聚合物分析测试

名词解释：官能团区：基团频率在4000~13001cm之间，这一区域内有特征基团频率，该区域称为官能团区。指纹区：1300~6501cm区域内，除单控伸缩振动外，还有因变形振动产生的谱带，这种振动与整个分子的结构有关，当分子结构不同时，该区的吸收就有细微差异，并显示出分子特征，这种情况就像人的指纹一样，故称为指纹区。斯托克斯位移：被光激发后物质的电子在从激发态回到基态发光之前，会与周围的原子发生作用使其激发能的一部分以热等其他形式发生不是辐射的能量移动而引起失活，因此产生能量差。这种激发光与发光之间的能量差称为斯托克斯位移。拉曼位移：拉曼散射光与入射光的频率差称为拉曼位移。生色团：分子中能吸收紫外与可见光的结构单元称为生色团。助色团：带有非键电子对的能使生色团吸收峰向长波方向移动并增加其强度的官能团。红移与蓝移：有机化合物中，当取代基或溶剂的改变，吸收带的最大吸收波长发生移动，波峰向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移。荧光光谱：物质的基态分子受到以激发光源照射后，被激发到激发态，在回到基态时，产生的波长与入射光波长相同或较长的荧光，通过测定物质分子产生的荧光光强得到的光谱称为荧光光谱。分子离子峰：试样分子在高能电子撞击下产生正离子，即分子离子或母离子，形成的峰。碎片离子峰：有机化合物受受能作用时产生各种形式的分裂，所得碎片离子产生的峰。同位素离子峰：同位素形成的离子峰。拉莫尔进动：在外部磁场中，核自旋产生磁场与外磁场相互作用，产生的回旋运动。化学位移：质子周围基团的性质不同，使核的共振频率不同，这种现象称为化学位移。自旋偶合：相邻的碳原子的质子之间相互作用。自旋裂分：由自旋偶和引起的谱线增多的现象。布拉格方程：ndsin2，n为反射级数，为半衍射角，，也称布拉格角。二次电子：入射电子射到试样上以后，使表面物质发生电离，被激发的电子离开试样表面形成二次电子。俄歇电子：如果入射电子把外层电子打进内层，为了释放能量而电离出次外层电子叫俄歇电子。背散射电子：入射电子与试样作用，产生弹性散射后离开试样表面的电子称为背散射电子。双折射：光线通过各向异性的介质中分裂成平面互相垂直的两条折射率不同的光线，这种现象称为双折射。热重分析：在程序控温下，测量物质的质量与温度或时间的关系的方法。差热分析：测定物质在热反应时的特征温度及吸收或放出的热量，包括物质相变，分解，化合等。简答题：红外与拉曼在测试聚合物结构式的优势和劣势？红外光谱对于水溶液、单晶和聚合物的检测比较困难，但拉曼光谱几乎可以不必特别制样处理就可以进行分析，比较方便；红外光谱不可以用水做溶剂，但是拉曼可以，水是拉曼光谱的一种优良溶剂；拉曼光谱的是利用可见光获得的，所以拉曼光谱可用普通的玻璃毛细管做样品池，拉曼散射光能全部透过玻璃，而红外光谱的样品池需要特殊材料做成的。主要区别：（1）红外光谱是要求分子的偶极矩发生变化才能测到，而拉曼是分子的极化性发生变化才能测到；（2）红外很容易测量，而且信号很好，而拉曼的信号很弱；都可以使用；（4）拉曼和红外大多数时候都是互相补充的，就是说，红外强，拉曼弱，反之也是如此；（5）在鉴定有机化合物方面，红外光谱具有较大的优势，无机化合物的拉曼光谱信息量比红外光谱的大。（6）当简正振动能产生偶极矩的变化时，它能吸收相应的红外光，即这种简正振动具有红外活性；红外光谱法的检测直接用红外光检测处于红外区的分子的振动和转动能量；而拉曼光谱法的检测是用可见激光来检测处于红外区的分子的振动和转动能量，它是一种间接的检测方法。2红外光谱波峰忽多忽少的原因？答：不伴随偶极矩的振动，不产生红外光吸收；有些分子对称性高，造成两种或两种以上振动方式的频率相同，发生简并现象，吸收重叠；对一些频率较接近的吸收普带，红外光谱很难分辨；有些吸收峰吸收普带较弱，落在了仪器检测范围之外，难以检测到。3拉曼光谱在结构表征中的运用？答：可用于高分子化学结构和组成分析；几何构型；固态高聚物链的构象；熔融态的链构象；在水和其他溶剂中的链构象；多肽和蛋白质的鉴别。4紫外与荧光光谱的不同之处？答：紫外与荧光光谱一样都是电子光谱，不同的是前者为电子吸收光谱，是基态分子吸收光跃迁到电子激发态，后者为电子发射光谱，电子激发态发射光回到基态的过程。5质谱在分析测试中的原理？答：离子电离后经加速进入磁场中，其动能与加速电压及电荷的关系为221zeumu,具有速度u的带电粒子进入质谱分析器的电磁场中，将各种粒子按m/z的大小实现分离和测定。6核磁共振产生的机理？答：在强磁场中，一些具有磁性的原子核的能量可以裂分为2个或2个以上的能级，如果此时外加的能量等于相邻两个能级之差，则该核就会吸收能量，产生共振吸收，从低能跃迁至高能态，所吸收能量的数量级相当于频率范围为0.1~100MHZ的电磁波，属于射频区。同时产生核磁共振信号，得到核磁共振谱。7为什么采用TMS做基体？答：TMS中的12个氢核处于完全相同的化学环境中，它们的共振条件完全一样，因此只有一个尖峰；它们外围的电子云密度和一般有机化合物相比是最密的，因此这些和都是最强烈的被屏蔽着，位移常数最大，不会和其他化合物的峰重叠；TMS化学惰性，不会和试样反应。8偏光显微镜观察高分子结构的原理？答：高聚物在熔融态和无定型时呈光学各向同性，即各个方向的折射率相同。只有一束与起偏器方向相同的偏振光通过试样后完全不能通过检偏器，因此此时视野全暗，当聚合物存在晶态或取向时，光学性质随方向而异，当光线通过它时，就会分解成振动平面相互垂直的两束光。两束光的传播速率是不相等的，于是就产生两条折射率不同的光线，这种现象称为双折射。若晶体的振动方向与上下振片方向不一致，视野明亮，可以观察到结构形态。9光学显微镜的制样方法及优点？答：主要制样方法有热压膜法、溶液浇铸制膜法、切片、打磨等。热压成膜——热塑性高分子，优点：可以改变不同的热处理条件观察结构等变化。溶液浇铸成膜——可溶性高分子，优点：结构均匀，膜厚度易于控制。切片，优点：迅速简单。打磨——热固性高分子和高填充的高分子材料，优点：可得到较薄的样片。10DSC测Tg/Tm的方法（画图）答：（1）熔点确定的三种方法：C，C’点（以铟熔融峰前沿斜率由峰顶做直线分别与扫描基线和等温基线的交点，c为真正的熔点）；B点（以峰前沿最大斜率点的切线与扫描基线的交点）；A点（峰顶点）。（2）玻璃化转变温度的确定C点（中点）B点（前沿切线与基线的交点）11DSC中热历史与应力历史对Tg的影响？答：（1）热历史：冷却速率越快，结晶越小越不完善，熔点越低，退火可出现二次结晶引起的小熔融峰。（2）应力历史：随制样压力增加，Tg起始温度降低，结束温度不变，转变区加宽，Tg减小。12测量聚合物结晶度的方法？（两种以上）答：（1）密度法：已知试样密度，晶区密度c和非晶区密度a，则结晶度acavcx（2）x射线衍射法：总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和，即aCCcKAAAx，cA为衍射曲线下晶区衍射峰的面积；aA为非衍射曲线下晶区衍射峰的面积；k为校正因子。（3）量热法：根据熔融过程的热效应来测定，OcHHx，H和0H分别为聚合物试样的熔融热和完全结晶试样的熔融热。