三、聚合物结构与性能测定方法概述
（1）链结构：广角X-衍射（WAXD ）、电子衍射（ED ）、
中心散射法、裂解色谱——质谱、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱、微波分光法、核磁共振法、顺磁共振法、荧光光谱、偶极距法、旋光分光法、电子能谱等。

（2）凝聚态结构：小角X-散射（SAXS
）、电子衍射法
（ED ）、电子显微镜（SEM 、TEM ）、光学显微镜
（POM ）、原子力显微镜（AFM ）、固体小角激光光散射（SSALS ）1、聚合物结构的测定方法
䀕•结晶度
：X 射线衍射法（WAXD ）、电子衍射法（ED ）、核磁共振吸收（NMR ）、红外吸收光谱
（IR ）、密度法、热分解法•聚合物取向度：双折射法（double refraction ）、X 射
线衍射、圆二向色性法、红外二向色性法(infrared
dichroism)•聚合物分子链整体的结构形态：
•分子量：溶液光散射、凝胶渗透色谱、沸点升高、黏度
法、扩散法、超速离心法、溶液激光小角光散射、渗透压法、气相渗透压法、端基滴定法
•支化度：化学反应法、红外光谱法、凝胶渗透色谱法、
粘度法•交联度：溶胀法、力学测量法
•分子量分布：凝胶渗透色谱、熔体流变行为、分级沉淀
法、超速离心法●体积的变化：膨胀计法、折射系数测定法
●热力学性质的变化：差热分析法（DTA ）、
差示扫描量热法（DSC ）
●力学性质的变化：热机械法、应力松弛
法，动态测量法如动态模量和内耗等
●电磁效应：介电松弛、核磁共振（NMR)
•3、聚合物性能的测定（略）2、聚合物分子运动（转变与松弛）的测定
其它常用的高分子测试仪器
•XPS ( X-射线光电子能谱）
•Ellipsometry( 椭圆偏振仪）
•X-薄膜衍射仪
1．质谱的概巵：有机列合物的分子在高真空中受到电子流轰击或强电场作用（分子会丢ᤱᤱ个外层电子，生成带正电荷的倆子离子ｌ同时化学键乛会发生某丛规律性的断裂，生成各种特征质量的碎片离子。

这些碻孀在电场和磁场的作甪下，按照质荷比(m／z)大小的顺序分离开来，收集和记录这些离子就得到质谱图。

2. 紫外-可见吸收光谱是利用某些物质的分子吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析表征的方法。

这种分子吸收光谱产生于价电子在电子能级间的跃迁，广泛用于无机和有机化合物的结构表征和定量分析。

3. 紫外光谱是带状光谱的原因：在电子能级跃迁的同时，总是伴随着多个振动和转动能级跃迁。

4. 吸收带的划分
5.红移（red shift）：
由于化合物的结构改变，如发生共轭、引入助色基，以及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动的现象
6.蓝（紫）移（blue shift）：
化合物结构改变时或受溶剂影响使吸收峰向短波方向移动的现象。

7.X射线衍射方法是当今研究物质微观结构的主要方法
8.原理：X射线是高速运动的粒子与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。

9. X射线产生条件：产生自由电子；使电子作定向的高速运动;在其
运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止。

10.高分子晶体的特点：晶胞由链段构成；折叠链；结晶不完善；结构的复杂性及多重性
11.作业:某聚合物的广角X射线衍射如图所示，
晶面（110）与（200）衍射峰对应的2θ分别为 21. 180，23. 540 ，
衍射峰的半高宽B分别为0.3，0.4，形状因子K=0.9，所用靶材为铜，仪器角度增宽因子b0 为0.15，(λCu=1.5418Å)
请分别求出晶面（110）与（200）的晶粒尺寸大小？
12. NMR与IR、UV均属于吸收光谱
红外吸收光谱源于分子的振动-转动能级间的跃迁
紫外-可见吸收光谱源于分子的电子能级间的跃迁
核磁共振谱源于原子核能级间的跃迁
13.核磁共振：用能量等于∆E的电磁波照射磁场中的磁性核，则低能级上的某些核会被激发到高能级上去，同时高能级上的某些核会放出能量返回低能级，产生能级间的能量转移，此即核磁共振。

NMR⇒利用磁场中的磁性原子核吸收电磁波时产生的能级分裂与共振现象
14.产生核磁共振的条件
(1) 核有自旋(磁性核)
(2)外磁场,能级裂分
(3)照射频率与外磁场的比值ν0 / H0 = γ / (2π )
15.红外吸收的基本原理
●物质的分子是由原子组成的。

在分子内部存在着三种运动形
式，即电子绕原子核运动，原子核的振动和转动。

每种运动都
有一定的量子化的能量 E＝E平＋ E转＋ E振＋ E电
●用红外光照射化合物分子，分子吸收红外光的能量使其振动能
级和转动能级产生跃迁
●只有当外来电磁辐射的能量恰好等于基态与某一激发态的能
量之差时(ΔΕ=hυ)，这个能量才能被分子吸收产生红外光
谱，或者说只有当外来电磁辐射的频率恰好等于从基态跃迁到
某一激发态的频率时，则产生共振吸收——产生红外光谱。

●红外吸收光谱是一种分子吸收光谱。

16.红外光谱产生的条件：红外光谱振动频率=分子振动频率；红外活
性：红外光与分子间有偶合作用，只有引起分子偶极矩发生变化的振动才能引起红外吸收
17.即使同一物质，其红外谱图的测定条件，如测定方法，样品状态、浓度、溶剂、仪器操作条件等不同，谱图也有所差别
18.聚合物的谱带：组成吸收带；构象谱带；立构规整性谱带；构象
规整性谱带；结晶谱带。

19. 红外光谱解析的三要素：位置；峰形；强度
20. 分子振动的形式：伸缩振动；弯曲振动
21. 拉曼位移：斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之差
大小与入射光的频率无关，只与分子的能级结构有关
22. 激光拉曼光谱与红外光谱的比较
拉曼效应产生于入射光子与分子振动能级的能量交换
分子的对称性愈高，红外与拉曼光谱的区别就愈大，非极性官能团的拉曼散射谱带较强，极性官能团的红外谱带较强
对于链状聚合物，碳链上的取代基团用红外检测，而碳链的振动用拉曼光谱表征
23. 拉曼光谱与红外光谱分析方法比较
24. 差热分析（DTA）：差热分析（DTA）是在程序控制温度下，建立
被测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种技术。

25. DTA的基本原理：热分析仪主要由转换器，记录器和温度控制器
三部分组成。

差热分析仪是用电炉中的试样及参比物支持器
间的温差热电偶，把温差信号变为电信号(通常是电压)，然
后经放大记录。

26. 热重分析（TGA）：热重法（Thermogravimetry）简称TG，是在
程序控制温度下，测量物质的质量与温度关系的一种技术。

27. 差示扫描量热法(DSC) DSC是测量输入到试样和参比物的热流量
差或功率差与温度或时间的关系
28. DSC与DTA测定原理的不同
DSC是在控制温度变化情况下，以温度（或时间）为横坐标，以样品与参比物间温差为零所需供给的热量为纵坐标所得的扫描曲线。

DTA是测量∆T-T 的关系，而DSC是保持∆T = 0，测定∆H-T 的关系。

两者最大的差别是DTA只能定性或半定量，而DSC的结果可用于定量分析。

29.作业: 某PET试样的DSC谱图如下，已知结晶度为100%的PET重
复单元的熔融热焓是24.1KJ/mol,请计算出该PET试样的结晶度？
30.偏光显微镜：
31.透射电镜（TEM）
32.电镜三要素：分辨率，放大倍数，衬度。

33.扫描电镜（SEM）
34.生色基 (chromophore)：能在紫外-可见光区域产生吸收带的官
能团，如一个或几个不饱和键，芳环
35.助色基 (auxochrome)：本身不能产生吸收带，但与生色基团相
连时，能增强生色基的生色能力，使其吸收带向长波方向移动。

36.核磁共振（NMR）的重要条件：外加磁场
●NMR信号的产生：样品是否吸收，由核的种类决定
●样品的吸收频率：无线电电磁波
●NMR谱：吸收峰频率（化学位移）与峰强度的关系。