熔点
热焓值 玻璃化 转变温 度
氧化诱 导期
应用
结晶温 度
固化度
结晶度
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熔点Tm、结晶温度Tc和热焓值∆H测试
概念：物质的内在结构由晶态变为“液态”的过
程被称为熔融。对应于熔融的温度为熔点，记为Tm。 与低分子物质和金属不同，高分子聚合物的熔融不是 发生在0.2~1℃左右的狭窄温度范围内，而是在一个较 宽的温度范围，如10℃左右。高分子聚合物的这种熔 融温度范围被叫做熔限。
高分子材料成分分析及热分析
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高分子材料分类
塑料
涂料&胶 黏剂等
高分子 材料
橡胶&弹 性体
纤维
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高分子材料基本组成
• 塑料：PP、PE、PA、PC、PVC、ABS、POM等 • 橡胶：NR、SBR、NBR、CR、BR等 • 弹性体：SBS、SIS、TPU、聚酯等 • 纤维：氨纶、腈纶、锦纶、丙纶、棉、涤纶 等 • 涂料、胶黏剂：聚酯树脂、不饱和聚酯、聚 氨酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂等
2
Heat Flow (W/g)
0
156.68°C 28.31J/g
-2
-4 80
Exo Up
157.72°C
100
120
140
160
180
Universal V4.3A TA Instruments
Temperature (°C)
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Sample: PET (Quenched from the Melt) Size: 7.8680 mg Method: RT-->300°C @ 10°C/min Comment: He Purge=25mL/min 0.4
4
颜料 其它
• 无机颜料：钛白粉、氧化铁 红、炭黑等 • 有机颜料：偶氮类、酞菁类
• 有机溶剂、偶联剂、防霉剂、 抗静电剂等
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实验室仪器介绍
FTIR
DSC
差示扫描量热仪
IR-microscope
红外显微镜
傅立叶变换红外 光谱
TGA 热重分析仪
UV 紫外分光光度计
Py GC-MS 裂解气相色谱-质 谱联用仪
放大倍数：100倍 最小测试样品：10微米
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红外显微镜采样方法 1.透射法
1.透射法
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2.反射法
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3.衰减全反射
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常见采样附件
采样工具箱：
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红外显微镜的应用
1.多层复合薄膜的鉴定 2.微小颗粒的测定 3.微小斑点的测定 4.微量污染物的测定 5.法庭科学中的应用 6.电子行业的应用
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红外显微镜应用实例
红外显微镜测定电路板上不良焊点： 通过红外显微镜测定PCB板上不良焊点处异物的红外光谱图，由此 确认该异物得化合物类型。
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裂解气相色谱-质谱联用法
鉴定高聚物的重要手段
原理：将高聚物在高温下裂解成易挥发的小分子，而后将
裂解产物作气相色谱分析。因在固定条件下某高聚物总是按某 种方式裂解，裂解产物不仅反映原高聚物结构特点，在量上也 保持对应关系。通过分析裂解产物做到对原高聚物的定性鉴定
DSC
File: C:\TA\Data\DSC\DSC-PET.001 Operator: Applications Laboratory Run Date: 10-May-1995 14 Flow (W/g)
0.0
A:起始温度 B:外推起始温度 C:峰顶温度 D:外推终止温度 E:终止温度
高聚物
增塑剂 防老剂 （抗氧剂）
• 邻(对、间)苯二甲酸酯、磷酸酯、脂肪酸酯、 聚酯等
• 酚类抗氧剂：抗氧剂BHT、抗氧剂1010等 • 胺类抗氧剂：N-苯基-萘胺等
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稳定剂
增强剂 填料
• 光稳定剂：苯酮衍生物、苯并三唑衍生物等 • 热稳定剂：无机盐、有机酸盐、有机锡等
• 玻璃纤维、碳纤维等
• 碳酸钙、二氧化硅、滑石粉、硫酸钡等
• 液膜法、KBr压片&ATR
制样方法
高聚物鉴定
• 将试样的谱图与标准的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照 • 计算机谱图检索，则采用相似度来判别
限制
• 只能给出高聚物的类型，无法给出高聚物的详细结构，混用的高聚物 需要其它检测手段验证。
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IR-microscope(NECOLET iN10)
材质鉴定
• 将试样的谱图与标准的谱图进行对照，或者与文献 上的谱图进行对照 • 计算机谱图检索，则采用相似度来判别
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ATR
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热压成膜
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溶液成膜
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橡胶鉴定
ASTM D3677-10 ISO 46502005 GB/T 7764-2001
试样 制备
ASTM D29793(R2002)
热解物鉴定
Coulometric Karl Fischer
Titration 库仑法水分滴定仪
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FTIR（NICOLET 5700）
当一束具有连续波长的红外光通过物质，物 质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光 的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振( 转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子 吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处 波长的光就被物质吸收。所以，红外光谱法实质上 是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动 等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方 法。
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纤维鉴定
ASTM D27600a
ATR 薄膜法 KBr压片 与标准 中标准 红外图 进行比 较鉴定
AATCC 202007 FZ/T 01057.81999
采集红 外图方 法
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适用范围和限制
•• 单一生胶 纤维素纤维 •• 单一混炼胶 蛋白质纤维 • 各种合成纤维
适用 适用 限制 限制
• 单一硫化胶
熔点℃
215~225 180~190 170~180 295 250~260 210~ 220 212 235
尼龙1010 尼龙1012
尼龙1212 共聚聚丙烯PP 均聚聚丙烯 PP
200-205 194
184 约148 160~170
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聚合物
共聚甲醛Copolyoxymethylene (CPOM) 均聚甲醛Homopolyoxymethylene (HPOM) 聚乙烯密度0.92/ cm3 LDPE 聚乙烯密度0.94/ cm3（LLDPE ） 聚乙烯密度0.96/ cm3 HDPE 超高密度PE 聚对苯二甲酸乙二醇酯PET
ISO 1407:2009 薄膜鉴定 ATR鉴定
与标准 中标准 红外图 进行比 较鉴定
GB/T 35162006
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适用范围和限制
• 单一生胶 • 单一生胶 • 单一混炼胶 • 单一混炼胶 • 单一硫化胶 • 单一硫化胶
适用 适用 限制 限制
• 并用胶料〔并用胶中的 • 并用胶料〔并用胶中的 小比例聚合物含量一般 小比例聚合物含量一般 不应低于20%(m/m) 不应低于20%(m/m)
缺点：影响因素多，裂解条件需严格控制。
仪器：岛津公司PY-2020系列裂解器＋岛津QP2010GC-MS
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四氢呋喃
环戊酮
MDI
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DSC(TA Q200 -90℃～550℃)
：
原 理
• DSC是在程序控温 条件下，直接测 量样品在升温、 降温或恒温过程 中所吸收或释放 出的能量
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-0.4
E: 262.87°C
-0.6
A:起始温度 B:外推起始温度 C:峰顶温度 D:外推终止温度 E:终止温度
C: 250.61°C
-0.8
-1.0 160
Exo Up
180
200
220
240
260
280
300
Universal V4.3A TA Instruments
Temperature (°C)
红外显微镜是通过显微镜观察被测样品的外观 形态或物理微观结构的基础上直接测试样品某 特定微小部位的化学结构，得到该微区物质的 高质量红外谱图。它结合了微区观察和红外测 量功能。由于来自FTIR光学台的高光通量的干 涉红外光束被高精度地聚焦在测试样品的微小 区域，因此测试灵敏度大大提高，低温冷却系 统可测量小至10微米的样品。
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红外显微镜特点
1.测量灵敏度高
2.适于样品的微区分析
3.制样方法简便
4.无损检验
局限性：分析微量固体样品方面具有特殊优势，分析气体样品和
微量液体样品方面存在困难。只有当液体样品较多时，采用直接将 样品滴加在溴化钾晶片或其他晶片表面用透射法测试。
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iN10红外显微镜
MCT检测器
载物平台
-0.5
163.65°C
Heat Flow(W/g)
-1.0
112.48°C
-1.5
-2.0
Exo Up
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Temperature (°C)
Universal V4.3A TA Instruments
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常见结晶聚合物熔点
聚合物
尼龙6 尼龙11 尼龙12 尼龙46 尼龙66 （结晶速度比PA6快） 尼龙610 尼龙612 尼龙68
C2H4O
O
H
1730cm-1
H