青島科技高分子近代測試技術復習題

1、第1章 熱分析方法1.熱分析是測量物質(zhì)的物理或化學參數(shù)對溫度的依賴關系的一種分析技術。2、所謂程序控制溫度，就是把溫度看著是時間的函數(shù)。3、熱分析的定義是：在程序控溫下測量物質(zhì)的物性與溫度關系的一類技術統(tǒng)稱為“熱分析” 4、熱重法TG： 在程序控制溫度下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關系的一種技術。 5、微商熱重法DTG： 給出熱重曲線對時間或溫度一級微商的方法。 6、熱差分析法DTA： 在程序控制溫度下，測量物質(zhì)與參比物之間溫度差與溫度關系的一種技術。 7、差示掃描量熱法DSC： 在程序控制溫度下，測量輸給物質(zhì)與參比物的功率差與溫度關系的一種技術。 第一節(jié) TG及DTG 1、TG及DTG的測試原理：

2、通過用熱天平測量加熱時物質(zhì)的質(zhì)量變化，凡是物質(zhì)加熱或冷卻過程中有重量變化的都可以用這兩種方法進行測量。 2、兩種測量方式：零位法、變位法 3、各種因素對TG測重的影響：浮力的影響、對流的影響、還有試樣盤的形狀、試樣量、氣氛、升溫速度以及被分析樣品的揮發(fā)物的再凝縮、溫度的測量等，甚至同樣的樣品在不同廠家不同型號的儀器所得到的結果也會有所不同。為了得到最佳的可比性，應該盡可能穩(wěn)定每次實驗的條件，以便減少誤差，使結果更能說明問題。 4、 TG及DTG在高分子材料研究中的應用：（1）熱穩(wěn)定性的評定（2）添加劑的分析（3）共聚物和共混物的分析（4）揮發(fā)物的分析（5）水分的測定（6）氧化誘導期的測定（7）

3、固化過程分析（8）熱分解動力學研究（差示法、多種加熱速率法）。 5、 很多高分子材料在加熱時有失重過程，這些過程包括各種物理反應和化學反應，所以應用TG及DTG方法來分析高分子材料時能得到多方面的信息，如配方的分析、熱穩(wěn)定性的研究、熱裂解機理的研究、聚合物并用及共聚物的研究和某些化學反應動力學的研究等。 5、評價熱穩(wěn)定性：簡單的相同條件比較法（相對熱穩(wěn)定性比較）、關鍵溫度表示法（特征溫度比較）、ipdt（積分程序分解溫度）法（陰影面積少穩(wěn)定性差）、最大失重速度法（即DTG曲線的峰頂溫度就是最大失重速度點溫度）、ISO法和ASTM法等 測定增塑劑、水分的含量。 第2節(jié) DTA和DSC 第3節(jié) 一

4、、 DTA：把試樣和參考試樣同置于相同的加熱或冷卻的條件下，觀察溫度（或時間）的變化，記錄兩者的溫差，所得到的溫差與溫度（或時間）的關系曲線，就是DTA曲線。 1、影響基線偏移儀器的零基線的因素：試樣與參考試樣之間的熱容差、升溫速度、在不同儀器上的實驗結果也會有差別 2、DTA在分析物質(zhì)時所得到的信息總結起來有兩點：（1）物質(zhì)的一些熱物理量的變化（2）物質(zhì)發(fā)生的熱效應二、DSC：使試樣與參考試樣絕熱分離開，分別輸入能量，測量使兩者的溫差等于零時所需的能量差“得塔”E與溫度T的關系。 1、DTA和DSC的應用：（1）玻璃化溫度的測定（2）結晶熔點及結晶度的測定（3）聚合物的氧化和熱裂解的研究（4

5、）比熱容的測定（5）純度的測定（6）加工工藝溫度的預測。 它們的最大特點是：能測定一切有熱效應的過程紅外光譜 1、原子光譜是由原子中電子能級的躍遷而產(chǎn)生的。發(fā)射光譜是指構成物質(zhì)的原子、分子或離子受到熱能、電能或化學能的激發(fā)而產(chǎn)生的光譜。吸收光譜則是物質(zhì)吸收光源輻射所產(chǎn)生的光譜。由于振動能級間的躍遷所產(chǎn)生的光譜叫做振動光譜，振動能級間的能量差相當于紅外光的能量，振動光譜也稱紅外光譜。由于轉(zhuǎn)動能級的躍遷而產(chǎn)生的光譜叫做轉(zhuǎn)動光譜或遠紅外光譜。近紅外區(qū)頻率：4000-12820cm負一次方，主要涉及O-H,N-H,C-H；中紅外區(qū)：200-4000cm涉及分子的基頻吸收，是最有用的區(qū)域；遠紅外區(qū)：10

6、-200cm ，是分子的純轉(zhuǎn)動能級的躍遷以及晶格振動。 2、分子的基本振動稱為簡正振動，簡正振動的特點：分子質(zhì)心保持不變，整體不轉(zhuǎn)動，所有原子都是同向運動，每一簡正振動代表一種振動方式，有自己的特征頻率。 3、伸縮振動：原子沿著鍵軸方向伸縮使鍵長發(fā)生變化的振動。有對稱或不對稱伸縮振動。彎曲振動又稱變形振動：指鍵角發(fā)生變化的振動；分為面內(nèi)或面外彎曲振動；面內(nèi)彎曲振動分為剪式振動和平面搖擺振動；兩個原子在同一平4、 紅外光譜研究內(nèi)容：未知聚合物的測定、添加劑的分析、聚合物的結構（鏈結構和聚集態(tài)結構）、結構變化的分析、結晶度的測定、取向度的測定、表面分析、聚合反應和聚合物老化的研究等。 5、 差譜就

7、是一個光譜減去另一個光譜以分析兩個光譜的差異。 6、 紅外光聲光譜 光聲探測器和紅外光譜技術結合即為紅外光聲光譜。 7、 傅里葉變換紅外光聲光譜法在高聚物研究中的應用：交聯(lián)材料的研究、耐高溫材料的第2章第3章熱分析部分： 1、請選擇適當?shù)臒岱治龇椒?，將下列各組中的兩種聚合物鑒別出來，請做出簡要說明。 （1） 高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE）； （2） 聚氯乙烯（PVC）和聚丙烯（PP）； （3） 順式聚丁二烯和反式聚丁二烯 （4） 丁二烯-苯乙烯無規(guī)共聚物（丁苯橡膠SBR）和丁二烯-苯乙烯-丁二烯 三嵌段共聚物（熱塑性彈性體SBS）。 2、簡要說明熱差分析法（DTA）和示差掃

8、描量熱法（DSC）的基本原理。如何應用DTA或DSC研究丁腈橡膠（NBR）與聚氯乙烯（PVC）共混物的相容性，并畫出示意圖3、 高密度聚乙烯( HDPE) 和聚酰胺6(PA6) 是廣泛使用的塑料材料, HDPE 價格低廉、質(zhì)輕、成型性好、吸水率低；PA6 具有優(yōu)異的力學性能、耐熱性及良好的耐油性和耐溶劑性。但是聚烯烴和尼龍共混體系屬于極不相容共混體系，必須進行增容才有實用價值。下圖是以聚乙烯接枝馬來酸酐( PEgMAH) 為增容劑,采用示差掃描量熱分析法(DSC)對HDPE/ PA6 共混合金的增容作用進行的研究結果。圖1 和圖2 分別是有無PEgMAH 體系和不同PEgMAH 用量HDPE/

9、 PA6 共混體系的DSC 譜圖,表1 是相應DSC 數(shù)據(jù)表。請根據(jù)圖12及表1，分析PEgMAH對HDPE/ PA6 共混合金的增容作用4、 橡膠胎面膠配方組成中常包含聚合物、加工助劑、炭黑及其它無機填料。請選用適當?shù)臒岱治龇椒ǎ瑢ζ渑浞浇M成進行定量分析，并做出簡要說明。 5、 有研究發(fā)現(xiàn)，炭黑有從飽和聚合物向高不飽和聚合物轉(zhuǎn)移的特點。請選用適當?shù)臒岱治龇椒?，設計合理的實驗方案，闡述炭黑在氯化丁基橡膠CIIR和順丁橡膠BR并用膠中的分散狀態(tài)，請簡要說明。 6、下圖為某一復合材料的熱失重曲線，請從圖中指出該復合材料的主要配方組成6、7、 聚合物中常添加一些增塑劑改善材料的加工性能和耐寒性，使材

10、料質(zhì)地變軟。如PVC中常加入鄰苯二甲酸二丁酯（DOP）作為增塑劑。請運用熱分析方法簡要說明如何判斷增塑劑的作用及如何定量分析出DOP在PVC中的含量。 8、 純PVC分別在200和420附近開始各有一個失重過程，對應的失重量分別為60%和40%。現(xiàn)有一個碳酸鈣含量為20wt%聚氯乙烯/碳酸鈣復合材料樣品，請劃出其熱重（TG）曲線和微商熱重（DTG）曲線示意圖（假設碳酸鈣在測試溫度范圍內(nèi)不發(fā)生分解），并作出簡要說明。 9、天然橡膠（NR）是使用量最大的橡膠品種，具有很好的彈性和強度，但因含有大量不飽和鍵而易于熱氧老化。因此NR配方中常加入防老劑D來抑制或延緩氧化反應，提高其熱穩(wěn)定性。請說明如何應

11、用TG來比較加與不加防老劑D的天然橡膠制品的熱穩(wěn)定性，并畫出示意圖（已知：純天然橡膠的起始分解溫度約為200，外推終止溫度約為313，超過350后失重率為100%）。 10.紅外光譜部分： 1、基團振動的頻率與化學鍵兩端的原子質(zhì)量、化學鍵力常數(shù)的關系如何？請排列出下列各組基團伸縮振動頻率大小順序： （1）C-H, C-D, C-Cl，C-Br，C-I （2）C-O, C=O, CN （3）下列分子中的C=O 其中X為叔丁基11. .選擇合適的紅外光譜分析方法，分析PE在機械應力作用下的表面結構變化情況，并簡要說明測試原理及實驗方案。12. 選擇合適的紅外光譜分析方法，分析順丁橡膠在熱氧老化作用

12、下的表面結構變化情況，并簡要說明測試原理及實驗方案。 13. 低溫聚合的PVC具有較高的結晶度。當加入增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯（DOP），在DOP用量不大時，DOP主要在PVC中的結晶區(qū)發(fā)生作用，對晶區(qū)部分一些不大。請用紅外光譜方法證明這一現(xiàn)象，并簡要說明研究方案。（已知1435cm 1 和1427cm1分別為PVC的非晶譜帶和結晶譜帶） 14. 選擇合適的紅外光譜分析方法，對環(huán)氧樹脂固化反應的轉(zhuǎn)化率進行分析計算請簡要說明測試原理和計算方法。（已知915cm1為環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基團的特征吸收峰） 15.電鏡部分： 1、下圖為PP/PA6和PP/PP-g-MAH/PA6的掃描電鏡照片（PP-g-MA

13、H為PP接枝馬來酸酐），請根據(jù)電鏡照片指出其制樣方法，并對比分析兩個體系的界面情況對性能的影響16、彈性體增韌體系的增韌效果與彈性體在基體中分散狀態(tài)有密切的關系。下圖是利用透射電子顯微鏡（TEM）對苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚彈性體(SEBS)增韌聚苯醚(PPO)體系的電鏡照片（圖1a為PPO/SEBS含量為0/100，圖1b為PPO/SEBS含量為80/20，）。請根據(jù)電鏡照片分析其制樣方法，說明圖中黑、白顏色各代表什么組份？并說明分散狀態(tài)對PPO增韌的影響。17.PPO/SEBS共混物的透射電子顯微鏡照片 18.下面為PP結晶的透射電鏡和掃描照片，請指出哪種是TEM照片，哪張是SE

14、M照片，并說明理由及制樣方法。 19.聚丙烯(PP)具有高強度、良好的加工性能和價格較低等優(yōu)點,但是聚丙烯形態(tài)穩(wěn)定性差,耐沖擊強度低。玻璃微珠(GB)具有填充能力高,可提高塑料加工性,使制品內(nèi)應力分布均勻等優(yōu)點。圖2是未處理的GB和表面處理后的GB與PP復合材料的掃描電鏡照片（SEM）。請簡述制樣方法，并分析處理前后對材料性能的影響。20.透射電子顯微鏡（TEM）觀察高分子試樣時，如何提高試樣的襯度？如果 用透射電鏡來研究SBS熱塑性彈性體的加氫改性產(chǎn)物，應該如何制樣？如何判斷加氫的效果？21.簡要說明掃描電子顯微鏡（SEM）中的二次電子像的成像原理。二次電子像主要反映樣品的什么特征？用SEM

15、觀察高分子材料時，在樣品制備上應注意哪些問題？ 7. 有人擬通過透射電子顯微鏡（TEM）來研究順丁橡膠（順式1,4-聚丁二烯）增韌的聚苯乙烯（即通常所說的高抗沖聚苯乙烯HIPS）的形態(tài)結構，試問該如何制樣？請說明理由。 8有人在用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察某一高分子材料樣品時，發(fā)現(xiàn)存在一些具有特殊形狀的顆粒，如何對這些顆粒的成分進行分析？ 9.核磁共振： 1、簡要說明產(chǎn)生核磁共振的條件。已知一有機添加劑C5H10O的NMR 1H譜（見圖3），請寫出其結構式，并說明理由9、 請簡述如何利用NMR測定苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物中苯乙烯的摩爾分數(shù)，需給出適當?shù)挠嬎氵^程。已知：d7時的峰面積為A，所

16、有峰的總面積為A總。 X（A/5）/（A總/8） 10、請簡述如何利用NMR測定丁苯共聚物中苯乙烯的摩爾分數(shù)，需給出適當?shù)挠嬎氵^程。已知：d7時的峰面積為A，所有峰的總面積為A總4、簡述1HNMR化學位移產(chǎn)生的原因及影響因素。下圖為聚丙烯、聚異丁烯和聚異戊烯的1H的NMR譜圖 ，請指出（a），（b），（c）分別對應的是哪個，并說明理由10、 簡述1HNMR化學位移產(chǎn)生的原因及影響因素。請指出下圖哪個是聚丙酸乙烯酯，哪個是聚丙烯酸乙酯，說明理由11、12、 6.如果不考慮由自旋偶合作用產(chǎn)生共振吸收峰的自旋裂分現(xiàn)象，試畫出聚乙烯醇CH2-CH（OH）的核磁共振氫譜（1H-NMR）示意圖，比較各吸收

17、峰的相對強度及其對應的化學位移的相對大小，并說明原因。13、 高分子近代測試復習 一.填空：1. 高聚物紅外譜圖的三要素指：譜帶的位置、譜帶的形狀、譜帶的相對強度；2. 紅外光譜定量分析的依據(jù)是：物質(zhì)組分的吸收峰強度的大小來進行的。 3. 核磁共振的共振條件：原子核的自旋量子數(shù)I不能為零；有自旋的原子核必須置于一外加磁場H。中，使核磁能級發(fā)生分裂；必須有一外加的頻率為v的電磁輻射，其能量正好是作旋進運動的原子核的兩能級差，才能被原子核吸收，使其從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，從而發(fā)生核磁共振。 4. 有機化合物四種類型的躍遷：n-*、-*、n-6*、6-6*；四種吸收帶：R吸收帶（n-*）、K吸收帶（-

18、*）、B吸收帶(-*)、E吸收帶(-*)。 5. 在紫外吸收光譜中，隨著溶劑極性的增大，（-*）躍遷的吸收峰紅移；（n-*）躍遷的吸收峰藍移。 6. 做掃描電鏡時，要求樣品（必須為固體），高分子樣品在觀察前要預先在分析表面上蒸鍍一層厚度為（10nm）的金屬膜，這是因為：以消除荷電現(xiàn)象。 7. 由X射線管發(fā)出的X射線包含兩部分：（連續(xù)譜）和（特征譜）。SAXS的散射角小于（2）。 8. 透射電鏡的成像原理為：利用成像電磁透鏡成像，并一次成像；掃描電鏡的成像原理：則不需要成像透鏡，其圖像是按一定時間空間順序逐點形成的，并在鏡體外顯像管上顯示。 9. 分子吸收紅外輻射必須滿足兩個條件：（1）振動過程

19、發(fā)生偶極距發(fā)生變化（2）輻射能量與振動能級差相當。 10. 傅立葉變換紅外光譜儀的優(yōu)點：具有很高的分辨率、波數(shù)精度高、掃描速度快、光譜范圍寬、能量輸出大、光譜重復性好。 11. 各官能團的基團頻率：C=O15401870；（羧酸的羰基在1700附近，而羥基在25003500，峰值在3000附近，很具有特征性。） 12. O-H基在31003700區(qū)域。N-H也在這個區(qū)域32003500。 醚類C-O-C在11001300區(qū)域。 過氧化物C-O-O在11761198區(qū)域。 含硫磷化合物：在11001250區(qū)域。 12.H。磁旋比=2.67 ；13C=0.6721 13.核磁共振普中不同質(zhì)子產(chǎn)生不

20、同化學位移的根本原因：是不同質(zhì)子處于靜磁場中所受的屏蔽效應不同，使得每個原子核所處的化學環(huán)境不同而引起Larmor進動頻率不同，化學位移自然不同14、 二、簡答： 1. 影響基團紅外吸收譜帶位移的因素？ 答：影響基團紅外吸收譜帶位移的因素：（1）誘導效應。在具有一定極性的共價鍵中，隨著取代基的電負性不同而產(chǎn)生不同程度的靜電誘導效應，引起分子中電荷分布的變化，從而改變鍵的力常數(shù)，使振動頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。（2）共軛效應。使電子云密度平均化，雙建略有伸長，單鍵略有縮短。（3）鍵應力和空間效應的影響。（4）氫鍵效應。（5）偶合效應。（6）費米共振。（7）物態(tài)變化及溶劑的影響。 2. 基團振動的頻率與

21、化學鍵兩端的原子量、化學鍵力常數(shù)的關系如何？ 答：化學鍵的振動頻率決定于組成這一化學鍵的原子質(zhì)量和鍵的力常數(shù)。v=1/2根號（k/m）；O-HC-HC-CC-O C=CC=OC-O 3. 分子吸收紅外輻射必須滿足兩個條件？起吸收強度主要由哪些因素決定？ 答：（1）振動過程發(fā)生偶極距發(fā)生變化（2）輻射能量與振動能級差相當。紅外吸收譜帶的強度決定于偶極矩變化的大小。振動時偶極矩變化越大，吸收強度越大。 4. 用紅外光譜法研究高分子材料時，常用哪些制樣方法？它們各有何優(yōu)缺點？ 答：（1）溶液鑄膜法。優(yōu)點：制得的樣品厚度均勻。缺點：制樣花費時間較多，而且在聚合物里殘留溶劑的消除比較麻煩。（2）熱壓成膜

22、法。優(yōu)點：一定壓力下可以得到厚度適當?shù)谋∧?，是一種最簡單的方法。缺點：壓力和溫度控制需要做到正確操作。（3）顯微切片。需要樣品有一定的硬度，太軟不行，太硬也不行。（4）鹵化物壓片法。（5）熱裂解方法。很多交聯(lián)樹脂或橡膠類步溶不熔的聚合物用此法。 5. 傅里葉變換紅外光譜法與色散型的紅外光譜法比較有哪些優(yōu)點？ 答：（1）具有很高的分辨率。（2）波數(shù)精度高。（3）掃描速度快。（4）光譜范圍寬。（5）能量輸出大。 6. 某一單位從一進口產(chǎn)品進行紅外光譜分析得到的紅外譜，請問是否含有苯環(huán)？ 答：從1500cm-1和1590吸收帶的看出有苯環(huán)骨架振動譜帶，820是對位取代苯環(huán)上相鄰兩個氫的面外彎曲振動，

23、而17002000的一組不強的吸收帶又是苯環(huán)的C-H面外彎曲振動的倍頻和合頻，證明有苯環(huán)的存在。1760是C=O的伸縮振動譜帶，為什么頻率比一般的羰基高，有可能由相連接的基團或原子的誘導效應的影響造成的。 7. 1220、1190、1160等譜帶是C-O的伸縮振動的吸收帶，1080和1050是C-O-與苯環(huán)相連的醚鍵的伸縮振動，1380和1360這雙峰吸收特征性很強，是兩個甲基連接在一個碳原子上。2950和2850是CH3上的飽和C-H伸縮振動吸收帶。最后證明是聚碳酸酯。【-C(=O)-O-苯-C（兩個甲基）-苯-O- 7.某一未知聚合物？ 答：從圖可以排除O-H,N-H和C=-N基團。譜圖上

24、1600、1580是苯環(huán)的骨架振動譜帶，760和690是單取代苯的譜帶，16682000一系列低強度譜帶是苯環(huán)上C-H面外彎曲振動的倍頻和合頻，這就證明了該聚合物含有苯環(huán)。28003000的譜帶是飽和碳氫化合物的C-H伸縮振動譜帶。14001500的譜帶是-CH2-和C-H的變形振動有關的譜帶是反式不飽和基團的C-H面外彎曲的特征譜帶，990和910是與末端的乙烯基有關的譜帶。所以該聚合物含有單取代苯環(huán)，又有反式雙鍵和末端雙鍵的化合物，不含其他的元素，只有碳氫組成。而且也不會由單烯類單體聚合而成。所以查證是丁二烯和苯乙烯的共聚物。8. 8.在聚合物研究中，有時需要分析聚合物中少量的配合劑（增塑

25、劑、抗氧劑等）以及這些配合劑與聚合物本體相連的作用情況，差譜法可以勝任。又如聚合物完全結晶和非完全結晶也可以用此法。光譜C是從結晶度高的光譜A減去結晶度低的光譜B得到的差示光譜，已得到純的晶區(qū)光譜。9. 二核磁共振： 1.核磁共振譜中氫譜和碳譜的有什么區(qū)別？特點？ 答：與氫譜相比碳譜有以下特點：、信號強度和靈敏度低、化學位移范圍寬、耦合常數(shù)大（13C-1H耦合）、馳豫時間長、共振方法多、譜圖簡單。 10. 2.影響NMR中化學位移大小的主要因素有哪些？ 答：誘導效應|（核外電子云的抗磁性屏蔽是影響質(zhì)子化學位移的主要因素）、相連碳原子的雜化態(tài)影響、各向異性效應（反向起屏蔽作用，在高場；同向起去屏

26、蔽作用，在低場）、范德華效應、氫鍵的影響（氫鍵形成降低核外電子云密度）、溶劑效應、交換反應、溫度， PH值、同位素等。 11. 3.說明核磁共振波普中的化學位移和偶合常數(shù)是如何產(chǎn)生的？它們在聚合物研究中各有什么用途？ 答：化學位移：由于核周圍分子環(huán)境不同而使其共振頻率發(fā)生位移?？梢岳没瘜W位移堅定化合物中的含有氫原子的基團。偶合常數(shù)：由自旋偶合產(chǎn)生的譜線間距叫做偶合常數(shù)。作用：利用它與化學位移之間的經(jīng)驗關系以及經(jīng)驗數(shù)據(jù)鑒定化合物的結構。12. 4.設計一個方案，測定丁苯橡膠樣品中丁二烯和苯乙烯的組成比？ 答：由于NMR譜峰的強度與物質(zhì)相應的元素有很好的對應關系，尤其是對于1H-NMR，共振峰的

27、積分面積正比于相應的質(zhì)子數(shù)，所以可以通過直接測定質(zhì)子數(shù)之比而得到各基團的定量結果。 設化學位移=7.0處峰面積為A，而其他吸收峰面積之和定義At,其中每個H相應峰面積為Aa,則共聚物中芳香氫有A/Aa個，烷烴氫有At/Aa個。苯乙烯單元數(shù)為A/5Aa,由于在苯乙烯單元中還有3個烷基氫，因此丁二烯的氫為：At/Aa-3A/5Aa=（At-3/5A）/Aa 丁二烯單元數(shù)為：（At-3/5A）/6Aa=（5At-3A）/30Aa 由此得到苯乙烯和丁二烯的組成比：6A/（5At-3A） 5.聚丙酸乙烯脂和聚丙烯酸乙酯的鑒別在譜圖上首先確認Ha和Hb(-CH3)的峰，由于Ha相鄰的-CH3而被分裂成四重

28、峰，而Hb相鄰-CH2分裂成三重峰，因此容易確認。兩者差別在于聚丙酸乙烯酯中的Ha與羰基相鄰，而聚丙烯酸乙酯的Ha直接與氧相鄰，使得前者化學位移比后者小。在譜圖中1.1出的三重峰可推斷為甲基中的氫核，由于與-CH2-相連被分裂為三重峰；2.25處的四重峰可推斷為-CH2-中的氫核，因鄰接有-CH3,被分裂為四重峰。因此其1.11,2.25，為聚丙酸乙烯酯。1.21,4.12，為聚丙烯酸乙酯。13. 三、透射電鏡： 1.透射電鏡對樣品的要求：（1）樣品必須能夠在電子束輻照、熱河真空條件下保持穩(wěn)定。（2）電子束穿透能力比較弱，因此樣品不能太厚，必須盡可能薄一般50nm左右，保持適當?shù)暮穸?。?）放

29、進電鏡中觀察時，所用的支持膜必須很薄和均勻（一般支持膜厚度應小于20nm），以便透過更多的入射電子。 常用制樣方法：（1）液相滴附法（2）超薄切片法（3）復型法。4投影法、5蝕刻法、6離子轟擊減薄法。 14. 2.如何研究嵌段共聚物SBS的組成？ 答：可以利用：超薄切片和OsO4染色技術研究。將SBS從甲苯溶液中澆注成膜，分別在垂直和平行于膜面切片，經(jīng)OsO4染色后，得到的TEM照片?？梢缘玫奖揭蚁┖投《┑馁|(zhì)量比為80/20的照片在垂直和平行膜面的切片上，聚丁二烯相都以球形粒子分散在連續(xù)相聚苯乙烯中。當丁二烯含量提高道60/40后，垂直和平行膜面的切片上，聚丁二烯相都主要為類似圓柱的結構，聚

30、苯乙烯仍為連續(xù)相。當丁二烯再次提高，到40/60后，垂直和平行膜面的切片都形成了丁二烯和苯乙烯嵌段層疊狀結構。 15. 四、掃描電鏡： 1.掃描電鏡的特點：儀器分辨率高、放大倍數(shù)變化范圍大、觀察試樣的景深大，圖像富有立體感、樣品制備簡單、可以通過電子學方法方便有效地控制和改善圖像的質(zhì)量、可進行綜合分析2.掃描電鏡制備樣品的要求： 答：（1）觀察的樣品必須為固體，同時在真空條件下能夠保持長時間穩(wěn)定。含有水封或者有機溶劑的樣品，應事先干燥，或在預抽氣室適當“預抽”。（2）掃描電鏡觀察的樣品應有良好的導電性，或至少樣品表面要有良好的導電性。（3）小心保護樣品的原始狀態(tài)。 16. 名詞解析： 第一章

31、熱分析方法 1、熱分析 是測量物質(zhì)的物理或化學參數(shù)對溫度的依賴關系的一種分析技術。 2、所謂程序控制溫度，就是把溫度看著是時間的函數(shù)。 3、熱分析的定義是：在程序控溫下測量物質(zhì)的物性與溫度關系的一類技術統(tǒng)稱為“熱分析” 4、熱重法TG： 在程序控制溫度下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關系的一種技術。 5、微商熱重法DTG： 給出熱重曲線對時間或溫度一級微商的方法。 6、熱差分析法DTA： 在程序控制溫度下，測量物質(zhì)與參比物之間溫度差與溫度關系的一種技術。 17. 7、差示掃描量熱法DSC： 在程序控制溫度下，測量輸給物質(zhì)與參比物的功率差與溫度關系的一種技術。 18. 第一節(jié) TG及DTG 2.掃描電鏡

32、制備樣品的要求： 答：（1）觀察的樣品必須為固體，同時在真空條件下能夠保持長時間穩(wěn)定。含有水封或者有機溶劑的樣品，應事先干燥，或在預抽氣室適當“預抽”。（2）掃描電鏡觀察的樣品應有良好的導電性，或至少樣品表面要有良好的導電性。（3）小心保護樣品的原始狀態(tài)。 19. 名詞解析： 第一章 熱分析方法 1、熱分析 是測量物質(zhì)的物理或化學參數(shù)對溫度的依賴關系的一種分析技術。 2、所謂程序控制溫度，就是把溫度看著是時間的函數(shù)。 3、熱分析的定義是：在程序控溫下測量物質(zhì)的物性與溫度關系的一類技術統(tǒng)稱為“熱分析” 4、熱重法TG： 在程序控制溫度下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關系的一種技術。 5、微商熱重法DTG

33、： 給出熱重曲線對時間或溫度一級微商的方法。 6、熱差分析法DTA： 在程序控制溫度下，測量物質(zhì)與參比物之間溫度差與溫度關系的一種技術。 7、差示掃描量熱法DSC： 在程序控制溫度下，測量輸給物質(zhì)與參比物的功率差與溫度關系的一種技術。20. 第一節(jié) TG及DTG 1、TG及DTG的測試原理：通過用熱天平測量加熱時物質(zhì)的質(zhì)量變化，凡是物質(zhì)加熱或冷卻過程中有重量變化的都可以用這兩種方法進行測量。 2、兩種測量方式：零位法、變位法 3、各種因素對TG測重的影響：浮力的影響、對流的影響、還有試樣盤的形狀、試樣量、氣氛、升溫速度以及被分析樣品的揮發(fā)物的再凝縮、溫度的測量等，甚至同樣的樣品在不同廠家不同型

34、號的儀器所得到的結果也會有所不同。為了得到最佳的可比性，應該盡可能穩(wěn)定每次實驗的條件，以便減少誤差，使結果更能說明問題。21. 4、TG及DTG在高分子材料研究中的應用：（1）熱穩(wěn)定性的評定（2）添加劑的分析（3）共聚物和共混物的分析（4）揮發(fā)物的分析（5）水分的測定（6）氧化誘導期的測定（7）固化過程分析（8）熱分解動力學研究（差示法、多種加熱速率法很多高分子材料在加熱時有失重過程，這些過程包括各種物理反應和化學反應，所以應用TG及DTG方法來分析高分子材料時能得到多方面的信息，如配方的分析、熱穩(wěn)定性的研究、熱裂解機理的研究、聚合物并用及共聚物的研究和某些化學反應動力學的研究等。22. 5、

35、評價熱穩(wěn)定性：簡單的相同條件比較法（相對熱穩(wěn)定性比較）、關鍵溫度表示法（特征溫度比較）、ipdt（積分程序分解溫度）法（陰影面積少穩(wěn)定性差）、最大失重速度法（即DTG曲線的峰頂溫度就是最大失重速度點溫度）、ISO法和ASTM法等 測定增塑劑、水分的含量。15、 第二節(jié) DTA和DSC 一、 DTA：把試樣和參考試樣同置于相同的加熱或冷卻的條件下，觀察溫度（或時間）的變化，記錄兩者的溫差，所得到的溫差與溫度（或時間）的關系曲線，就是DTA曲線。 16、 1、影響基線偏移儀器的零基線的因素：試樣與參考試樣之間的熱容差、升溫速度、在不同儀器上的實驗結果也會有差別 17、 2、DTA在分析物質(zhì)時所得到

36、的信息總結起來有兩點：（1）物質(zhì)的一些熱物理量的變化（2）物質(zhì)發(fā)生的熱效應 二、DSC：使試樣與參考試樣絕熱分離開，分別輸入能量，測量使兩者的溫差等于零時所 需的能量差“得塔”E與溫度T的關系。 18、 1、DTA和DSC的應用：（1）玻璃化溫度的測定（2）結晶熔點及結晶度的測定（3）聚合物的氧化和熱裂解的研究（4）比熱容的測定（5）純度的測定（6）加工工藝溫度的預測。 它們的最大特點是：能測定一切有熱效應的過程。 第二章 紅外光譜 1、原子光譜是由原子中電子能級的躍遷而產(chǎn)生的。發(fā)射光譜是指構成物質(zhì)的原子、分子或離子受到熱能、電能或化學能的激發(fā)而產(chǎn)生的光譜。吸收光譜則是物質(zhì)吸收光源輻射所產(chǎn)生的

37、光譜。由于振動能級間的躍遷所產(chǎn)生的光譜叫做振動光譜，振動能級間的能量差相當于紅外光的能量，振動光譜也稱紅外光譜。由于轉(zhuǎn)動能級的躍遷而產(chǎn)生的光譜叫做轉(zhuǎn)動光譜或遠紅外光譜。近紅外區(qū)頻率：4000-12820cm負一次方，主要涉及O-H,N-H,C-H；中紅外區(qū)：200-4000cm涉及分子的基頻吸收，是最有用的區(qū)域；遠紅外區(qū)：10-200cm ，是分子的純轉(zhuǎn)動能級的躍遷以及晶格振動。 2、分子的基本振動稱為簡正振動，簡正振動的特點：分子質(zhì)心保持不變，整體不轉(zhuǎn)動，所有原子都是同向運動，每一簡正振動代表一種振動方式，有自己的特征頻率。 3、伸縮振動：原子沿著鍵軸方向伸縮使鍵長發(fā)生變化的振動。有對稱或不

38、對稱伸縮振動。彎曲振動又稱變形振動：指鍵角發(fā)生變化的振動；分為面內(nèi)或面外彎曲振動；面內(nèi)彎曲振動分為剪式振動和平面搖擺振動；兩個原子在同一平面內(nèi)彼此相同彎曲叫做剪式振動；鍵角不變化只是作為一個整體在分子的平面內(nèi)左右搖擺，叫做面內(nèi)搖擺振動。面外彎曲振動分為扭絞振動和非平面搖擺振動。 4、分子吸收紅外輻射必須滿足兩個條件：（1）振動過程發(fā)生偶極距發(fā)生變化（2）輻射能量與振動能級差相當。 5、振動的頻率隨基團的折合質(zhì)量的增大而減少，隨鍵的力常數(shù)增大而增大。伸縮振動的力常數(shù)比變形振動的大，所以伸縮振動的吸收出現(xiàn)在較高的頻率區(qū)，而變形振動出現(xiàn)在較低的頻率區(qū)。 6、由基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷所產(chǎn)生的紅外吸

39、收稱為基頻吸收，從基態(tài)到第二、第三激發(fā)態(tài)的躍遷所產(chǎn)生的譜帶稱為倍頻。 7、如果光子能量嚴格等于兩種基頻躍遷的能量總和，在光譜中產(chǎn)生了這兩個基頻之和的吸收帶，稱為和頻譜帶；如果光子能量等于兩個基頻躍遷能量之差，所產(chǎn)生的譜帶稱為差頻譜帶。 8、當倍頻或合頻（和頻和差頻）位于一基頻附近時，則倍頻峰或合頻峰的強度常被加強，而基頻強度被減弱，這種現(xiàn)象叫做費米共振。 9、具有相同化學鍵或官能團的一系列化合物有近似的共同的紅外吸收頻率，這種頻率稱為特征振動頻率或基團頻率10、一些同系物或結構相近的化合物在這個區(qū)域的譜帶往往有一定的差別,對于每個化合物都會有些不同，如人的指紋一樣，故稱這個區(qū)域為指紋區(qū)。 12

40、、常用兩種紅外光譜儀：光柵型紅外光譜儀，傅立葉變換紅外光譜儀。 13、傅立葉變換紅外光譜儀的優(yōu)點：具有很高的分辨率、波數(shù)精度高、掃描速度快、光譜范圍寬、能量輸出大、光譜重復性好。原理：將一張干涉圖通過計算機的快速運算變換成一張紅外光譜圖15、多重衰減內(nèi)反射紅外光譜（MIR）：光線并不是在樣品的表面被直接反射回來的，而是穿過樣品表面內(nèi)一定深度后再返回表面。如果樣品沒有產(chǎn)生吸收，則是全反射，如果有吸收，則反射光的強度在被吸收的頻率位置就減弱，從而產(chǎn)生了普通透射吸收的現(xiàn)象，這樣得到的光譜稱為內(nèi)反射光譜，其吸收強度可多次反射來增加，稱為多重衰減內(nèi)反射紅外光譜法。 第五節(jié) 紅外光譜的應用 16、紅外光譜

41、的解析有三要素：譜帶的位置、譜帶的形狀、譜帶的相對強度。 17、紅外光譜研究內(nèi)容：未知聚合物的測定、添加劑的分析、聚合物的結構（鏈結構和聚集態(tài)結構）、結構變化的分析、結晶度的測定、取向度的測定、表面分析、聚合反應和聚合物老化的研究等。 18、差譜就是一個光譜減去另一個光譜以分析兩個光譜的差異。 第六節(jié) 紅外光聲光譜 19、光聲探測器和紅外光譜技術結合即為紅外光聲光譜。 20、傅里葉變換紅外光聲光譜法在高聚物研究中的應用：交聯(lián)材料的研究、耐高溫材料的研究、表面結構研究。 第三章 核磁共振波譜法（NMR） 1、核磁共振波譜是分子中原子核自旋能級的躍遷產(chǎn)生的吸收光譜，吸收頻率較低，是一種分析高聚物的

42、微觀化學結構、構象、弛豫現(xiàn)象的有效手段。被測對象分為氫譜和碳譜2、核磁共振是指處于外磁場中的物質(zhì)原子核系統(tǒng)受到相應頻率（兆赫數(shù)量級的射頻）的電磁波作用時，在其磁能級之間發(fā)生的共振躍遷現(xiàn)象。 3、從激發(fā)狀態(tài)恢復到Boltzmann平衡的過程就是馳豫過程。即原子核由高能態(tài)回復到低能態(tài)而不發(fā)射原來所吸收的能量的過程。 4、自旋-晶格馳豫：自旋核與周圍分子交換能量的過程，又稱為縱向馳豫。 縱向馳豫的結果：高能級的核數(shù)目減少，就整個自旋體系來說，總能量下降。 5、自旋-自旋馳豫：核與核之間進行能量交換的過程，也稱為橫向馳豫。橫向弛豫的結果：交換能量的兩個核的取向被掉換，各種能級的核數(shù)目不變，系統(tǒng)的總能量

43、不變。 6、屏蔽效應：核周圍的電子對抗外加磁場強度所起的作用。 7、化學位移：電子云密度和核所處的化學環(huán)境有關，因核所處化學環(huán)境改變而引起的共振條件變化的現(xiàn)象。 由于核的磁屏蔽效應，必須增加外磁場強度才能達到共振條件，若固定外磁場強度，必須降低射頻頻率才能達到共振條件?；瘜W位移越大表示屏蔽作用越小，吸收峰出現(xiàn)在低場，化學位移越小表示屏蔽作用越大。吸收峰出現(xiàn)在高場。化學位移采用相對值，以便使用不同的H0測定時對于一個相同化學環(huán)境的核有相同的化學位移值，從理論上某核的化學位移應以它的裸核為基準進行比較，但在實際應用中采用一參考物質(zhì)（一般是四甲基硅烷TMS）做標準，樣品與標準物質(zhì)的共振頻率的相對差就

44、定義為該核的化學位移8、由于鄰近核的自旋磁場所造成的相互影響而使NMR譜峰分裂的現(xiàn)象就叫做自旋-自旋偶合，同向加強，反向減弱；可得（n+1）規(guī)律：即n個質(zhì)子就會使與其偶合的質(zhì)子產(chǎn)生（n+1）個分裂峰；偶合作用所產(chǎn)生的兩條譜線間距離為J，稱作為偶合常數(shù)。 偶合的大小與兩偶合的距離有關，距離越近偶合越強，可估計兩個氫原子的距離或位置，峰的分裂要用高分辨的核磁共振儀才能測出。 偶合是通過成鍵電子對間接傳遞的，不是通過空間磁性傳遞的。表示偶合的磁核之間相互干擾程度的大小，以赫茲為單位。偶合常數(shù)與外加磁場無關，與兩個核在分子中相隔的化學鍵的數(shù)目和種類有關。J的大小還與化學鍵的性質(zhì)及立體化學因素有關偶合常

45、數(shù)有三類：同碳偶合、鄰碳偶合、遠程偶合 影響偶合常數(shù)的因素：與發(fā)生偶合的兩個（組）磁核之間相隔的化學鍵數(shù)目有關 ；與電子云密度有關；與核所處的空間相對位置有關。 9、影響化學位移的因素：誘導效應|（核外電子云的抗磁性屏蔽是影響質(zhì)子化學位移的主要因素）、相連碳原子的雜化態(tài)影響、各向異性效應（反向起屏蔽作用，在高場；同向起去屏蔽作用，在低場）、范德華效應、氫鍵的影響（氫鍵形成降低核外電子云密度）、溶劑效應、交換反應、溫度，PH值、同位素等。 10、化學等價核：化學位移相同的核?；瘜W不等價核：化學位移不同的核。 11、磁等價核（磁全同核）：如果兩個原子核不僅化學位移相同（即化學等價），而且還以相同的

46、耦合常數(shù)與分子中的其他核耦合，則這兩個原子核就是磁等價的。 復雜光譜的簡化：去偶法、位移試劑、采用不同強度的磁場測定。 12、NMR譜圖的四個基本特征：峰的位置，峰的強度（一個峰所包圍的面積來測量，峰面積的大小正比于該基團所含共振核的數(shù)目）、峰的分裂、峰的寬度（與弛豫的時間成反比）。 第四節(jié) 核磁共振碳譜 12、與氫譜相比碳譜有以下特點：、信號強度和靈敏度低、化學位移范圍寬、耦合常數(shù)大（13C-1H耦合）、馳豫時間長、共振方法多、譜圖簡單。 13、碳譜的測定方法最常見的為質(zhì)子噪聲去耦譜。特點：每一種化學等價的碳原子只有一條譜線，原來被氫耦合分裂的幾條譜線并為一條，譜線強度增加；反轉(zhuǎn)門控去耦譜1

47、4、影響化學位移的因素：碳譜中化學位移的決定因素是順磁屏蔽項。（氫譜化學位移的決定因素是抗磁屏蔽項）雜化、誘導效應、空間效應、缺電子效應、共軛效應和超共軛效應、電場效應。 15、核磁共振碳譜的解析：區(qū)分譜圖中的溶劑峰和雜質(zhì)峰 、分析化合物結構的對稱性 、按化學位移值分區(qū)確定碳原子類型 、碳原子級數(shù)的確定 、對碳譜中各譜線進行歸屬 。 16、碳十三-NMR的去偶技術：質(zhì)子寬帶去偶(完全去偶、雙共振技術、均以單峰出現(xiàn))、偏共振去偶（可識別伯、仲、叔碳，可用n+1規(guī)律）、選擇性去偶、核的Overhause效應（質(zhì)子寬帶去偶不僅使譜圖大大簡化，而且使峰強度大大提高，遠大于多峰的合并，約大百分之二百，這

48、對定量計算產(chǎn)生一定影響，這種現(xiàn)象稱為核的Overhause效應。） 17、影響13C化學位移的因素：碳的雜化、取代基的電負性、立體構型、溶劑效應、溶劑酸度。 18、核磁共振儀有兩大類型：寬譜線核磁共振儀、高分辨核磁共振儀（兩種方法：選用合適的溶劑、采用魔角旋轉(zhuǎn)及其他技術）。三大部分組成：磁鐵（產(chǎn)生一個恒定磁場）、探頭（檢測核磁共振信號）、譜儀（內(nèi)裝有射頻發(fā)生器和信號放大顯示裝置，工作方式一種是連續(xù)波方式包括掃頻和掃場，另一種是脈沖傅立葉變換方式）。 19、核的共振取決于磁場強度和射頻頻率。固定磁場強度連續(xù)改變射頻頻率則可以找到一個頻率產(chǎn)生共振，這叫做掃頻。固定一射頻頻率連續(xù)改變場強則可以找到一

49、定場強產(chǎn)生共振，這叫做掃場。兩種方法得到的譜圖是等價的。掃描速度不能太快。 20、儀器的主要性能指標：分辨率（指儀器分辨相鄰譜線的能力，分辨率越高譜線，越窄兩峰間距越小。）、靈敏度、穩(wěn)定性。 21、研究固體高分子材料的常用技術：魔角旋轉(zhuǎn)技術、交叉極化技術、偶極去偶技術。特別適用于樣品不能溶解的聚合物和需要了解樣品在固體狀態(tài)下的結構信息22、核磁共振波譜法在聚合物研究中的應用：高分子的定性鑒別、共聚物組成比例的測定、端基的分析、聚合物立構規(guī)整性研究、聚合物鏈的序列結構分析、高分辨國體NMR的應用 第五章 電子顯微鏡 第四節(jié) 透射電子顯微鏡 1、分辨本領：是指顯微鏡能分辨的樣品上兩點間的最小距離。 2、透射電子顯微鏡主要包括電子光學系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、電器。 3、對磁透鏡的要求：一是要短焦距，二是高放大率。 4、分辨率主要取決于物鏡。 5、透射電子顯微鏡的主要性能指標：分辨率、放大率、加速電壓、衍射相機長度、自動化程度、所具備的功能等。 6、放大率是指電子圖像相對于試樣的線形放大倍數(shù)。 7、圖像的襯度：圖像上明暗的差異?；蚍Q圖像的反差。幾何像差：由于透鏡磁場幾何形狀上的缺陷而造成的。色差：由于電磁波的波長或能量發(fā)生一定幅度的改變而造成的。 8、散射：樣品中元素的原子核和核外電子的電場使入射電子運動的