《高分子材料分析技術(shù)》全套教學(xué)課件

1、高分子材料分析技術(shù)本章教學(xué)目的和要求1、熟悉高分子材料的外觀，掌握常見高分子材料的手感和機(jī)械性能，了解其用途。2、掌握燃燒試驗(yàn)和干餾試驗(yàn)的試驗(yàn)方法及鑒別方法。3、了解密度的初步鑒別方法，掌握密度瓶法和浸漬法的測(cè)定方法。4、熟悉塑料、橡膠的顯色鑒別方法，了解化纖的特殊顯色試驗(yàn)。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1 高分子材料的外觀與用途第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別眼看、手摸 盡可能了解來源經(jīng)驗(yàn)積累很重要1.1.1高分子材料的外觀1.1.1.1 透明性和顏色1、透明性 影響因素： 厚薄:越厚越不透明，越薄越透明 結(jié)晶性： 結(jié)晶度高 不透明， 結(jié)晶度低 透明。 共聚組成：通過影響結(jié)晶性來影響透明度。如

2、：EVA。 當(dāng)VA15 %時(shí)，結(jié)晶度低，完全透明。 添加劑 ：因添加劑原因，多數(shù)半透明或不透明第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別2、顏色 大多數(shù)塑料制品和化纖可以自由著色，只有少數(shù)有相對(duì)固定的顏色。比如PF常為棕色或黑色，PPO也常著色成黑色，PTFE為乳白色，聚三氟氯乙烯為乳白色或帶棕色，ABS常為乳白色或米黃色，尼龍為淡黃色或淺棕色，硬PVC常為深灰色，EP為黃至棕色。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別2、顏色橡膠制品大多數(shù)由于有炭黑填充而為黑色，彩色橡膠多半是聚氨酯、氯磺化聚乙烯。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別氯磺化聚乙烯橡膠 聚氨酯橡膠1、塑料薄膜主要用于包裝和農(nóng)業(yè)，這兩項(xiàng)占塑料薄膜總產(chǎn)量的90以上

3、。 常見的品種有聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚丙烯膜、玻璃紙（醋酸纖維素膜）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜、聚乙烯醇膜、聚苯乙烯膜、尼龍膜等。 近年來，復(fù)合膜越來越多。如:聚烯烴尼龍復(fù)合膜 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 塑料制品的外形2、塑料板材PVC硬板 由聚氯乙烯樹脂、填充材料和約5增塑劑，經(jīng)熱壓而成。厚度為220mm，主要用于耐腐蝕化工設(shè)備。塑料貼面板 將有圖案的特制紙張浸以酚醛樹脂或蜜胺樹脂，經(jīng)熱壓制成塑料紙板，再將其粘貼在膠合板、纖維板、刨花板或木板等板面上制成。塑料貼面板主要用做家具等木板表面的裝飾材料。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 塑料制品的外形2、塑料板材酚醛層

4、壓紙板 俗稱膠木板，將硫酸鹽浸漬過的紙浸以酚醛樹脂，經(jīng)熱壓制成。主要用做電絕緣材料。酚醛玻璃布板 用無堿玻璃布浸以酚醛樹脂熱壓而成，用做一般絕緣結(jié)構(gòu)零件。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 塑料制品的外形3、塑料管材塑料管通過擠出成型制造。用做管材的樹脂有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、尼龍、ABS、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等，適用于建筑、城市公共設(shè)施、化工、石油、農(nóng)業(yè)等。聚氯乙烯等軟管可經(jīng)玻璃纖維或玻璃布填充提高強(qiáng)度。環(huán)氧酚醛層壓玻璃布管是經(jīng)卷壓烘焙翩成，適宜做絕緣結(jié)構(gòu)零件。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 塑料制品的外形4、泡沫塑料塑料管通過擠出成型制造。用做管材的樹脂有聚乙烯、

5、聚氯乙烯、聚丙烯、尼龍、ABS、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等，適用于建筑、城市公共設(shè)施、化工、石油、農(nóng)業(yè)等。聚氯乙烯等軟管可經(jīng)玻璃纖維或玻璃布填充提高強(qiáng)度。環(huán)氧酚醛層壓玻璃布管是經(jīng)卷壓烘焙翩成，適宜做絕緣結(jié)構(gòu)零件。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 塑料制品的外形表1-1 常見纖維的顯微外觀第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.3 纖維的纖維外觀 HDPE、PP、PA：表面光滑、較硬，強(qiáng)度較大，其中尼龍的強(qiáng)度顯著優(yōu)于聚烯烴。LDPE、PTFE、EVA：表面較軟、光滑、有蠟狀感，拉伸時(shí)易斷裂，彎曲時(shí)有一定韌性。硬PVC、PMMA：表面光滑，較硬，但無蠟狀感，彎曲會(huì)斷裂。軟PVC、PU：有橡膠

6、般的彈性。PS：質(zhì)硬、有金屬感，落地有清脆的金屬聲。ABS、POM、PC、PPO等工程塑料：質(zhì)地硬，強(qiáng)韌，彎曲時(shí)有強(qiáng)彈性 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.4 手感與機(jī)械性能比如，剖析一個(gè)不碎內(nèi)膽的塑料保溫杯內(nèi)膽和內(nèi)蓋：必須耐溫，排除了聚乙烯的可能性，而聚丙烯耐熱也嫌小夠；聚苯乙烯不滿足不碎的要求；普通聚氯乙烯和ABS的殘留單體氯乙烯和丙烯腈有毒不宜直接接觸飲品；再從對(duì)透明性的要求（因背面鍍鋁）可以推斷很可能是聚碳酸酯或高抗沖聚苯乙烯等（實(shí)際上是聚碳酸酯）。中間夾層的保溫材料：多半是聚苯乙烯或聚氨酯閉孔型泡沫塑料（實(shí)際上是聚氨酯硬質(zhì)泡沫）。外殼：只需耐熱80，有一定硬度、不脆、美觀即可。

7、所以在通用塑料中很快可以找到聚丙烯和ABS符合要求（實(shí)際上用的是較便宜的聚丙烯）。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.2 高分子材料的用途1.1.2.1 定性鑒別的重要性1、聚烯烴類LDPE：薄膜、管子、食品袋、人造花、線帶等。HDPE：水桶、啤酒桶、各種型號(hào)管材、機(jī)械零件等。PP：編織袋、包扎帶、電器外殼、輸液管、注射器、塑料板等 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 高分子材料的用途實(shí)例2、苯乙烯類PS：梳子、湯匙、肥皂盒、圓珠筆、瓶、光學(xué)儀器、透鏡、透明模型等。ABS：行李箱、樂器、玩具、鐘表、化妝品容器等。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 高分子材料的用途實(shí)例3、含鹵

8、素類PVC：農(nóng)業(yè)薄膜、人造革、地板、防腐管道、建材等。PTFE：密封材料、閥、襯墊、代用血管、人工心臟、宇航服等。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 高分子材料的用途實(shí)例4、其他碳鏈高分子材料聚乙烯醇：膠粘劑、助劑、涂料、薄膜、膠囊、化妝品等。丙烯酸酯類：儀表箱、電話機(jī)、筆、扣子、粘合劑、光學(xué)配件等。PMMA：燈罩、儀表板、防護(hù)罩、醫(yī)療器械、文具、裝飾品等。PC：有機(jī)玻璃、安全帽、繪圖儀、餐具、打火機(jī)PAN：纖維、藥品的容器等。EVA：一次性手套、充氣玩具、人造草皮、模特、輪胎、熱熔膠等。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 高分子材料的用途實(shí)例5、雜鏈高聚物PA：降落傘、傳送

9、帶、球拍、網(wǎng)袋、牙刷、繩索、管材、纖維等。聚乙二醇：水溶性包裝薄膜、織物上漿劑、保護(hù)膠體等。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 高分子材料的用途實(shí)例6、樹脂EP：膠粘劑、涂料、清漆、玻璃鋼等。PF：汽車制動(dòng)器、廚房用具把柄、涂料、層壓板、粘接劑、紙張上膠劑等。UF：電器旋鈕、開關(guān)、文具、鐘表外殼、黏合劑、涂料、層壓板等。PU：建材、電器、化工管路、釣竿、滑雪板、高爾夫球、雪橇、雕塑、膠泥等。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 高分子材料的用途實(shí)例7、橡膠天然橡膠、異戊橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠：輪胎、膠管、膠帶、制鞋、電線電纜絕緣皮、減震制品。醫(yī)療制品、膠粘劑、運(yùn)動(dòng)器材等。氯丁橡

10、膠：阻燃制品、消防器材、井下運(yùn)輸皮帶、電纜絕緣、耐熱運(yùn)輸帶等。丁腈橡膠：耐油制品、輸油管、工業(yè)用膠輥、儲(chǔ)油箱、耐油運(yùn)輸帶、化工襯里等。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.1.1.2 高分子材料的用途實(shí)例根據(jù)高分子材料受熱時(shí)行為的鑒別是初步定性分析最主要的一種。由于高分子材料燃燒現(xiàn)象十分豐富，特別是獨(dú)特的氣味.按受熱行為可以有兩種不同的試驗(yàn)方法。燃燒試驗(yàn)（火焰試驗(yàn)），試樣與火焰直接接觸。干餾試驗(yàn)（熱解試驗(yàn)），試樣與火焰不直接接觸。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2 燃燒試驗(yàn)和干餾試驗(yàn)1.2.1.1 試驗(yàn)方法用鑷子或刮匙支持一小塊試樣，用煤氣燈小火焰直接加熱。一般先讓試樣的一角靠近火焰邊緣，對(duì)于易于

11、點(diǎn)燃的試樣可以先區(qū)分出來，然后再放在火焰上灼燒，時(shí)而移開以判斷離火是否繼續(xù)燃燒。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)主要觀察以下現(xiàn)象：1）可燃性：試樣能否點(diǎn)燃？能否燃燒？是否自熄？2）火焰特征：火焰的顏色？亮或暗？清凈或煙炱？是否有火星濺出？3）試樣變化：試樣是否變形？龜裂？熔融？揮發(fā)？滴落？滴落物是否繼續(xù)燃燒？是否結(jié)焦？殘留物形態(tài)如何？4）聲響和氣味：是否有劈拍聲？氣體味道？ 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)1.2.1.2 初步鑒別1、可燃性高分子材料的可燃性與其所含元素有關(guān)。 1）不燃的：含氟、硅的高分子和熱固性樹脂。如PF、UF等。2）難燃自熄的：含氯高分子

12、，如PVC；含氮高分子，如PA。3）易燃的：含碳、氫、硫的高分子材料，如PE、PP等。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)2、發(fā)煙規(guī)律影響高分子材料發(fā)煙的因素較多，歸納其主要規(guī)律如下。1）含氯量、含磷量越高的高分子材料發(fā)煙量越大。2）交聯(lián)密度越大的發(fā)煙量越小。3）脂肪族高分子材料一般不發(fā)煙。芳香族高分子材料常發(fā)煙，但芳香側(cè)基與主鏈的芳香基團(tuán)對(duì)發(fā)煙性有不同的影響。主鏈具芳香基團(tuán)的，中等發(fā)煙量，如PC、PPO、PSF等。且隨著主鏈中芳香性的增加（即結(jié)構(gòu)的剛性增加）發(fā)煙量下降。側(cè)基具有芳香基團(tuán)的，易發(fā)煙，有大量黑色煙炱，如PS等。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)3、火

13、焰顏色高分子材料燃燒時(shí)，火焰呈現(xiàn)不同的顏色，這與其所含元素有關(guān)。只含碳、氫的高分子材料火焰呈黃色；含氧的高分子材料常帶藍(lán)色；含氯的高分子材料有特征的綠色；燃燒激烈的，如硝酸纖維素等，火焰顏色很亮，看上去更象白色。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)4、氣味氣味是高分子材料裂解時(shí)形成的揮發(fā)性小分子產(chǎn)生的。不同材料氣味都很獨(dú)特。有經(jīng)驗(yàn)的人有時(shí)只根據(jù)氣味即可判別高聚物。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)1.2.1.3 根據(jù)燃燒特征鑒別1、塑料、橡膠的鑒別1）按流程圖鑒別第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)6546 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試

14、驗(yàn)2）按表鑒別 流程圖的容量有限，用表則能包括更多品種并更全面描述燃燒現(xiàn)象。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)2、纖維的鑒別纖維由于其細(xì)長(zhǎng)的形狀，與火焰接觸的相對(duì)面積較大，所以燃燒特征更豐富。很容易觀察到引燃的快慢、收縮后的形態(tài)、灰燼的顏色、相對(duì)強(qiáng)度等，更利于研究人員鑒別。從織物上取出幾根經(jīng)紗和緯紗，再從這幾根紗線里分別抽取一些單根纖維，用火柴點(diǎn)燃，觀察它們?cè)诨鹧嫔系男袨?。然后按下面給出的特征予以分辨。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)1）尼龍（聚酰胺） 燃燒時(shí)沒有火焰，稍有芹菜氣味，纖維迅速卷縮、熔融成粘性物，趁

15、熱可以拉成絲，冷后成為堅(jiān)韌的褐色硬球，不易捻碎。2）滌綸（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯） 點(diǎn)燃時(shí)纖維先卷縮、熔融，然后再燃燒?；鹧娉庶S白色、很亮、無煙，但不延燃，有芳香化合物氣味，灰燼成黑色硬塊，但用手指可壓碎。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)3）腈綸（聚丙烯腈） 點(diǎn)燃后能燃燒，但比較慢?；鹧媾赃叺睦w維先軟化、熔融，然后再起燃?；鹧娉拾咨?、明亮，有時(shí)略有黑煙，有辛酸氣味，燒后成脆性小黑硬球。4）丙綸（聚丙烯） 燃燒時(shí)發(fā)出明亮的黃色火焰。并迅速卷縮、熔融。燃燒后幾乎無灰燼。如不待其燃盡，冷卻后可成為不易研碎的硬塊，趁熱也可將熔融的粘性體拉成絲。5）氯綸（聚氯乙烯） 接近火焰時(shí)發(fā)生收縮，離

16、火熄滅，冒煙，并發(fā)出刺鼻性氣味。灰燼為不規(guī)則黑色硬塊。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)6）棉（纖維素） 燃燒很快，黃色火焰，有燒紙般的氣味，灰燼少、細(xì)軟、呈淺灰色。7）麻（纖維素） 燃燒比棉花慢，黃色火焰，看燒紙般的氣味?；覡a少、草灰末狀、顏色比棉花稍深。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)8）絲（蛋白質(zhì)） 燃燒比較慢，縮成一團(tuán)，有燒毛發(fā)的臭味，燒后成黑褐色小球，用手指一壓就碎。9）毛（蛋白質(zhì)） 不燃燒，冒煙起泡，有燒毛發(fā)的臭味?；覡a多，燒后成為有光澤的黑色脆塊，用手指一壓就碎。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)1.2.1.4 根據(jù)氧指數(shù)鑒別 氧

17、指數(shù)是表征可燃性更準(zhǔn)確的物理參數(shù)。1、定義 著火后剛能維持試樣燃燒的氧在氧/氮混合氣體中的最小分?jǐn)?shù)。又稱限氧指數(shù)，Limited Oxygen Index，簡(jiǎn)稱LOI或OI。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)1-點(diǎn)火器；2-玻璃燃燒筒；3-試樣；4-試樣夾；5-燃燒筒支架；6-金屬網(wǎng)；7-測(cè)溫裝置；8-裝有玻璃珠的支架；9-基座架；10-氣體預(yù)混合結(jié)點(diǎn)；11-截止閥；12-接頭；13-壓力表；14-精密壓力控制器；15-過濾器；16-針閥；17-氣體流量計(jì)；18-玻璃燃燒筒；19-限流蓋 3、方法原理將試樣直接固定在

18、燃燒筒中，是氧氮混合氣流由下向上流過，點(diǎn)燃試樣頂端，同時(shí)計(jì)時(shí)和觀察試樣燃燒長(zhǎng)度，與規(guī)定的依據(jù)相比較。在不同的氧濃度中試驗(yàn)一級(jí)試樣，測(cè)定塑料剛維持平穩(wěn)燃燒時(shí)的最低氧濃度，用混合氣中氧含量的體積百分?jǐn)?shù)表示。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)4、可燃性分類氧指數(shù)以空氣中氧的濃度（21）為分界點(diǎn)，將材料的可燃性分為三類。OI0.27：難燃。如PTFE（OI=0.95）。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)5、常見高分子材料的氧指數(shù) 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.1 燃燒試驗(yàn)1.2.2.1 試驗(yàn)方法干餾試驗(yàn)是檢驗(yàn)材料在不與火焰接觸下加熱的行為。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒

19、別1.2.2 干餾試驗(yàn)1.2.2.2 熱裂解的基本原理 熱裂解主要有三種反應(yīng)：1）主鏈不斷裂，側(cè)基發(fā)生消除反應(yīng)如PVC熱裂解后脫去HCl而生成共軛雙鍵，HCl脫除率可大于95，進(jìn)一步的交聯(lián)反應(yīng)將使材料變硬變脆。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.2 干餾試驗(yàn)2）主鏈斷裂生成單體這種反應(yīng)相當(dāng)于聚合反應(yīng)的逆反應(yīng)，即解聚反應(yīng)。聚甲基丙烯酸甲酯（單體生成率90）、聚甲基苯乙烯（單體生成率90）、聚異丁烯（單體生成率約2050）等高分子材料傾向于這種反應(yīng)。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.2 干餾試驗(yàn)3）主鏈無規(guī)斷裂如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯等，單體生成率1，其他為分子較大的碎片。第

20、1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.2 干餾試驗(yàn)1.2.2.3 鑒別表第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.2 干餾試驗(yàn) 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.2.2 干餾試驗(yàn)1.3.1 初步鑒別準(zhǔn)備以下四種溶劑（或溶液） 乙醇（密度為0.79 g/cm3）水（密度為1 g/cm3）飽和MgCl2溶液（密度為1.34 g/cm3）飽和ZnCl2溶液（密度為2.01 g/cm3）觀察試樣在不同溶劑中的沉浮及沉浮速度，（1）可知試樣的密度范圍 （2）大致判斷密度差值的大小 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.3 密度試驗(yàn)0.8，即密度比乙醇小的，多為泡沫制品，如：泡沫塑料，泡沫橡膠。（注意：氣泡會(huì)引起偏差）1，

21、即密度比水小的，多為只含碳、氫的（含芳環(huán)除外）。如：PE、PP、PB、NR、SBR等。11.34，多為含有氧及其他雜原子的。此密度范圍內(nèi)的高分子材料種類繁多，需借助其他方法鑒別。1.342.01，多半是含氟很多的聚合物。（氟的原子量雖然并不很大，但由于原子體積小，使其密度增大。）如：PTFE，聚三氟氯乙烯。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.3 密度試驗(yàn)1.3.2 測(cè)定方法密度=質(zhì)量/體積質(zhì)量容易測(cè)定，那么關(guān)鍵是體積的測(cè)定。 1.3.2.1 密度瓶法 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.3 密度試驗(yàn)稱量密度瓶得質(zhì)量m1。把高分子樣品加入瓶?jī)?nèi)稱重得m2。用已知密度的置換液體充滿密度瓶，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下恒溫

22、，視具體情況增減液體，稱重得m3。倒出瓶?jī)?nèi)液體和試樣，重新裝上置換液并稱重為m4。（試樣體積=換出的那部分液體體積）試樣密度: 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.3 密度試驗(yàn)1.3.2.2 浸漬法原理：阿基米德定律 當(dāng)物體全部浸入液體時(shí)，它所受的浮力或所減輕的質(zhì)量等于物體所排開液體的質(zhì)量。根據(jù)液體的密度就可算出所排開的液體的體積。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.3 密度試驗(yàn)1.3.2.2 浸漬法細(xì)金屬絲：質(zhì)量為m1細(xì)金屬絲+試樣，空氣中稱量得質(zhì)量m2。細(xì)金屬絲+試樣，浸入標(biāo)準(zhǔn)溫度的浸漬液體液面下lcm深處，稱重得m3。試樣密度： 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.3 密度試驗(yàn)以上只適用于試樣密度大

23、于浸漬液如果試樣的密度小于浸漬液，則應(yīng)在細(xì)金屬絲上連接一個(gè)重錘。重錘在浸漬液中的質(zhì)量 m4帶重錘的試樣在浸漬液中的質(zhì)量m5 試樣密度： 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.3 密度試驗(yàn)1.3.2.3等密度法原理：若待測(cè)固體在已知密度的液體中懸浮 ，則液=物（1）密度滴定法選兩種能互溶的液體，且液1 物 液2 將物體放入任一液體中，用另一種液體滴定，不斷攪拌，不時(shí)停下靜止片刻以便觀察，直至試樣懸浮在液體中。最后測(cè)定混合液的密度。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.3 密度試驗(yàn)（2）密度梯度管法直接添加法 分段添加法 連續(xù)注入法 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.3 密度試驗(yàn)1.4.1 塑料的顯色實(shí)驗(yàn)1.

24、 Lieberman Storch-Morawski顯色試驗(yàn) 取幾毫克試樣于試管中，令其溶于2ml熱乙酐中，待冷后加3滴50硫酸，立即觀察顏色變化。10min后以及用水浴加熱至約100（比沸點(diǎn)略低）后，再次觀察記錄顏色變化。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)2. 對(duì)二甲胺基苯甲醛顯色試驗(yàn) 在試管中小火加熱5mg左右試樣令其裂解，冷卻后加1滴濃鹽酸，然后加10滴1%對(duì)二甲胺基苯甲醛的甲醇溶液。放置片刻，再加入0.5ml左右的濃鹽酸，最后用蒸餾水稀釋。觀察整個(gè)過程中顏色的變化。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)第1章 高分子材料的

25、常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)3. 吡啶顯色試驗(yàn)鑒別含氯高分子1)與冷吡啶的顯色反應(yīng)取少許無增塑劑的高分子試樣，加入約1ml吡啶，放置幾分鐘后加入23滴質(zhì)量百分比約5NaOH的甲醇溶液，立即觀察產(chǎn)生的顏色，過5min和1h后分別再次分別觀察并記錄顏色變化。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)2)與沸騰的吡啶的顯色反應(yīng)取少許無增塑劑的高分子試樣，加入約1ml吡啶煮沸，將溶液分成兩部分。第一部分：重新煮沸，小心加入2滴質(zhì)量百分比為5NaOH的甲醇溶液，分別記錄立即觀察和5min后觀察到的顏色變化。第二部分：在冷溶液中加入2滴質(zhì)量百分比為5%NaOH的甲醇溶液。分別記錄立即觀察和5min后觀察到

26、的顏色變化。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)4.一氯或二氯醋酸顯色試驗(yàn)鑒別單烯類高分子取幾毫克粉碎了的試樣于試管中，加入約5ml二氯醋酸或熔化了的一氯醋酸，加熱至沸騰約12min，觀察顏色變化。如果煮沸2min后仍不顯色，則為否定的負(fù)結(jié)果。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)5.鉻變酸顯色試驗(yàn)鑒別含甲醛高分子材料取少量試樣放于試管中，加入2ml濃硫酸及少量鉻變酸，在6070下加熱10min，靜置1h后觀察顏色，出現(xiàn)深紫色表明有甲醛。同時(shí)做一空白試驗(yàn)。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4

27、 顯色試驗(yàn)6.吉布斯靛酚顯色試驗(yàn)鑒別含酚高聚物在試管中加熱少許試樣不超過1min，用一小片浸有2，6-二氯（或溴）苯醌-4-氯亞胺的飽和乙醚溶液的濾紙蓋住管口。試樣分解后，取下濾紙置于氨蒸氣中或滴上12滴稀氨水，若有藍(lán)色的靛酚藍(lán)斑點(diǎn)出現(xiàn)表明有酚（包括甲酚、二甲酚）。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)1.4.2 橡膠的顯色鑒別1.試劑制備用溫?zé)釋?g對(duì)二甲胺基苯甲醛和0.01g對(duì)苯二酚溶解在100ml甲醇中，加入5ml濃鹽酸和10ml乙二醇，在25下用甲醇或乙二醇調(diào)節(jié)溶液的密度到0.851。反應(yīng)試劑在棕色瓶中可保存幾個(gè)月。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)2.測(cè)定步驟在試

28、管中裂解0.5g試樣（如果必要，用丙酮萃?。?，將裂解氣通入1.5ml的反應(yīng)試劑中。冷卻后，觀察在反應(yīng)試劑中的裂解產(chǎn)物的顏色。氯磺化聚乙烯的裂解產(chǎn)物會(huì)浮在液面上，丁基橡膠的裂解產(chǎn)物會(huì)懸浮在密度為0.851的該液體中，而其他橡膠的裂解產(chǎn)物或者溶解或者沉在底部。進(jìn)一步試驗(yàn)是將裂解產(chǎn)物用5ml甲醇稀釋，并煮沸3min，觀察顏色。 第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)1.4.3化纖的特殊顯色試驗(yàn) 注意：有色纖維須事先進(jìn)行脫色處理1 特殊試劑配制甲液：將3g碘化鉀溶解在60ml水中，加入1g碘和40ml水，幾分鐘后，用濾紙濾去過剩的碘。乙液：混合2份甘油

29、和1份水，再慢慢加入3份濃硫酸。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)2 試驗(yàn)方法以2：1混合甲液和乙液。將纖維浸入，觀察色澤及溶解情況，取出用水洗后色澤會(huì)更加清楚。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別1.4 顯色試驗(yàn)1、常見的塑料制品的外形有哪些？2、找一些日常高分子用品，驗(yàn)證其手感及機(jī)械性能是否與書本所講一致。3、燃燒試驗(yàn)和干餾試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程有哪些注意事項(xiàng)？4、有一個(gè)未知試樣可能是酚醛樹脂或聚氯乙烯，試用燃燒試驗(yàn)和干餾試驗(yàn)分別加以鑒別，并寫出詳細(xì)的試驗(yàn)方法。5在進(jìn)行顯色試驗(yàn)時(shí)，為什么先進(jìn)行分離提純后再進(jìn)行顯色效果更好？6、為什么在Lieberman Storch-Morawski顯色試驗(yàn)中要求

30、試劑的溫度和濃度必須穩(wěn)定？7、有一個(gè)未知試樣可能是聚乙烯或聚氯乙烯，試用顯色試驗(yàn)加以鑒別。8、通過對(duì)本章的學(xué)習(xí)，請(qǐng)自行設(shè)計(jì)整理出一套你認(rèn)為能較全面并很方便對(duì)高分子材料進(jìn)行全方面分析鑒定的鑒定流程方案。第1章 高分子材料的常規(guī)鑒別習(xí)題 高分子材料分析技術(shù)第2章 化學(xué)分析法本章教學(xué)目的和要求了解化學(xué)分析法的概念和基本原理。熟悉滴定分析法，熟悉各種滴定法的基本分析過程，了解重量分析法。熟悉高分子材料的化學(xué)分析，掌握高分子材料研究的化學(xué)分析法。第2章 化學(xué)分析法2.1 概述2.2 化學(xué)分析的具體方法2.3 高分子材料的化學(xué)分析2.4 化學(xué)分析法的應(yīng)用第2章 化學(xué)分析法2.1 概述2.2 化學(xué)分析的具體

31、方法2.3 高分子材料的化學(xué)分析2.4 化學(xué)分析法的應(yīng)用第2章 化學(xué)分析法 以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法稱為化學(xué)分析法，它主要采用簡(jiǎn)單的儀器對(duì)物質(zhì)的化學(xué)組成進(jìn)行分析，是分析化學(xué)的一部分。對(duì)高分子材料進(jìn)行化學(xué)分析可以確定其成分、研究其結(jié)構(gòu)與性能、分析高分子的反應(yīng)。 化學(xué)分析中，被分析的物質(zhì)稱為試樣（或樣品、供試品），與試樣起反應(yīng)的物質(zhì)稱為試劑。2.1 概述相關(guān)概念 按照對(duì)化學(xué)反應(yīng)判斷的對(duì)象和分析目的，化學(xué)分析可分為化學(xué)定性分析（定性化學(xué)分析，或簡(jiǎn)稱定性分析）和化學(xué)定量分析（定量化學(xué)分析，或簡(jiǎn)稱定量分析）。其中根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象和特征鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成的分析為化學(xué)定性分析，根據(jù)反應(yīng)中試樣和試劑的用量，測(cè)

32、定物質(zhì)組成中各組分的相對(duì)含量的分析為化學(xué)定量分析。2.1 概述分類定性化學(xué)分析根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象來判斷試樣中某種成分的有無，鑒定試樣由哪些元素、基團(tuán)或化合物組成。要求：反應(yīng)有明顯的外觀特征的；反應(yīng)必須靈敏而迅速。在一定條件下，某一定性化學(xué)反應(yīng)只能與某些離子作用而產(chǎn)生特征現(xiàn)象的性質(zhì)叫做定性化學(xué)反應(yīng)的選擇性。分別分析法：反應(yīng)選擇性強(qiáng)，專屬條件下完成鑒定。系統(tǒng)分析法：將共存離子按一定順序分離，依次鑒定。2.1 概述化學(xué)定性分析稱重分析法（重量分析法）和滴定分析法（容量分析法） aAbBAaBb x V w如果用稱量方法求得生成物AaBb的質(zhì)量w，這種方法稱為重量分析或稱重分析法。如果從與組分反應(yīng)的試

33、劑B的濃度和體積求得組分A的含量，這種方法稱為滴定分析或容量分析法。2.1 概述化學(xué)定量分析2.1 概述2.2 化學(xué)分析的具體方法2.3 高分子材料的化學(xué)分析2.4 化學(xué)分析法的應(yīng)用第2章 化學(xué)分析法滴定分析法是將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液，滴加到待測(cè)物質(zhì)的溶液中，直到所加的試劑與待測(cè)物質(zhì)按化學(xué)計(jì)量定量反應(yīng)為止，根據(jù)試劑溶液的濃度和消耗的體積，計(jì)算待測(cè)物質(zhì)的含量的化學(xué)分析方法。這種己知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液就是“滴定劑”。將滴定劑從滴定管加到待測(cè)物質(zhì)溶液中的過程叫“滴定”。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.1 滴定分析法概論當(dāng)化學(xué)反應(yīng)按計(jì)量關(guān)系完全作用，即加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)定組分定量反應(yīng)完全時(shí)，

34、稱反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，亦稱為等當(dāng)點(diǎn)?！暗犬?dāng)點(diǎn)”一般依據(jù)指示劑的變色來確定。在滴定過程中，指示劑正好發(fā)生顏色變化的轉(zhuǎn)變點(diǎn)稱為“滴定終點(diǎn)”。滴定終點(diǎn)與等當(dāng)點(diǎn)不一定恰好符合由此而造成的分析誤差稱為“終點(diǎn)誤差”。常用的滴定分析法可分為酸堿滴定法、沉淀滴定法、絡(luò)合滴定法和氧化還原滴定法等。采用水以外的溶劑為滴定介質(zhì)，稱為非水溶液滴定法。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.1 滴定分析法概論1滴定基本條件（1）反應(yīng)必須定量完成。（2）反應(yīng)能迅速完成。（3）共存物質(zhì)不干擾主要反應(yīng)。（4）必須有適宜的指示劑或其他簡(jiǎn)便可靠的方法確定終點(diǎn)。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.1 滴定分析法概論2滴定方式直接滴定法：

35、是指化學(xué)反應(yīng)能滿足滴定基本要求，可直接用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定待測(cè)物質(zhì)的滴定方法。間接滴定法：（1）返滴定法。先加入過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，待反應(yīng)定量完成后用另外一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液。（2）置換滴定法。不能直接滴定的物質(zhì)，通過與另一種物質(zhì)起反應(yīng)，置換出一定量能被滴定的物質(zhì)來，然后滴定。 （3）其他間接滴定法。用其他化學(xué)反應(yīng)間接測(cè)定。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.1 滴定分析法概論3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與表征標(biāo)準(zhǔn)溶液是濃度準(zhǔn)確已知的溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制分為直接法和間接法。能應(yīng)用直接法配制標(biāo)難溶液的試劑稱為基準(zhǔn)物質(zhì)。基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)該符合下列條件：（1）試劑組成和化學(xué)式完全相符；（2）試劑的純度一般應(yīng)在99.9以

36、上且穩(wěn)定；（3）試劑最好有較大的分子量，以減少稱量誤差。常用基準(zhǔn)物質(zhì)有重鉻酸鉀、氯化鈉、硝酸銀等。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.1 滴定分析法概論3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與表征有許多試劑由于不易提純和保存，或組成并不恒定，都不能用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，需要采用間接法。先配制成一種近似于所需濃度的溶液，然后以基準(zhǔn)物質(zhì)通過滴定來確定它的準(zhǔn)確濃度。這一處理稱為標(biāo)定，如此配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法稱為標(biāo)定法。用另外一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定一定量的配制溶液或用該溶液滴定另外一種標(biāo)準(zhǔn)溶液確定其濃度的方法稱為比較法。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.1 滴定分析法概論3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與表征標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度一般采用物質(zhì)的量濃度表示。

37、在生產(chǎn)上常以待測(cè)組分A的質(zhì)量mA與所用標(biāo)準(zhǔn)溶液B的體積VB之比，作為標(biāo)準(zhǔn)溶液組成的標(biāo)度，稱為滴定度2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.1 滴定分析法概論4滴定分析的計(jì)算遵循等物質(zhì)的量原則。 aA+bBAaBb nA : nB=a : b2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.1 滴定分析法概論酸堿滴定法是利用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液或堿標(biāo)準(zhǔn)溶液以酸堿中和反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法，又稱中和滴定法。酸堿中和反應(yīng)有反應(yīng)速度快、反應(yīng)過程簡(jiǎn)單、有很多指示劑可供選用等特點(diǎn)，符合滴定分析對(duì)反應(yīng)的要求。一般的酸堿以及能與酸堿直接或間接發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，幾乎都能用酸堿滴定法進(jìn)行測(cè)定，因此，許多材料的分析與檢驗(yàn)，包括生產(chǎn)過程的控制與分析都

38、廣泛使用酸堿滴定法。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.2 酸堿滴定法酸堿質(zhì)子理論：凡是能給出質(zhì)子（H+）的物質(zhì)就是酸；凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)就是堿。酸失去一個(gè)質(zhì)子而形成的堿稱為該酸的共軛堿；而堿獲得一個(gè)質(zhì)子后就生成了該堿的共軛酸。由得失一個(gè)質(zhì)子而發(fā)生共軛關(guān)系的一對(duì)酸堿稱為共軛酸堿對(duì)（簡(jiǎn)稱酸堿對(duì)），例如 HAc H+ + Ac-酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移。2.2.2 酸堿滴定法1. 酸堿平衡概述水的質(zhì)子自遞作用： Kw=H3O+OH-酸堿的強(qiáng)度用平衡常數(shù)來衡量。對(duì)于酸HA而言Ka為酸的離解常數(shù)，Ka越大，酸性越強(qiáng)。對(duì)于堿A-而言而 KaKb=Kw2.2.2 酸堿滴定法1. 酸堿平衡概述由于弱酸或弱

39、堿的離解常數(shù)較小，溶液中未離解的HA（對(duì)于酸而言）或A（對(duì)于堿而言）具有一定的濃度，因此，弱酸或弱堿溶液的平衡體系中存在著多種型體。弱酸弱堿溶液中各種型體的分布依賴于溶液的酸度。酸度和酸的濃度在概念上是不同的。酸度是指溶液中H+的濃度（嚴(yán)格地來說應(yīng)是活度），常用pH表示。酸的濃度是指在一定體積溶液中含有某種酸溶質(zhì)的量，即酸的分析濃度。2.2.2 酸堿滴定法1. 酸堿平衡概述酸堿指示劑是在某一特定pH區(qū)間，隨介質(zhì)酸度條件的改變顏色明顯變化的物質(zhì)。常用的酸堿指示劑一般是一些有機(jī)弱酸或弱堿，其酸式型體與共軛堿式型體具有不同的顏色。甲基橙酚酞2.2.2 酸堿滴定法2. 酸堿指示劑指示劑變色范圍：理論上

40、為2個(gè)pH值2.2.2 酸堿滴定法2. 酸堿指示劑1）強(qiáng)酸（強(qiáng)堿）的滴定通過滴定曲線分析以0.1000mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定20.00mL濃度為0.1000mol/L的HCl為例2.2.2 酸堿滴定法3. 酸堿滴定法的基本原理2） 一元弱酸（堿）的滴定以0.1000mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L HAc和用0.1000mol/L HCl滴定20.00mL 0.1000mol/L NH3溶液為例caKa10-8是弱酸在水溶液中準(zhǔn)確滴定可行性判斷標(biāo)準(zhǔn)2.2.2 酸堿滴定法3. 酸堿滴定法的基本原理3）多元酸（堿）的滴定（1）當(dāng)caKa10-8時(shí)，這

41、一級(jí)離解的H+可以被直接滴定；（2）當(dāng)相鄰的兩個(gè)Ka的比值大于或等于105時(shí)，較強(qiáng)的一級(jí)離解的H+先被滴定，出現(xiàn)第一個(gè)滴定突躍，較弱的一級(jí)離解的H+后被滴定。但能否出現(xiàn)第二個(gè)滴定突躍，則取決于酸的第二級(jí)離解常數(shù)值能否滿足 10-8；（3）如果相鄰的兩個(gè)Ka的比值小于105時(shí)，滴定時(shí)兩個(gè)滴定突躍將混在一起，這時(shí)只出現(xiàn)一個(gè)滴定突躍。2.2.2 酸堿滴定法3. 酸堿滴定法的基本原理3）多元酸（堿）的滴定0.1mol/L的H3PO4的滴定和HCl滴定Na2CO32.2.2 酸堿滴定法3. 酸堿滴定法的基本原理絡(luò)合滴定法又稱為配位滴定法，是以形成絡(luò)合物的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。氨羧絡(luò)合劑是以氨基二乙

42、酸N(CH2COOH)2為基體的絡(luò)合物，目前應(yīng)用最廣的是乙二胺四乙酸(EDTA) ，通常用H4Y表示。含有2個(gè)氨基氮和4個(gè)羧基氧，共有6個(gè)配位原子，易與金屬離子形成多基絡(luò)合的絡(luò)合物。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.3 絡(luò)合滴定法絡(luò)合反應(yīng)： M + Y MY平衡常數(shù)：lgKMY8就可以較準(zhǔn)確的進(jìn)行滴定分析2.2.3 絡(luò)合滴定法1. 絡(luò)合平衡副反應(yīng)：金屬離子與其他絡(luò)合劑的絡(luò)合反應(yīng)、金屬離子與水的水解反應(yīng)、由于溶液中H+產(chǎn)生的絡(luò)合劑的酸效應(yīng)和絡(luò)合劑與其他共存金屬離子反應(yīng)產(chǎn)生的共存離子效應(yīng)等。副反應(yīng)系數(shù)：金屬離子絡(luò)合效應(yīng)系數(shù)M(L)、絡(luò)合劑的酸效應(yīng)系數(shù)Y(H)、絡(luò)合劑的共存離子效應(yīng)系數(shù)Y(N)等。2

43、.2.3 絡(luò)合滴定法1. 絡(luò)合平衡酸效應(yīng)系數(shù)： EDTA型體在溶液中的分布受溶液pH值的影響，真正能與金屬離子絡(luò)合的是Y4-離子，其濃度大小表征著溶液酸度對(duì)絡(luò)合滴定的影響。定義絡(luò)合劑的酸效應(yīng)系數(shù)Y(H)為溶液中EDTA未與金屬離子絡(luò)合時(shí)各型體的總濃度與Y4-離子濃度之比，當(dāng)Y(H)=1時(shí)，EDTA全部以Y4-離子型體存在，Y(H)越大，表示酸效應(yīng)副反應(yīng)越嚴(yán)重。條件穩(wěn)定常數(shù)KMY，考慮酸效應(yīng)時(shí) lgKMY=lgKMY-lgY(H)2.2.3 絡(luò)合滴定法1. 絡(luò)合平衡pM產(chǎn)生滴定突躍2.2.3 絡(luò)合滴定法2. 絡(luò)合滴定曲線能與金屬離子生成有色絡(luò)合物的有機(jī)染料顯色劑，稱為金屬離子指示劑，簡(jiǎn)稱金屬指示

44、劑。鉻黑T：滴定前 滴定至等當(dāng)點(diǎn)，顯藍(lán)色作為金屬指示劑必須具備以下條件：（1）指示劑與離子形成的絡(luò)合物顏色應(yīng)與本身有區(qū)別；（2）指示劑與離子形成的絡(luò)合物MIn要有適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，反應(yīng)要迅速，變色可逆；（3）指示劑應(yīng)易溶于水，不易變質(zhì)。常用指示劑：有鉻黑T（EBT）、二甲酚橙（XO）、PAN、鈣指示劑等2.2.3 絡(luò)合滴定法3. 金屬指示劑能與金屬離子生成有色絡(luò)合物的有機(jī)染料顯色劑，稱為金屬離子指示劑，簡(jiǎn)稱金屬指示劑。鉻黑T：滴定前 滴定至等當(dāng)點(diǎn)，顯藍(lán)色作為金屬指示劑必須具備以下條件：（1）指示劑與離子形成的絡(luò)合物顏色應(yīng)與本身有區(qū)別；（2）指示劑與離子形成的絡(luò)合物MIn要有適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，反應(yīng)要迅速

45、，變色可逆；（3）指示劑應(yīng)易溶于水，不易變質(zhì)。常用指示劑：有鉻黑T（EBT）、二甲酚橙（XO）、PAN、鈣指示劑等2.2.3 絡(luò)合滴定法3. 金屬指示劑氧化還原滴定法是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定方法。各種不同的氧化劑和還原劑的氧化還原能力的大小可以用電極電位來衡量，對(duì)于一個(gè)可逆氧化還原電對(duì)，在一定溫度下，其電極電位與氧化態(tài)和還原態(tài)濃度有關(guān)，這是氧化還原滴定的基礎(chǔ)。氧化還原滴定法也可以畫出一條滴定曲線，用以表示滴定過程中被測(cè)物質(zhì)濃度的變化情況。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.4 氧化還原滴定法氧化還原滴定的指示劑自身指示劑：本身有很深的顏色，而滴定產(chǎn)物為無色或顏色很淺，如KMnO4顯色指示劑：

46、本身并不具氧化還原性，但能與滴定劑或被測(cè)定物質(zhì)發(fā)生顯色反應(yīng)，且可逆，最常用的是淀粉氧化還原指示劑：本身是氧化劑或還原劑，它的氧化態(tài)和還原態(tài)具有不同的顏色。在滴定過程中，指示劑狀態(tài)變化時(shí)，溶液顏色隨之發(fā)生變化，從而指示滴定終點(diǎn)。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.4 氧化還原滴定法以KMnO4作滴定劑。在強(qiáng)酸性溶液中，KMnO4被還原為Mn2+；在弱酸性、中性或弱堿性溶液中，KMnO4被還原為MnO2；在強(qiáng)堿性溶液中，KMnO4被還原為MnO42一般都在強(qiáng)酸性條件下使用。但是，在堿性條件下，KMnO4氧化有機(jī)物的反應(yīng)速率比在酸性條件下更快，所以用高錳酸鉀法測(cè)定有機(jī)物時(shí)，大都在堿性溶液中進(jìn)行?？芍苯?/p>

47、滴定還原性物質(zhì)，如Fe2+、As3+、Sb3+、H2O2、C2O42 、 NO2 等，也可用返滴定法測(cè)定MnO2；對(duì)某些非氧化還原件物質(zhì)，如Ca2+，可用間接滴定法測(cè)定。2.2.4 氧化還原滴定法1. 高錳酸鉀法用I2的氧化性和I的還原性來進(jìn)行滴定。直接碘量法（碘滴定法）：用I2配成的標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液可以直接測(cè)定還原性物質(zhì)。如S2-、SO32 、Sn2+、 S2O32 、維生素C等。直接碘量法不能在堿性溶液中進(jìn)行滴定。間接碘量法（滴定碘法）：氧化能力較強(qiáng)的物質(zhì)在一定的條件下，用I還原，然后用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出的I2，利用這一方法可以測(cè)定很多氧化性物質(zhì)，如Cu2+、Cr2O72、IO3

48、、BrO3、AsO43、ClO、NO2、H2O2、 和Fe3+等。間接碘量法多在中性或弱酸性溶液中進(jìn)行。碘量法用淀粉作指示劑。2.2.4 氧化還原滴定法2. 碘量法K2Cr2O7是一種常用的氧化劑之一，它具有較強(qiáng)的氧化性，在酸性介質(zhì)中Cr2O72被還原為Cr3+。與高錳酸鉀法相比，它有自己的優(yōu)點(diǎn)：（1）K2Cr2O7易提純，可以制成基準(zhǔn)物質(zhì)。（2）室溫下，當(dāng)HCl溶液濃度低于3mol/L時(shí)， 不會(huì)誘導(dǎo)氧化Cl，因此K2Cr2O7法可在鹽酸介質(zhì)中進(jìn)行滴定。Cr2O72被還原為Cr3+呈綠色，滴定時(shí)須用指示劑指示滴定終點(diǎn)。常用的指示劑為二苯胺磺酸鈉。2.2.4 氧化還原滴定法3. 重鉻酸鉀法也稱硫

49、酸鈰法，是應(yīng)用Ce4+標(biāo)準(zhǔn)溶液作滴定劑的方法。Ce4+標(biāo)準(zhǔn)溶液可用硫酸鈰、硫酸鈰銨或硝酸鈰銨配制。硫酸鈰銨易于提純，最為常用，可以直接用來配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，不必標(biāo)定。硫酸鈰法采用鄰二氮菲-Fe(II)為指示劑，終點(diǎn)敏銳?？芍苯訙y(cè)定一些金屬低價(jià)化合物、某些有機(jī)還原性物質(zhì)一些氧化劑（如過硫酸鹽）和還原劑（如羥胺）可通過返滴定法測(cè)定。2.2.4 氧化還原滴定法4. 鈰量法沉淀滴定法是以沉淀生成反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。目前最常用的是利用生成難溶銀鹽的銀量法。根據(jù)滴定方式的不同，銀量法可分為直接法和間接法。直接法是用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定待測(cè)組分的方法。間接法是先于待測(cè)試液中加入一定量的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)

50、溶液，再用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液來滴定剩余的AgNO3溶液的方法。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.5 沉淀滴定法根據(jù)確定滴定終點(diǎn)所采用的指示劑不同，銀量法可分為莫爾法、佛爾哈德法和法揚(yáng)司法。莫爾法是以K2CrO4為指示劑，在中性或弱堿性介質(zhì)中用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定鹵素混合物含量的方法。佛爾哈德法是酸性介質(zhì)中以鐵銨礬NH4Fe(SO4)212H2O作指示劑來確定滴定終點(diǎn)的一種銀量法。法揚(yáng)司法是以吸附指示劑確定滴定終點(diǎn)的一種銀量法。吸附指示劑是一類有機(jī)染料，它的陰離子在溶液中易被帶正電荷的膠狀沉淀吸附，吸附后結(jié)構(gòu)改變，從而引起顏色的變化，指示滴定終點(diǎn)的到達(dá)。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.5

51、沉淀滴定法重量分析法是通過稱量物質(zhì)的質(zhì)量，確定被測(cè)組分含量的一種定量分析方法。 重量分析的過程實(shí)質(zhì)上包括了分離和稱量?jī)蓚€(gè)過程。根據(jù)分離的方法不同，重量分析法又可分為沉淀法、揮發(fā)法和萃取法。由于重量分析法是直接通過稱量而獲得分析結(jié)果，不需要與標(biāo)準(zhǔn)試樣或基準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行比較，因此準(zhǔn)確度比較高，但是操作較繁瑣、費(fèi)時(shí)。2.2 化學(xué)分析的具體方法2.2.6 重量分析法簡(jiǎn)介2.1 概述2.2 化學(xué)分析的具體方法2.3 高分子材料的化學(xué)分析2.4 化學(xué)分析法的應(yīng)用第2章 化學(xué)分析法實(shí)際應(yīng)用的高分子材料絕大多數(shù)都是在高分子化合物基礎(chǔ)上加入各種添加劑以及加工助劑制得的。為獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在高分子材料分析前需要進(jìn)

52、行適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，初步準(zhǔn)備包括高分子材料試樣的分離和純化，進(jìn)一步的處理則需根據(jù)分析項(xiàng)目有針對(duì)性地進(jìn)行。若是對(duì)高分子材料的添加物進(jìn)行分析，則更需要通過實(shí)驗(yàn)前的處理，將這些添加物提取出來。高分子材料的分離與純化是高分子材料精確分析前非常重要的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作。2.3 高分子材料的化學(xué)分析2.3.1 高分子材料分析的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備有溶解沉淀、萃取和真空蒸餾三種。假如只需要分析高分子材料的無機(jī)填料、顏料等添加成分，則簡(jiǎn)單地通過溶解或焙燒除去高分子化合物即可。如果要分析的高分子材料是乳液狀態(tài)則必須先予以破乳才能進(jìn)行分離操作。通常情況下高分子復(fù)合材料的只需用一種適當(dāng)?shù)娜軇┚涂梢园淹糠蠡驈?fù)合的高分子物溶解下來而得到分

53、離。分離后的高分子必須徹底除去溶劑，干燥到恒重才可進(jìn)行分析。干燥應(yīng)在高分子的玻璃化溫度或以上進(jìn)行，在選擇萃取法或溶解沉淀法所用溶劑時(shí)要盡可能選擇沸點(diǎn)較低的，以便在低溫真空下就可以脫除。2.3.1 高分子材料分析的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1. 分離與純化方法對(duì)于可溶性高分子材料，可以選擇一種適當(dāng)?shù)娜軇⒏叻肿硬牧线M(jìn)行完全溶解；先通過過濾或離心的方法分離出不溶解的無機(jī)填料、顏料等，然后加入過量（510倍）的一種沉淀劑使高分子化合物沉淀，將一些可溶性添加成分留在溶液中；再通過過濾或離心分理處高分子沉淀后，蒸去溶劑而回收有機(jī)添加成分。進(jìn)行溶解沉淀分離所選的溶劑應(yīng)當(dāng)能溶解有機(jī)添加成分，而所選的沉淀劑須與該溶劑無限互溶，

54、溶劑和沉淀劑的選取可參考高分子分子量分級(jí)所用的溶劑沉淀對(duì)，它們一般也適用于分離和純化。2.3.1 高分子材料分析的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備2. 溶解沉淀法分離過程溶解沉淀分離時(shí)有可能存在分離不完全的現(xiàn)象，一是分離出來的添加劑中帶有低分子量的聚合物（齊聚物），因?yàn)樗鼈円踩苡谌軇?，雖然它們量不大，但如果分離物接著要進(jìn)行紅外等儀器分析，則這種“污染”的影響會(huì)較大。對(duì)其進(jìn)行純化的方法是進(jìn)一步用沉淀劑萃取。另一種分離不完全的現(xiàn)象是沉淀分離出的高分子化合物殘留有少量的添加劑，這時(shí)可以用重復(fù)溶解沉淀的步驟來純化。有些添加劑會(huì)與聚合物形成某種絡(luò)合物而結(jié)合牢固，只有經(jīng)過多次溶解沉淀過程后才會(huì)分離完全。2. 溶解沉淀法分離過程2

55、.3.1 高分子材料分析的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備高分子材料分析技術(shù)本章教學(xué)目的和要求1、掌握1H核磁共振譜表示方法及應(yīng)用。2、掌握13C核磁共振譜表示方法及應(yīng)用。3、熟悉核磁共振基本原理。4、了解核磁共振儀的結(jié)構(gòu)及樣品制備。1946年兩位美國(guó)科學(xué)家布洛赫和珀塞爾發(fā)現(xiàn)，將具有奇數(shù)個(gè)核子（包括質(zhì)子和中子）的原子核置于磁場(chǎng)中，再施加以特定頻率的電磁波場(chǎng)，就會(huì)發(fā)生原子核吸收電磁波能量的現(xiàn)象，這就是人們最初對(duì)核磁共振現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。為此他們兩人獲得了1950年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 磁場(chǎng)強(qiáng)度H0的單位：1高斯（GS）=10-4 T（特拉斯）鈉熔法采用熔化的金屬鈉分解高分子試樣。在試管中放入約50100mg分散均勻的高分子試樣

56、和一顆豌豆大小的鈉（或鉀），小心地在煤氣燈上加熱至金屬熔化。把此灼熱的試管放入裝有1015mL蒸餾水的小燒杯中。試管炸裂后反應(yīng)產(chǎn)物溶于水中。未反應(yīng)的金屬鈉也會(huì)與水反應(yīng)，用玻棒小心攪拌直至無反應(yīng)發(fā)生。過濾此接近無色的液體或用移液管小心吸取液體，留下玻璃碎片和炭化殘?jiān)?。該原始液體稱為試液，將其分成幾份供以下試驗(yàn)。原理是鈉在熔融狀態(tài)下與高分子中的元素生成NaCN、NaCl、Na2S等。檢測(cè)這些化合物就能確定材料的成分?？蓽y(cè)定氮、氯、溴、碘、硫、磷等。1. 鈉熔法2.3.2 高分子材料的化學(xué)成分分析氧瓶燃燒法能用于定性或定量地分析鹵素、硫、磷、硼等元素，該法操作簡(jiǎn)便，已在有機(jī)分析中廣泛應(yīng)用，也適用于高

57、分子材料的分析。它采用燃燒的方法分解高分子材料。2. 氧瓶燃燒法2.3.2 高分子材料的化學(xué)成分分析（1）氧。溶解5g硫氰酸鉀于20mL水中，溶解4g氯化鐵于20mL水中。混合這兩個(gè)溶液，并用乙醚萃取，以乙醚溶液為反應(yīng)試劑。制備高分子試樣的氯仿飽和溶液，取1滴該溶液放在小試管中，用一根頭部帶硫氰酸鐵的細(xì)玻棒攪拌（細(xì)玻棒頭部預(yù)先浸入乙醚溶液反應(yīng)試劑中，然后空氣干燥），玻棒頭部有亮到暗的紅色出現(xiàn)說明是含氧高分子。（2）氮。加入少量試樣于試管底部，用堿石灰蓋住，厚度約23cm。加熱試管底部，如果試樣中有氮存在就會(huì)放出氨氣，在試管口用濕潤(rùn)的pH試紙或石蕊試紙檢測(cè)。3. 典型元素非系統(tǒng)性鑒別方法2.3.

58、2 高分子材料的化學(xué)成分分析（3）氯。在煤氣燈上加熱直徑0.51mm的銅線的一端直至火焰無色。冷卻后令線端沾上一點(diǎn)被測(cè)試樣并在火焰的外部加熱。開始時(shí)碳在燃燒，火焰明亮，最后火焰變?yōu)榱辆G色表明有氯。這是由于氯化銅揮發(fā)產(chǎn)生的。（4）氟。取約0.5g試樣放入一小試管中，在煤氣燈火焰中熱解，冷卻后加入幾毫升濃硫酸。氟存在的證據(jù)是試管壁不掛液珠（最好用已知含氟試樣對(duì)照試驗(yàn)），這是由于氟化氫腐蝕玻璃壁產(chǎn)生了潔凈的新表面所導(dǎo)致的。3. 典型元素非系統(tǒng)性鑒別方法2.3.2 高分子材料的化學(xué)成分分析（5）硅。將約3050mg試樣與100mg干碳酸鈉和10mg過氧化鈉混合于白金或鎳坩堝中，用火慢慢熔化。冷卻后用幾

59、滴水溶解，迅速煮沸，并用稀硝酸中和或稍微酸化（形成硅酸）。加1滴鉬酸銨溶液（同鈉熔法中磷的測(cè)定），加熱至幾乎沸騰。冷卻后，加1滴聯(lián)苯胺溶液（50mL聯(lián)苯胺溶于10mL 50%醋酸，加水至100mL），然后加1滴飽和醋酸鈉溶液，溶液出現(xiàn)藍(lán)色（硅鉬酸銨）表明有硅。最好做空白實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。3. 典型元素非系統(tǒng)性鑒別方法2.3.2 高分子材料的化學(xué)成分分析（6）磷。將1g試樣、3mL濃硝酸和幾滴濃硫酸于小試管中煮沸，冷后用水稀釋，加入幾滴鉬酸銨溶液（如前），加熱1min，有黃色沉淀表明有磷。（7）硼。配制1, 1二蒽醌亞胺溶液（溶解0.1g 1, 1二蒽醌亞胺于25mL濃硫酸中）。將試樣、碳酸鈉、硝酸

60、鈉和鈉放在白金坩堝或石英試管里，加入0.5mL上述試劑（以5mL溶液加5mL濃硫酸稀釋），在90烘箱中加熱3h，試劑由綠色變?yōu)樗{(lán)色，3h后轉(zhuǎn)為深藍(lán)色表明試樣中有硼。3. 典型元素非系統(tǒng)性鑒別方法2.3.2 高分子材料的化學(xué)成分分析（1）碳、氫、氧的測(cè)定。用重量分析法進(jìn)行分析。將試樣在氧氣流中和催化劑存在下燃燒。燃燒后生成的二氧化碳和水分別用堿石棉及吸水劑（如氯化鈣或高氯酸鎂）吸收后稱量計(jì)算。氧含量通過測(cè)完其他元素后用減量法推算。 （2）氮的測(cè)定。用凱氏定氮法分析。在凱氏燒瓶中將有機(jī)氮全部轉(zhuǎn)化為銨鹽。蒸餾出氨氣隨硫酸的接收器接收。用0.2mol/L的NaOH溶液滴定接收液，并做一空白試驗(yàn)。氮含量