2016年材料研究方法期末复习

年材料研究方法期末复习试题类型名词解释（2分*8个=16分）填空题（1分*30个=30分）简答题（6分*5个=30分）谱图解析（7分*2个=14分）综合分析题（10分*1个=10分）第1章绪论1.聚合物结晶度测定的方法有哪些？X射线衍射法，电子衍射法，核磁共振，红外吸收，密度法，热分析法等2.高分子分子量测定方法包含哪些？溶液光散射法，凝胶渗透色谱法，粘度法，扩散法，渗透压法，沸点升高法，端基滴定法等3.哪种方法能够同时测定聚合物的分子量和分子量分布？凝胶渗透色谱4.测定聚合物转变和运动方法的类型有哪些？体积变化的测定：膨胀计，折射率测定。热学性质的测定：差热分析(DTA)，差示扫描量热法(DSC)力学性质的测定：热机械法，应力松弛法。动态测量法：动态模量和内耗。5.高分子分离的三种基本方法。三种：溶解-沉淀分离法、索氏提取法、真空蒸馏法。作业5.高分子分离的三种基本方法。6.设计一种简单的方法测定丙烯酰胺溶液聚合过程中转化率？醋酸乙烯酯的乳液聚合过程中如何测定转化率？第2章化学分析1.名词解释酸值：是指中和1g试样所消耗的KOH的mg数，它表征了试样中的游离酸的含量皂化值：1g试样中的酯基(包括游离酸)反应所需要的KOH的毫克数。羰值：肟化1g试样所需的羟胺相当于KOH的毫克数。羟值：1g试样所含羟基相当于KOH的毫克数。碘值：指与100g试样反应所消耗的碘的克数。是高分子材料不饱和程度的量度。环氧值：100g环氧树脂中所含有的环氧基团的摩尔数。2.如何测定聚乙烯醇溶液的含量和残留醋酸乙烯酯含量？（如何测定PVA的醇解度？）1）定量分析①聚乙烯醇含量比色分析取2mL中性或弱酸性的PVA溶液，在20℃加入80mL0.003M碘和0.32M硼酸的混合溶液，混合后测量在670nm的光密度。同时配制已知浓度的溶液作为参比，此法误差对于浓度不小于60g/mL的PVA为3.4%。②残留醋酸基含量的分析准确称取1.5g试样于锥形瓶中，用70~80mL水回流溶解，以酚酞为指示剂，0.1M的氢氧化钠中和，然后加入20mL0.5M的氢氧化钠，回流30min，以酚酞为指示剂，用0.5M的盐酸标准溶液滴定。同时做空白。V0－空白消耗的盐酸体积，mLV－试样消耗的盐酸体积，mLc－盐酸标准溶液的浓度，mol/Lm－试样质量，g3.以氯化氢为加成试剂测定环氧值的三种方法的优缺点？以氯化氢为加成试剂：①盐酸吡啶法：经典方法，需回流，操作麻烦，吡啶气味大。②盐酸丙酮法：室温，终点敏锐，分子量高的树脂，无法溶解而无法测定。③盐酸二氧六环法：室温，良溶剂，测定范围宽；但二氧六环商品质量不稳定，需纯化。4.在测定羟基的过程中酯化反应的催化剂可以采用什么物质？甲基苯磺酸5.测定环氧值时可以利用环氧基与什么物质的加成反应测定？准确称取含0.6~0.9mmol环氧基的试样于锥形瓶中，加10mL氯仿，搅拌溶解。加入20mL冰醋酸，准确加入10mL溴化四乙铵，加2~3滴结晶紫，立即用0.1M高氯酸标准溶液滴定，以稳定的绿色出现为终点。记录此时高氯酸溶液温度(T)，同时做空白。作业设计一种简单的方法测定丙烯酰胺溶液聚合过程中的转化率。即测定聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺含量-溴化法。在聚合反应后得到的聚合物溶液中加入过量的溴酸钾-溴化钾溶液，在酸性介质中溴酸钾和溴化钾反应生成的溴与试样中丙烯酰胺的双键加成。反应完成后，加入过量的碘化钾还原未反应的溴而生成碘，用硫代硫酸钠标准溶液回滴析出的碘。GB12005.3-89，聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺含量测定方法溴化法醋酸乙烯酯的乳液聚合过程中如何测定转化率？采用重量分析法测量。取少量乳液于一称重的干燥称量瓶中，称重后加入微量阻聚剂的水溶液，将称量瓶真空干燥至恒重。计算出乳液的固含量，然后扣除体系中不挥发的组分，就可以计算出单体的转化率。化学法如何测定EVA中的醋酸乙烯酯含量？皂化法可以测定EVA共聚物组成：将该聚合物在催化剂对甲基苯磺酸存在下用KOH皂化，然后用醋酸标准溶液滴定过量的碱，从消耗的氢氧化钾的量可以推算出醋酸乙烯酯的含量。第3章红外光谱1.名词解释费米共振：某一种振动的基频和它自己或另一个连在一起的化学键的某一种振动的倍频或组频很接近时，可以发生偶合，这种偶合称为费米共振。耦合频率：两个基团相邻且它们的振动基频相差不大时，振动的偶合引起吸收频率偏离基频，一个移向高频方向，一个移向低频方向，强度加强。合频：组合频是在两个以上基频频率之和(组频ν1+ν2)或差(ν1-ν2）处出现的吸收峰。组合频峰均为弱峰。弯曲震动：原子垂直于价键方向振动，引起分子内键角的改变，用d表示，分为面内弯曲（平面和剪式），面外弯曲（非平面摇摆和弯曲摇摆）伸缩振动：是沿键轴方向伸缩使键长发生变化的振动，用u表示。又分为对称伸缩振动u，非对称伸缩振动uas表示。2.波谱学方法能够解决的问题？UV和IR提供官能团的信息MS提供分子量、分子式的信息MS和NMR提供分子骨架的信息为什么在红外光谱中实际出的峰比理论计算少的多？红外振动的分类。①.振动过程中，伴随有偶极矩变化(μ≠0)的振动才能产生吸收峰(红外活性定则)(必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能产生红外吸收光谱);极性键通常有红外活性;对称分子中的非极性键通常没有红外活性或吸收很弱)②频率完全相同的吸收峰，彼此发生简并（峰重叠）③强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰④有些峰处于中红外区之外⑤吸收峰太弱，检测不出来影响红外光谱吸收频率的因素有哪些？（1）测定条件及样品物理状态的影响样品所处物态、制备样品的方法、溶剂的性质、氢键、结晶条件、吸收池厚度、色散系统以及测试温度等均会产生影响。（2）测定条件及样品物理状态的影响通常同种物质气态的特征频率较高，液态和固态较低。例如丙酮vC=O(气)＝1738cm-1，vC=O(液)＝1715cm-1。固相测定重复性最好，用于鉴定最可靠。（3）诱导效应由于邻近原子或基团的诱导效应的影响使基团中电荷分布发生变化，从而改变了键的力常数，使振动频率发生变化。例如：由于氧的电负性大，所以氧带有一定负电荷，从而使双键的电子云偏向氧原子，如果有吸电子基团存在会使电子云中心接近双键的几何中心，使双键性增加，键力常数增大，振动频率增加。（4）共轭效应由于邻近原子或基团的共轭效应使原来基团中双键性质减弱，从而使力常数减小，使振动频率降低。例如：电子具有一定流动性，所以共轭后电子离域，使共轭体系中的键长平均化，即C-C具有一定的双键性，而原先的双键键力常数变小，所以振动频率降低。（5）中介效应(共振效应)最典型的例子是酰胺的羰基吸收频率均不超过1690cm-1，这是因为存在中介效应：降低了羰基的双键性，因而吸收频率移向低波数。（6）中介效应(共振效应)为什么同样存在p-共轭且电负性相同的Cl和N原子影响不同？由于C和Cl不在同一个周期，所以p-重叠差，而后者在同一个周期，重叠好，使两个键(一个双键和一个单键)平均化，k减小，所以波数减小。如果在同一化合物中存在诱导和共轭效应，则看哪个影响大。（7）氢键的影响一般使伸缩振动谱带移向低波数，且变宽，但吸收强度增加。对于弯曲振动，氢键则引起谱带变窄，移向高波数方向。1）分子内氢键：移向低频。(I)(生成分子内氢键)C=O(缔合)1622cm-1；C=O(游离)1675cm-1OH(缔合)2843cm-1(II)(未生成分子内氢键)C=O(游离)1676cm-1，1673cm-1OH(游离)3615~3605cm-1注意：分子内氢键，不受浓度影响（2）分子间氢键：移向低频，谱带变宽变强。（8）环的张力环状化合物环的大小不同影响键的力常数，使环内或环上基团的振动频率发生变化。C=C1645cm-11610cm-11565cm-1=C-H3017cm-13040cm-13060cm-1（9）质量效应含氢基团的氢被氘取代后，基团的吸收频率会向低波数方向移动。（10）空间位阻共轭体系具有共平面的性质，当共轭体系的共平面性被破坏，共轭体系亦受到影响，吸收频率将向较高波数移动。羰基和羟基形成氢键，会使C=O双键极性减小，k减小，移向低频。如羧酸在气态和非极性溶剂中，在1760cm-1出现C=O峰(游离)。在固态或极性溶剂中会出现1710cm-1出现C=O峰(缔合二聚体)，-OH会出现在3200~2500cm-1(宽而散，羧酸特征峰)。注意：分子间氢键，受浓度影响较大，浓度稀释，吸收峰位发生变化聚合物红外光谱的特点?（1）聚合物中每个分子包含的原子数很多，但是聚合物是由重复单元组成的，具有大致相同的键常数，因此振动频率接近，有些还是比较简单的。（2）与小分子不同，还要考虑链的构象和聚集态结构，如组成吸收带：结构单元组成，键接方式，支化交联，序列分布；（3）构象谱带：与链中基团构象有关，不同相态中不同。（4）立构规整性谱带：与链构型有关，同聚合物不同相态均含。结晶谱带：结晶中相邻链间相互作用有关，与分子链的长程有序有关。红外光谱的三要素是哪三个？三要素：位置、强度、峰形红外光谱图中分为哪两个区？官能团区和指纹区红外光谱的制样方法有哪三种？（1）溶液铸膜法将高分子样品溶解在适当的溶剂中，再将溶液均匀地浇在平滑的物体表面，待溶剂干后，揭下薄膜。这种方法非常有用，但要注意溶剂可能残留在薄膜中而带来假象。关键是选择适当溶剂和烘干。溶剂常选用四氢呋喃(THF)，它能溶解许多高分子，但要注意THF在贮存时易被氧化。（2）热压成膜法热塑性高分子可以加热压成适当厚度的薄膜。较薄的样品的厚度靠样品量和温度来控制。较厚样品则要用模型板来限制厚度。（3）溴化钾压片法适用于固体粉末样品。取少许粉末样品与100~200倍重量的溴化钾在玛瑙研钵中研磨成细粉。如果高分子样品不是粉末，也可用低温研磨预先制备粉末样品，橡胶不能热压，常采用这种方法。从力学常数角度分析官能团对峰位置和强度的影响。普带位置基团（化学键）的特征吸收频率是红外光谱法的重要数据，是定性鉴别和结构分析的依据。重要的官能团如OH，NH,C=O等的强特征吸收出现在1300～4000cm－1，称为官能团吸收区，而903－1300称为指纹区，因为这部分的吸收常是相互作用的振动引起的，对不同的样品是独特的。这一区有域主要有C-O伸缩振动的强峰。谱带强度谱带强度常用来做定量计算，有时也可以用来指示某个官能团的存在。例如C-H邻近有氯原子时，强度增加。谱带强度与分子振动的对称性有关，对称性越高，振动中分子偶极变化越小，谱带强度也就越弱。比如苯在1600cm－1的谱带比较弱，是由于它的振动是对称的．但取代苯庄1600cm－1附近有较强的谱带。—般来说，极性较强的基团在振动时偶极距的变化大，因此都有很强的吸收如何利用红外吸收光谱区别烷烃、烯烃及炔烃？在红外光谱中有很多峰(谱带），分别对应于某个或某些基团的吸收，因此主要提供基团信息。在获得一个谱图后，首先要审核谱带的位置，其次是谱带的强度（峰的高度或面积），然后是谱带的宽度。这三方面都能够提供分子结构的信息。如何通过红外鉴别物质？影响红外吸收峰强度的因素有哪些？对基频峰强度主要取决于振动偶极距的变化基频峰的强度主要取决于振动过程中偶极矩变化的大小，红外吸收峰的强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比。⑴振动时偶极矩变化越大，吸收强度越强影响偶极矩变化大小的因素①原子电负性电负性差别↑，偶极矩变化↑，峰↑如：nC=O>nC=C；nO-H>nC-H>nC-C②分子的对称性结构对称，振动对称，偶极矩不变，无吸收峰红外非活性。如：CO2的ns=0③振动形式nas>ns；n>d（2）能级的跃迁几率基态跃迁到第一激发态几率大，所以基频谱带强度大。基态跃迁到第二激发态几率小，所以倍频谱峰强度弱。（3）氢键：使谱带强度增大，峰变宽。（4）与偶极距大的基团共轭：C=C的吸收本来很弱，但是与C=O共轭后，两者吸收峰均大大增强；C=C-O-的双键的吸收峰强度也增加。共轭效应使π电子离域程度增大，极化程度增大，吸收强度增加形成官能团区的原因是什么？形成指纹区的原因是什么？①含H基团的折合质量较小，含双键或含叁键基团的键力常数大，大多数基团处于端基团，它们的振动受其分子剩余部分的影响小，波数较高，易于与分子其它部分的振动相区别。－OH,-NH2,-C=O,它们以一个或2个键与分子相连，固分子环境对基团影响较小，因而同一官能团在不同分子中k变化不大，吸收峰出现在比较固定的范围，因而形成官能团区。② 分子中不含H的单键的伸缩振动及各种键的弯曲振动，由于折合质量大或键力常数较小，所以波数处于相对低的范围，它们的波数相差较小，各吸收频率的数目较多。各个基团间的相互连接易产生振动间的耦合作用，同时还存在着分子的骨架运动，所以产生大量的吸收峰。且结构上的细微变化都会导致光谱的变化，这就形成了化合物的指纹吸收。对未知高分子红外谱图的鉴定主要有哪四种方法？①将整个谱图作为分子指纹，与标准谱图作对照，②按高分子元素组成分组分析③以最强峰为线索分组分析④按流程图分析红外光谱官能团区与指纹区是如何划分的？在光谱解析时有何作用？官能团区：4000~1300cm-1，吸收峰较稀疏，容易辨认。指纹区：1300~600cm-1，主要是：C－C、C－N、C－O等单键伸缩振动和各种弯曲振动的吸收峰，特点是谱带密集、难以辨认。1-6区（4000~1300cm-1）称为官能团(特征)区。可找出该化合物存在的官能团；特点：每一个红外吸收峰都和一定的官能团相对应。7－8区称为指纹区。虽然在这个区域内的一些吸收也对应着某些官能团，但大量的吸收峰仅表明了化合物的红外特征，犹如人的指纹。用来与标准谱图（或已知物谱图）进行比较，得出未知物与已知物相同或不同的结论。填空题1.红外吸收光谱的偶极矩变化越大吸收强度越_________。2.试比较同一周期内下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收峰，频率最小的是()。A.C-HB.N-HC.O-HD.F-H3.在分子的红外光谱实验中，并非每一种振动都能产生一种红外吸收带，常常是实际吸收带比预期的要少得多。其原因是(1)_______;(2)________;(3)_______;(4)______。4.比较C=C和C=O键的伸缩振动，谱带强度更大的是_____。5.氢键效应使OH伸缩振动谱带向_______波数方向移动。6.红外光谱中，通常把4000-1300cm-1的区域称为区，把1300-400cm-1的区域称为区。7.根据Frank-Condon原理，分子受到红外光激发时发生分子中能级的跃迁；同时必然伴随分子中能级的变化。8.共轭效应使C=O伸缩振动频率向波数位移；诱导效应使其向波数位移，共轭效应使共轭体具有共面性，且使电子云密度平均化，造成双键略有伸长，单键略有缩短。因此，双键的红外吸收频率往波数方向移动。第4章紫外光谱1.名词解释K带：K带

由共轭体系中π→π*产生的吸收带。例：＞C＝C—C＝C—C＝C＜。

特点：a.吸收峰出现区域：210～250nm，即在近紫外区。b.ε＞10４。红移：吸收峰向长波方向移动的现象叫红移。

蓝移：吸收峰向短波方向移动的现象叫蓝移，也叫紫移。增色效应：吸收峰吸收强度增加的现象叫增色效应。减色效应：吸收峰吸收强度减小的现象叫减色效应。生色团：分子中产生紫外吸收的主要官能团。都是不饱和基团，含有π电子，可以发生n→π*、n→π*跃迁。助色团:含有孤对电子，本身不产生紫外吸收的基团，但与生色团相连时，可使生色团吸长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团。常见助色团助色顺序为：-F<-CH3<-Br<-OH<-OCH3<-NH2<-NHCH3<-NH(CH3)2<-NHC6H5<-O-2.采用什么方法可以区别n－*和－*跃迁类型？溶剂效应（1）n-p*跃迁，溶剂极性增加，吸收蓝移（2）p-p*跃迁，溶剂极性增加，吸收红移摩尔吸光系数π-π*跃迁（一般是含有双键和三键的化合物，π-π*跃迁所需的能量比σ-σ*跃迁小，也一般比n-σ*跃迁小，所以吸收辐射的波长比较长，一般在200nm附近。）摩尔吸光系数都比较大，通常在104Lmol-1cm-1以上;n－π*跃迁跃迁的几率比较小，所以摩尔吸光系数比较小，一般为10～100，比起π－π*跃迁小2～3个数量级。3.有机化合物的电子跃迁的类型有哪些？σ-σ*跃迁所有存在σ键的有机化合物都可以发生的跃迁类型。跃迁所需能量最大，吸收的波长为<200nm（真空紫外）的电磁辐射。n-σ*跃迁含有杂原子（如N、O、S、P和卤素原子）的饱和有机化合物，都含有n电子，会发生这类跃迁。n—σ*跃迁所要的能量比σ—σ*跃迁小，所以吸收的波长会长一些，可在200nm附近，但大多数化合物仍在小于200nm区域内，随杂原子的电负性不同而不同，一般电负性越大，n电子被束缚得越紧，跃迁所需的能量越大，吸收的波长越短。π-π*跃迁

一般是含有双键和三键的化合物，π-π*跃迁所需的能量比σ-σ*跃迁小，也一般比n-σ*跃迁小，所以吸收辐射的波长比较长，一般在200nm附近。此外，π-π*还具有以下特点：吸收波长一般受组成不饱和的原子影响不大，如HCºCH及NºCH的lmax=175nm；摩尔吸光系数都比较大，通常在104Lmol-1cm-1以上;不饱和键数目对λ和εn－π*跃迁n－π*跃迁所需的能量最低，因此吸收辐射的波长最长，一般都在近紫外光区，甚至在可见光区。此外，n－π*还具有以下特点：

与组成π键的原子有关，由于需要由杂原子组成不饱和双键，所以n电子的跃迁就与杂原子的电负性有关，与n－σ*跃迁相同，杂原子的电负性越强，lmax越小；跃迁的几率比较小，所以摩尔吸光系数比较小，一般为10～100，比起π－π*跃迁小2～3个数量级。摩尔吸光系数的显著差别，是区别π－π*跃迁和n－π*跃迁的方法之一；4.分子中存在的能级有哪些？红外和紫外-可见分别属于哪些能级跃迁？分子中存在有电子能级、振动能级和转动能级红外：紫外可见：5.三甲基胺分子能发生n→*跃迁，为227nm(为900)。试问：若在酸中测量时，该吸收峰会怎样变化？为什么？6.比较下列化合物最大吸收峰的波长大小，并说明理由。（a）（b）（c）（d）7.排列下列化合物的max及的顺序：乙烯、1,3,5-己三烯、1,3-丁二烯。1.共轭二烯烃在己烷溶剂中max=219nm，改用乙醇作溶剂时max比219nm，原因是该吸收是由_________跃迁引起。2.有机化合物的电子跃迁类型主要有跃迁，跃迁，跃迁和跃迁。其中跃迁需要的能量较小、产生的强度最大。3.在有机化合物中,常因取代基的变更或溶剂的改变,使其紫外吸收带的最大吸收波长发生移动，向长波方向移动称为________，向短波方向移动称为________。4.有机化合物的紫外吸收光谱受分子中的一些杂原子基团影响，使得吸收峰向长波方向移动，这些杂原子基团有。5.紫罗兰酮有两种异构体，异构体的吸收峰在228nm(＝14000)，异构体吸收峰在296nm(＝11000)。试指出这两种异构体分别属于下面的哪一种结构。第5章核磁共振谱1.名词解释屏蔽效应：核外电子对H核产生的这种作用，称为屏蔽效应(如果产生磁场与外加磁场同向,称之为去屏蔽效应)。自旋耦合:引起共振峰分裂的分子中邻近磁性核之间的相互作用称作自旋-自旋偶合自旋裂分:由自旋-自旋偶合引起的谱峰分裂的现象称作自旋-自旋裂分弛豫过程，这种由高能态回复到低能态而不发射原来所吸收的能量的过程称为弛豫过程。自旋-晶格弛豫：处于高能态的氢核，把能量转移给周围的分子（固体为晶格，液体则为周围的溶剂分子或同类分子）变成热运动，氢核就回到低能态。对于全体的氢核而言，总的能量是下降了，故又称纵向弛豫。自旋-自旋弛豫：两个进动频率相同、进动取向不同的磁性核，即两个能态不同的相同核，在一定距离内时，它们互相交换能量，改变进动方向，这就是自旋-自旋弛豫2.在核磁共振分析中固体试样为什么先配成溶液？NMR分析中固体试样应先配成溶液，这是由于液态样品可以得到分辨较好的图谱。3.化学位移与屏蔽作用，高场低场的关系。4.影响化学位移的因素：1.取代基的诱导效应；2.共轭效应；3.各向异性效应；4.氢键；5.溶剂效应5.简单的谱图解释及与红外、质谱联合解析。6.如何用1HNMR法测定聚乙二醇聚合度n？解：有机化合物分子中由于相邻质子之间的相互作用而引起核磁共振谱峰的裂分，称为自旋－轨道耦合，简称自旋耦合，由自旋耦合所引起的谱线增多的现象称为自旋－自旋裂分，简称自旋裂分。耦合表示质子间的相互作用，裂分则表示由此而引起的谱线增多的现象。由于耦合裂分现象的存在，可以从核磁共振谱图上获得更多的信息，对有机物结构解析非常有利。8.何谓化学位移？它有什么重要性？解：由于氢核在不同化合物中所处的环境不同，所受到的屏蔽作用也不同，由于屏蔽作用所引起的共振时磁场强度的移动现象称为化学位移。由于化学位移的大小与氢核所处的化学环境密切相关，因此有可能根据化学位移的大小来考虑氢核所处的化学环境，亦即有机物的分子结构特征。9.化合物(CH3)2CHCH2CH(CH3)2,在1HNMR谱图上,从高场至低场峰面积之比为(6:1:1)。核磁共振谱1.NMR法中影响质子化学位移值的因素有：________，_______，_______，

，

。2.化合物C6H12O，其红外光谱在1720cm-1附近有1个强吸收峰，1HNMR谱图上，有两组单峰a=0.9，b=2.1，峰面积之比a:b=3:1，a为_______基团，b为基团，其结构式是______。3.解析质子核磁共振图谱时,根据________，可推算出质子有多少种，根据_______，可以推知每类质子所处的化学环境。4.核磁共振的吸收强度可用峰面积或积分曲线的高度表示，峰面积与共振核的数目成______关系。5.从一张核磁共振图谱上可以获得三方面的信息，即____、_______和_______，前两者可用以推断化合物的基团，后者可作为判断化合物所含有的质子数的依据。6.C2H4分子的磁各向异性效应使其四个质子化学位移值

(与C2H6相比)。7.核外电子云的屏蔽作用大,它所实际受到作用的磁场强度_____,共振信号出现在____场,化学位移值δ_____，人为规定_____的化学位移为0。第6章色谱1.名词解释分配系数:描述组份在固定相和流动相间的分配过程或吸附-脱附过程的参数，称为分配系数。裂解气相色谱:裂解气相色谱法(PGC)是在一定条件下，将高分子裂解成易挥发的较小分子，然后再将裂解产物进行气相色谱分析，从而来推断原样品的组成、结构和性质的分析方法。排阻极限:排阻极限是指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子的分子量。所有大于排阻极限的分子都不能进入凝胶颗粒内部，直接从凝胶颗粒外流出，所以它们同时被最先洗脱出来。排阻极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子量，大于这种凝胶的排阻极限的分子用这种凝胶不能得到分离。随固定相不同，排阻极限范围约在400至60×106之间。渗透极限:能够完全进入凝胶颗粒孔穴内部的最大分子的分子量。在选择固定相时，应使欲分离样品粒子的相对分子质量落在固定相的渗透极限和排阻极限之间凝胶渗透色谱:气相色谱:以气体为流动相的柱色谱。在气化室被瞬时气化，并由载气(流动相)携带通过固定相，由于不同组份在固定相和流动相中的分配系数不同，流动速度不同，从而得到分离。分离的组份和载气通过检测器而转变成电信号。2.如何测定聚丙烯的头头相连的键接结构的含量？并说明测定的原理。3.柱温和载气流速对分离效果的影响？柱温过高，分离效果降低柱温过低，导致组分在气象色谱中有残留载流速度在20ml/min最好4.气相色谱仪包括哪些部件？气路系统进样系统分离系统温控系统5.何为气相色谱，常用的检测器有哪两种？定义：以气体为流动相的柱色谱。在气化室被瞬时气化，并由载气（流动相）携带通过固定相，由于不同组份在固定相和流动相中的分配系数不同，从而其流动速度不同，从而得到分离。分离的组份和载气通过检测器而转变成电信号。即气相色谱。检测器：热导池检测器、火焰离子化检测器6.计算色谱柱分离效能的重要参数是什么？7.GPC的分离机理。8.GPC在高分子材料研究中的应用有哪些？1）单体杂质的分析在高分子合成工艺中对杂质要求严格，气相色谱由于分析速度快，灵敏度高所以在实际工作中得到广泛的应用。①乙烯单体中微量乙炔的测定色谱条件：0.5m´4mm不锈钢柱，柱温150度，载气流速50ml/min,氢焰离子化检测，乙炔（7.8´10-6)2)苯乙烯单体中杂质的分析苯乙烯小应控制：二乙烯苯含量小于2×10-6，否则会导致聚苯乙烯生产：出现聚合反应剧烈，聚合速度不易控制，产品流动性差，挤出困难等不正常现象3）丁二烯单体中微量水的分忻高分子材料中挥发性物质的分析直接法溶剂萃取法将样品溶解后再沉淀出高分子，取溶液进样分析。不能溶解的样品用适当溶剂反复萃取，分析萃取液，萃取液体积太大时可先浓缩。减压法通过减压加热样品使其释放出挥发性物质，然后取样分析。9.高分子材料的GPC可以同时得到哪三个区域？保留时间与分子量的关系？10.热裂解气相色谱在高分子材料研究中的应用有哪些？11.GPC的标样有哪些？GPC标样配制的要求？第7章热分析1.名词解释热重法：是在程序控温下，测量物质的质量与温度或时间的关系的方法，通常是测量试样的质量变化与温度的关系。热重分析的结果用热重曲线(Curve)或微分热重曲线(DTG)表示。差示扫描量热法：差示扫描量热法(DSC)是在程序控温下，测量物质和参比物之间的能量差随温度变化关系的一种技术（国际标准ISO11357-1）。根据测量方法的不同，又分为功率补偿型DSC和热流型DSC两种类型。常用的功率补偿DSC是在程序控温下，使试样和参比物的温度相等，测量每单位时间输给两者的热能功率差与温度的关系的一种方法。热分析：热分析是在程序控温下，测量物质的物理性质随温度变化的一类技术。所谓“程序控温”是指用固定的速率加热或冷却，所谓“物理性质”则包括物质的质量、温度、热焓、尺寸、机械、声学、电学及磁学性质等。2.DSC和TGA的图谱解释（如纵坐标，横坐标，峰谷，平台，台阶）？3.TG如何测定EVA中醋酸乙烯酯含量?EVA分解的第一阶段定量的释放乙酸，，每摩尔醋酸乙烯释放1摩尔乙酸，在N2中缓慢升温（5℃/min)升温，在乙酸溢出后得到很好的拐点，从而准确计算醋酸乙烯单元的含量。与化学法，IR,NMR比较，TG测定EVA的组成是最快速，最精确的。下图是化学法和TG法比较。4.DSC曲线的影响因素有哪些？分别如何影响？扫描速度的影响通常升温速率范围在5～20度/min。一般来说，升温速率越快，灵敏度提高，分辨率下降。灵敏度和分辨率是一对矛盾，人们一般选择较慢的升温速率以保持好的分辨率，而适当增加样品量来提高灵敏度。样品量的影响样品量小： 样品内的温度梯度较小 有利于气体产物扩散，反应正向移动 峰形较窄，峰值温度较低，但是更“真实”一些 峰形较小，分辨力提高5.DSC根据测量方法的不同，分为哪2种？6.在DSC曲线上表现为基线偏移，出现一个台阶的是聚合物的__________。7.用DSC测定玻璃化转变温度的一般程序。高分子的玻璃化转变，在DSC曲线上表现为基线偏移，出现一个台阶。一般用切线与基线的交点A或中点B，有时也用交点C8.高分子热稳定性临界温度的判断标准有哪些？（1）热稳定性评价评价高分子材料热稳定性的最简单直观的方法是将不同材料的TG曲线画在同一张图上进行比较Chiu在同样条件下测定了五种高分子的TG曲线。如图（2）Newkirk采用在N2中快速升温至340℃，再降低升温速率的方法得到高分子材料的TG曲线，从曲线很容易获得材料的热稳定性顺序（3）在比较热稳定性时，除了比较开始失重的温度外，还要比较失重速率如图事实上解释失重曲线时，关于高分子热稳定性临界温度的标准不统一，至今所用的标准有：起始失重温度，外推起始失重温度（最大斜率点切线与基线的交点）终止失重温度（或外推终止失重温度）拐点温度或最大失重速率温度，预定的失重百分数温度（预定1％，5％，10％，20％和50％等9.如何测定SiO2和炭黑填充的聚四氟乙烯中填充物的含量，写出测定的方法及具体操作过程。10.用什么方法来判断两种聚合物的相容性，并解释原理。第8章动态力学分析1.名词解释动态力学分析，损耗因子，自由振动法，强迫振动法，强迫非共振法2.动态力学分析技术有哪些优点？3.按照振动模式，动态力学分析技术可以分为四类模式：（1）自由振动法，（2）强迫共振法，（3）强迫非共振法，（4）声波传播法。4.基于自由振动原理而设计的聚合物动态力学性能试验仪器有扭摆仪和扭辫仪。5.动态力学性能测试扫描模式有哪些？6.动态力学分析技术在聚合物研究中的应用有哪些？7.能识别典型的动态力学温度谱，并给出合理解释。第9章高聚物流变性能1.旋转式流变仪有三种常用的测量头系统，即同轴圆筒、平行平板和锥板。2.旋转粘度计一般在较低的剪切速率下测定，对于高剪切速率就应该用毛细管流变仪。3.毛细管流变仪在聚合物研究领域的应用？4.乌氏粘度计属于一种重力型毛细管粘度计，熔融指数仪属于一种固定压力型毛细管流变仪。5.简述转矩流变仪的原理。6.转矩流变仪的应用有哪些？7.看懂传统聚合物的转矩流变曲线并给出合理解释?8.挤出胀大的原因？9.如何测定PVC对不同增塑剂的吸收速率？10.解释聚氯乙烯-丁腈橡胶混合物B值和剪切速率，温度的关系。图谱分析例题1.

已知某有机化合物的化学式为：C9H12，其质子的NMR谱图如下，试确定结构式。1.解答：不饱和度：=4峰的数目：3峰的强度(面积)比：5：1：6,峰的位移：=～1.2,（-CH3）,=～3.1,（-CH）,=～7.2,（苯环上的H）峰的裂分数：1；7；22.

已知某有机化合物的化学式为：C9H12，其1HNMR如下：试回答：(1)计算该分子的不饱和度；(2)简要指出各个核磁共振吸收峰的基团归属以及产生不同化学位移值的原因；(3)判断出该分子的结构式。2.解答：不饱和度：=4峰的数目：2峰的强度(面积)比：3：1=9：3峰的位移：=～2.3（-CH3）=～7.2（苯环上的H）,峰的裂分数：1，13.某化合物分子式为C6H10O3，其核磁共振谱图如下，试确定该化合物的结构。解：从C6H10O3求得不饱和度为2，说明分子中含有C=O或C=C。但NMR谱中=5以上没有吸收峰，表明不存在烯氢。谱图中有4组峰，及峰的裂分数目为4.1(四重峰)，3.5(单峰)，2.2(单峰)，1.2(三重峰)，各组峰的积分高度比为2：2：3：3。从和峰的裂分数可见4.1和1.2峰是互相耦合，与强吸电子基团相连，表明存在乙酯基(-COOCH2CH3),3.5为CH2，2.2为CH3，均不与其它质子耦合，根据2.2应与吸电子的羰基相连，即CH3-C=O。4.某化合物C6H8O3，IR在1820和1729cm-1有强的吸收，它的核磁谱图如下，写出结构式。解：从C6H8O3求得未知物的不饱和度为3，说明分子中没有苯环。根据红外信息，可能为酸酐。NMR谱图中有2组峰，各组峰的积分高度比为1：3，各组峰代表的质子数应为2：6。5.某化合物分子式为C9H12，其核磁共振谱图如下，试确定该化合物的结构。解：从化合物分子式C9H12求得未知物的不饱和度为4，说明分子中含有苯环。NMR谱图中有4组峰，各组峰的积分高度比为5：2：2：3，这也是各组峰代表的质子数。在7以上含有5H,说明是单取代苯，2:2:3可能是正丙基，看其裂分耦合情况说明确实是正丙基。6.某化合物M(C9H10O)，红外在3600~3200、1650、1600~1400、1150、750、700cm-1有特征吸收，核磁谱图如下，写出分析过程和化合物的结构式。解：从化合物分子式C9H10O求得未知物的不饱和度为5，说明分子中含有苯环。并且在7以上有5个H，说明是单取代苯环；根据IR，3600~3200cm-1有吸收峰，说明结构中含有-OH,1650为双键的特征吸收，1600~1400、1150、750、700cm-1说明含有苯环，1HNMR谱图中有4组峰，各组峰的积分高度比为5：2：2：1，这也是各组峰代表的质子数。7.在CH3-CH2-COOH的氢核磁共振谱图中可观察到其中有四重峰及三重峰各一组。(1)说明这些峰的产生原因；(2)哪一组峰处于较低场?为什么？解：(1)由于a-,b-位质子之间的自旋耦合现象，根