高分子近代測試分析技術(shù)演講人：日期:CONTENTS目錄01材料表征基礎(chǔ)02光譜分析技術(shù)03熱分析體系04顯微表征技術(shù)05力學(xué)性能測試06應(yīng)用與發(fā)展01材料表征基礎(chǔ)分子量測定方法6px6px6px通過測定高分子溶液滲透壓，計(jì)算得到分子量。滲透壓法通過測定高分子溶液的粘度，推算出分子量。粘度法利用高分子在溶液中散射光的強(qiáng)度與分子量之間的關(guān)系進(jìn)行測定。光散射法010302利用質(zhì)譜技術(shù)測定高分子分子的質(zhì)荷比，進(jìn)而確定分子量。質(zhì)譜法04化學(xué)結(jié)構(gòu)解析技術(shù)紅外光譜核磁共振質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)激光解析質(zhì)譜通過紅外光譜圖中的特征吸收峰，確定高分子中的化學(xué)鍵和官能團(tuán)。利用核磁共振現(xiàn)象，測定高分子中氫原子、碳原子等的位置和數(shù)量，從而解析化學(xué)結(jié)構(gòu)。將質(zhì)譜與其他技術(shù)如色譜、電泳等聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)高分子結(jié)構(gòu)的更精細(xì)解析。利用激光使高分子樣品解析成離子，通過質(zhì)譜儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。結(jié)晶度與取向分析X射線衍射通過X射線在高分子材料中的衍射現(xiàn)象，分析高分子的結(jié)晶度和取向。01熱分析技術(shù)通過測定高分子在升溫或降溫過程中的熱行為，判斷其結(jié)晶度和取向。02偏光顯微鏡利用偏振光在高分子中的傳播特性，觀察高分子的結(jié)晶形態(tài)和取向。03核磁共振譜利用核磁共振現(xiàn)象，測定高分子中分子鏈的取向和結(jié)晶度。0402光譜分析技術(shù)原理特點(diǎn)利用分子振動和分子轉(zhuǎn)動能級躍遷產(chǎn)生的紅外光譜，進(jìn)行化合物的定性和定量分析。具有高靈敏度、高分辨率、測試速度快、不破壞樣品等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于有機(jī)物、無機(jī)物的結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。紅外光譜(FTIR)應(yīng)用范圍化學(xué)化工、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)保監(jiān)測等領(lǐng)域。儀器組成光源、干涉儀、檢測器、計(jì)算機(jī)等。拉曼光譜應(yīng)用原理基于拉曼散射效應(yīng)，即光與物質(zhì)相互作用時，散射光的頻率與入射光頻率不同，且與物質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。特點(diǎn)具有獨(dú)特的化學(xué)指紋特性，可用于鑒別化合物；適用于固體、液體、氣體樣品；不受水干擾，適合生物樣品分析。應(yīng)用范圍化學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域，如藥物鑒別、環(huán)境監(jiān)測、食品安全等。儀器組成光源、拉曼散射光路、檢測器、計(jì)算機(jī)等。核磁共振(NMR)原理特點(diǎn)應(yīng)用范圍儀器組成利用原子核在磁場中的磁矩和射頻輻射的相互作用，獲取原子核周圍的化學(xué)環(huán)境信息。提供分子結(jié)構(gòu)信息，包括化學(xué)鍵類型、數(shù)量、連接順序等；不破壞樣品，適用于復(fù)雜混合物分析。有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、藥物化學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域，如分子結(jié)構(gòu)解析、反應(yīng)機(jī)理研究等。磁體、射頻發(fā)生器、探頭、計(jì)算機(jī)等。還包括多種附件，如變溫附件、高壓附件等，以擴(kuò)展應(yīng)用范圍和提高分辨率。03熱分析體系通過測量樣品與參照物之間的溫度差，確定樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔融溫度、結(jié)晶溫度等熱性質(zhì)。高靈敏度、高分辨率、樣品用量少。研究聚合物、塑料、橡膠、纖維、涂料等材料的熱性質(zhì)，評估材料的穩(wěn)定性、加工性能、抗老化性能等。通過DSC曲線分析，可以得到樣品的熱焓、熱容、結(jié)晶度等參數(shù)。差示掃描量熱(DSC)原理優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用范圍數(shù)據(jù)分析熱重分析(TGA)原理在升溫過程中測量樣品的質(zhì)量變化，確定樣品的熱穩(wěn)定性、組分含量等。數(shù)據(jù)分析通過TGA曲線分析，可以得到樣品的熱失重溫度、失重速率、殘留物含量等參數(shù)。優(yōu)點(diǎn)能準(zhǔn)確測量樣品質(zhì)量變化，對樣品組成和結(jié)構(gòu)變化敏感。應(yīng)用范圍廣泛應(yīng)用于材料研發(fā)、質(zhì)量控制、配方優(yōu)化等領(lǐng)域，尤其適用于評估高分子材料的熱穩(wěn)定性和組分含量。在交變應(yīng)力或應(yīng)變條件下，測量樣品的力學(xué)性能和粘彈性行為，確定樣品的儲能模量、損耗模量、阻尼因子等動態(tài)力學(xué)性能。原理用于研究高分子材料的力學(xué)性能、粘彈性行為、分子運(yùn)動等，為材料的選擇、加工和應(yīng)用提供重要依據(jù)。應(yīng)用范圍能測量樣品在寬頻率和溫度范圍內(nèi)的動態(tài)力學(xué)性能，對樣品的粘彈性和力學(xué)損耗敏感。優(yōu)點(diǎn)010302動態(tài)力學(xué)分析(DMA)通過DMA曲線分析，可以得到樣品的儲能模量、損耗模量、阻尼因子等參數(shù)，進(jìn)而分析材料的力學(xué)性能和粘彈性行為。數(shù)據(jù)分析0404顯微表征技術(shù)掃描電鏡(SEM)高分辨率成像樣品適應(yīng)性強(qiáng)成像模式多樣結(jié)合能譜分析SEM能夠提供納米級別的分辨率，用于觀察高分子材料的表面形貌和微觀結(jié)構(gòu)。SEM適用于各種樣品，包括塊狀、薄膜、粉末等形態(tài)的高分子材料。SEM可以通過不同的成像模式，如二次電子成像、背散射電子成像等，獲得樣品的不同信息。SEM可以與其他分析技術(shù)如X射線能譜儀(EDS)結(jié)合，進(jìn)行元素分析和成分分布研究。原子力顯微鏡(AFM)納米級分辨率AFM能夠提供納米級別的分辨率，用于觀察高分子材料的表面形貌和微觀結(jié)構(gòu)。力學(xué)性能測試AFM可以進(jìn)行力學(xué)性能測試，如硬度、彈性模量等，以了解高分子材料的力學(xué)性能。樣品制備簡單AFM對樣品的制備要求較低，可以在大氣環(huán)境中進(jìn)行測試，適用于各種高分子材料。環(huán)境適應(yīng)性AFM可以在不同環(huán)境下進(jìn)行測試，包括真空、惰性氣體氛圍等，拓展了測試范圍。高分辨率成像TEM能夠提供原子級別的分辨率，用于觀察高分子材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如晶格、位錯等。樣品要求嚴(yán)格TEM對樣品的制備要求較高，需要制備非常薄的樣品，通常需要借助超薄切片技術(shù)。晶體結(jié)構(gòu)分析TEM可以進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析，了解高分子材料的晶體類型和晶體取向。化學(xué)分析功能TEM可以結(jié)合電子能量損失譜(EELS)和化學(xué)分析技術(shù)，進(jìn)行元素分析和化學(xué)鍵分析。透射電鏡(TEM)05力學(xué)性能測試?yán)?壓縮測試?yán)鞙y試通過拉伸試樣，測量試樣斷裂時的最大負(fù)荷、斷裂伸長率等參數(shù)，評估材料的韌性、塑性、彈性等力學(xué)性能。01壓縮測試對試樣施加壓力，測量試樣在壓力作用下的變形和破裂情況，評估材料的抗壓性能、彈性模量等。02動態(tài)熱機(jī)械分析動態(tài)熱機(jī)械分析（DMA）通過測量材料在交變應(yīng)力下的力學(xué)響應(yīng)和溫度的關(guān)系，評估材料的粘彈性、阻尼性能、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等。儲能模量損耗模量反映材料在交變應(yīng)力下儲存能量的能力，與材料的彈性有關(guān)。反映材料在交變應(yīng)力下能量耗散的能力，與材料的粘性有關(guān)。123通過測量材料在裂紋擴(kuò)展過程中的能量變化，評估材料的斷裂韌性和抗裂紋擴(kuò)展能力。材料失效模式研究斷裂韌性測試通過反復(fù)加載和卸載，模擬材料在實(shí)際使用中的受力情況，評估材料的疲勞壽命和抗疲勞性能。疲勞測試將材料置于特定的環(huán)境條件下，如高溫、低溫、濕度、光照等，評估材料在環(huán)境因素作用下的老化程度和耐久性。環(huán)境老化測試06應(yīng)用與發(fā)展工業(yè)質(zhì)量控制用于塑料、橡膠、纖維等高分子材料的成分分析、結(jié)構(gòu)表征和性能測試。聚合物材料在高分子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中進(jìn)行在線監(jiān)測，確保產(chǎn)品質(zhì)量和性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。質(zhì)量控制針對高分子產(chǎn)品的失效和老化問題，進(jìn)行原因分析和機(jī)制研究。失效分析生物醫(yī)用材料檢測藥物控釋研究高分子藥物載體的釋藥特性和靶向性能。03測定醫(yī)用高分子材料在生物體內(nèi)的降解速度和降解產(chǎn)物。02降解性能生物相容性評價醫(yī)用高