高分子测试分析技术复习
下图为PTMG/HMDI型聚氨酯(PU)的红外光谱图,其中PTMG为聚 丁二醇(聚醚二元醇),HMDI为氢化MDI(被称为不黄变的二异 氰酸酯),其结构式如下: 请根据聚氨酯(PU)的结构特征,指出红外谱图中(a) 3332cm-1、(b)1718cm-1和(c)1112cm-1三处吸收峰分别归属 于哪个基团的伸缩振动?并写出该聚合物分子的结构示意图。
析方法评估选用的热稳定剂是否有效,并测定增塑剂和 热稳定剂含量,说明测试原理。如果改为玻纤增强的尼 龙复合材料,你会做吗?
• 解释热分析法并列举3种热分析法,简述其基本原理。
A-COOCH3、B-CH3、C1-等规、C2-无规、C3-间规
A
C3
C2 B
C1
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
ppm (t1)
红外光谱对分子的极性基团十分敏感,拉曼光谱则对分 子中的非概述: 对样品的尺寸、形状、透明度要求低,只要被激光照射到就 可直接测定 水不影响测定 对称性高的键S-S, C-C, N=N拉曼光谱中的信号都较强
附件3 例:在60MHz的仪器上,测得CHCl3与TMS间 吸收频率之差为437Hz,则CHCl3中1H的化学 位移为:
2.红外光谱的应用—如测结晶度
其他—掌握红外光谱与拉曼光谱的区别,什么是拉曼活性
红外光谱定量分析的依据—朗伯比尔定律 红外谱图3要素
紫外光谱 第一节—1.了解紫外光谱的产生及分类—电子跃迁(4种)、
电子光谱、近紫外光谱 2.了解电子跃迁的类别 3.熟知生色团、助色团的概念
4.掌握紫外光谱的四个吸收带 5.理解并应用溶剂的影响—如溶剂的极性影响 6.紫外光谱主要应用于定量分析,适合于不饱和结构的分析 7.紫外光谱的应用— 7.1 红外光谱分析的三要素—谱峰位置、形状、强度 7.2 定性分析 熟知苯环等不饱和结构紫外吸收 7.3 了解定量分析及结构分析
1 2
第三节—1.熟知基团频率,官能团区、指纹区及其分区
2.识记基团频率的分区 3.熟知常见基团的频率:如羰基、羟基、甲基/亚甲基、异氰酸根 4.掌握并灵活运用影响谱带位移的因素—如诱导效应等 5.聚合物的红外光谱—识记主要聚合物谱图的6个分区
第四节—1.熟知红外光谱的制样方法有哪些 第五节—1.熟知常见聚合物的红外谱图,如HDPE谱图
(4) 谱峰的宽度
积分曲线与质子的数目
积分曲线的高度与其相对应的一组吸收峰的峰面积成正
比,而峰面积与一组磁等价质子的数目成正比。
样品- 标样 437 6 6 d 10 = 10 =7.28 6 0 60 10
复习例题
• • •
设计一个简单方案,如何研究嵌段共聚物SBS或丁苯橡 胶中B和S的组成?如何研究共聚物中各相的形态?
(TEM) 图2 PMMA的1H-NMR谱图,指出谱图上峰的归属。一 般核磁共振用什么物质作为内标峰,请在图上标出内标 峰。 在聚氯乙烯(PVC)的加工过程中,常常要加入一定量 的热稳定剂来提高PVC的热稳定性。请选择适当的热分
3.了解SEM的原理
4.SEM的应用 4.1 熟知SEM的制样方法,镀层10nm厚的金属膜(金膜或银膜),原因:P239第(2)点
第二行
4.2 理解并运用SEM研究聚合物的形态结构—如复合材料、共混物的界面结构、相容 性等 5.熟知TEM(透射电子成像)与SEM(二次电子及背散射电子成像)的区别
其它—WAXD、SAXS、GPC
H 0 第一节—1.熟知核磁共振产生的条件 2 2.理解并运用—射频频率ν与外加磁场H0的关系及P110(式3-3) 的计算—H0一定
核磁共振波谱
时,总可以找到一个ν使之发生共振(扫频);V 一定时,总可以找到一个H0 使之发生共振(扫场) 3.理解并运用影响化学位移的因素—电负性、磁各向异性、氢键、溶剂等 4.理解裂分峰的(n+1)规则 5.理解化学位移的标度及计算—标准物质的选定,TMS 6.理解NMR谱图所提供的信息 7.理解1H-NMR与13C-NMR的区别 8.熟知弛豫、化学位移、偶合常数、偏共振去耦、屏蔽效应(屏蔽系数)、化学等价等概
1.了解WAXD的概念、基本原理-原子内层电子的跃迁 1.1 熟知X射线管包含两部分(P287倒数2段):连续谱、特征谱 2.了解X射线衍射原理—布拉格方程 3.熟知WAXD的应用 3.1熟知区别高分子材料是否结晶—衍射图特征 4.1 了解SAXS的原理 4.2 SAXS与WAXD的区别—波长、θ 、聚集态结构 5. 了解GPC的原理——体积排除理论
A:NH,B:C=O,C:C-O 1244(1228)cm-1:C-O-C氨酯键
PTMG/HMDI型聚氨酯(PU)的红外光谱图
1、核磁共振谱中氢谱和碳谱的有什么区别?(教材P123) 从一张氢谱图中可以得到哪些信息? 2、基团振动的频率与化学键两端的原子质量、化学键力 常数的关系如何?影响基团红外吸收谱位移的主要因 素有哪些?请排列下列各组基团振动的大小顺序。
C—H,C—O,O—H, C—C; C—O, C=O ,C=C
3、SEM观察共混物相容性、测相容性还有什么方 法?(提示:有时候为了增强两相间的对比,采 用有机溶剂蚀刻其中一相,比如PP/PA6,用甲 酸溶掉尼龙)
3124, 231
五、NMR谱
(1) 谱峰的位置
(2) 谱峰的强度
(3) 谱峰的分裂
3.2激光拉曼光谱与红外光谱的比较
附件1
拉曼活性:只有伴随分子极化度α发生变化的分子振动模式 才具有拉曼活性
拉曼效应产生于入射光子与分子振动能级的交换,在许多情 况下,拉曼位移频率正好相当于红外吸收频率。但分子的对
称性越高,红外与拉曼光谱的区别就越大,非极性官能团的
拉曼散射较强烈,极性官能团的红外谱带较强烈,因而红外 光谱较为适于高分子侧链和端基,特别是一些极性基团的测 定,拉曼光谱对研究高聚物的骨架特征特别有效。
复习课
红外光谱
第一节及第二节
1.了解红外光谱的原理—基于干涉分光调频、干涉仪 2.分子振动的模式:伸缩振动、弯曲振动,频率:前者>后者 3.掌握分子吸收红外辐射的条件—红外活性振动、强度决定于偶极矩 4.掌握并灵活运用振动频率与质量和键能的关系—与键力常数成正比,与折 合质量成反比(注重公式的应用于比较不同官能团,注意复习作业,p46)
3.3 DSC测定结晶聚合物的结晶度
电子显微镜
1.了解电子显微镜的原理 1.2 熟知磁透镜的概念 2.了解TEM衬度形成原理
2.1 熟知散射衬度、质厚衬度等概念
2.2 熟知TEM的制样方法及制样时应注意的问题(50~100KV的TEM,样品厚 50~100nm左右) 2.3 理解并运用TEM分析—如SBS等多相结构的分析
d
0
10
热分析
1.了解 热分析、DTG、DSC等概念
2.熟知TG与DTG、DSC与DTA的原理及区别
2.1 熟知它们的谱图所提供的信息、坐标各代表的意义
3.理解并运用—
3.1 TG的定性分析—聚合物的耐热性比较 3.2 TG分析聚合物基复合材料的成分含量
3.2 DTA及DSC鉴别共混物的相容性
念
第二节—溶剂NMR标准样品的选择 第三节—NMR的应用(理解并应用) 1.高分子的定性鉴别,如聚丙酸乙烯酯与聚丙烯酸乙酯的鉴别,聚烯烃的鉴别 2.共聚物组成比例的测定—如丁苯共聚物组成比的分析(很重要,有代表意义) 3.了解化学位移计算公式 4.聚合物立构规整性研究,如PP、PMMA的研究 为什么用氘代溶剂—避免含H溶剂的偶合影响(溶剂峰影响) 产生不同化学位移的原因——P111倒数第4行 Ñ 6 ù Æ · £ ± ê Ñ ù