一些表征介紹

1、激光拉曼光譜簡(jiǎn)介激光拉曼光譜簡(jiǎn)介拉曼光譜（拉曼光譜（Raman Spectroscopy) )散射光譜，波數(shù)范圍散射光譜，波數(shù)范圍4000-25cm-11.1.拉曼散射拉曼散射當(dāng)用頻率為當(dāng)用頻率為0 0的光照射樣品時(shí)，光子與樣品分子之間發(fā)生非的光照射樣品時(shí)，光子與樣品分子之間發(fā)生非彈性碰撞，即碰撞時(shí)有能量交換的光散射稱為拉曼散射。彈性碰撞，即碰撞時(shí)有能量交換的光散射稱為拉曼散射。2.2.拉曼位移拉曼位移處于基態(tài)的分子與光子發(fā)生非彈性碰撞，獲得能量躍遷到激發(fā)處于基態(tài)的分子與光子發(fā)生非彈性碰撞，獲得能量躍遷到激發(fā)態(tài)可得到斯托克斯線，斯托克斯線與入射光頻率之差稱為拉曼態(tài)可得到斯托克斯線，斯托克斯線與

2、入射光頻率之差稱為拉曼位移。位移。激光拉曼光譜與紅外光譜的比較激光拉曼光譜與紅外光譜的比較相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：1 1）同屬于分子振動(dòng)光譜；）同屬于分子振動(dòng)光譜；2 2）測(cè)定輻射光的波數(shù)范圍相同；）測(cè)定輻射光的波數(shù)范圍相同；3 3）光譜解析都具有三要素（吸收頻率、強(qiáng)度和峰形）；）光譜解析都具有三要素（吸收頻率、強(qiáng)度和峰形）；4 4）對(duì)沒(méi)有對(duì)稱中心的分子，兩者都是活性的。）對(duì)沒(méi)有對(duì)稱中心的分子，兩者都是活性的。不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：1 1）紅外適用于高分子側(cè)基和端基，特別是極性基團(tuán)測(cè)定，）紅外適用于高分子側(cè)基和端基，特別是極性基團(tuán)測(cè)定，拉曼適用于研究高聚物骨架特征；拉曼適用于研究高聚物骨架特征；2 2）對(duì)具

3、有對(duì)稱中心的分子的非對(duì)稱振動(dòng)，紅外是活性的，）對(duì)具有對(duì)稱中心的分子的非對(duì)稱振動(dòng)，紅外是活性的，拉曼是非活性的；拉曼是非活性的；3 3）對(duì)具有對(duì)稱中心的分子的對(duì)稱振動(dòng)，紅外是非活性的，）對(duì)具有對(duì)稱中心的分子的對(duì)稱振動(dòng)，紅外是非活性的，拉曼是活性的。拉曼是活性的。紅紅外外吸吸收收強(qiáng)強(qiáng)O=C=O伸縮伸縮O-C-O 伸縮伸縮H-O-H 伸縮伸縮芳香芳香C-H面外彎曲面外彎曲N-H 伸縮伸縮Si-O-Si 非對(duì)稱伸縮非對(duì)稱伸縮拉拉曼曼散散射射強(qiáng)強(qiáng)C-C 伸縮伸縮C=C， 伸縮伸縮S=S 伸縮伸縮芳香芳香C-H 伸縮伸縮芳香環(huán)呼吸振動(dòng)芳香環(huán)呼吸振動(dòng)N=N 伸縮伸縮兩兩者者均均強(qiáng)強(qiáng)脂肪脂肪C-H伸縮伸縮 伸

4、縮伸縮Si-H 伸縮伸縮C-鹵素伸縮鹵素伸縮CCC N紅外與拉曼光紅外與拉曼光譜的吸收比較譜的吸收比較具有對(duì)稱中具有對(duì)稱中心分子（基心分子（基團(tuán)）的非對(duì)團(tuán)）的非對(duì)稱振動(dòng)稱振動(dòng)具有對(duì)稱中具有對(duì)稱中心分子（基心分子（基團(tuán)）的對(duì)稱團(tuán)）的對(duì)稱振動(dòng)；骨架振動(dòng)；骨架振動(dòng)振動(dòng)沒(méi)有對(duì)稱中心的沒(méi)有對(duì)稱中心的分子（基團(tuán)）分子（基團(tuán)）C=C-C=C紫外紫外- -可見(jiàn)光譜可見(jiàn)光譜1 . 介紹 紫外-可見(jiàn)光譜(ultraviolet-visible absorption spectra)是分子吸收紫外-可見(jiàn)光區(qū)10-800納米的電磁波而產(chǎn)生的吸收光譜，簡(jiǎn)稱紫外光譜.分為三個(gè)區(qū)域： 遠(yuǎn)紫外區(qū) 10-190nm 近紫外區(qū)

5、190-400nm 可見(jiàn)區(qū) 400-800nm 一般紫外儀包括近紫外區(qū)和可見(jiàn)區(qū)兩部分（200-800nm)橫坐標(biāo)：波長(zhǎng)或頻率橫坐標(biāo)：波長(zhǎng)或頻率Beer-Lambert 定律定律縱坐標(biāo)：吸光度（縱坐標(biāo)：吸光度（absorbance, A) ) 或或 透過(guò)率透過(guò)率( (transmittancy, T) )T% = I1/I0 A = lg(I0/I1) = lg(1/T) I1: 透過(guò)光強(qiáng)度；透過(guò)光強(qiáng)度； I0: 入色光強(qiáng)度。入色光強(qiáng)度。 （摩爾吸光系數(shù)）：樣品濃度為（摩爾吸光系數(shù)）：樣品濃度為( (1mol/L) ) 置于置于1cm 樣樣品池，在一定波長(zhǎng)下測(cè)得之吸光度值。品池，在一定波長(zhǎng)下測(cè)得

6、之吸光度值。紫外光譜圖紫外光譜圖紫外光譜（圖）的特點(diǎn)：紫外光譜（圖）的特點(diǎn)：(1) 吸收譜帶少；吸收譜帶少；(2) 吸收譜帶寬；吸收譜帶寬；(3) 通常以譜帶吸收最強(qiáng)的波長(zhǎng)表示譜帶位置，稱為最大吸收波通常以譜帶吸收最強(qiáng)的波長(zhǎng)表示譜帶位置，稱為最大吸收波長(zhǎng)（長(zhǎng)（max) ，是分子的特征常數(shù)，與分子電子結(jié)構(gòu)相關(guān)，可，是分子的特征常數(shù)，與分子電子結(jié)構(gòu)相關(guān)，可推測(cè)化合物中生色團(tuán)類型和共軛大小；推測(cè)化合物中生色團(tuán)類型和共軛大??；(4) 吸收強(qiáng)度以最大吸收波長(zhǎng)處的摩爾吸光系數(shù)（吸收強(qiáng)度以最大吸收波長(zhǎng)處的摩爾吸光系數(shù)（max）表示）表示，也是分子特征常數(shù)和鑒定化合物的重要依據(jù)。，也是分子特征常數(shù)和鑒定化合物

7、的重要依據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：快速，靈敏度高，應(yīng)用廣泛，對(duì)全部金屬及大部分有機(jī)快速，靈敏度高，應(yīng)用廣泛，對(duì)全部金屬及大部分有機(jī)化合物進(jìn)行測(cè)定化合物進(jìn)行測(cè)定缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：只提供分子中共軛體系和一些基團(tuán)的結(jié)構(gòu)信息，不能推只提供分子中共軛體系和一些基團(tuán)的結(jié)構(gòu)信息，不能推知分子結(jié)構(gòu)。知分子結(jié)構(gòu)。生色基生色基max/nmmax1751400018580001751000019520002231501601800018550002801521720000184600002004400255204C CC CC OC CC CC O聚合物中常見(jiàn)生色基團(tuán)紫外吸收特征波長(zhǎng)聚合物中常見(jiàn)生色基團(tuán)紫外吸收特征波長(zhǎng)與吸收系數(shù)表

8、與吸收系數(shù)表核磁共振核磁共振核磁共振波譜儀核磁共振波譜儀核磁共振氫譜核磁共振氫譜化學(xué)位移化學(xué)位移 在有機(jī)化合物中，各種氫核在有機(jī)化合物中，各種氫核 周圍的電子云密度不同（結(jié)構(gòu)周圍的電子云密度不同（結(jié)構(gòu)中不同位置）共振頻率有差異，即引起共振吸收峰的位移，這中不同位置）共振頻率有差異，即引起共振吸收峰的位移，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)位移。種現(xiàn)象稱為化學(xué)位移。2為什么用為什么用TMS作為基準(zhǔn)作為基準(zhǔn)? (1) 12個(gè)氫處于完全相同的化學(xué)環(huán)境，只產(chǎn)生一個(gè)尖峰；個(gè)氫處于完全相同的化學(xué)環(huán)境，只產(chǎn)生一個(gè)尖峰； （2）屏蔽強(qiáng)烈，位移最大。）屏蔽強(qiáng)烈，位移最大。 （3）化學(xué)惰性；易溶于有機(jī)溶劑；沸點(diǎn)低，易回收。）化學(xué)惰

9、性；易溶于有機(jī)溶劑；沸點(diǎn)低，易回收。為什么用為什么用TMS作為基準(zhǔn)作為基準(zhǔn)? ?相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)：四甲基硅烷相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)：四甲基硅烷Si(CH3)4 （TMS）（內(nèi)標(biāo)）（內(nèi)標(biāo)） 位移常數(shù)位移常數(shù) TMS=0化學(xué)位移的表示方法化學(xué)位移的表示方法化學(xué)位移的差別約為百萬(wàn)分之十，精確測(cè)量十分困難，現(xiàn)采用化學(xué)位移的差別約為百萬(wàn)分之十，精確測(cè)量十分困難，現(xiàn)采用相對(duì)數(shù)值。以四甲基硅（相對(duì)數(shù)值。以四甲基硅（TMS）為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，規(guī)定：它的化）為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，規(guī)定：它的化學(xué)位移為零，然后，根據(jù)其它吸收峰與零點(diǎn)的相對(duì)距離來(lái)確定學(xué)位移為零，然后，根據(jù)其它吸收峰與零點(diǎn)的相對(duì)距離來(lái)確定它們的化學(xué)位移值。它們的化學(xué)位移值。零點(diǎn)零點(diǎn)-1-2

10、-31234566789 TMS低場(chǎng)低場(chǎng)高場(chǎng)高場(chǎng)化學(xué)位移用化學(xué)位移用 表示，以前也用表示，以前也用 表示，表示， 與與 的關(guān)的關(guān)系為系為 = 10 - 特征質(zhì)子的化學(xué)位移特征質(zhì)子的化學(xué)位移102345678910111213C3CH C2CH2 C-CH3環(huán)烷烴環(huán)烷烴0.21.5CH2Ar CH2NR2 CH2S C CH CH2C=O CH2=CH-CH31.73CH2F CH2Cl CH2Br CH2I CH2O CH2NO224.70.5(1)5.568.510.512CHCl3 (7.27)4.65.9910OH NH2 NHCR2=CH-RRCOOHRCHO常用溶劑的質(zhì)子常用溶劑的質(zhì)

11、子的化學(xué)位移的化學(xué)位移D二、影響化學(xué)位移的因素影響化學(xué)位移的因素影響化學(xué)位移的因素誘導(dǎo)效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng) 電負(fù)性電負(fù)性 與質(zhì)子相連元素的電負(fù)性與質(zhì)子相連元素的電負(fù)性越強(qiáng)，吸電子作用越強(qiáng)，價(jià)越強(qiáng)，吸電子作用越強(qiáng)，價(jià)電子偏離質(zhì)子，屏蔽作用減電子偏離質(zhì)子，屏蔽作用減弱，信號(hào)峰在低場(chǎng)出現(xiàn)弱，信號(hào)峰在低場(chǎng)出現(xiàn)。-CH3 ， =1.62.0，高場(chǎng)；高場(chǎng)；-CH2I， =3.0 3.5,-O-H， -C-H， 大大 小小低場(chǎng)低場(chǎng) 高場(chǎng)高場(chǎng)影響化學(xué)位移的因素影響化學(xué)位移的因素各向異性效應(yīng)各向異性效應(yīng) 價(jià)電子產(chǎn)生誘導(dǎo)磁價(jià)電子產(chǎn)生誘導(dǎo)磁場(chǎng)，質(zhì)子位于其磁力線場(chǎng)，質(zhì)子位于其磁力線上，與外磁場(chǎng)方向一致，上，與外磁場(chǎng)方向一致，

12、去屏蔽。去屏蔽。 價(jià)電子產(chǎn)生誘導(dǎo)磁價(jià)電子產(chǎn)生誘導(dǎo)磁場(chǎng)，質(zhì)子位于其磁力線場(chǎng)，質(zhì)子位于其磁力線上，與外磁場(chǎng)方向不一上，與外磁場(chǎng)方向不一致，屏蔽。致，屏蔽。聚合物的聚合物的1H NMR譜圖譜圖 積分曲線和峰面積積分曲線和峰面積在核磁共振譜中，共振峰下面的面積與產(chǎn)生峰的質(zhì)在核磁共振譜中，共振峰下面的面積與產(chǎn)生峰的質(zhì)子數(shù)成正比，因此，峰面積比即為不同類型質(zhì)子數(shù)子數(shù)成正比，因此，峰面積比即為不同類型質(zhì)子數(shù)目的相對(duì)比值。（機(jī)算機(jī)會(huì)自動(dòng)完成此項(xiàng)工作，將目的相對(duì)比值。（機(jī)算機(jī)會(huì)自動(dòng)完成此項(xiàng)工作，將各組峰的質(zhì)子數(shù)目直接顯示在圖譜中）各組峰的質(zhì)子數(shù)目直接顯示在圖譜中）1H NMR的圖譜分析的圖譜分析1 標(biāo)識(shí)雜質(zhì)峰，

13、最主要的雜質(zhì)峰是溶劑峰。標(biāo)識(shí)雜質(zhì)峰，最主要的雜質(zhì)峰是溶劑峰。2 根據(jù)積分曲線計(jì)算各組峰的相應(yīng)質(zhì)子數(shù)（現(xiàn)在的圖譜上已根據(jù)積分曲線計(jì)算各組峰的相應(yīng)質(zhì)子數(shù)（現(xiàn)在的圖譜上已 標(biāo)出）。標(biāo)出）。3 根據(jù)峰的化學(xué)位移確定它們的歸屬。根據(jù)峰的化學(xué)位移確定它們的歸屬。4 根據(jù)峰的形狀和偶合常數(shù)確定基團(tuán)之間的互相關(guān)系。根據(jù)峰的形狀和偶合常數(shù)確定基團(tuán)之間的互相關(guān)系。5 采用重水交換的方法識(shí)別采用重水交換的方法識(shí)別-OH、-NH2、-COOH上的活潑氫。上的活潑氫。6 綜合各種分析，推斷分子的結(jié)構(gòu)并對(duì)結(jié)論進(jìn)行核對(duì)。綜合各種分析，推斷分子的結(jié)構(gòu)并對(duì)結(jié)論進(jìn)行核對(duì)。核磁共振碳譜核磁共振碳譜其他特殊核磁儀器使用其他特殊核磁儀

14、器使用（1 1）固體核磁）固體核磁（2 2）硅核磁）硅核磁（3 3）基于）基于3D3D、4D4D異核異核NMRNMR（可測(cè)定（可測(cè)定200200300300個(gè)殘基個(gè)殘基的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)）的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)）（4 4）超導(dǎo)高磁場(chǎng)）超導(dǎo)高磁場(chǎng)NMRNMR譜儀（譜儀（8008001000MHz1000MHz）（可測(cè)）（可測(cè)10001000個(gè)殘基以內(nèi)的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)）。個(gè)殘基以內(nèi)的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)）。熱分析技術(shù)熱分析技術(shù)熱分析技術(shù)概述熱分析技術(shù)概述 什么是熱分析什么是熱分析 熱分析的本質(zhì)是溫度分析熱分析的本質(zhì)是溫度分析。物質(zhì)經(jīng)歷溫度變化的同時(shí)，必。物質(zhì)經(jīng)歷溫度變化的同時(shí)，必然伴隨另一種或幾種物理性質(zhì)的變化，即然伴

15、隨另一種或幾種物理性質(zhì)的變化，即P = f P = f ( (T T) )監(jiān)測(cè)溫度引起的性質(zhì)變化，可分析出結(jié)構(gòu)信息、機(jī)理信息等。監(jiān)測(cè)溫度引起的性質(zhì)變化，可分析出結(jié)構(gòu)信息、機(jī)理信息等。按一定規(guī)律設(shè)計(jì)溫度變化，即程序控制溫度：按一定規(guī)律設(shè)計(jì)溫度變化，即程序控制溫度： T = T = ( (t t) ) 故性質(zhì)既是溫度的函數(shù)也是時(shí)間的函數(shù)：故性質(zhì)既是溫度的函數(shù)也是時(shí)間的函數(shù)：P = f P = f ( (T T oror t t) )物理性質(zhì)物理性質(zhì)熱分析技術(shù)名稱熱分析技術(shù)名稱縮寫縮寫重量重量熱重分析法熱重分析法TG熱量熱量示差掃描量熱法示差掃描量熱法DSC尺寸尺寸熱機(jī)械法熱機(jī)械法TMA模量模量or

16、 柔量柔量動(dòng)態(tài)力學(xué)分析動(dòng)態(tài)力學(xué)分析DMTA介電常數(shù)介電常數(shù)熱電分析熱電分析DETA 上述物理性質(zhì)主要包括重量、溫度、能量、尺寸、力上述物理性質(zhì)主要包括重量、溫度、能量、尺寸、力學(xué)、聲、光、熱、電等，不同熱分析技術(shù)可監(jiān)測(cè)不同學(xué)、聲、光、熱、電等，不同熱分析技術(shù)可監(jiān)測(cè)不同性質(zhì)。性質(zhì)。熱重分析法（熱重分析法（TGA） 熱重分析法是在程序控溫下測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的熱重分析法是在程序控溫下測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。一種技術(shù)。影響影響TGA實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素1.樣品盤的影響樣品盤的影響:樣品盤一般為惰性材料（鉑、陶瓷等）樣品盤一般為惰性材料（鉑、陶瓷等） 注意：堿性試樣不能用石英

17、或陶瓷樣品盤；鉑對(duì)許多有機(jī)注意：堿性試樣不能用石英或陶瓷樣品盤；鉑對(duì)許多有機(jī)化合物和某些無(wú)機(jī)化合物有催化作用?；衔锖湍承o(wú)機(jī)化合物有催化作用。2.升溫速率的影響：升溫速率越大，所得特征溫度越高升溫速率的影響：升溫速率越大，所得特征溫度越高3.氣氛的影響：一般采用動(dòng)態(tài)氣氛，熱降解用氮?dú)?，熱氧降氣氛的影響：一般采用?dòng)態(tài)氣氛，熱降解用氮?dú)?，熱氧降解用空氣或氧氣解用空氣或氧?影響熱重測(cè)定的因素影響熱重測(cè)定的因素 1.升溫速度升溫速度 升溫速度越快，溫升溫速度越快，溫度滯后越大，度滯后越大，Ti及及Tf越越高，反應(yīng)溫度區(qū)間也高，反應(yīng)溫度區(qū)間也越寬。建議高分子試越寬。建議高分子試樣為樣為510/min

18、。 0.42 2.5 10 40 100 240 480 Kmin700 800 900 1000 1100溫度溫度 ( C )重量分?jǐn)?shù)重量分?jǐn)?shù) 2. .樣品的粒度和用量樣品的粒度和用量 樣品的粒度不宜太大、裝填樣品的粒度不宜太大、裝填的緊密程度適中為好。同批的緊密程度適中為好。同批試驗(yàn)樣品，每一樣品的粒度試驗(yàn)樣品，每一樣品的粒度和裝填緊密程度要一致和裝填緊密程度要一致小用量小用量大用量大用量W溫度溫度影響熱重測(cè)定的因素影響熱重測(cè)定的因素 常用氣氛為空氣和常用氣氛為空氣和N2，亦使用，亦使用O2、He、H2、CO2 、Cl2和水蒸氣等。氣氛不同反應(yīng)機(jī)理不同。氣和水蒸氣等。氣氛不同反應(yīng)機(jī)理不同。

19、氣氛與樣品發(fā)生反應(yīng)，則氛與樣品發(fā)生反應(yīng)，則TG曲線形狀受到影響曲線形狀受到影響3.氣氛氣氛 例如例如PP使用使用N2時(shí)，無(wú)氧化增重。氣氛為空氣時(shí)，時(shí)，無(wú)氧化增重。氣氛為空氣時(shí)，在在150180 C出現(xiàn)氧化增重出現(xiàn)氧化增重影響熱重測(cè)定的因素影響熱重測(cè)定的因素 應(yīng)考慮氣氛與熱電偶、應(yīng)考慮氣氛與熱電偶、試樣容器或儀器的元部件試樣容器或儀器的元部件有無(wú)化學(xué)反應(yīng)，是否有爆有無(wú)化學(xué)反應(yīng)，是否有爆炸和中毒的危險(xiǎn)等炸和中毒的危險(xiǎn)等氣氛處于動(dòng)態(tài)時(shí)應(yīng)注意氣氛處于動(dòng)態(tài)時(shí)應(yīng)注意其流量對(duì)測(cè)溫精度影響，其流量對(duì)測(cè)溫精度影響，氣流速度氣流速度4050mL/min 如存在揮發(fā)物的再冷凝，如存在揮發(fā)物的再冷凝，應(yīng)加大熱天平室氣

20、氛的通應(yīng)加大熱天平室氣氛的通氣量氣量400 600 800 1000 1200溫度溫度( C)CaCOCaCO3 3 CaO+CO CaO+CO2 2W真空真空空氣空氣CO2影響熱重測(cè)定的因素影響熱重測(cè)定的因素 (1)試樣皿的材質(zhì)有玻璃、鋁、陶瓷、石英、金屬等試樣皿的材質(zhì)有玻璃、鋁、陶瓷、石英、金屬等試樣皿對(duì)試樣、中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物應(yīng)是惰性的試樣皿對(duì)試樣、中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物應(yīng)是惰性的(2)聚四氟乙烯類試樣不能用陶瓷、玻璃和石英類聚四氟乙烯類試樣不能用陶瓷、玻璃和石英類試樣皿，因試樣皿，因相互間會(huì)形成揮發(fā)性碳化物相互間會(huì)形成揮發(fā)性碳化物(3)白金試樣皿不適宜作含磷、硫或鹵素的聚合物白金試樣皿不適

21、宜作含磷、硫或鹵素的聚合物的試樣皿，的試樣皿，因白金對(duì)該類物質(zhì)有加氫或脫氫活性因白金對(duì)該類物質(zhì)有加氫或脫氫活性(4)在選擇試樣皿時(shí)試樣皿的形狀在選擇試樣皿時(shí)試樣皿的形狀以淺盤為好以淺盤為好，試驗(yàn)時(shí)將試樣，試驗(yàn)時(shí)將試樣薄薄地?cái)傇谄涞撞?，以利于傳熱和生成物的擴(kuò)散薄薄地?cái)傇谄涞撞?，以利于傳熱和生成物的擴(kuò)散4. 試樣皿試樣皿影響熱重測(cè)定的因素影響熱重測(cè)定的因素 PI(聚酰亞胺聚酰亞胺)PTFE(聚四氟乙烯聚四氟乙烯)HDPE(高密度聚乙高密度聚乙烯烯)PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯)PVC(聚氯乙烯聚氯乙烯).TGA應(yīng)用：比較不同高聚物的相對(duì)熱穩(wěn)定性應(yīng)用：比較不同高聚物的相對(duì)熱穩(wěn)定性 聚合

22、物中的添加劑和雜質(zhì)可分為兩類：一類聚合物中的添加劑和雜質(zhì)可分為兩類：一類是揮發(fā)性物質(zhì)，如水和增塑劑等，它們由于分子是揮發(fā)性物質(zhì)，如水和增塑劑等，它們由于分子量低，一般在樹(shù)脂分解之前就已分解掉；另一類量低，一般在樹(shù)脂分解之前就已分解掉；另一類是無(wú)機(jī)填料，如是無(wú)機(jī)填料，如SiO2、碳纖維等，它們熱穩(wěn)定性、碳纖維等，它們熱穩(wěn)定性很高，一般在基體樹(shù)脂分解以后仍然殘留很高，一般在基體樹(shù)脂分解以后仍然殘留 因此可以根據(jù)各組分失重量計(jì)算出它們?cè)跇右虼丝梢愿鶕?jù)各組分失重量計(jì)算出它們?cè)跇悠分械陌俜趾?。品中的百分含量。SiO2和碳黑填充聚四氟乙烯的和碳黑填充聚四氟乙烯的TG曲線曲線DSC的基本原理的基本原理（1

23、）工作原理：測(cè)量輸入到試樣或參照物的能量隨溫度（或時(shí)間）的變化測(cè)量輸入到試樣或參照物的能量隨溫度（或時(shí)間）的變化（2）工作特點(diǎn)：可以定量研究各種熱效應(yīng)可以定量研究各種熱效應(yīng)（3）工作過(guò)程：）工作過(guò)程：試樣和參照物程序升（降）溫試樣和參照物程序升（降）溫試樣產(chǎn)生物理或化學(xué)變化試樣產(chǎn)生物理或化學(xué)變化, ,放出或吸收熱量放出或吸收熱量試樣與參照物之間產(chǎn)生溫度差試樣與參照物之間產(chǎn)生溫度差TT控制系統(tǒng)動(dòng)作使低溫側(cè)補(bǔ)償器（電熱絲）通電加熱控制系統(tǒng)動(dòng)作使低溫側(cè)補(bǔ)償器（電熱絲）通電加熱維持試樣與參照物之間溫度差維持試樣與參照物之間溫度差 = 0= 0記錄補(bǔ)償?shù)臒崃坑涗浹a(bǔ)償?shù)臒崃縒 W與試樣溫度的關(guān)系與試樣溫度

24、的關(guān)系 多數(shù)同學(xué)用：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度多數(shù)同學(xué)用：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的測(cè)定的測(cè)定406080100120140160EXOHeat Flow (W/g) Temperature ()-123 -127-135 -137dH/dt（mW）T ( ) DSC其他類型曲線其他類型曲線吸熱吸熱一般在一般在DSC譜圖中，比熱容變化表現(xiàn)為基線的漂移，譜圖中，比熱容變化表現(xiàn)為基線的漂移，吸吸熱效應(yīng)熱效應(yīng)( (endothermic) )用凸起的峰值來(lái)表征用凸起的峰值來(lái)表征，放熱效應(yīng)放熱效應(yīng)( (exothermic) )用反向的峰值表征用反向的峰值表征。以以 作圖分析作圖分析基線熔融，吸熱，吸熱峰熔融，吸熱，吸

25、熱峰玻璃化轉(zhuǎn)變，樣品玻璃化轉(zhuǎn)變，樣品比熱容增加，基線比熱容增加，基線發(fā)生位移（臺(tái)階）發(fā)生位移（臺(tái)階）結(jié)晶，放熱，放熱峰結(jié)晶，放熱，放熱峰TdtdH endoDSC曲線曲線“口訣口訣”吸熱吸熱玻璃化轉(zhuǎn)變抬一抬，玻璃化轉(zhuǎn)變抬一抬，結(jié)晶放熱凹下去，結(jié)晶放熱凹下去，熔融吸熱鼓出來(lái)！熔融吸熱鼓出來(lái)！dH/dt (mW)Temperature Glass TransitionCrystallizationMeltingDecomposition玻璃化轉(zhuǎn)變玻璃化轉(zhuǎn)變結(jié)晶結(jié)晶基線基線放熱行為放熱行為（固化，氧化，（固化，氧化，反應(yīng)，交聯(lián)）反應(yīng)，交聯(lián)）熔融熔融分解氣化分解氣化TdTgTcTmDSC典型典型綜合綜

26、合圖譜圖譜ExoEndo升溫速率對(duì)峰位置的影響升溫速率對(duì)峰位置的影響T吸熱吸熱20/min主要影響因素主要影響因素 樣品量：樣品量： 升溫速率：升溫速率：氣氛：氣氛：氣流氣流: :5/min-分辨率低分辨率低-靈敏度低靈敏度低10mg2.5mg樣品量對(duì)峰位置的影響樣品量對(duì)峰位置的影響5-10mg520/min N2 20-50mL/min同類樣品相同類樣品相比，采用相比，采用相同的量。同的量。升溫速率越升溫速率越快，分辨率快，分辨率下降，溫度下降，溫度滯后。滯后。 熔點(diǎn)熔點(diǎn)（Tm）和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）的確定的確定 注意：樣品升溫速率和注意：樣品升溫速率和樣品量不同對(duì)峰溫的影

27、樣品量不同對(duì)峰溫的影響。響。同系列的樣品比較要讀取同系列的樣品比較要讀取相同點(diǎn)的溫度作比較相同點(diǎn)的溫度作比較結(jié)晶聚合物的熱轉(zhuǎn)變溫度結(jié)晶聚合物的熱轉(zhuǎn)變溫度AT Tm m: : 峰頂峰頂A Aendo無(wú)定形聚合物的熱轉(zhuǎn)變溫度無(wú)定形聚合物的熱轉(zhuǎn)變溫度T Tg g: : 中點(diǎn)中點(diǎn)C C或交點(diǎn)或交點(diǎn)D DendoDDD動(dòng)態(tài)力學(xué)分析動(dòng)態(tài)力學(xué)分析Dynamic Mechanical Analysis (DMA)剪切 拉伸雙懸臂梁 單懸臂梁 壓縮動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)粘粘彈彈譜譜儀儀樣品可以測(cè)試損耗模量和儲(chǔ)能模量可以測(cè)試損耗模量和儲(chǔ)能模量-120 -80 -40 0 40 80 1208.88.48.07.67.26.86

28、.46.0Temperature ( C)log E (Pa)-120 -80 -40 0 40 80 1200.80.70.60.50.40.30.20.10.0tanTemperature ( C)可測(cè)試可測(cè)試Tg儲(chǔ)能模量?jī)?chǔ)能模量( (storage modulus): ): 實(shí)質(zhì)為楊氏模量，表述材料存儲(chǔ)彈性變形能量實(shí)質(zhì)為楊氏模量，表述材料存儲(chǔ)彈性變形能量的能力。儲(chǔ)能模量表征的是材料變形后回彈的指標(biāo)。的能力。儲(chǔ)能模量表征的是材料變形后回彈的指標(biāo)。損耗模量損耗模量( (loss modulus):):它描述材料產(chǎn)生形變時(shí)能量散失它描述材料產(chǎn)生形變時(shí)能量散失( (轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變) )為熱的現(xiàn)象，為熱

29、的現(xiàn)象，是能量損失的量度，在黏彈性材料的力學(xué)性能測(cè)量中是一個(gè)重要參數(shù)。損耗模是能量損失的量度，在黏彈性材料的力學(xué)性能測(cè)量中是一個(gè)重要參數(shù)。損耗模量愈小，表明材料的阻尼損耗因數(shù)也小，材料就愈接近理想彈性材料。量愈小，表明材料的阻尼損耗因數(shù)也小，材料就愈接近理想彈性材料。損耗因子損耗因子: :為為儲(chǔ)能模量和損耗模量之比。儲(chǔ)能模量和損耗模量之比。代表的是材料的粘彈性性能，代表的是材料的粘彈性性能，損耗因子損耗因子越大說(shuō)明材料的黏性越大，損耗因子越小說(shuō)明材料的彈性越大越大說(shuō)明材料的黏性越大，損耗因子越小說(shuō)明材料的彈性越大。X X射線衍射射線衍射粉末樣品粉末樣品10100mg，粒度在，粒度在5m m左右

30、左右薄片或薄膜樣品薄片或薄膜樣品 約約10mm10mm 1mm1mm 約約10mm10mm 10mm10mm 1mm1mm 15mm15mm 10mm10mm 1mm1mm 樣品要充分干燥，粉末樣品要盡量細(xì)，薄膜樣品樣品要充分干燥，粉末樣品要盡量細(xì)，薄膜樣品表面要平整。表面要平整。制樣制樣：平板式，長(zhǎng)寬平板式，長(zhǎng)寬10-15mm, , 高聚物厚度高聚物厚度0.5-1mmbcda衍射峰尖衍射峰尖銳，基線銳，基線緩平緩平衍射峰尖衍射峰尖銳，基線銳，基線隆起隆起寬化寬化“隆峰隆峰”隆峰上有突出隆峰上有突出峰，不尖銳，峰，不尖銳，晶相不完整晶相不完整典型聚集態(tài)衍射譜圖的特征示意圖典型聚集態(tài)衍射譜圖的特征示意圖晶態(tài)試樣晶態(tài)試樣固態(tài)非晶試樣固態(tài)非晶試樣半晶態(tài)試樣半晶態(tài)試樣半晶態(tài)試樣半晶態(tài)試樣2/oI(CPS)衍射角衍射角衍射強(qiáng)度衍射強(qiáng)度X X射線衍射在高聚物中的應(yīng)用射線衍射在高聚物中的應(yīng)用應(yīng)用分析原理應(yīng)用分析原理1 1）任何一種結(jié)晶物質(zhì)都具有特定的晶體結(jié)構(gòu)，在一定波）任何一種結(jié)晶物質(zhì)都具有特定的晶體結(jié)構(gòu)，在一定波長(zhǎng)的長(zhǎng)的X X射線照射下，每種晶體物質(zhì)都給出自己特有的衍射射線照