碳纤维文献-聚合物表征

课程目的本课程重点介绍在聚合物材料研究中涉及到的常用研究仪器、方法及实例。课程安排课堂教学(第5-12周)参观实验（第13-14周）考试(第15周)课堂内容安排绪论聚合物显微结构分析(OM,SEM，TEM)X射线衍射

(WAXD)聚合物热分析(DSC,TGA,

DMTA)其他（IR，GPC,Rehology）参考书目《聚合物结构分析》身主编，科学，

主编，《现代高分子物理学》科学《高分子科学前沿与进展》科学主编，聚合物各级结构与相应分析方法归纳聚合物结构聚合物链结构聚合物链结构决定聚合物的基本性能特点定义聚合物链结构是指单个高分子链的结构和形态。组成化学组成

构型分子的大小和形态构造

共聚物的序列结构构型——指分子中的原子在空间的几何排列（旋光异构异构）全同异构（等规）间同异构（间规）无规异构顺式几何异构（顺反异构）反式头-头头-尾键接异构全同异构（等规）（旋光异构异构）间同异构（间规）无规异构顺式几何异构（顺反异构）反式头-头键接异构头-尾构造构造支化超支化交联网络————聚合物分子链形状线形长短支链梳形星形共聚物的序列结构——两种或多种单体在共聚物中的排列情况无规共聚（-co-）~M1M2M2M1M2M1M1M2~~交替共聚（-alt-）~~M1M2M1M2M1M2~~嵌段共聚（-b-）接枝共聚（-g-）~M1M1M1~~M2M2~~M1M1M1~~M2M2M2~~M1M1M1M1M1M1M1M1~~M2M2M2~~聚合物链结构的主要表征质谱(MS)红外光谱法（IR）紫外光谱法（UV）核磁法（NMR）质谱(Mass

Spectrum,

MS)定义指样品分子(或原子)离子化后形成具有各种质荷比(m/e)的离子,进而在电磁场的作用被分离,并将收集到的离子按质荷比的大小排列成的谱.测定化合物的分子式和分子量聚合物的主体结构单元聚合物材料的添加剂红外光谱法（IR）在聚合物材料表征上具有特殊重要的地位。方法简单，经验丰富吸收光谱能量较低，适合做定性研究（官能团，侧基，端基等）定量研究则较差紫外光谱法(UV)只有具有重键芳香共轭体系的化合物才有近紫外活性，所以其测定范围有限；又由于高分子的紫外吸收峰少（2-3个），且峰形平坦，且这些峰反映的主要是分子中发色性和助色性基团的特性，而不是整个高分子的特性，所以定性不如红外法准确，多用于定量，如测定高分子体的纯度等。NMR原理它是利用具有核磁矩的原子核作为磁探针来探测分子

局部磁场的情况，从而得到有关分子结构方面的信息。NMR特点NMR不仅可以给出基团的种类；而且能提供基团在分子中的位置；能确定核及电子所处环境的细小差别；研究聚合物的构型和构象。异构体的鉴定共聚物的序列组成及分布等。聚合物分子质量及其分布粘度法凝胶渗透色谱（GPC）小角激光光散射ALLS）饱和蒸汽压法、冰点降低法和膜渗透法聚合物凝聚态结构聚合物的凝聚态结构是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态。聚合物凝聚态结构与材料的性能有直接

的关系，研究聚合物的凝聚态结构特征、形成条件及其与材料性能之间的关系对

于控制成型加工条件，进行材料物理改

性和进行材料设计都非常重要。晶态非晶态取向态液晶态多相体系聚合物凝聚态结构晶态和非晶态晶态：当物质

的质点在三重复排列时，形成晶体结构。呈周期性非晶态：聚合物的长分子链呈无规线团结构。取向与解取向在某些外场（如拉伸应力或剪切应力）作用下，聚合物链、链段或者微晶沿着外场方向有序排列。主要特征即材料在不同方向上的力学、热学和光学等性能发生显著差异。各向异性解取向取向态是一种热力学非平衡态，一旦外力撤消，分子运动使分子链运动趋于无序化，为解取向。聚合物凝聚态结构的研究聚合物热分析(DSC,TGA,DMTA)X射线衍射(WAXD,SAXS)聚合物显微结构分析(OM,

SEM，TEM

)差示扫描量热法（DSC）结晶部分的熔融（

Tm，熔融热）非晶部分的玻璃化转变（Tg

）