂、稳定剂(防霉剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂)、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、偶联剂、着色剂、固化剂······ 1. 增塑剂:改进高分子材料加工性,提高制品柔软性的一类物质。 (消弱分子间作用力,
个人收集整理-ZQ 1 / 1 请阐述非晶态高聚物地力学状态及原因. 随着温度地变化,高聚物地形变能力发生变化,呈现分阶段地力学状态.非晶态高聚物地力学状态分别为玻璃态、高弹态和粘流态. 玻璃态:当温度较低时,分子热运动能量很小,链段和大分子链地运动都被冻结.高聚物受到恒定外力作用时,仅有键长和键角地微小改变,形变量很小,弹性模量较大,此时地形变是可逆地,属于普弹形变.上述力学状态称之为玻璃态.个人收集整理 勿做商业用途高弹态:当温度进一步提高时,分子热运动能量增加,链段能够自由旋转,但大分子链仍被冻结,此时高聚物受外力作用,链段自由运动使长链大分子卷曲和伸展,所以形变量很大,而弹性模量则较小.当外力除去后,通过链段运动又可恢复原状,因此该阶段地形变也是可逆地.这种大变形量高弹性地弹性形变地力学状态称为高弹态.个人收集整理 勿做商业用途粘流态:当分子热运动地能量继续增加,链段和大分子链均能发生运动,此时高聚物在外力作用下,大分子链发生相对滑移,形变量急剧增加,产生很大地不可逆地流动变形,出现粘性流动现象.这种粘性流动形变状态称之为粘流态.个人收集整理 勿做商业用途什么是玻璃化温度?有什么特点?如何应用玻璃化温度? ⅰ)玻璃化温度:使高聚物保持玻璃态地上限温度.常以g T 表示. ⅱ)玻璃化温度g T 是温度升降时,高聚物由玻璃态向高弹态或由高弹态向玻璃态转化地温度,其本质是高聚物地分子链运动刚被解冻或冻结地温度.个人收集整理 勿做商业用途ⅲ)玻璃态是塑料地使用温度,凡室温下处于玻璃态地高聚物都可用作塑料. 通过实例说明高分子材料性能地特点. 聚四氟乙烯:它是由四氟乙烯经而成地,其结构简式为 [] ,具有优良地化学稳定性、耐腐蚀性,是当今世界上耐性能最佳材料之一,除熔融金属钠和外,能耐其它一切化学药品,在中煮沸也不起变化,广泛应用于各种需要抗和地场合.有密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好地抗老化能力、耐温优异(能在℃至℃地温度下长期工作).聚四氟乙烯本身对人没有毒性.个人收集整理 勿做商业用途聚酰胺(,俗称尼龙):具有良好地综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一定地阻燃性,易于加工,适于用玻璃纤维和其它填充增强改性,提高性能和扩大应用范围.个人收集整理 勿做商业用途
第七章合成高分子材料 一、选择题 1、下列__属于热塑性塑料。 ①聚乙烯塑料②酚醛塑料③聚苯乙烯塑料④有机硅塑料 A ①② B ①③ C ③④ D ②③ 2、填充料在塑料中的主要作用是。 A、提高强度 B 降低树脂含量 C 提高耐热性 D A+B+C 3、按热性能分,以下哪项属于热塑性树脂。 A 聚氯乙烯 B 聚丙稀 C 聚酯 D A+B 二、是非判断题 1、由单体自备聚合物的基本方法有加聚反应和缩聚反应。 2、热塑性树脂与热固性树脂相比具有强度大,粘结力强,变形小等特点,可用于结构 材料。 3、聚合物的老化主要是由于高分子发生裂解这一类不可逆的化学反应造成的。 4、塑料和橡胶的最高使用温度称为玻璃化温度。 三、填空题 1、根据分子的排列不同,聚合物可分为__聚合物,__聚合物和__聚合物。 2、塑料的主要组成包括合成树脂,__,__和__等。 四、名词解释 1、热塑性树脂 2、热固性树脂 五、问答题 1、某装修公司要承包一间歌舞厅的内外装修,欲采用塑料地板,妥否? 2、在粘结结构材料或修补建筑结构(如混凝土、混凝土结构)时,一般宜选用哪类合成树脂胶粘剂?为什么? 3、现在建筑工程上倾向于使用塑料管代替镀锌管,请比较塑料管与镀锌管的优缺点。 4、选用何种地板会有较好的隔音效果? 5、某建筑工程需要给铝合金门窗的玻璃密封,现有三种密封膏(单组分硅酮密封膏,双组分聚氨酯密封膏,双组分聚硫橡胶建筑密封膏),请问选那一种较好?原因何在? 6、试根据你在日常生活中所见所闻,写出5种建筑塑料制品的名称。 7、与传统建筑材料相比较,塑料有哪些优缺点? 8、某高风压地区的高层建筑有两种窗可选择 A. 塑钢窗 B. 铝合金窗 9、热塑性树脂与热固性树脂中哪类宜作结构材料,哪类宜作防水卷材、密封材料?
第五章 高聚物的物理性能 第一节 高聚物的物理状态 高聚物的聚集态结构,根据链结构的规整性和能否结晶可分为两类: 结晶性高聚物(有规则排列) 非结晶性高聚物(无规则排列) 链段运动——使高聚物具有高弹性 高聚物热运动具有两重性 整个分子链运动——使高聚物象液体一样具有粘 流性 热-机械曲线——形变-温度曲线:表示高聚物材料在一定负荷下,形变大小与 温度的关系曲线。 按高聚物的结构可以分为:线型非晶高聚物形变-温度曲线 结晶态高聚物形变-温度曲线 其他类型的形变-温度曲线三种 一、线型非晶态高聚物的物理状态 1.形变-温度曲线 A B C D E T b T g 温度(℃) T f T b -脆化温度;T g -玻璃化温度;T f -粘流温度 可分为五个区 A 区(玻璃态):内部结构类似玻璃,大分子不能运动,链段也不能运 形变(%)
动,在除去外力后,形变马上消失而恢复原状,可逆形变称为普弹性形变。 C 区(高弹态或橡胶态):除了普弹形变外,主要发生了大分子的链段 位移(取向)运动。但整个大分子间并未发生相对位移,形变也可以消除,所以是可逆的弹性形变。 E 区(粘流态或塑化态):当施加负荷时,高聚物象粘性液体一样,发 生分子粘性流动,大分子能运动,链段也能运动,形变不能自动全部消除,这种不可逆特性,称为可塑性。 B 区和D 区:为过渡区。其性质介于前后两种状态之间。 玻璃态 物理力学三态 高弹态 (是一般非晶态高聚物所共有的) 粘流态 2.非晶态高聚物三种物理状态的力学行为特征和形变机理
3.三态之间的转变 随温度的变化而逐渐变化过程 玻璃态 ?高弹态? 粘流态 4.注意问题 1/ T g 是大分子链段能运动的最低温度,高弹态的出现是链段运动的产物。 2/ T g 与柔性的关系:柔性大,T g 低,反之。刚性大,T g 高。 3/ T g 与T f 的使用价值 T g 是塑料、纤维的最高使用温度 T f 是橡胶的最低使用温度,也是高聚物成型加工温度。 5.线型非晶态高聚物的物理力学状态与相对分子质量的关系 不同相对分子质量的聚苯乙烯的热-机械曲线 二、结晶态高聚物的物理状态 晶态高聚物的形变-温度曲线 1-一般相对分子质量 2-相对分子质量很大 1/ 结晶态高聚物按成型工艺条件的不同可以处于晶态和非晶态。 2/ 晶态高聚物的形变-温度曲线可以分为 温度(℃) 形变(%)
学习好资料欢迎下载 高分子材料的复习要点 一、名词解释: 单体:能合成高聚物的低分子化合物称为单体 结构单元:由一种单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分称为结构单元 聚合度:组成高分子的结构单元数 热塑性塑料:受热时软化或熔融、冷却后硬化,韧性好,可反复成形。 热固性塑料:在加热、加压并经过一定时间后即固化为不溶、不熔的坚硬制品,不可再生。具有更好耐热性和抗蠕变能力。 工程塑料:具有较高性能,能替代金属制造机械零件和工程构件的塑料。 橡胶:橡胶是一种材料,它在大的变形下能迅速而有力地恢复其变形,能够被改性(硫化) 纤维:长径比为100倍以上的均匀条状或丝状的材料称为纤维 材料基本性能的定义: 耐热性:材料和覆盖层抗热的能力。、抗冻性被冷却的生物,在体内已出现冰晶的状态下仍能生存的特性。、耐水性型煤浸水2小时前后的平均抗压强度之差与浸水前的平均抗压强度的百分比。、耐老化性材料及其制品耐老化作用的能力。、耐磨性:材料在一定摩擦条件下抵抗磨损的能力,以磨损率的倒数来评定。、阻燃性推迟火焰蔓延的性质。、抗拉强度材料在拉伸断裂前所能够承受的最大拉应力。抗弯强度:材料抵抗弯曲不断裂的能力,主要用于考察陶瓷等脆性材料的强度。、抗压强度:单向面积上所能承受的最大载荷、刚度:作用在弹性元件上的力或力矩的增量与相应的位移或角位移的增量之比。结构或构件抵抗弹性变形的能力,用产生单位应变所需的力或力矩来量度。、含水率纤维材料及其制
品的含水重量与干燥重量的差数对其含水重量的百分率、土体中水的质量与土颗粒质量之比,以百分率表示、抗污性生物对某种污染物所具有的忍受能力、耐酸碱性指对酸液或碱水浸泡的耐力、耐擦洗性、保温绝热性 二、高分子材料的简写 塑料:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS ) 橡胶:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、异戊橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)、丁晴橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)、乙丙橡胶(EPR)、 纤维:聚酯纤维(PET)、聚酰胺纤维(PA尼龙)、聚丙烯腈纤维(PAN腈纶)、聚丙烯纤维(PP丙纶)、聚乙烯醇纤维(PV A尼纶或维尼)、 三、判断题 四、简答题 组成成分 塑料:以单体组成的高聚物为主体,外加填充剂、增塑剂、稳定剂、增色剂、润滑剂、固化剂 橡胶:生胶、混炼时加料塑练胶、防腐剂、填充剂、增塑剂、硫化剂 纤维:天然纤维和化学纤维 成型方法 塑料的成型方法:1、挤出成型2、注射成型3、压制成型4、压延成型5、吹塑成型 橡胶的成型方法:1、塑练2、混炼3、压延4、5、成型6、硫化
通用塑料 聚乙烯(PE) 性质: 1.乳白色半透明的蜡质状,易燃烧,离火后能继续燃烧,密度为0.85~1.0g/cm3 2.熔层:105℃~137℃.脆化温度(Tb)低于-50℃.最高使用温度100℃,最低使用温度 -70℃. 3.产量居塑料首位,约占塑料总量的1/3. 4.分子呈非极性,其吸水性低,小于0.01%,加工前可以不进行干燥. 合成: 自由基聚合:偶氮类如偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧类如过氧化二苯甲酰(BPO) 配位聚合:Zieger-Natta引发体系、茂金属引发体系 分类: 低密度聚乙烯LDPE0.91~0.94g/cm3 高密度聚乙烯HDPE 0.94~0.99g/cm3 中密度聚乙烯MDPE 线性低密度聚乙烯LLDPE 超高分子量聚乙烯UHMWPE 和茂金属聚乙烯mPE 1.LDPE:高压法.压力150~250Mpa,温度180~300℃,在微量氧的存在下,氧气与乙烯作用 可能生成乙烯过氧化氢(CH2=CHOOH),分解后产生自由基,引发自由基聚合.易产生支链,影响了分子的对称性和空间规整性,结晶度小,密度低. 2.HDPE:离子型聚合.分子量高,支链短而少,结晶度大,密度高.采用Ziegler-Natta型引 发剂或钼、镍、铬的氧化物. 知识点:
1.在HDPE,LDPE和LLDPE中,HDPE的透气性能最好,且对油、脂的阻隔性能也最高. 2.LLDPE:是乙烯与含量约8%的高级α烯烃(如1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等)的共聚物. 3.聚乙烯主链基本是饱和的脂肪烃长链,分子链上有甲基、短的或较长的烷基支链、不同 类型的双键. 4.在低压法获得的HDPE含有较多的双键,而在低密度聚乙烯中还存在有羰基和醚基. 5.结晶性高聚物,LDPE结晶能力64%,HDPE结晶能力高87%~93%,LLDPE的结晶度略高于 LDPE,远低于HDPE. 6.高分子量聚乙烯(HMWHDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)仍属高密度聚乙烯,分子结构 和普通HDPE相同, 1)耐磨性能.优于PTFE、MC尼龙、POM等. 2)冲击强度.工程塑料中最高的,远高于ABS、PC和尼龙等材料 3)自润滑性能.摩擦系数极低,与PTFE相当. 4)耐化学腐蚀性能.分子链上不存在可反应的基因,且结晶度较高,具有良好的化 学稳定性
四川大学硕士研究生《高聚物结构与性能》课程复习 要点 (第一部分) 1.高聚物结构主要包括哪些内容? 2.球晶是高聚物结晶的一种常见的特征形式。较大的球晶在偏光显微镜两正交偏振器之间,呈现特有的Maltese黑十字消光图像。请简要解释产生这一现象的原因。 3.什么是聚合物的附生结晶?如何研究? 4.给出两种描述高聚物结晶动力学的方法,并设计相应的实验。 5.结晶性高聚物的结晶度对其性能有着重要的影响。对于某一具体的聚合物,如何制定成形加工条件获得高结晶度的制品? 6.即使最容易结晶的聚合物,也很难获得百分之百结晶度的制品。请解释为什么结晶聚合物通常是不透明的?如何提高结晶聚合物的透明性? 7.具有液晶性的高分子有哪些结构特征?液晶高分子有哪些主要特性?试设计一个在国内已出版的教科书或专著上没有的可能具有液晶性的高分子(可通过详细描述其结构组成或直接用化学结构式表示出来)。 8.取向对高分子材料的力学性能影响很大。取向度通常用取向函数F=1/2(3cos2θ-1) 表示,请解释F的物理意义,并举出三个以上测定取向 度的方法,说明相应方法测得的是何种取向单元的取向度;举2个实例说明取向研究对提高高分子材料性能的重要性。 9.对于普通的聚合物,其熔体的表观粘度与聚合物的分子量大小及其分布、聚合物分子链的结构等结构因素有关,同时还与所处的流动场的温度、剪切应力或切变速率等有关。试简要描述普通聚合物熔体的表观粘度与上述因素的关系。 10.幂律方程η a= K γ n 在很多情况下能够用于描述高聚物流体的表观黏度(ηa)和剪切速率(γ)之间的定量关系,但是该方程存在明显的缺陷, 请指出其缺陷所在,并提出改进的方法。(在γ上面加点)
《药用高分子材料》各章练习题参考答案 第一章绪论 一、名词解释 1、广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂(在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括生理有效成分或前体的组分.) 2、具有高分子特征的药用辅料(具有生物相容性、经过安全评价且应用于药物制剂的一类高分子辅料。) 二.填空题 1、高分子特征 2、速度稳定性 3、最基本理论和药剂学中常用的高分子材料的结构物理化学性质性能及用途一般药物制剂控释制剂缓释制剂 4、品种规格的多样化应用的广泛性 三.选择题 1、D 2、C 四.简答题 1、答:( 1 )高分子材料的一般知识,如命名、分类、化学结构;高分子的合成反应及化学反应(缩聚、加聚、共聚、聚合物的改性与老化);高分子材料的化学特性和物理、力学性能。 2、答:(1)在药物制剂制备过程中有利于成品的加工;( 2 )加强药物制剂稳定性,提高生物利用度或病人的顺应性;( 3 )有助于从外观鉴别药物制剂;( 4 )增强药物制剂在贮藏或应用时的安全和有效。 3、答(1 )适宜的载药能力;( 2 )载药后有适宜的释药能力;( 3 )无毒、无抗原性,并具有良好的生物相容性。( 4 )为适应制剂加工成型的要求,还需具备适宜的分子量和物理化学性质。 第二章高分子结构、合成和化学反应 一.名词解释: 1、是研究聚合物合成和反应的一间学科 2、是指由低分子单体合成高分子化合物的化学反应 3、:是指单体经过加成聚合起来的反应,所得产物称之为加聚物,加聚物的元素组成与其单体相同,只是电子结构有所改变,加聚物的分子量是单体分子量的整数倍。 4、是指单体间通过缩合反应,脱去小分子,聚合成高分子的反应,所得产物称之为缩聚物。 5、是指整个聚合反应是由链引发,链增长,链终止等基元反应组成。 6、反映大分子形成过程中的逐步性。反应初期单体很快消失,形成二聚体、三聚体、四聚体等低聚物,随后这些低聚物间进行反应,分子量随反应时间逐步增加 7、聚合物分子链上的原子或基团(包括不饱和键)在本质上与小分子一样,具有相同的反应能力,可进行一系列化学反应,如取代、消除、环化、加成等,这些反应被称为聚合物的化学反应基团反应 8、指高分子链间成键而产生交联结构的化学反应,聚合度变大。 9、指高分子链断裂而发生解聚、无规断裂等化学反应,其聚合度变小。 10、聚合物在使用和保存过程中性能变坏的现象称为老化 二.填空 1、高分子化合物合成和反应 2、低分子单体高分子化合物加聚反应缩聚反应连锁聚合反应逐步聚合反应
一.傅里叶红外光谱仪 1.什么是红外光谱图 当一束连续变化的各种波长的红外光照射样品时,其中一部分被吸收,吸收的这部分光能就转变为分子的振动能量和转动能量;另一部分光透过,若将其透过的光用单色器进行色散,就可以得到一谱带。若以波长或波数为横坐标,以百分吸收率或透光度为纵坐标,把这谱带记录下来,就得到了该样品的红外吸收光谱图,也有称红外振-转光谱图 2.红外光谱仪基本工作原理 用一定频率的红外线聚焦照射被分析的试样,如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线相同就会产生共振,这个基团就吸收一定频率的红外线,把分子 吸收的红外线的情况用仪器记录下来,便能得到全面反映试样成份特征的光谱,从而推测化合物的类型和结构。 3.红外光谱产生的条件 (1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量; (2)辐射与物质间有相互偶合作用。 4.红外光谱图的三要素 峰位、峰强和峰形 5.红外光谱样品的制备方法 1)固体样品的制备 a.压片法 b.糊状法: c.溶液法 2)液体样品的制备 a.液膜法 b.液体吸收池法 3)气态样品的制备:气态样品一般都灌注于气体池内进行测试 4)特殊样品的制备一薄膜法 a.熔融法 b.热压成膜法 c.溶液制膜法
6.红外对供试样品的要求 ①试样纯度应大于98%,或者符合商业规格,这样才便于与纯化合物的标准光谱或商业光谱进行对照,多组份试样应预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯,否则各组份光谱互相重叠,难予解析。 ②试样不应含水(结晶水或游离水) 水有红外吸收,与羟基峰干扰,而且会侵蚀吸收池的盐窗。所用试样应当经过干燥处理。 ③试样浓度和厚度要适当 使最强吸收透光度在5?20%之间 7.红外光谱特点 1)红外吸收只有振-转跃迁,能量低; 2)应用范围广:除单原子分子及单核分子外,几乎所有有机物均有红外吸收; 3)分子结构更为精细的表征:通过红外光谱的波数位置、波峰数目及强度确定 分子基团、分子结构; 4)分析速度快; 5)固、液、气态样均可用,且用量少、不破坏样品; 6)与色谱等联用(GC-FTIR)具有强大的定性功能; 7)可以进行定量分析; 二.紫外光谱 1?什么是紫外-可见分光光度法?产生的原因及其特点? 紫外-可见分光光度法也称为紫外-可见吸收光谱法,属于分子吸收光谱,是 利用某些物质对200-800 nm光谱区辐射的吸收进行分析测定的一种方法。紫外- 可见吸收光谱主要产生于分子价电子(最外层电子)在电子能级间的跃迁。该方法具有灵敏度高,准确度好,使用的仪器设备简便,价格廉价,且易于操作等优点,故广泛应用于无机和有机物质的定性和定量测定。 2?什么是吸收曲线?及其吸收曲线的特点? 测量某种物质对不同波长单色光的吸收程度,以波长为横坐标,吸光度为纵坐标作图,可得到一条曲线,称为吸收光谱曲线或光吸收曲线,它反映了物质对不同波长光的吸收情况。 ①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大