偏光顯微鏡法觀察聚合物球晶形態(tài)課件

實驗一偏光顯微鏡法觀察聚合物球晶形態(tài)一、實驗?zāi)康亩嶒炘砣?、儀器與試劑

四、實驗步驟五、數(shù)據(jù)處理六、回答問題及討論實驗一偏光顯微鏡法觀察聚合物球晶形態(tài)一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?.了解偏光顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)和原理。2.掌握偏光顯微鏡的使用方法和目鏡分度尺的標(biāo)定方法。3．學(xué)習(xí)用熔融法制備聚合物球晶，觀察聚合物的結(jié)晶形態(tài)，并測量聚合物的球晶半徑。一、實驗?zāi)康?.了解偏光顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)和原理。二、實驗原理用偏光顯微鏡觀察球晶的結(jié)構(gòu)是根據(jù)聚合物球晶具有雙折射性和對稱性。當(dāng)一束光線進入各向同性的均勻介質(zhì)中，光速不隨傳播方向而改變，因此個方向都具有相同的折射率。而對于各向異性的晶體來說，其光學(xué)性質(zhì)是隨方向而異的。當(dāng)光線通過它時，就會分解為振動平面互相垂直的兩束光，它們的傳播速度除光軸外，一般是不相等的，于是就產(chǎn)生兩條折射率不同的光線，這種現(xiàn)象稱之為雙折射。晶體的一切光學(xué)性質(zhì)都是和雙折射有關(guān)。二、實驗原理用偏光顯微鏡觀察球晶的結(jié)構(gòu)是根據(jù)聚合物球晶具偏光顯微鏡是研究晶體形態(tài)的有效工具之一，許多重要的晶體光學(xué)研究都是在偏光鏡的正交場下進行的，即起偏鏡與檢偏鏡的振動平面相互垂直。在正交偏光鏡間可以觀察到球晶的形態(tài)，大小，數(shù)目及光性符號等。分子鏈的取向排列使球晶在光學(xué)性質(zhì)上是各向異性的，即在平行于分子鏈和垂直于分子鏈的方向上有不同的折射率。在正交偏光顯微鏡下觀察時，在分子鏈平行于起偏鏡或檢偏鏡的方向上將產(chǎn)生消光現(xiàn)象，呈現(xiàn)出球晶特有的黑十字消光圖案(圖1）。二、實驗原理偏光顯微鏡是研究晶體形態(tài)的有效工具之一，許多重要的晶體光學(xué)研

用偏光顯微鏡觀察聚合物球晶，在一定條件下，球晶呈現(xiàn)出更復(fù)雜的環(huán)狀圖案，即在特征的黑十字消光圖象上還重疊著明暗相間的消光同性圓環(huán),這可能是晶片周期性扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的,見圖2。

圖2帶消光同心圓環(huán)的聚乙烯球晶偏光顯微鏡照片圖1全同立構(gòu)聚苯乙烯球晶的偏光顯微鏡照片

二、實驗原理用偏光顯微鏡觀察聚合物球晶，在一定條件三、儀器與試劑儀器:

偏光顯微鏡（圖3）；熔融裝置；結(jié)晶裝置；鑷子；載玻片；蓋玻片。試劑:聚丙烯三、儀器與試劑儀器:1.儀器底座2.視場光闌3.粗動調(diào)焦手輪4.微動調(diào)膠手輪

5.起偏器6.聚光鏡7.載物臺8.物鏡9.檢偏器10.目鏡11.勃氏鏡調(diào)節(jié)手輪圖3偏光顯微鏡結(jié)構(gòu)示意圖

三、儀器與試劑1.儀器底座2.視場光闌3.粗動調(diào)焦手輪4.微動調(diào)四、實驗步驟1．顯微鏡調(diào)整選擇合適的放大倍數(shù)的目鏡和物鏡，目鏡需帶有分度尺，把載物臺顯微尺放在載物臺上，調(diào)節(jié)焦距至顯微尺清晰可見，調(diào)節(jié)載物臺使目鏡分度尺與顯微尺基線重合。顯微尺長1.00mm，等分為100格，觀察顯微尺1mm占分度尺幾十格，即可知分度尺1格為多少mm。四、實驗步驟1．顯微鏡調(diào)整四、實驗步驟2．樣品制備首先將一粒聚丙烯粒料放在已于240~260℃電爐熱臺上恒溫的石英載玻片上，待底部樣品熔融后(樣品完全透明)，拿掉沒有熔融的粒料，于熔融樣品上加上另一蓋玻片，觀察樣品呈現(xiàn)為水滴狀后，加壓成膜保溫2分鐘，然后在5分鐘內(nèi)將熱臺溫度降到150℃，樣品在l50℃電爐熱臺上保溫8分鐘，然后使樣品在熱臺上降溫冷卻到室溫。四、實驗步驟2．樣品制備四、實驗步驟3．聚丙烯的結(jié)晶形態(tài)觀察將制備好的樣品放在載物臺上，在正交偏振條件下觀察球晶形態(tài)，讀出相鄰兩球晶中心連線在分度尺上所占的格數(shù)，將格數(shù)乘以mm/格（已經(jīng)過顯微尺標(biāo)定）即可估算出球晶直徑。四、實驗步驟3．聚丙烯的結(jié)晶形態(tài)觀察四、實驗步驟載玻片聚丙烯顆粒電熱爐偏光顯微鏡以45°斜角蓋上另外一片載玻片觀察顯微鏡下球晶的形態(tài)并估算其半徑四、實驗步驟載玻片聚丙烯顆粒電熱爐偏光顯微鏡以45°斜角蓋上五、數(shù)據(jù)處理1.畫出用偏光顯微鏡所觀察到的球晶形態(tài)示意圖。2.計算球晶直徑。五、數(shù)據(jù)處理1.畫出用偏光顯微鏡所觀察到的球晶形態(tài)示意圖。六、回答問題及討論1．簡繪實驗所觀察到的球晶形態(tài)示意圖圖。2.寫出顯微尺標(biāo)定目鏡分度尺的標(biāo)定關(guān)系及所測球晶半徑分度尺的格數(shù)，計算所測球晶半徑大小。3．結(jié)合實驗討論影響球晶生長的主要因素和實驗中應(yīng)注意的問題。六、回答問題及討論1．簡繪實驗所觀察到的球晶形態(tài)示意圖圖。14一、實驗?zāi)康亩?、實驗原理三、儀器與試劑

四、實驗步驟五、數(shù)據(jù)處理六、回答問題及討論實驗二粘度法測定高分子溶液的相對分子質(zhì)量14一、實驗?zāi)康膶嶒灦扯确y定高分子溶液的相對分子質(zhì)量15一、實驗?zāi)康?．掌握毛細管粘度計測定高分子溶液相對分子質(zhì)量的原理。2．學(xué)會使用粘度法測定特性教粘度。15一、實驗?zāi)康?．掌握毛細管粘度計測定高分子溶液相對分子質(zhì)16

二、實驗原理

溶液的特性粘數(shù)定義為：當(dāng)溫度和溶劑一定時，同一聚合物的特性粘數(shù)與其分子量之間的關(guān)系可用MH方程表示，即：16二、實驗原理溶液的特性粘數(shù)定義為：當(dāng)溫度和溶劑一定時17在一定的分子量范圍內(nèi)，K、是與分子量無關(guān)的常數(shù)。因此，測得[]值后，便可計算分子量。

二、實驗原理17在一定的分子量范圍內(nèi)，K、是與分子量無關(guān)的常數(shù)。因此，18在稀溶液范圍內(nèi)，粘數(shù)和對數(shù)粘數(shù)與溶液濃度之間的關(guān)系，可用兩個近似的經(jīng)驗方程來表示：Huggins方程：

Kraemer方程：這樣就可用外推法求出聚合物的特性粘數(shù)。

二、實驗原理18在稀溶液范圍內(nèi)，粘數(shù)和對數(shù)粘數(shù)與溶液濃度之間的關(guān)系，可用19溶液的粘度一般用毛細管粘度計來測定，最常用的是烏氏粘度計，其結(jié)構(gòu)下圖所示。

二、實驗原理19溶液的粘度一般用毛細管粘度計來測定，最常用的是烏氏粘度計20如果液體在重力的驅(qū)使下發(fā)生穩(wěn)定的層流，而且流體的動能可以忽略不計，則溶液的相對粘度可由流出時間按下式計算：由相對粘度可進一步計算出溶液的粘數(shù)和對數(shù)粘數(shù)，并得到特性粘數(shù)。

二、實驗原理20如果液體在重力的驅(qū)使下發(fā)生穩(wěn)定的層流，而且流體的動能可以21如果需要快速測定分子量，或者測定大量同品種的樣品，則可以使用一點法，即在一個濃度下測定粘數(shù)，然后直接計算出[]值。一點法常用的計算公式有兩個：（1）如果，則：（2）令，則：

二、實驗原理21如果需要快速測定分子量，或者測定大量同品種的樣品，則可以22三、儀器與試劑1．主要試劑聚乙烯醇稀溶液(0.1％)，蒸餾水。

2．主要儀器烏氏毛細管粘度計(如圖2所示)

恒溫裝置(玻璃缸水槽、加熱棒、控溫儀、攪拌器)，秒表(最小單位0.01s)，吸耳球，夾子，2000mL容量瓶，500mL燒杯，砂芯漏斗(#5)。22三、儀器與試劑1．主要試劑23四、實驗步驟1．溶液配制取潔凈干燥的聚乙烯醇樣品，在分析天平上準(zhǔn)確稱取2.000g±0.001g，溶于500mL燒杯內(nèi)(加純?nèi)軇?00mL左右)，微微加熱，使其完全溶解，但溫度不宜高于60℃，待完全溶解后用砂芯漏斗濾至2000mL容量瓶內(nèi)(用純?nèi)軇?—3次濾入容量瓶內(nèi))，稀釋至刻度，反復(fù)搖勻后待用。23四、實驗步驟1．溶液配制24四、實驗步驟2．安裝粘度計將干凈烘干的粘度計，用過濾后的純?nèi)軇┫?~3次，然后將過濾好的純?nèi)軇腁管加入至F球的2/3~3/4，再固定在恒溫30.0℃±0.1℃的水槽中，使其保持垂直，并盡量使E球全部浸泡在水中，最好使a、b兩刻度線均沒入水面以下(如圖3所示)。安裝時除注意垂直外，還應(yīng)注意固定的是否牢固，在測量的過程中不至引起數(shù)據(jù)的誤差。24四、實驗步驟2．安裝粘度計25四、實驗步驟3．純?nèi)軇┝鞒鰰r間t0的測定恒溫10~15min后，開始測定。閉緊C管上的乳膠管，用吸耳球從B管口將純?nèi)軇┪罣球的一半，拿下吸耳球打開C管，記下純?nèi)軇┝鹘?jīng)a、b刻度線之間的時間t0，重復(fù)幾次測定，直到出現(xiàn)三個數(shù)據(jù)，兩兩誤差小于0.2s，取這三次時間的平均值。25四、實驗步驟3．純?nèi)軇┝鞒鰰r間t0的測定26四、實驗步驟4．溶液流經(jīng)時間t的測定將毛細管內(nèi)的純?nèi)軇┑沟?，用溶液潤?~2次，加入溶液至F球的2／3~3／4，固定在水槽中，恒溫15min左右，開始測定。閉緊C管上的乳膠管，用吸耳球從B管口將溶液吸至G球的一半(注意B管中溶液表面不能有汽泡，若有汽泡可從B管上方將其吸出)，拿下吸耳球打開C管，記下溶液流經(jīng)a、b刻度線之間的時間t，重復(fù)幾次測定，直到出現(xiàn)三個數(shù)據(jù)，兩兩誤差小于0.2s，取這三次時間的平均值。26四、實驗步驟4．溶液流經(jīng)時間t的測定27四、實驗步驟5．整理工作倒出粘度計中的溶液，倒入純?nèi)軇?，將其吸至a線上方小球的一半清洗毛細管，反復(fù)幾次，倒掛毛細管粘度計以待后用。27四、實驗步驟5．整理工作28五、數(shù)據(jù)處理l.測得數(shù)據(jù)記入下表記錄次數(shù)t0trsp[]平均28五、數(shù)據(jù)處理l.測得數(shù)據(jù)記入下表t0trsp[]平29五、數(shù)據(jù)處理2．聚乙烯醇在水溶液中，30℃時K＝42.8×10-3，＝0.64，根據(jù)求出。29五、數(shù)據(jù)處理2．聚乙烯醇在水溶液中，30℃時K＝42.830六、回答問題及討論1.烏貝路德粘度計中支管C有何作用？除去支管C是否可測定粘度?2.粘度計的毛管太粗或太細有什么缺點?3.用烏氏粘度計測量溶液的流出時間時，為什么要打開C管的夾子使毛細管末端通大氣？如果不打開，對流出時間測定會有什么影響？影響流出時間測定準(zhǔn)確性的因素有哪些？4.利用粘度法測定高聚物分子量的局限性如何？適用的分子量范圍是多大？30六、回答問題及討論1.烏貝路德粘度計中支管C有何作用？除實驗三GPC法測聚合物的分子量

及分布一、實驗?zāi)康亩?、實驗原理三、儀器與試劑

四、實驗步驟五、數(shù)據(jù)處理六、回答問題及討論實驗三GPC法測聚合物的分子量

一、實驗?zāi)康?.了解凝膠滲透色譜法(GPC)的基本原理。2.掌握GPC法測定聚合物的分子量及分子量分布的實驗技術(shù)及數(shù)據(jù)處理。一、實驗?zāi)康?.了解凝膠滲透色譜法(GPC)的基本原理。1964年，由J.C.Moore首先研究成功。不僅可用于小分子物質(zhì)的分離和鑒定，而且可以用來分析化學(xué)性質(zhì)相同分子體積不同的高分子同系物。(聚合物在分離柱上按分子流體力學(xué)體積大小被分離開）二、實驗原理1964年，由J.C.Moore首先研究成功。二、實驗原理分離原理體積排除限性擴散流動分離

二、實驗原理分離原理二、實驗原理

分離原理體積排除色譜(SEC)(SizeExclusionChromatography)

讓被測量的高聚物溶液通過一根內(nèi)裝不同孔徑的色譜柱，柱中可供分子通行的路徑有粒子間的間隙（較大）和粒子內(nèi)的通孔（較小）。當(dāng)聚合物溶液流經(jīng)色譜柱時，較大的分子被排除在粒子的小孔之外，只能從粒子間的間隙通過，速率較快；而較小的分子可以進入粒子中的小孔，通過的速率要慢得多。經(jīng)過一定長度的色譜柱，分子根據(jù)相對分子質(zhì)量被分開，相對分子質(zhì)量大的在前面（即淋洗時間短），相對分子質(zhì)量小的在后面（即淋洗時間長）。二、實驗原理分離原理二、實驗原理

分離原理自試樣進柱到被淋洗出來，所接受到的淋出液總體積稱為該試樣的淋出體積。當(dāng)儀器和實驗條件確定后，溶質(zhì)的淋出體積與其分子量有關(guān)，分子量愈大，其淋出體積愈小。二、實驗原理分離原理二、實驗原理三、儀器與試劑1.GPC儀主要由輸液系統(tǒng)(柱塞泵)、進樣器、色譜柱、濃度檢測器、分子量檢測器及一些附屬電子儀器組成。2.另需有l(wèi)mL注射針管1支、停表1個、10mL量筒1個、25mL小三角瓶40個、722型分光光度計1臺(連比色皿)、電磁攪拌器1臺、自動滴定管1支、聚乙酸乙烯標(biāo)樣(已測Mw及Mn)、未分級聚乙酸乙烯樣品、丙酮、水等。三、儀器與試劑1.GPC儀主要由輸液系統(tǒng)(柱塞泵)、進樣器、四、實驗步驟1．裝柱選擇適當(dāng)?shù)亩嗫滋盍铣涮钊肷V柱中，裝填方法有以下兩種，任選其中一種。(1)干法裝柱。把已干燥、過篩的NDG硅凝膠，在振動下均勻地裝入色譜柱中，并多次墩實。用真空泵抽去其中的空氣，然后從溶劑貯瓶放人溶劑。再抽走溶劑，放人溶劑。如此反復(fù)幾次，以除去凝膠孔內(nèi)的空氣，最后色譜柱充滿洗提液。四、實驗步驟1．裝柱四、實驗步驟(2)濕法裝柱。此法適用于有機凝膠。配制混合液體，使其密度與凝膠密度相等，然后與凝膠攪拌成漿狀，并除去凝膠中的空氣，用泵輸入色譜柱中。色譜柱裝好后用淋洗液淋洗1～2d，以除去雜質(zhì)，并使色譜柱性能穩(wěn)定，然后測定柱效。四、實驗步驟(2)濕法裝柱。此法適用于有機凝膠。配制混合液體2.色譜柱的標(biāo)定GPC是一種相對方法，所得譜圖只能作為樣品分子量分布的相對比較，因為實驗條件(如溫度、溶劑、凝膠孔徑分布及裝柱技術(shù))均影響譜圖的形狀及位置，要將譜圖轉(zhuǎn)換成試樣真實的分子量分布，必須做校正曲線?？捎靡韵聝煞N方法進行標(biāo)定。四、實驗步驟2.色譜柱的標(biāo)定四、實驗步驟(1)窄分布標(biāo)樣標(biāo)定法。將待測聚合物(聚乙酸乙烯酯)用薄膜浸泡溶解分級，所得窄分布的各級分，分別測定其特性粘度及分子量。將7～8個窄分布的樣品分別配成質(zhì)量分數(shù)為0.5％丙酮溶液，按下述GPC譜圖測定步驟分別進行淋洗。得到一系列GPC譜圖。四、實驗步驟(1)窄分布標(biāo)樣標(biāo)定法。將待測聚合物(聚乙酸乙烯酯)用薄膜浸(2)寬分布標(biāo)樣標(biāo)定法。將聚乙酸乙烯經(jīng)重沉淀提純兩次，烘干恒重后，用光散射法測得Mw＝9.3×105，用膜滲透壓法測得Mn＝4.9×105。將此標(biāo)樣配成質(zhì)量分數(shù)為0.5％的丙酮溶液，按下述GPC譜圖測定步驟進行淋洗，求得標(biāo)樣的GPC譜圖。四、實驗步驟(2)寬分布標(biāo)樣標(biāo)定法。將聚乙酸乙烯經(jīng)重沉淀提純兩次，烘干3.聚乙酸乙烯試樣GPC譜圖的測定(1)流速測定。打開色譜柱下端活塞，用停表測量色譜柱的平均流速(以虹吸管每秒表示)。(2)測虹吸管體積。用小量筒收集5虹吸管淋洗液，計算虹吸管的平均體積(mL)。四、實驗步驟3.聚乙酸乙烯試樣GPC譜圖的測定四、實驗步驟(3)進樣。用lmL。注射針筒吸取0.3mL質(zhì)量分數(shù)為0.5％聚合物溶液，從色譜柱的頂端(先移開溶劑貯瓶)插入凝膠層約lcm處，待下端虹吸管剛好溢流時注入試樣，放上溶劑貯瓶，打開活塞開始淋洗。(4)收集。用小三角瓶依次收集各次虹吸的溶液，并在小三角瓶上標(biāo)明淋洗級分數(shù)。四、實驗步驟(3)進樣。用lmL。注射針筒吸取0.3mL質(zhì)量分數(shù)為0.5(5)檢測。各級分溶液中聚合物含量用濁度計檢測。依次將收集的各級分溶液在電磁攪拌下加入l～1.2倍(體積比)沉淀劑，放置15min，用722型分光光度計在一定波長測定光密度Di，以同樣比例的溶劑與沉淀劑混合物作參比。直至所收集到的溶液加沉淀劑后無濁度為止。(6)實驗結(jié)束后關(guān)閉柱下端活塞，在溶劑貯瓶中補加溶劑。色譜柱需注意維護，防止空氣進入柱內(nèi)。四、實驗步驟(5)檢測。各級分溶液中聚合物含量用濁度計檢測。依次將收集的實驗報告記錄包括：色譜柱編號、柱長、柱體積、虹吸管體積及流速，所用凝膠及其滲透極限，試樣種類、濃度及進樣量，淋洗液、沉淀劑，測試溫度等。五、數(shù)據(jù)處理實驗報告記錄包括：色譜柱編號、柱長、柱體積、虹吸管體積及流速1.作GPC譜圖以光密度Di為縱坐標(biāo)，淋洗體積Ve(或級分數(shù))為橫坐標(biāo)作圖(見圖1)。圖1GPC譜圖五、數(shù)據(jù)處理1.作GPC譜圖圖1GPC譜圖五、數(shù)據(jù)處理2.作校正曲線(1)窄分布標(biāo)樣峰值標(biāo)定法。用實驗得到的各窄分布標(biāo)樣的分子量對本實驗所測GPC譜圖峰值對應(yīng)的淋洗體積作圖，由直線的截距和斜率得校正方程中的特征常數(shù)A、B。(2)普適校正方程及轉(zhuǎn)換。一般高聚物窄分布標(biāo)樣不易得到，目前只有聚苯乙烯可用陰離子聚合法得到窄分布標(biāo)樣。可用聚苯乙烯標(biāo)樣對色譜柱進行標(biāo)定，并以流體力學(xué)體積表示，可得到普適校正方程(3)寬分布標(biāo)樣校正法。五、數(shù)據(jù)處理2.作校正曲線五、數(shù)據(jù)處理3.計算試樣的分子量，畫出積分分布曲線及微分分布曲線實驗得到的GPC譜圖，可以粗略地估計樣品的分子量的大小、分布的寬窄以及有無雜質(zhì)等性質(zhì)。要得到定量數(shù)據(jù)，則需要對譜圖進一步處理。五、數(shù)據(jù)處理3.計算試樣的分子量，畫出積分分布曲線及微分分布曲線五、數(shù)4.GPC峰加寬效應(yīng)及分子量計算值的修正一個單分散的試樣流經(jīng)色譜柱后，由于加寬效應(yīng)的存在，實際上得到的不是一條直線，而是一個有一定峰寬的色譜峰，因而需要進行加寬改正。比較簡單的加寬改正辦法，是把GPC譜圖看成一個正態(tài)分布函數(shù)。譜圖所得的表觀半峰寬由試樣的真實分布峰寬σ真和由于色譜柱加寬效應(yīng)所造成的加寬部分的峰寬σ加組成。五、數(shù)據(jù)處理4.GPC峰加寬效應(yīng)及分子量計算值的修正五、數(shù)據(jù)處理六、回答問題及討論1.GPC的分離機理與氣相色譜有什么不同？2.GPC能夠獲得哪些類型的分子量相關(guān)的參數(shù)，為什么？3.溫度、溶劑的優(yōu)劣對高聚物的色譜圖有什么影響？4..討論進樣量、色譜柱的流速對實驗結(jié)果有無影響？六、回答問題及討論1.GPC的分離機理與氣相色譜有什么不同實驗四傅里葉紅外表征有機物結(jié)構(gòu)實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒瀮x器實驗步驟結(jié)果處理實驗四傅里葉紅外表征有機物結(jié)構(gòu)實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?/p>

1.了解紅外光譜分析法的基本原理。2.初步掌握紅外光譜試樣的制備和簡易紅外光譜儀的使用。3.初步學(xué)會查閱紅外光譜圖和剖析、定性分析聚合物。一、實驗?zāi)康亩?、實驗原?/p>

按照量子學(xué)說。當(dāng)分子從一個量子態(tài)躍遷到另一個量子態(tài)時，就要發(fā)射或吸收電磁波，兩個量子狀態(tài)間的能量差A(yù)E與發(fā)射或吸收光的頻率，之間存在如下關(guān)系。ΔE＝hν式中，h為普朗克(Planck)常數(shù)，等于6.626X10-34J·s。二、實驗原理二、實驗原理紅外光譜的波長在2—50μm之間。因為紅外光量子的能量較小，當(dāng)物質(zhì)吸收紅外區(qū)的光量子后，只能引起原子的振動和分子的轉(zhuǎn)動，不會引起電子的跳躍，因此不會破壞化學(xué)鍵，而只能引起鍵的振動，所以紅外光譜又稱振動轉(zhuǎn)動光譜。紅外發(fā)射光譜很弱，通常測量的是紅外吸收光譜。每種基團、每種化學(xué)鍵都有特殊的吸收頻率組，猶如人的指紋一樣。所以可以利用紅外吸收光譜鑒別出分子中存在的基團、結(jié)構(gòu)的形狀、雙鍵的位置、是否是結(jié)晶以及順反異構(gòu)等結(jié)構(gòu)特征。二、實驗原理紅外光譜的波長在2—50μm之間。因為紅外光量子二、實驗原理二、實驗原理二、實驗原理二、實驗原理

SP1100光柵色散型，5DX—FTIR：干涉型的紅外光譜儀。三、實驗儀器三、實驗儀器l.試樣制備（1）成品薄膜（2）溶液鑄膜（3）熱壓成膜（4）涂鹵化物晶片法2.紅外光譜圖的測繪四、實驗步驟l.試樣制備四、實驗步驟

從測繪得到的紅外光譜圖上找出主要基團的特征吸收，與標(biāo)準(zhǔn)光譜圖對照，分析鑒定試樣屬何種聚合物。五、結(jié)果處理五、結(jié)果處理實驗五聚合物的差熱分析實驗?zāi)康膶嶒炘韮x器和試樣實驗步驟數(shù)據(jù)處理思考題實驗五聚合物的差熱分析實驗?zāi)康?/p>

1.通過用CDR—4P差動熱分析儀測定聚合物的加熱及冷卻譜圖，了解DTA、DSC的原理。2.掌握應(yīng)用DSC測定聚合物的Tg、Tc、Tm、ΔHf及結(jié)晶度fc的方法。一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康亩?、實驗原?.通過用CDR—4P差動熱分析儀測定聚合物的加熱及冷卻譜圖，了解DTA、DSC的原理。2.掌握應(yīng)用DSC測定聚合物的Tg、Tc、Tm、ΔHf及結(jié)晶度fc的方法。二、實驗原理差熱分析(differentialthermalanalysis，DTA)是程序控溫的條件下測量試樣與參比物之間溫度差隨溫度的變化，即測量聚合物在受熱或冷卻過程中，由于發(fā)生物理變化或化學(xué)變化而產(chǎn)生的熱效應(yīng)。物質(zhì)發(fā)生結(jié)晶熔化、蒸發(fā)、升華、化學(xué)吸附、脫結(jié)晶水、玻璃化轉(zhuǎn)變、氣態(tài)還原時就會出現(xiàn)吸熱反應(yīng)；當(dāng)發(fā)生諸如氣體吸附、氧化降解、氣態(tài)氧化(燃燒)、爆炸、再結(jié)晶時就產(chǎn)生放熱反應(yīng)；當(dāng)涉及結(jié)晶形態(tài)的轉(zhuǎn)變、化學(xué)分解、氧化還原反應(yīng)、固態(tài)反應(yīng)等就可能發(fā)生放熱或吸熱反應(yīng)。差示掃描量熱法(differentialscanmngcalorimetry，DSC)是在DTA的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其原理是檢測程序升降溫過程中為保持樣品和參比物溫度始終相等所補償?shù)臒崃髀蔰H/dt隨溫度或時間的變化。二、實驗原理差熱分析(differentialtherma二、實驗原理二、實驗原理二、實驗原理二、實驗原理二、實驗原理二、實驗原理二、實驗原理二、實驗原理1.儀器

CDR－4P差動熱分析儀，上海天平儀器廠生產(chǎn)。儀器由差熱放大單元、差動熱補償單元、微機溫控單元，可控硅加熱單元、數(shù)據(jù)站接口單元、電爐、PC機及打印機8個部分組成。2.待測樣品 聚乙烯、聚丙烯、非晶態(tài)聚對苯二甲酸乙二醇酯等。參比物為α－Al2O3。三、實驗儀器和試樣三、實驗儀器和試樣四、實驗步驟1.儀器準(zhǔn)備：按照儀器說明書的要求對儀器進行檢查，做好準(zhǔn)備工作，使儀器處于正常狀態(tài)。2.從面板下方到上方依次打開儀器電源，預(yù)熱20min。3.準(zhǔn)確稱取15mg左右α－Al2O3為參比，再稱取相當(dāng)質(zhì)量的待測聚合物。打開爐子的上蓋將樣品和參比分別放入樣品支架的左右兩側(cè)托盤，蓋好爐蓋。4.可選擇所需的測試氣氛，調(diào)節(jié)好氣體流量。5.調(diào)節(jié)儀器測試條件。升溫速率（一般10℃/min）和溫度范圍(20-300℃)6.根據(jù)測試要求，選擇適當(dāng)?shù)纳郎胤绞胶退俣染幹瞥绦?。四、實驗步驟7.啟動計算機DSC熱分析軟件，出現(xiàn)“數(shù)據(jù)采樣程序”界面，點擊“采樣設(shè)置”，設(shè)置好樣品名稱、質(zhì)量、升溫速度等相關(guān)參數(shù)，然后開始采樣。8.升溫至所需值后，按電爐停止按鈕，結(jié)束升溫。然后，按住“∧”鍵，直到SV屏幕顯示“STOP”時再松手。9.按“曲線”菜單下的“保存”，將DSC曲線保存好。l0.將電爐升高，用電吹風(fēng)吹冷風(fēng)使電爐降至室溫，則可進行下一個樣品的測試。11.測試完畢，依次關(guān)閉打印機、數(shù)據(jù)處理微機、數(shù)據(jù)站接口單元、差動熱補償單元、差熱放大單元、微機溫控單元(可控硅加熱單元)電源開關(guān)。12.關(guān)閉氣體閥門及冷卻水。四、實驗步驟7.啟動計算機DSC熱分析軟件，出現(xiàn)“數(shù)據(jù)采樣程序”界面，五、數(shù)據(jù)處理

調(diào)出保存的DSC曲線后，即可數(shù)據(jù)處理。具體步驟如下。1.在“數(shù)據(jù)采樣程序”界面中，點擊“分析”菜單下的“曲線分析”選項，出現(xiàn)“曲線/選項/報告框”界面時，點擊“打開”文件圖標(biāo)，雙擊打開選定曲線。2.點擊“處理”菜單下的“設(shè)置”選項，選擇“常規(guī)處理”或“玻璃化轉(zhuǎn)變溫度”，輸入需處理的“待處理峰數(shù)”，按“確定”鍵。3.分別點擊起點、終點圖標(biāo)，用鼠標(biāo)確定待處理峰的起點、終點，然后點擊“處理”菜單中的“計算”，得到該峰的熔融溫度、焓變值等處理結(jié)果。4.點擊“報告”菜單中的“打印選擇”，勾選“圖譜/DSC/標(biāo)志/T/結(jié)果”，按“確認”鍵即開始打印結(jié)果。五、數(shù)據(jù)處理調(diào)出保存的DSC曲線后，即可數(shù)據(jù)處理。具體步驟DSC與DTA有什么主要差別？影響DSC的主要因素有哪些？測試同一組試樣時如何保持測試條件的一致性？在DSC圖譜上如何辨別Tm、Tc、Tg?六、思考題六、思考題實驗六聚合物的蠕變實驗?zāi)康膶嶒炘韮x器與裝置實驗步驟數(shù)據(jù)處理思考題實驗六聚合物的蠕變實驗?zāi)康耐ㄟ^對聚合物蠕變現(xiàn)象的觀察，研究聚合物的粘彈性能并測定聚合物的本體粘度。一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康娜渥兪庆o態(tài)粘彈性表現(xiàn)形式之一，是在較小的恒定外力（如拉伸、壓縮或切變等力）作用下，材料的形變隨時間的增加而發(fā)展的現(xiàn)象。二、實驗原理二、實驗原理聚合物的蠕變曲線二、實驗原理聚合物的蠕變曲線二、實驗原理聚合物普彈形變-時間曲線二、實驗原理聚合物普彈形變-時間曲線二、實驗原理聚合物塑性變形-時間曲線二、實驗原理聚合物塑性變形-時間曲線二、實驗原理1.儀器精度為±0.5℃的超級恒溫水??；差動變壓器及SW—1型微位移測量儀；XWC-210A型慢速記錄儀；恒溫玻璃夾套及夾具。2.實驗裝置三、儀器與裝置三、儀器與裝置1.開啟恒溫水浴，調(diào)節(jié)接觸溫度計到所需要的溫度(PVC膜：35℃±1℃)。2.把微位移測量儀電源及記錄儀中筆1、筆2開關(guān)撥通，此時記錄紙卷開關(guān)暫斷開，使儀器穩(wěn)定15min。3.切取邊緣平整的PVC膜，寬為0.5cm，長為1.5cm，并用千分尺(或百分表)測其厚度，準(zhǔn)確至0.001cm。4.將樣品下夾和砝碼托連同差動變壓器鐵芯及砝碼一起稱量，為施加的總負荷。四、實驗步驟四、實驗步驟5.將已量好尺寸的PVC膜夾在上下夾具中，使兩夾中間長度約為2mm，但需量準(zhǔn)，待達到所需溫度恒溫時，把樣品掛入玻璃夾套內(nèi)，調(diào)節(jié)位移測量儀的靈敏度，位移計靈敏度(放大倍數(shù))取決于使用工作條件，放大倍數(shù)隨勵磁電壓增大而增加，隨衰減增大而減小。如勵磁電壓3V，衰減2即放大80倍；勵磁電壓5V，衰減2即放大125倍。因此要先對固定的差動變壓器和微位移計先做一個校正倍數(shù)，為數(shù)據(jù)處理使用。本實驗使勵磁電壓置于3V，衰減置于2，測量范圍置于2V，然后，掛上差動變壓器。并上、下調(diào)節(jié)差動變壓器至鐵芯線性范圍。使記錄筆位于記錄儀一端作為始點。6.接通記錄儀的記錄紙卷開關(guān)，選擇走紙速度為120mm／h。7.樣品恒溫5min后，掛上砝碼，記錄儀立即開始記錄蠕變曲線。8.當(dāng)記錄紙上應(yīng)變與時間關(guān)系呈線性時(約2h)，取下砝碼做回復(fù)曲線（約30min)停止實驗，關(guān)閉儀器的所有電源。四、實驗步驟5.將已量好尺寸的PVC膜夾在上下夾具中，使兩夾中間長度約從所記錄下的形變—時間圖中根據(jù)直線部分的斜率及施加的應(yīng)力求出本體粘度。

式中，ε`是記錄曲線直線部分用尺量出的長度，cm，參看圖1-1；Δt從記錄儀走紙速度算出，s；“放大倍速”即表示記錄曲線形變是試樣實際形變的倍數(shù)。五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理聚合物蠕變有什么實際意義？對于交聯(lián)聚合物，形變-時間曲線是怎么樣？形變達到恒穩(wěn)流動后，蠕變曲線在不同形變值下除去負荷會發(fā)生什么樣的變化？六、思考題六、思考題實驗七聚合物流變性能測定實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒瀮x器與試樣實驗步驟數(shù)據(jù)處理思考題實驗七聚合物流變性能測定實驗?zāi)康?．了解高聚物流體的流動特性。2．掌握用毛細管流變儀測定高聚物熔體流動特性的實驗方法和數(shù)據(jù)處理方法。3．掌握熔融指數(shù)儀的使用方法和數(shù)據(jù)評估。一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康母呔畚锪黧w多屬非牛頓流體，滿足下式：

式中，D為切變速率，也可用dν／dt表示，ν為應(yīng)變，σ為切應(yīng)力；σν為屈服切