材料现代测试方法课件--第一讲.pptVIP

聚合物材料表征与测试 课程介绍 理论基础：高分子化学，高分子物理 研究对象：高分子化合物的结构表征和性能测试 目的任务：通过介绍现代分析技术及其在高聚物结构和性能研究中的应用，使学生对高分子材料研究方法有更好的理解和认识。 课时总量：48 主要内容： 第一篇 波谱分析在聚合物材料中的应用 第二篇 聚合物分子量与分子量分布测定 第三篇 热分析在聚合物材料中的应用 第四篇 显微分析技术在聚合物中的应用 教材及主要参考书： 《聚合物材料表征与测试》，杨万泰 主编，中国轻工业出版社，2008年7月，第1版 《高分子材料分析与测试》，潘文群 主编，化学工业出版社，2008年1月，第1版 成绩评定： 作业及平时表现20 %； 期末考试 80 %。 聚合物材料的合成、加工与应用—— 聚合物结构的表征——了解聚合物的微观结构、亚微观结构和宏观结构。 聚合物性能的测定——评价和应用新材料、控制产品的质量、研究聚合物结构与性能的关系。 聚合物分子运动的测定——分子运动方式不同会导致聚合物所处的力学状态发生改变——转变。每种聚合物都有其特定的转变。研究聚合物的松弛与转变可以帮助人们了解聚合物的结构，建立结构与性能之间的关系 聚合物结构的分析表征—— 链结构——红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、拉曼光谱、电子能谱、核磁共振、顺磁共振、X射线衍射（广角）、电子衍射、中子散射……； 聚集态结构——X射线衍射（小角）、固体小角激光光散射、电子衍射、电子显微镜、光学显微镜、原子力显微镜、热分析……。 聚合物性能的测定—— 力学性能——拉伸、弯曲、剪切、压缩试验、冲击试验、蠕变曲线、应力松弛曲线、高低频疲劳试验……； 流变性能——旋转流变仪、毛细管流变仪、熔体流动速率测定仪…… ； 热性能——导热系数测定仪、示差扫描量热仪、膨胀系数测定仪、热变形温度测定仪…… ； 电性能——表面电阻和体积电阻、介电常数、介电损耗角正切、高压电击穿试验…… ； 研究聚合物的分子运动—— 通过热力学性能的变化研究分子运动——示差扫描量热仪； 通过力学性质变化研究分子运动——静态与动态热机械分析仪； 通过电磁性质变化研究分子运动——介电松弛与核磁共振； 通过体积变化研究分子运动——热膨胀计 第一章 绪论 高聚物材料发展之所以如此迅速，其原因有以下几点： ①它的原料—石油和煤资源非常丰富 ②在生产技术和加工工艺上已非常成熟，且效率高 ③它具有良好的性能 1.1 高聚物结构与形态的特点 高聚物是由许多巨大的分子组成的。这些大分子又是由成千上万个原子以共价键连接起来的，而且可以看出其中有许多重复的结构单元。某些高聚物的结构单元是完全一致的（均聚），但另一些则是由两种或两种以上的结构单元混合组成（共聚），同时大分子之间又有各种联系。  ①一次结构（近程结构） ②二次结构（远程结构） ③三次结构（聚集态结构） ④高次结构 大分子的化学组成、均聚或共聚、大分子的相对分子质量、链状分子的形态（如直链、支链、交联）及大分子的立体构型（如全同、间同、无规、顺式、反式等） 二次结构（远程结构） 单个大分子的形态。如：无规线团、折叠链、螺旋链等 三次结构（聚集态结构） 具有不同二次结构的单个大分子聚集在一起形成不同的聚集态结构。如：无规线团胶团、线团交缠、缨束状结构、折叠链晶体等。 高次结构 指三次结构以及与其它物质构成尺寸更大的结构，如：由折叠链形成的片晶构成球晶；嵌段或接枝共聚物和共混高聚物形成具有微区分相的结构；此外还有添加填料或纤维的复合材料等表现出来的结构。 1.2? 高聚物的状态及其行为 结构是材料物理和力学性能的基础，但即使同一种结构已确定的物质，由于处在不同的状态下，其分子运动方式也不一样，将显示出不同的物理和力学性能。 PP室温下是硬而脆，象玻璃一样的物质，但加热到一定温度后，就变得柔软如橡胶，这说明分子的化学结构没有变化，但由于温度改变了分子的运动状态而表现出不同的行为。 高聚物结构形态的复杂性导致分子运动单元的多重性。如温度由低→高，高聚物历经三态：玻璃态、高弹态和粘流态，分别对于不同的运动单元，且力学性能显著不同。 1.3? 高聚物结构和性能测定方法 1.3.1高聚物结构的测定方法  聚合物结构分析的方法很多，对于分析不同尺度大小的聚合物结构单元，