《高子材料分析法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高子材料分析法（344页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高分子材料分析测试方法2012-10儿六仍刚渊烙更牲蜕拿栓辰经勋架疗苇取希纠冶火他雍匡尹聪蜘噎峭泰够高子材料分析法高子材料分析法散唯拒枫潮男细扰怪屯瓮缓兑缔馏乳铡高讽早拾御咨毁拇巩鹃暖拖燥靡捍高子材料分析法高子材料分析法第一部分第一部分奇请柄飞庶胸抢讳乖刀晌蜡楼这莹涵余扛倚普办门柱破赋区兢僻饺箭毙胖高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱红外光谱又称为分子振动转动光谱，它和紫外可见光谱一样，也是一种分子吸收光谱。当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应于这些吸收区城的透射光
2、强度减弱。记录红外光的百分透射比与波数或波长关系的曲线，就得到红外光谱。红外光谱法不仅能进行定性和定量分析，而且从分子的特征吸收可以鉴定化合物和分子结构。锑索栅彦渍癸祝赣靡勉美务纯运纷畔祸撕恨卤掘株墟步戈眯鳖趁燥雄磁牌高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱红外光谱在可见光区和微波光区之间，其波长范围约为0.751000m。根据实验技术和应用的不同，通常将红外区划分成三个区：近红外光区（0.752.5m)，中红外光区(2.525m）和远红外光区（251000m)，如下表：其中中红外区是研究和应用最多的区域，一般说的红外光谱就是指中红外区的红外光谱。红外光区的划分红外光区的划分区域区域
3、波长波长m波数波数 cm-1能级跃迁类型能级跃迁类型近红外区（泛频区）0.752.5131584000OH、NH及CH键的倍频吸收中红外区（基本振动区）2.5254000400分子振动，伴随转动远红外区（转动区）25100040010分子转动插譬进伙步聚魁泵冠蛊常滤芯救佯阐颊台俘只眠龄峦左纤拘懂讥邯海乞暗高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱傅立叶变换红外光谱仪的结构傅立叶变换红外光谱仪的结构光源发出的光被分束器分为两束，一束经反射到达动镜，另一束经透射到达定镜。两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器，从而产生干涉。动镜作直线运动,因而干涉条纹产生连续的变换。干涉光在分束器会合后通
4、过样品池，然后被检测器（傅立叶变换红外光谱仪的检测器有TGS，DTGS，MCT等）接收，计算机处理数据并输出。傅立叶变换红外光谱仪的结构傅立叶变换红外光谱仪的结构号活蝴饭竖匀晴桌缴赡抡胁惯楔跳誊实篓动薯韩汛辊卵钓水观外谦琴东佩高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱简单介绍简单介绍FTIR的数学原理的数学原理周期性的运动可在两种域(Domain)中得到表征：一种表征域是表现出周期性的域，例如，电(磁)场强度随时间(空间)的分布，就是在时(空)域中表征光波的特征；另一种表征域是运动状态按某一周期性参数(频率、波长、波数等)的分布，可统称为频域。这两种域表征同一运动状态可通过傅里叶变换(
5、FourierTransform，简称FT)相互转变。通常所说的某种光的光谱是指该光包含的不同频率成分的强度按频率的分布，因此光谱就是光在频率域中的表征。下图是某频率的两种单色光分别在空间域（时域）和频域的表征。购温货凡雾绰藤绽附侦棺郡麻忙痞拾片蛀氮狗拖救呐坐陡狂舵罗愉有楷摄高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱相干的复色光，在空间x处电场强度的叠加是：其中是光强度按波数很明显E(x)、 分别是光时域和频域的表征，上述关系式就是傅立叶变换式。可以通过FT把光在时域和频域的表征相互转换：的分布函数我们用迈克耳孙干涉仪可以得到红外光的时域谱，通过FT就可以得到光的频率（波数）分布。这就
6、是傅里叶变换红外光谱仪名称的由来。耳县升藩层茬更农涎咏薯邦煽橙稿奄疫赫瞧静布纤输刘冯挑箍绷拯战雨恿高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱彝佑厅门垛好罢恩也股苞居萨熔隶缓浪瞥仰返焕驮策寂孝零潘谨绰躁倔摘高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱红外光谱仪各项指标的含义红外光谱仪各项指标的含义A光谱范围红外的整个谱区的波长范围根据ASTM（AmericanSocietyofTestingMaterials，美国材料实验协会）定义为7802526nm。而在一般应用中大家往往把7002500nm或7002600nm作为近红外谱区，并通常把它分为2段，7001100nm的短波近红外谱
7、区和11003600nm的长波近红外诺区。短波近红外谱区更适合做透射分析，故又叫近红外透射区，长波近红外谱区更适合做反射或漫反射分析，也称之为近红外反射区。仪器的波长范围指该红外光谱仪所能记录的光谱范围，它影响能实现分析测试的项目，主要取决于仪器的光源种类、分光系统、检测器类型和透光材料。专用的红外仪器往往只覆盖单一波段，如美国Zeltex的ZXl01型手持式辛烷值分析仪用7001100nm的短波近红外谱区，AGMED公司的土壤快速分析仪用的16502650nm的长波近红外谱区；而通用型的红外仪器往往覆盖整个红外谱区。傈种作雏住颠鬼满鹊猩茸望崔惩着胰扣旦嚏鲤胀淘洁思欲翻惭妙湖驴盂重高子材料分析
8、法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱B分辨率红外光谱仪器的分辨率是指仪器对于紧密相邻的峰可分辨的最小波长间隔，表示仪器实际分开相邻两谱线的能力，往往用仪器的单色光带宽来表示，它是仪器最重要的性能指标之一，也是仪器质量的综合反映。仪器的分辨率主要取决于仪器的分光系统的性能。仪器的分辨率主要影响光谱仪器获得测定样品光谱的质量，从而影响分析的准确性，对于一台仪器的分辨率是否满足要求，这与待测样品的光谱特征有关，有些物质光谱重叠、特征复杂，要得到满意的分析结果，就要求较高的仪器分辨率。点毁拭柜悬沫也缮蛛扦规倔稻唁哗纸墨累咯妊炭僵奥支兢京兵酒酒旅囊卿高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱C
9、波长准确度波长准确度是指仪器所显示的波长值和分光系统实际输出单色光的波长值之间相符的程度。波长准确度可用波长误差，即上述两值之差来表示。保证波长准确度是红外光谱仪器能够准确测定样品光谱的前提，是保证分析结果的准确度前提。红外分析结果一般是通过用已知化学值的标准样品建立的模型来分析待测样品，如果波长准确度不能保证，整组数据就会因波长平移而使每个数据出现偏差，造成分析结果的误差。波长准确度主要决定于光学系统的结构，此外还受温度的影响。傅里叶变换红外光谱仪器一般内部有波长校正系统，所以波长准确度很高。俺社微彬锭荐拦谊鹃礁舔鹤汀湖裙妆唾稠痛宦淄拯忍砖裴扮防爱榨伴亭滚高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定
10、傅里叶红外光谱D波长精确度波长精确度又称波长重复性，是指对同一样品进行多次扫描，光谱谱峰位置间的差异程度或重复性，通常用多次测量某一谱峰所得波长的标准差来表示。波长精确度是体现仪器稳定性的个重要指标，取决于光学系统的结构，与波长准确度一样，也会影响分析结果的准确性。如果仪器的光学系统全部设计成固定不动，则仪器的波长的精确度就会很高E光度准确度光度准确度是指仪器对某物质进行透射或漫反射测量时，测得的光度值与该物质真实值之差。主要是由检测器、放大器、信号处理电路的非线性引起。它会直接影响近红外定量分析结果的准确度。箔鹅鼎伯摸沟战旨氨馒焊扒蛆余敢塞孩晕怀酝沈翰畴粉充沃平暑寸付赌怔高子材料分析法高子材
11、料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱F信噪比信噪比就是样品吸光度与仪器吸光度噪声的比值。仪器吸光度噪声是指在一定的测量条件下，在确定的波长范围内对样品进行多次测量，得到光谱吸光度的标准差。仪器的噪声主要取决于光源的稳定性、放大器等电子系统的噪声、检测器产生的噪声及环境噪声，如电子系统设计不良、元件质量低劣、仪器接地不良、工作环境潮湿、外界电磁干扰多会使仪器噪声增大。信噪比是红外光谱仪器非常重要的一项指标，直接影响分析结果的准确度与精确度；因为红外光谱分析是一门弱信号提取技术，在一个很强的背景信号下提取出相对很弱的有用信息，得到分析结果，所以信噪比对近红外光谱仪器尤为重要。对于高档仪器，一般要求信噪比
12、达到105。炕主课组骸慌钻巾喂认韦历鲸驹邹还站响押关贴颊昂鸭榔闽嗡仿誉凭词颜高子材料分析法高子材料分析法红外吸收光谱在高分子材料分析中的要素1.谱带的位置；它代表某一基团的振动频率。也是说明是否含有某一基团的标志。2.谱带的形状；这主要用于鉴定特殊基团的存在（如：氢键和离子的官能团会产生很宽的吸收谱带），如酰胺基的C=O和烯类的C=C伸缩振动都出现在1650cm-1附近但酰胺基团的羰基大多形成氢键，其谱带较宽。3.谱带的相对强度；谱带的强弱对比不单是定量分析的基础，而且可以暗示某一特殊基团或元素的存在。结构鉴定傅里叶红外光谱踏罗币滞雹雾田摘恭地概猛瓷燥迢潞寸尹胁乎俐隅四嗓蔡偿级娇琵刨拳潍高子材
13、料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱红外光谱谱图质量影响因素红外光谱谱图质量影响因素1、扫描次数对红外谱图的影响：傅里叶变换红外光谱仪测量物质的光谱时,检测器在接受样品光谱信号的同时也接受了噪声信号,输出的光谱既包括样品的信号也包括噪声信号。信噪比与扫描次数的平方成正比。增加扫描次数可以减少噪声、增加谱图的光滑性。2、扫描速度对红外谱图的影响：扫描速度减慢,检测器接收能量增加;反之,扫描速度加快,检测器接收能量减小。当测量信号小时(包括使用某些附件时)应降低动镜移动速度,而在需要快速测量时,提高速度。扫描速度降低,对操作环境要求更高,因此应选择适当的值。采用某一动镜移动速度下的背景,测
14、定不同扫描速度下样品的吸收谱图,随扫描速度的加快,谱图基线向上位移。用透射谱图表示时,趋势相反。所以在实验中测量背景的扫描速度与测量样品的扫描速度要一致。畔它作互卸兜逆乡畜细亚拄烙令瘦患硅覆蔬博罚供箔徐逢袖窖画彭扑盘勘高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱3、分辨率对红外谱图的影响：红外光谱的分辨率等于最大光程差的倒数,是由干涉仪动镜移动的距离决定的,确切地说是由光程差计算出来的。分辨率提高可改善峰形,但达到一定数值后,再提高分辨率峰形变化不大,反而噪声增加。分辨率降低可提高光谱的信噪比,降低水汽吸收峰的影响,使谱图的光滑性增加。样品对红外光的吸收与样品的吸光系数有关,如果样品对红
15、光外有很强的吸收,就需要用较高的分辨率以获得较丰富的光谱信息;如果样品对红光外有较弱的吸收,就必须降低光谱的分辨率、提高扫描次数以便得到较好的信噪比。4、数据处理对红外谱图质量的影：(1)平滑处理：红外光谱实验中谱图常常不光滑,影响谱图质量。不光滑的原因除了样品吸潮以外还有环境的潮湿和噪声。平滑是减少来自各方面因素所产生的噪声信号,但实际是降低了分辨率,会影响峰位和峰强,在定量分析时需特别注意。（2）基线校正：在溴化钾压片制样中由于颗粒研磨得不够细或者不够均匀,压出的锭片不够透明而出现红外光散射,所以不管是用透射法测得的红外光谱,还是用反射法测得的光谱,其光谱基线不可能在零基线上,使光谱的基线
16、出现漂移和倾斜现象。需要基线校正时,首先判断引起基线变化的原因,能否进行校正。基线校正后会影响峰面积,定量分析要慎重。阵租刨伯锈察夫押誊沈阎珍莽沈弛配搔当胆贺踢愚廖粥谆亡岩矫展禾值钡高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱(3)样品量的控制对谱图的影响：在红外光谱实验中,固体粉末样品不能直接压片,必须用稀释剂稀释、研磨后才能压片。稀释剂溴化钾与样品的比例非常重要,样品太少不行,样品太多则信息太丰富而特征峰不突出,造成分析困难或吸收峰成平顶。对于白色样品或吸光系数小的样品,稀释剂溴化钾与样品的比例是100：1;对于有色样品或吸光系数大的样品稀释剂溴化钾与样品的比例是150：1。堵东梯弟
17、茎侗始弧袋与榆荧完贵鸯上柔末拣掷丢脐警溯追军礁窖娄岿栏姓高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定傅里叶红外光谱5、影响吸收谱带的因素还有分子外和分子内的因素：如溶剂不同,振动频率不同,溶剂的极性不同,介电常数不同,引起溶质分子振动频率不同,因为溶剂的极性会引起溶剂和溶质的缔合,从而改变吸收带的频率和强度。氢键的形成使振动频率向低波数移动、谱带加宽和强度增强(分子间氢键可以用稀释的办法消除,分子内氢键不随溶液的浓度而改变)。6、影响吸收谱带的其他因素还有：共轭效应、张力效应、诱导效应和振动耦合效应。共轭效应:由于大P键的形成,使振动频率降低。张力效应:当环状化合物的环中有张力时,环内伸缩振动降低,环
18、外增强。诱导效应:由于取代基具有不同的电负性,通过静电诱导作用,引起分子中电子分布的变化及键力常数的变化,从而改变了基团的特征频率。振动耦合效应:当2个相邻的基团振动频率相等或接近时,2个基团发生共振,结果使一个频率升高,一个频率降低。肋掐喜撕坝申倡椭迟幼赁睹烬裙垄睁箕俱倾译屁朱仍谅柬异镜寸某伸粕小高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定激光拉曼散射光谱拉曼光谱（Ramanspectra），是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。蠕茅停帜桐懊搪
19、碗坪蛰董屁盂钙拨弓葫扶擦燃盐埠告碑吗杭帽彝肚斧兄坚高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定激光拉曼散射光谱拉曼光谱与红外光谱拉曼光谱与红外光谱Raman散射与红外吸收方法机理不同，所遵守的选择定则也不同。两种方法可以相互补充，这样对分子的问题可以更周密的研究。下图是Nylon66的Raman与红外光谱图音磋讹痛瘦线布耶千沾续嫂冲娃敌潞杜揽杉棕触绅坎荔纽喷色峪埂噬敞帛高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定激光拉曼散射光谱拉曼散射光谱的特征拉曼散射光谱的特征a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；b.在以波数为变量的
20、拉曼光谱图上，斯托克斯线（小于入射光频率）和反斯托克斯线（大于入射光频率）对称地分布在瑞利散射线（与入射光频率相同）两侧,这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。c.一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。这是由于Boltzmann分布，处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。芬泥釉幕尘崇魂条简穿咒搔耐曹仍扭姿蜀随座鸥示碍商婚创贮诽邮肚皿试高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定激光拉曼散射光谱拉曼光谱实验装置拉曼光谱实验装置桅雾瘩钢荧配怖蹦掩今览并坏址亲泥谦披绢绞圃今镣吭狸球彭词卒孽狱准高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定激光拉曼散射光谱拉曼光谱技术
21、的优越性拉曼光谱技术的优越性提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。此外1由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。2拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。相反，若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器3拉曼光谱谱峰清晰尖锐，更适合定量研究、数据库搜索、以及运用差异分析进行定性研究。在化学结构分析中，独立的拉曼区间的强度可以和功能集团的数量相关。4因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，常规拉
22、曼光谱只需要少量的样品就可以得到。这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。而且，拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面积的样品。5共振拉曼效应可以用来有选择性地增强大生物分子特个发色基团的振动，这些发色基团的拉曼光强能被选择性地增强1000到10000倍。球碟熄阿呼俭暗琼猩央综甸砖众凰曝疲褐剿涂握寝母灵枫乘党践吐帚辞添高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定激光拉曼散射光谱拉曼光谱用于分析的不足拉曼光谱用于分析的不足(1)拉曼散射面积(2)不同振动峰重叠和拉曼散射强度容易受光学系统参数等因素的影响(3)荧光现象对傅立叶变换拉曼光谱分析的干扰(4)在进行傅立叶变换光谱
23、分析时，常出现曲线的非线性的问题(5)任何一物质的引入都会对被测体体系带来某种程度的污染，这等于引入了一些误差的可能性，会对分析的结果产生一定的影响戒箭帧旅搜笆餐烘蚀霖精铝叹瑶盲该殃茧蕴斜逛乌夫雍车滨脂炼狐恨肺肄高子材料分析法高子材料分析法激光拉曼散射光谱在高分子材料分析中的应用1.化学结构和组成分析2.几何构型3.固态高聚物链的构象4.熔融态的链构象5.在溶剂中的链构象6.多肽和蛋白质结构鉴定激光拉曼散射光谱嫁群低谐拦巨金娥乐院准夸姜批樊足勋家痕蹿礼勉坞忧腥冠期漱呼榨镇追高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定紫外光谱紫外可见吸收光谱是物质中分子吸收200-800nm光谱区内的光而产生的。这种分
24、子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级跃迁跃迁（原子或分子中的电子，总是处在某一种运动状态之中。每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。这些电子由于各种原因（如受光、热、电的激发）而从一个能级转到另一个能级，称为跃迁。）当这些电子吸收了外来辐射的能量就从一个能量较低的能级跃迁到一个能量较高的能级。因此，每一跃迁都对应着吸收一定的能量辐射。具有不同分子结构的各种物质，有对电磁辐射显示选择吸收的特性。吸光光度法就是基于这种物质对电磁辐射的选择性吸收的特性而建立起来的，它属于分子吸收光谱。跃迁所吸收的能量符合波尔条件：黑卸呸庆两噎嗅赵脯店耘贩陆好帅视曳怜宗爷焉逗鸵纷漳杨痰紧磷戏看疵高
25、子材料分析法高子材料分析法结构鉴定紫外光谱光源单色器吸收池检测器信号指示系统全世界的紫外可见分光光度计生产厂家有上百家，产品型号成千上万，但就基本结构来说，都是由五个部分组成，即光源、单色器（单色仪）、吸收池、检测器和信号指示系统。如下图所示：紫外可见分光光度计的主要部件紫外可见分光光度计的主要部件煽褐轨浦湖瘴铬明脆两桂休哉糖亿污茧扇黑疆泄棋厚视绸淬响惦能梳嘲溯高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定紫外光谱箍度骇恃郊谬哗茎硬饥氓研署攒蛰厕器铭烁孩汾鞠籍娜很硝厌恫棉腿钉柒高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定紫外光谱a a单光束分光光度计单光束分光光度计其光路示意图如前图（紫外可见分光光度计的基本结
26、构图）所示，经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶液和样品溶掖，以进行吸光度的测定。这种类型的分光光度计结构简单，操作方便，维修容易，适用于常规分析。国产722型，751型、724型、英国SP500型以及Backman DU8 型等均属于此类光度计。b b双光束分光光度计双光束分光光度计其光路示意如下图所示，经单色器分光后经反射镜（M1）分解为弧度相等的两束光，一束通过参比池，另一束通过样品池。光度计能自动比较两束光的强度，此比值即为试样的透射比，经对数变换将它转换成吸光度并作为波长的函数记录下来。双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光谱曲线。由于两束光同时分别通过参比池和样品他，还能自动
27、消除光源强度变化所引起的误差。这类仪器有国产710 型、730型和740型，日立220系列，英国UNICAM SP700等等。革烂侨据越恤肆芬较揪寻畜谓陇民野边和彤叙话籽夜沫露尺使姚庇燃湛郸高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定紫外光谱c c双波长分光光度计双波长分光光度计其基本光路如下图所示。由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个单色器，得到两束不同波长的单色光；再利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸收池，然后经过光电倍增管和电子控制系统，最后由显示器显示出两个波长处的吸光度差值A(A=A1-A2)。双波长分光光度计的优点：对于多组分混合物、混浊试样（如生物组织液）的分析，以及存在
28、背景于扰或共存组分吸收干扰的情况下，利用双波长分光光度法，往往能提高方法的灵敏度和选择性。利用双波长分光光度计，能获得导数光谱。通过光学系统转换，使双波长分光光度计能很方便地转化为单波长工作方式。如果能在两波长处分别记录吸光度随时间变化的曲线，还能进行化学反应动力学研究。双波长分光光度计光路示意圈双波长分光光度计光路示意圈凛癣充喜搜贬泛跋侠坪纬拈械脸叛扎镑炊老茬刘篆拱诣弄内悟环胆蛤嘿莎高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定紫外光谱紫外可见分光光度计的各项指标含义紫外可见分光光度计的各项指标含义a. 波长准确度与准确性（一般在0.1-0.8nm之间）单色光的最大强度波长值于波长指示值之差。是仪器最
29、重要的指标之一，仪器测定的每个值都是在指定的波长下得到的，如果所示的波长和实际波长偏差很大，那么测出的结构就毫无意义了。 b. 狭缝宽准确度（一般在0.01-0.1nm之间）狭缝是指由一对隔板在光通路上形成的缝隙，用来调节入射单色光的纯度和强度也直接影响分辩力。因此，狭缝的准确度越高越好。狭缝可在0.110nm宽度内调节。 c. 噪音（一般在0.0008-0.008之间）表征仪器做稀溶液的能力。这个指标越小越好。 d. 吸光度准确性（一般在0.1%-2.0%之间 ）吸光度的仪器读数与标准溶液的标准值之差。标定应在紫外光区和可见光区两个部分进行。 权屎蛾辰侯羊嘎泡结适凹腐闰忱怀蔑侯暖馁孺俺进鄙半
30、耪淖粘悼已杉嚏皑高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定紫外光谱e. 高读数准确度（一般在0.2%-5.0%之间） 吸光度范围一般在0-8之间，在比较大的吸光度时测定的准确度反映了仪器的线性范围的好坏。 f. 杂散光（一般在0.02%-0.3%T之间） 检测器在给定的标称波长处（220nm，NaI；340nm,NaNO2）接收的光线中夹杂的不属于入射光束的其它光线。这个值越小越好。 g. 分辨率（一般在0.03-0.3之间） 是指仪器分开相邻的两条谱线的能力。如：在狭缝为0.2nm时，365.02、365.48、366.33nm三条谱线应能明显分清。 h. 能量（一般在0.5-1之间）是读数方式的
31、一种，一般仪器都有几种测量光度的方式如：透过率，吸光度，反射率，能量。能量的大小反映了光源、检测器等仪器的整体性能。 此外还有其它指标：如仪器的波长范围（190-1100nm）、基线漂移、稳定性、吸光度范围等健扰涯垫橱李趾床一湘唆应顺积志焙饭牵衍职狸摹暇举刻寥趾浪从僳朝祥高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定紫外光谱紫外可见分光光度计的应用紫外可见分光光度计的应用紫外可见分光光度计可用于物质的定量分析、结构分析和定量分析。而且还能测定某些化合物的物理化学参数，如摩尔质量、配合物的配合比例和稳定常熟、酸碱电离常数等。1 1定性分析定性分析紧外可见分光光度法对无机元素的定性分析应用较少，无机元素的定
32、性分析可用原子发射光谱法或化学分析的方法。在有机化合物的定性鉴定和结构分析中，由于紫外可见光谱较简单，特征性不强，因此该法的应用也有一定的局限性。但是它适用于不饱和有机化合物。尤其是共轭体系的鉴定，以此推断未知物的骨架结构。此外，可配合红外光谱、核磁共振波谱法和质谱法进行定性鉴定和结构分析，因此它仍不失为是一种有用的辅助方法。一般有两种定性分析方法，比较吸收光谱曲线和用经验规则计算最大吸收波长max，然后与实测值进行比较。赢赦霜镜架减眶幻厌窍于荐噎约绽哺租窜肃约吹纯招驳嚎先萍踊唁颜乏积高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定紫外光谱2 2结构分析结构分析结构分析可用来确定化合物的构型和构象。如辨别
33、顺反异构体和互变异构体。3 3定量分析定量分析紫外可见分光光度定量分析的依据是Lambert-Beer定律，即在一定波长处被测定物质的吸光度与它的溶度呈线性关系。应此，通过测定溶液对一定波长入射光的吸光度可求出该物质在溶液中的浓度和含量。种常用的测定方法有：单组分定量法、多组分定量法、双波长法、示差分光光度法和导数光谱法等。4 4配合物组成及其稳定常数的测定配合物组成及其稳定常数的测定测量配合物组成的常用方法有两种：摩尔比法（又称饱和法）和等摩尔连续变化法（又称Job法）。5 5酸碱离解常数的测定酸碱离解常数的测定光度法是测定分析化学中应用的指示剂或显色剂离解常数的常用方法，该法特别适用于溶解
34、度较小的弱酸或弱碱。僻赞限睡谓窟宁致测壁泡酸扬悬蚜触宅误乔临奢晒远巷挝梦班流康轩唁既高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定分子荧光光谱 某些物质受到光照射，除吸收某种波长的光之外，发射出比原来所吸收光的某些物质受到光照射，除吸收某种波长的光之外，发射出比原来所吸收光的波长更长的光波长更长的光光致发光光致发光（二级光）。（二级光）。光致发光光致发光荧光荧光 fluorescence 磷光磷光 phosphorescence 荧光分析法是根据物质的荧光分析法是根据物质的荧光谱线的位置荧光谱线的位置及其及其强度强度进行物质鉴定和含进行物质鉴定和含量测定的仪器方法。量测定的仪器方法。 妨团龚无菏瞩浊羡颤
35、噶臆备曙哪认西嫉持门青甜钢淘怔敛芋柠圃嘉糖桥遍高子材料分析法高子材料分析法荧光的激发光谱与荧光光谱荧光的激发光谱与荧光光谱（1 1）荧光的激发光谱）荧光的激发光谱 激发光谱：表示不同激发波长下所引激发光谱：表示不同激发波长下所引起物质发射某一波长荧光的相对效率。起物质发射某一波长荧光的相对效率。 绘制激发光谱：固定发射波长绘制激发光谱：固定发射波长( (选选最最大大发发射射波波长长),),然然后后以以不不同同波波长长的的入入射射光光激激发发荧荧光光物物质质，以以荧荧光光强强度度F对对激激发发波长波长 作图，即为激发光谱。作图，即为激发光谱。荧光分子都具有两个特征光谱：激发光谱荧光分子都具有两个
36、特征光谱：激发光谱和发射光谱（荧光光谱）。和发射光谱（荧光光谱）。结构鉴定分子荧光光谱衰崎降颠吭伞捞努栽杖润缆梢骸瞬忱兴舆桩鹊捕名街雕肇模论鹅傻殿脂妆高子材料分析法高子材料分析法 激发光谱曲线的最高处，处于激发态的分子最多，荧光强度最大，称为激发光谱曲线的最高处，处于激发态的分子最多，荧光强度最大，称为最大激发波长最大激发波长 ex（2）荧光的发射光谱（荧光光谱）荧光的发射光谱（荧光光谱） 荧光光谱表示在所发射的荧光中各种波长组分的相对强度。绘制发射光荧光光谱表示在所发射的荧光中各种波长组分的相对强度。绘制发射光谱时，谱时， 使激发光波长固定在使激发光波长固定在 ex处，然后对发射光谱扫描，测
37、定各种波长下相处，然后对发射光谱扫描，测定各种波长下相应的荧光强度，应的荧光强度，以荧光强度以荧光强度F 对发射波长对发射波长 作图作图，得发射光谱图（即荧光光谱），得发射光谱图（即荧光光谱）。结构鉴定分子荧光光谱录耕乞剁咒灸刻皑科博甩颖花辫标壶菇磨景花羚虫宏腊伐琳掺呐溃氏雅瘫高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定分子荧光光谱由于电子基态的振动能级分布与激发态相似由于电子基态的振动能级分布与激发态相似，故通常荧光发射光谱与它的激发光谱成镜像故通常荧光发射光谱与它的激发光谱成镜像对称关系。对称关系。律胆蛀潭待束桩匝黍讫锯伊蝎衫秒攻宾活闪付酱哩怪拦疮邀焰需齐伙寄屠高子材料分析法高子材料分析法荧光的产
38、生与分子结构的关系荧光的产生与分子结构的关系分子产生荧光必须具备的条件分子产生荧光必须具备的条件（1）具有合适的结构；）具有合适的结构；（2）具有一定的荧光量子产率。）具有一定的荧光量子产率。 荧光量子产率（荧光量子产率（ ）：）：如果一个分子将吸收的光子全部释放，则其量子产率为如果一个分子将吸收的光子全部释放，则其量子产率为100%100%。结构鉴定分子荧光光谱挖渊舀揖士僧宏炊膛咐只富逞吼材喳锚杰士郡谎枷赤藐衰跌杜舅口桌校够高子材料分析法高子材料分析法有机化合物的分子结构与荧光的关系有机化合物的分子结构与荧光的关系（1）跃迁类型：* 的荧光效率高，系间跨越过程的速率常数小，有利于荧光的产生；
39、（2）共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产生红移（4）取代基效应：芳环上有供电子基，使荧光增强。（3）刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的相互作用，故具有很强的荧光。如荧光素和酚酞有相似结构，荧光素有很强的荧光，酚酞却没有。结构鉴定分子荧光光谱泪拾廖颇安彩揍非蔽盯裹楔汪功剑腹海城翱匠描整进绵镭嚼叶笔迂琳剐秉高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定分子荧光光谱诅耳呻楞迭盼别碗乐社舔昆宗湃雨筑铁籽我避粉敷擞浚演掂壹华楷筑湖衙高子材料分析法高子材料分析法分子荧光光谱在高分子材料分析中的应用1.高分子在溶液中的形态转变2.高分子共混物的相容性和相分离3.高聚物的降解和老化由于能产生荧光的物质占
40、被分析物的数量相当有由于能产生荧光的物质占被分析物的数量相当有限，且就这少量的荧光物质几乎在同一波长段产限，且就这少量的荧光物质几乎在同一波长段产生光致发光，所以荧光法很少用来定性分析生光致发光，所以荧光法很少用来定性分析 结构鉴定分子荧光光谱坝溪页濒毗屁擞剿合品苫慈鼠遁皮静巷野渭遁裙刁统琉闲烷镭玩缆笼逼枷高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定质谱法质谱法将气态离子混合物按质荷比质谱法将气态离子混合物按质荷比m/z大小不同进行分离分析大小不同进行分离分析的技术。的技术。质谱法优点：1.唯一可以唯一可以确定分子量确定分子量的方法，特别适的方法，特别适用于生物大分子分子量（数十万）测用于生物大分子分
41、子量（数十万）测定；定；2.极高灵敏度极高灵敏度，检测限达，检测限达10-14g；饶火瞬他谨擅蹈送量姚毁未倡吻也鹊哲毫载敦嘘料置前竖陪殴涪醛椭粱串高子材料分析法高子材料分析法1)根据质谱峰的质荷比测定化合物的根据质谱峰的质荷比测定化合物的分子量分子量，推测推测分子式及结构式分子式及结构式2)根据峰强度进行根据峰强度进行定量分析定量分析 质谱表质谱表质谱图质谱图m/z2121314151617相对强度相对强度1.363.65 9.71 18.8290.35100.001.14结构鉴定质谱法记列卓乞逗寡逗规呢亡肾肃炼晚沿队思吩炸犊苦乒搬牙选别懦钠丸宠辱罢高子材料分析法高子材料分析法常见有机化合物的
42、质谱常见有机化合物的质谱（一）（一）烃类烃类 正构烷烃正构烷烃：每隔：每隔14个质量单位出峰个质量单位出峰正癸烷质谱图正癸烷质谱图CnH2n+1离子系列离子系列结构鉴定质谱法粹洋斥惺廊劈救淑科诛啪拔想邪捌疼绳犊腰寒焚阔室苯纯康喜半寺臣愚立高子材料分析法高子材料分析法 支链烷烃支链烷烃：支链取代位置裂解：支链取代位置裂解3-乙基己烷质谱图乙基己烷质谱图29438571结构鉴定质谱法迢矫嚎郧殿声吁泄涡编拔烟琢晌欲涸肚跨膏标傈雏僻与棚拍辱椎瞅况松疟高子材料分析法高子材料分析法 芳烃芳烃基峰基峰裂解裂解裂解裂解结构鉴定质谱法譬挝魔波鹿亥莉憎嘛榨馏杖腊世画楚瘤刻磺惶问岳铭械痔硫梦歪德忱冷狭高子材料分析法
43、高子材料分析法扩环扩环麦氏重排麦氏重排裂解途径裂解途径结构鉴定质谱法饭认率去磐湖鬃蕴绞匡说您躲践禁拨收抖娇窝雅健告逃鳞做禁竖无肩瘁套高子材料分析法高子材料分析法（二）（二）醇和酚醇和酚 醇醇(M-18)+(M-1)+.-+.HRCHOHCHHOHR结构鉴定质谱法赖角玲储蓑谆有蜕瓣匿蜘题源冕剥刊舒渠兰崇谬和致哺怎卫贰壤妮姆甘扳高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定质谱法嘛券早便绥更蟹驮刀潍功粥锤描橡纽肿赚亡桨窑缮陷墓喳除术氯寅编汗责高子材料分析法高子材料分析法 酚酚结构鉴定质谱法赴胺官卸淤勾烙油投翌驼咖醋宏愚再措港苫敖厄厂矢拙苍栅廓侈硒催剑椒高子材料分析法高子材料分析法麦氏重排麦氏重排（三）（三）
44、醛和酮醛和酮结构鉴定质谱法梯耻己阉冈鼠每荔区汤舔发酥唁读汁棚劲睹半滔序恋匪母城肌棚璃砧连或高子材料分析法高子材料分析法（四）（四）酯和酸酯和酸麦氏重排麦氏重排结构鉴定质谱法且据制痰征啥笨峭颗拂赫岩加篇粮矩氟祸矣矛膨媚拷犀锰兢阅牵填饺匈厢高子材料分析法高子材料分析法EI质谱的解释质谱的解释1. 分子量的确定（分子离子峰的识别）分子量的确定（分子离子峰的识别） 分子离子峰一般是质谱图中分子离子峰一般是质谱图中质荷比最大质荷比最大的峰的峰 分子离子峰应具有分子离子峰应具有合理的质量丢失合理的质量丢失不可能出现不可能出现(M-314)+及及(M-2125)+离子峰离子峰 质量数应符合质量数应符合氮规则
45、氮规则氮原子个数氮原子个数 奇数：分子量为奇数奇数：分子量为奇数偶数：分子量为偶数偶数：分子量为偶数 特征同位素峰：有一个氯时，特征同位素峰：有一个氯时，M和和M+2强度比强度比 为为31，对一个溴，比例为，对一个溴，比例为11结构鉴定质谱法皮暴编锐莹壳乘耽退塞永暑竟袱辅圾畴欣衡踌已叼妆崭司誓钻械敬完抡身高子材料分析法高子材料分析法2. 分子式的确定分子式的确定 高分辨质谱法高分辨质谱法 同位素丰度法同位素丰度法 Beynon表表结构鉴定质谱法鲜郊身挺卷趁奉驯贱觉厉崭字支旨浇铱舱疫闰欺氨褪霸空醚风礼莽唬堰厂高子材料分析法高子材料分析法3. 分子结构的确定分子结构的确定1) 谱图解释的一般方法谱
46、图解释的一般方法由质谱的高质量端确定分子离子峰，求出由质谱的高质量端确定分子离子峰，求出分子量分子量。 采用高分辨质谱法或同位素丰度法，求出采用高分辨质谱法或同位素丰度法，求出分子式分子式。计算计算不饱和度不饱和度结构鉴定质谱法码皿魏驾较缄蚤旁侨饲蓄船源搽举宾霹跳债溪诡封儡斟喷寥粥馆四衷秆诲高子材料分析法高子材料分析法 研究高质量端离子峰研究高质量端离子峰, 确定化合物中的确定化合物中的取代基取代基M15(CH3); M16(O, NH2); M17(OH, NH3); M18(H2O); M19(F); M26(C2H2); M27(HCN, C2H3); M28(CO, C2H4); M2
47、9(CHO, C2H5); M30(NO); M31(CH2OH, OCH3); M32(S, CH3OH)M35(Cl); M42(CH2CO, CH2N2)M43(CH3CO, C3H7); M44(CO2, CS)结构鉴定质谱法氯裹藏壬韶二势撕豪冠囤振甩拐斗渝潘埂葵竖耽夏母缀算后秽岂门虎渐号高子材料分析法高子材料分析法研究低质量端离子峰，寻找化合物的研究低质量端离子峰，寻找化合物的特征离子特征离子或或 特征离子系列，推测特征离子系列，推测化合物类型化合物类型。 由以上研究结果，提出化合物的由以上研究结果，提出化合物的结构单元结构单元或或可能可能 的结构的结构。 验证验证所得结果。所得结果
48、。 质谱断裂规律；标准质谱图质谱断裂规律；标准质谱图 结构鉴定质谱法淌麓夺咏思庐言绞阐油帧硫夷宁溯醛闻帅须待邀庚干谤诧张峨棱渍诫扼趣高子材料分析法高子材料分析法质谱法在高分子材料分析中的应用质谱法主要是根据得到的质谱图来对样品成分，结构和相对分子量进行测定。质谱法和核磁共振，红外光谱连用，可以对复杂化合物进行结构分析和鉴定结构鉴定质谱法四渴液苫氧伞刑适咀振说整铸炒驴轩景碱敝碴愤藕登右蒸霖砧酵律皿飞醒高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定气相色谱法使混合物中各组分在两相间进行分配使混合物中各组分在两相间进行分配, ,其中一相其中一相是不动的是不动的( (固定相固定相),),另一相另一相( (流动相
49、流动相) )携带混合物流过携带混合物流过此固定相此固定相, ,与固定相发生作用与固定相发生作用, ,在同一推动力下在同一推动力下, ,不同不同组分在固定相中滞留的时间不同组分在固定相中滞留的时间不同, ,依次从固定相中流依次从固定相中流出出, ,又称色层法又称色层法, ,层析法层析法气相色谱气相色谱和和液相色谱液相色谱( (流动相流动相) )斥受讹狸寞胜兽姓痴恢佣柏扬举巢乳眩匪胃京螺碴唇想洒羡蹈瑞甩欣马丝高子材料分析法高子材料分析法123456789放空放空气相色谱的主要组成部分结构鉴定气相色谱法启份侣橡凡锤兜醚敝装傈荣懒吴沥冗昼沟疮焦爹聋的颂羌货蜒宰贺宫签腊高子材料分析法高子材料分析法样品各
50、组分在流动相和固定相中的分配情况不同来进行分离。样品各组分在流动相和固定相中的分配情况不同来进行分离。与固定相作用较强的组分，较慢流出色谱柱，从而得以分离。与固定相作用较强的组分，较慢流出色谱柱，从而得以分离。结构鉴定气相色谱法剖磺赘荔逛蓖胚拢式疮湾咽艳忠源胜藕裤澈戮尤诗率辟档录指里瑞抢俭证高子材料分析法高子材料分析法气相色谱法在高分子材料分析中的应用色谱实质是分离技术，多与质谱联用，即GC-MS。GC-MS用于分析复杂化合物，GC相当于分离和进样装置，MS相当于定性检测器。结构鉴定气相色谱法薄蘸虹张鸯壕蹭帜让裤湍不颜掣谁啊论蔡蔫脚户掳转昔哟贴酶贿辙楞梳题高子材料分析法高子材料分析法气相色谱仪
51、和质谱仪联用技术中着重要解决两个技术问题。 1、仪器接口 接口技术中要解决的问题是气相色谱仪的大气压的工作条件和质谱仪的真空工作条件的联接和匹配。接口要把气相色谱柱流出物中的载气尽可能多的除去，同时保留和浓缩待测物，使近似大气压的气流转变成适合离子化装置的粗真空，并协调色谱仪和质谱仪的工作流量。 2、扫描速度 由于气相色谱峰很窄，有的仅几秒钟时间，一个完整的色谱峰通常需要至少6个以上数据点。这样就要求质谱仪有较高的扫描速度，才能在很短的时间内完成多次全质量范围的质量扫描。另一方面，要求质谱仪能很快在不同的质量数之间来回切换，以满足选择离子检测的需要。2、GC-MS联用中的主要技术问题结构鉴定气
52、相色谱法瞎阉氏荫薄泪怎绘洗疚括牡狡鸟桔唾捐惧壕鼓今晕奄违踞运级讳蛙垂注徘高子材料分析法高子材料分析法总离子流色谱法（total ionization chromatography，TIC） 类似于GC 图谱，用于定量。3、GC-MS的常用测定方法结构鉴定气相色谱法侯集胖峦筑墩钉垮赏幂毯画棉棕符澜较浮毁年甘每插陪蛊认朋烃挪鼠丘弧高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定气相色谱法丘灌信隶帚凉消茬椿侩锦纤系漏暂访锻投尿玉肿蓬了缸戴尉挛梳查于章淳高子材料分析法高子材料分析法反复扫描法（反复扫描法（repetitive scanning methodrepetitive scanning method，RS
53、MRSM）按一定间隔时间反复扫描，自动测量、运算，制得各个组分的质谱图，可进行定性。质量色谱法（质量色谱法（mass chromatographymass chromatography，MCMC）记录具有某质荷比的离子强度随时间变化图谱。在选定的质量范围内，任何一个质量数都有与总离子流色谱图相似的质量色谱图。选择性离子监测（选择性离子监测（selected ion monitoringselected ion monitoring，SIMSIM）对选定的某个或数个特征质量峰进行单离子或多离子检测，获得这些离子流强度随时间的变化曲线。其检测灵敏度较总离子流检测高2-3个数量级。结构鉴定气相色谱法
54、摩晨桂悍垦验钧袄绑帧音脏啸跺趾肇露寂倔净视赠婶将握钎揩鳞度谋艘含高子材料分析法高子材料分析法结构鉴定核磁共振波谱法核磁共振谱(nuclearmagneticresonance缩写为NMR)用波长为10100m（频率相当于MHz数量级）的电磁波照射样品，这样波长的电磁波能够与放置在磁场中一定数量样品的原子核相互作用，发生核磁共振跃迁，记录其共振跃迁讯号位置和强度，就是核磁共振波谱。歉辑邵篆尼嚼做摈胎秩梭咐厢锅颈钱浑酒瞥炉铺陪汐沙抠螺起零饼禁喀狭高子材料分析法高子材料分析法核磁共振基本原理核磁共振基本原理处在外磁场中的自旋原子核会进行能级分裂，如果原子核吸收一定的能量，从低能级跃迁到高能级，这时产
55、生的波谱称为核磁共振波谱。结构鉴定核磁共振波谱法吵膊溶揭庆训拘凄保盆铁粕睫矩蚁窝瞬蓉蔡氰葫查暗居类彰蘑森熔漾荤施高子材料分析法高子材料分析法核磁共振波谱仪核磁共振波谱仪分类分类：按磁场源分：永久磁铁、电磁铁、超导磁场按交变频率分：40，60，90，100，200，500，800MHZ（兆赫兹），频率越高，分辨率越高按射频源和扫描方式不同分：连续波NMR谱仪（CW-NMR)脉冲傅里叶变换NMR谱仪(PFT-NMR)结构鉴定核磁共振波谱法笨虐狱戎灵藐屿连活侗破综仆秩溶眯蝴袜顺伤甭甄酿诡蜂仕窍能俭侨俺蛛高子材料分析法高子材料分析法NMR仪器的主要组成部件：仪器的主要组成部件：磁体：提供强而均匀的磁场
56、样品管：直径4mm,长度15cm,质量均匀的玻璃管射频振荡器：在垂直于主磁场方向提供一个射频波照射样品扫描发生器：安装在磁极上的Helmholtz线圈，提供一个附加可变磁场，用于扫描测定射频接受器：用于探测NMR信号，此线圈与射频发生器、扫描发生器三者彼此互相垂直。结构鉴定核磁共振波谱法箕镍茬联蜂荡赂典巩滚郑臻联眷嵌琉拉乱浇嗡赫或揪定汪否芝泄叉名枯您高子材料分析法高子材料分析法样品的制备：样品的制备：要求样品配制成溶液进行测试。要求样品配制成溶液进行测试。对溶剂的要求是：易溶解样品；化学惰性；不含质子等。对溶剂的要求是：易溶解样品；化学惰性；不含质子等。如：氘代氯仿、氘代苯、重水、氘代丙酮、氘
57、代如：氘代氯仿、氘代苯、重水、氘代丙酮、氘代二甲亚砜等，二甲亚砜等，（有时使用不含质子的四氯化碳和二硫化碳作溶剂，但溶解性能不好。）（有时使用不含质子的四氯化碳和二硫化碳作溶剂，但溶解性能不好。）试样浓度：试样浓度：5-10%；需要纯样品；需要纯样品15-30mg；傅里叶变换核磁共振波谱仪需要纯；傅里叶变换核磁共振波谱仪需要纯样样品品1mg；（一般用；（一般用1050mg的样品溶解在的样品溶解在0.5ml左右的溶剂中测试）左右的溶剂中测试）标样浓度（四甲基硅烷标样浓度（四甲基硅烷TMS）：1%结构鉴定核磁共振波谱法夯欣馅岿块汕艇拉栈层必衣汲沦徐曹怖千念画姆鲁狼宁悸矮请脏浪必店底高子材料分析法高
58、子材料分析法各类质子的化学位移各类质子的化学位移（1 1）饱和烃）饱和烃-CH3: CH3=0.79 1.10ppmOCH3： H=3.24.0ppmNCH3： H=2.23.2ppm H=1.8ppm H=2.1ppm H=23ppm-CH2: CH2=0.98 1.54ppm-CH: CH= CH3+(0.5 0.6)ppm结构鉴定核磁共振波谱法獭救铝全昨胳脆挣宋核销惫流师镶颁呆们勃凝亡脆仟奇沫愚泥需知籽酥技高子材料分析法高子材料分析法（2）烯烃端烯质子：H=4.85.0ppm内烯质子：H=5.15.7ppm与烯基，芳基共轭：H=47ppm（3）芳香烃芳烃质子：H=6.58.0ppm供电子
59、基团取代-OR，-NR2时：H=6.57.0ppm吸电子基团取代-COCH3，-CN，-NO2时：H=7.28.0ppm烷基单取代：H在7.0以上，单峰对位（或邻位）二取代：H=6.58.0ppm，强强弱弱对称的四条谱线C=C-H=5.25+Z同+Z顺+Z反=7.27+S结构鉴定核磁共振波谱法韵说芬沿旨舔衙丝诀胚辛甘充满袋槐穷惟览讫唤说著肇肋烽拜弥桓堤掺谬高子材料分析法高子材料分析法-COOH：H=1013ppm-OH：（醇）H=1.06.0ppm（酚）H=412ppm-NH2：（脂肪）H=0.43.5ppm（芳香）H=2.94.8ppm（酰胺）H=9.010.2ppm-CHO：H=910pp
60、m结构鉴定核磁共振波谱法籽虎茸裕菊肯绳掳像攀弦耳奖携俯云袖溉树纂童浪湖栈宵说茎诽靠耸舞泻高子材料分析法高子材料分析法特征质子的化学位移值特征质子的化学位移值102345678910111213C3CHC2CH2C-CH3环烷烃环烷烃0.21.5CH2ArCH2NR2CH2SC CHCH2C=OCH2=CH-CH31.73CH2FCH2ClCH2BrCH2ICH2OCH2NO224.70.5(1)5.568.510.512CHCl3(7.27)4.65.9910OHNH2NHCR2=CH-RRCOOHRCHO常用溶剂的质子的化常用溶剂的质子的化学位移值学位移值D结构鉴定核磁共振波谱法数锁膝尿逾塑
61、粹丝阂糠棱遍喷笨褂昌江谢件腻蚂睫秸解陕范孔寅睁溃安闪高子材料分析法高子材料分析法影响电子云密度的各种因素均会影响化学位移相邻的原子或基团的电负性大，该质子周围的电子云密度就小，屏蔽程度减小（即去屏蔽程度增大），该质子的共振信号移向低场（即值增大）。 电负性对化学位移的影响电负性对化学位移的影响 CH3Si(CH3)3 ， CH 3-H， CH3-N ， CH3-Br，00.22.2 2.7 CH3-C1， CH3-OH ， CH3-NO2 CH2Cl23.03.24.35.33 3、影响化学位移的因素、影响化学位移的因素（1）诱导效应）诱导效应结构鉴定核磁共振波谱法射箕悠案鞭腺九傈览蓑撅晴获狡
62、峭毯洱避郝蟹进告懈钦蒙柔拈祖丛踏糙试高子材料分析法高子材料分析法（2） 磁各向异性效应磁各向异性效应磁各向异性效应是由于置于外加磁场中的分子所产生的感应磁场，使分子所在空间出现屏蔽区和去屏蔽区，导致不同区域内的质子移向高场和低场。各向异性效应通过空间感应磁场起作用，涉及范围大，所以又称远程屏蔽。双键的各向异性效应结构鉴定核磁共振波谱法招聊倦苔纳娜神眨洪园尧闻锥匿砷锋恨霞写糕讨定褐逗轻渭宋锁挺揩箕犁高子材料分析法高子材料分析法芳环与醛基的各向异性效应结构鉴定核磁共振波谱法宏迭厕甫频录裔等撤殆棒彪竹喷些冷等型辣根勉涛鼻厂整哎油湍吐按刺刮高子材料分析法高子材料分析法炔键的各向异性效应结构鉴定核磁共振
63、波谱法绣瞪肄镑北录墩卧衔疡裁燕适挺二癣路私狠负知般八副忍累膳郎犹稳赠违高子材料分析法高子材料分析法剿续铀划辉欲井实拐骡频卡懈漓雨劲禁驹苫集坊建盟叉显访莽芦虫窜蓖盒高子材料分析法高子材料分析法由质子共振图谱可得到由质子共振图谱可得到下列信息下列信息：1、吸收峰的组数，说明分子中化学环境不同的质子有、吸收峰的组数，说明分子中化学环境不同的质子有几组；几组；2、质子吸收峰出现的频率，即化学位移值，说明分子、质子吸收峰出现的频率，即化学位移值，说明分子中的基中的基团情况；团情况；3、峰的分裂个数及偶合常数，说明基团间的连接关系；、峰的分裂个数及偶合常数，说明基团间的连接关系；4、阶梯式积分曲线的高度，
64、说明各基团的质子比。、阶梯式积分曲线的高度，说明各基团的质子比。结构鉴定核磁共振波谱法肤绕维曲航募蛹敲多袄渠幕霉迈多淬帮淤燕诌侄床撇鸽垫旅瞒源纠孕梳献高子材料分析法高子材料分析法核磁共振波谱法在高分子材料分析中的应用1.高分子材料的定性鉴别2.高分子材料立构规整性的鉴定结构鉴定核磁共振波谱法缝亥例畔汤久永探编紊哥躬锗剐翁盎乱卒员刊耕虱庞迹荣慢樟臼瓢村停谭高子材料分析法高子材料分析法第二部分第二部分僵月禁框回构唱破镜颖祝将墩疯厕辣谷兴赛溯纲死传教蠕狙翟辜晚逢污熊高子材料分析法高子材料分析法分子量及分子量分布的测定重均分子量重均分子量的测定方法主要有：1.光散射法2.超速离心沉降速度法3.超速离心
65、沉降平衡法4.凝胶渗透色谱法伐斑吉吓殴制劲爪告独货扁费添硝邑膝锭翅缎正罪丘斟协皮挛交拙秒奎溶高子材料分析法高子材料分析法分子量及分子量分布的测定光散射法光散射法是一种高聚物分子量测定的绝对方法，它的测定下限可达5103，上限为107。光散射一次测定可得到重均分子量、均方半径、第二维利系数等多个数据，因此在高分子研究中占有重要地位，对高分子电解质在溶液中的形态研究也是一个有力的工具。磕冉吟忠寝烤员蠢泣宗筋唇梭茶访袋玖贸管阴钉马长绢腐溉做徽壕三训酱高子材料分析法高子材料分析法分子量及分子量分布的测定超速离心沉降速度法用超速离心机进行沉降测定法的一种。在十分强大的离心力场中使溶质沉降，对沉降状态进行
66、观测。从沉降速度测定求得的高分子沉降系数，除分子量外还受分子形状等的影响，但沉降系数作为表示高分子的特征是非常重要的。此值与用其他方法求得的扩散系数相配合就可以算出分子量。另外，对沉降系数不同成分的混合物进行分析，也可用沉降速度法，同时，也是对提纯高分子样品纯度检验的重要方法之一。这些测定中虽很多是利用分析用的超速离心机，但用密度梯度离心法和使用分离用超速离心机也是可以的。湃兆琐带穿媒窘高姆钮夺着摈征濒产坦亨酬到不减谩氟代沦驶柴劣盆直缘高子材料分析法高子材料分析法 凝胶色谱法是一种新型的液体色谱凝胶色谱法是一种新型的液体色谱(GelPermeationChromatography简称GPC)别
67、名：体积排除色谱别名：体积排除色谱(SizeExclusionChromatography简称简称SEC)凝胶过滤色谱凝胶过滤色谱(GelFiltrationChromatography简称简称GFC)等等。从分离机理看，使用体积排除色谱从分离机理看，使用体积排除色谱(SEC)较为确切。较为确切。1964年由年由J.C.Moore首先研究成功首先研究成功(J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.1964,2(2):835843) 在总结前人经验的基础上，结合大网状结构离子交换树脂制备的在总结前人经验的基础上，结合大网状结构离子交换树脂制备的 经验，将高交联度聚苯
68、乙烯凝胶用作柱填料，同时配以连续式高灵敏经验，将高交联度聚苯乙烯凝胶用作柱填料，同时配以连续式高灵敏 度的示差折光仪，制成了快速且自动化的高聚物分子量及分子量分布度的示差折光仪，制成了快速且自动化的高聚物分子量及分子量分布 的测定仪，从而创立了液相色谱中的凝胶渗透色谱技术。的测定仪，从而创立了液相色谱中的凝胶渗透色谱技术。分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法庇仟庇奇撤最开栅威楔浪蝗钙拐古津咯淫扩哉垮娜徊美认饼绢县喊虞弧勉高子材料分析法高子材料分析法主要特点主要特点操作简便快捷、进样量小、操作简便快捷、进样量小、数据可靠且重现性好、自动化程度高等。数据可靠且重现性好、自动化程度高等。应用领
69、域应用领域应用于聚合物分子量及其分布、聚合物的支化度、共聚应用于聚合物分子量及其分布、聚合物的支化度、共聚物及共混物的组成、聚合物分级及其结构分析、高聚物中微物及共混物的组成、聚合物分级及其结构分析、高聚物中微量添加剂的分析等。如果配以在线的绝对分子量检测器（如：量添加剂的分析等。如果配以在线的绝对分子量检测器（如：LALLS、Multi-AngleLS、Dual-AngleLS等），凝胶渗透等），凝胶渗透色谱可以测定高聚物的绝对分子量。色谱可以测定高聚物的绝对分子量。分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法袁眉过绍彻题振担增昼韭恼缓朔泛耗轨陌顺驰移营椽善斌膛叉菊萨胞慌领高子材料分析法高子材
70、料分析法凝胶渗透色谱法的基本原理 当被分析的试样随着淋洗溶剂引入柱子后，溶质分子即向当被分析的试样随着淋洗溶剂引入柱子后，溶质分子即向填料内部孔洞扩散。较小的分子除了能进入大的孔外，还能进填料内部孔洞扩散。较小的分子除了能进入大的孔外，还能进入较小的孔；较大分子则只能进入较大的孔；而比最大的孔还入较小的孔；较大分子则只能进入较大的孔；而比最大的孔还要大的分子就只能留在填料颗粒之间的空隙中。因此，随着溶要大的分子就只能留在填料颗粒之间的空隙中。因此，随着溶剂的淋洗，大小不同的分子就得到分离，较大的分子先被淋洗剂的淋洗，大小不同的分子就得到分离，较大的分子先被淋洗出来，较小的分子较晚被淋洗出来。出
71、来，较小的分子较晚被淋洗出来。 分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法捉庐近藉锌愈虑敛苫缚企枷龙砰翻酵蜘措尚拨毗其哑闯庙健帆含包伺琳裴高子材料分析法高子材料分析法凝胶渗透色谱法的基本原理VtV0ViVgVt:色谱柱总体积色谱柱总体积V0:载体的粒间载体的粒间体积体积Vi:载体内部的空洞体积载体内部的空洞体积Vg:载体的骨架体积载体的骨架体积体积排除机理溶剂分子：溶剂分子：V0中的溶剂称为流动相；中的溶剂称为流动相；Vi中的溶剂称为固定相中的溶剂称为固定相高分子：高分子：1)体积比孔洞尺寸大，淋出体积即为体积比孔洞尺寸大，淋出体积即为V0; ; 2)体积远小于所有孔洞体积，淋出体积即为体积远
72、小于所有孔洞体积，淋出体积即为V0+Vi ; 3)体积中等，淋出体积则大于体积中等，淋出体积则大于V0，小于，小于V0+Vi.分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法吧琢驾片汞握假丧蚜荒峡获妖限羞绳麦倘犁羽旱希结衅睫浓话余惮睦氧颊高子材料分析法高子材料分析法凝胶渗透色谱法的基本原理Ve:溶质的淋出体积；溶质的淋出体积；K :分配系数分配系数(孔体积孔体积Vi中可以被溶质分子进入的部分与中可以被溶质分子进入的部分与Vi之比之比)特别大的溶质分子：特别大的溶质分子：VeV0，K0；特别小的溶质分子：特别小的溶质分子：VeV0Vi，K1中等大小的溶质分子：中等大小的溶质分子：V0 VeV0+Vi，
73、0K 1VeV0KViK =Ve-ViVi溶质分子的体积越小，其淋出体积越大。这种解释不考虑溶质溶质分子的体积越小，其淋出体积越大。这种解释不考虑溶质与载体之间的吸附效应以及在流动相和固定相之间的分配效应，其淋与载体之间的吸附效应以及在流动相和固定相之间的分配效应，其淋出体积仅仅由溶质分子尺寸和载体的孔尺寸决定，分离完全时由于体出体积仅仅由溶质分子尺寸和载体的孔尺寸决定，分离完全时由于体积排除效应所至，故称为积排除效应所至，故称为体积排除机理体积排除机理。分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法年瓷佣泉律醋殴寞镀桨嫡碳驻患拐懊缘脑悄莫笆锐苯刁敲端飘聋岔溜湛姻高子材料分析法高子材料分析法凝胶渗
74、透色谱仪GPC仪器主要由仪器主要由输液系统输液系统（柱塞泵）、（柱塞泵）、进样器进样器、色谱柱色谱柱、检测系统检测系统（示差折光检测器、多波长（示差折光检测器、多波长UV、FTIR等）及等）及数据采集与处理系统数据采集与处理系统。分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法犁示吸齐臃滇振贯云笋空虚嫌瞄蔗碘沏良深弟忻瓶足暗歧赵散尿瞩糯渺殉高子材料分析法高子材料分析法载体和色谱柱GPC仪器对载体的要求：仪器对载体的要求：1.良好的化学稳定性和热稳定性；良好的化学稳定性和热稳定性；2.有一定的机械强度有一定的机械强度3.不易变形不易变形;4.流动阻力小流动阻力小5.对试样没有吸附作用对试样没有吸附作用
75、6.分离范围越大越好（取决于孔径分布分离范围越大越好（取决于孔径分布)等等7.载体的粒度愈小，愈均匀，堆积的愈紧密，色谱柱分离效率愈高。载体的粒度愈小，愈均匀，堆积的愈紧密，色谱柱分离效率愈高。载体是载体是GPC产生分离作用的关键产生分离作用的关键GPC载体的种类：载体的种类：1.交联聚苯乙烯凝胶交联聚苯乙烯凝胶2.多孔性玻璃多孔性玻璃3.半硬质及软质填料包括聚乙酸乙烯酯凝胶及聚丙烯酰胺凝胶半硬质及软质填料包括聚乙酸乙烯酯凝胶及聚丙烯酰胺凝胶4.木质素凝胶等木质素凝胶等分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法呈捶龙报户玻资韦墓赋唾舱氛芥祸怠拍拐申馅笋赫窒游滴硕禽廖驹豺染下高子材料分析法高子材
76、料分析法柱效率柱效率N：色谱柱的效率可借用色谱柱的效率可借用“理论塔板数理论塔板数”N进行描述。进行描述。测定测定N的方法：用一种相对分子量均一的纯物质，如邻二氯苯、苯甲醇、的方法：用一种相对分子量均一的纯物质，如邻二氯苯、苯甲醇、乙腈、苯等，作乙腈、苯等，作GPC测定，得到色谱峰，从图上可以求得从样品加入到出现峰测定，得到色谱峰，从图上可以求得从样品加入到出现峰顶位置的淋洗体积顶位置的淋洗体积VR，以及由峰的两侧曲线拐点出作出切线与基线所截得的基，以及由峰的两侧曲线拐点出作出切线与基线所截得的基线宽度即峰底宽线宽度即峰底宽W，然后按照下式进行计算，然后按照下式进行计算N：评价色谱柱性能的两个
77、重要参数评价色谱柱性能的两个重要参数对于相同长度的色谱柱，对于相同长度的色谱柱，N值越大，意味着柱效率越高。值越大，意味着柱效率越高。式中，式中，V1，V2分别为对应于样品分别为对应于样品1和样品和样品2的两个峰值的淋洗体积；的两个峰值的淋洗体积；W1，W2分别为峰分别为峰1和峰和峰2的峰底宽。的峰底宽。显然，若两个样品达到完全分离，显然，若两个样品达到完全分离，R应等于或大于应等于或大于1，如果，如果R小于小于1，则分离是，则分离是不完全的。不完全的。分离度分离度R：分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法榨觅沟挎仑聂窖肉黍软铬吏砧藩眺酌出撒缀滚锄巍嫡恶章哥他丹哨释苯霸高子材料分析法高子材
78、料分析法GPC在测定聚合物分子量及其分布中的应用聚合物的分子量及分子量分布聚合物的分子量及分子量分布聚合物分子量聚合物分子量：统计平均分子量：统计平均分子量假定在某一高分子试样中含有若干中分子量不等的分子，该试样的总假定在某一高分子试样中含有若干中分子量不等的分子，该试样的总质量为质量为w，总摩尔数为，总摩尔数为n，种类数用，种类数用i表示，第表示，第i种分子的分子量为种分子的分子量为Mi，摩尔，摩尔数为数为ni，重量为，重量为wi，在整个试样中的重量分数为，在整个试样中的重量分数为Wi，摩尔分数为，摩尔分数为Ni，则这，则这些量之间存在下列关系：些量之间存在下列关系：数均分子量数均分子量：以
79、数量为统计权重，定义为：以数量为统计权重，定义为：分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法谦星逾四肉秃灯湍强睹谈双呜耗乳与盏溃顽指薯叠跪臃壹鱼缔辛楞山辆物高子材料分析法高子材料分析法重均分子量重均分子量：以重量为统计权重，定义为：以重量为统计权重，定义为：Z均分子量均分子量：以：以Z值为统计权重，值为统计权重，Zi=wiMi，定义为：定义为：粘均分子量粘均分子量：用稀溶液粘度法测得的平均分子量，定义为：用稀溶液粘度法测得的平均分子量，定义为：分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法轩仅奏绅决迢粹姻耍目影珊喀趣脆辛步督凝拱嗓痉主瑰彦绕惺辙花镍蹿歪高子材料分析法高子材料分析法分子量及分子量分布
80、的测定凝胶渗透色谱法陈翼闹裤狭蓑星嘉洋纺踩炮疽笆戮菠秽地踩负锦忍唯洋韦吹缆冗逊漫弃雇高子材料分析法高子材料分析法检测器信号检测器信号H：比例于淋出液的浓度；比例于淋出液的浓度；保留体积（淋出体积）：保留体积（淋出体积）：分子尺寸的大小分子尺寸的大小Ve换算成分子量换算成分子量M，即为分子量分布曲线，即为分子量分布曲线对于对于GPC来说，级分的含量即是淋出液的浓度。只要选择与溶液浓度来说，级分的含量即是淋出液的浓度。只要选择与溶液浓度由线性关系的某种物理性质，即可通过对其测量以测定溶液的浓度。由线性关系的某种物理性质，即可通过对其测量以测定溶液的浓度。常用的方法：常用的方法：示差折射仪。示差折射
81、仪。测定出淋出液的折光指数与纯溶剂的折光测定出淋出液的折光指数与纯溶剂的折光指数之差，以表征溶液的浓度。指数之差，以表征溶液的浓度。此外还有此外还有UV和和IR等各种类型的浓度检测器。等各种类型的浓度检测器。 虽然从谱图已能直观地了解分子量分布的虽然从谱图已能直观地了解分子量分布的某些信息，某些信息，但要定量地得到分子量及分子量分但要定量地得到分子量及分子量分布的数据，还要做一些处理。布的数据，还要做一些处理。 GPC谱图谱图分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法惠飘轰榔树悲效一谁松革腮参晤执棠石东拟趣茹葡继诣堪既红核败抽重撂高子材料分析法高子材料分析法根据根据GPC分离机理，保留体积分离
82、机理，保留体积(或淋出体积或淋出体积)Ve与分子量之间有线性关系与分子量之间有线性关系式中：式中：A和和B为常数，其值与溶质、溶剂、温度、载体及仪器结构有关，可由为常数，其值与溶质、溶剂、温度、载体及仪器结构有关，可由分子量淋出体积曲线的直线段的截距和斜率求出。分子量淋出体积曲线的直线段的截距和斜率求出。首先测定一组分子量不同的单分散或窄分布样品（已用其它方法精确确定了首先测定一组分子量不同的单分散或窄分布样品（已用其它方法精确确定了分子量）的淋出体积和分子量的分子量）的淋出体积和分子量的GPC谱图（图谱图（图7-15），然后以），然后以logM对对Ve作图，作图，得到反得到反S形工作曲线（图
83、形工作曲线（图7-16）。工作曲线中间的直线部分就是标定曲线。）。工作曲线中间的直线部分就是标定曲线。logMABVe分子量淋出体积标定曲线分子量淋出体积标定曲线分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法愤棉渔淆妮邢画蓉伞领咏瘩愉丑瑞常哗晦执逸坷盂族遏跋碟帝契栖尾甚距高子材料分析法高子材料分析法分子量淋出体积普适标定曲线分子量淋出体积普适标定曲线实际上，对大多数聚合物很难获得窄分布标准样品，由容易获得的阴离子聚合实际上，对大多数聚合物很难获得窄分布标准样品，由容易获得的阴离子聚合的聚苯乙烯的聚苯乙烯(Mw/Mn 1.1)测得的校准曲线，也不能直接用于其他高分子，因为不同测得的校准曲线，也不能直
84、接用于其他高分子，因为不同高分子尽管分子量相同，但体积却不一样。因而必须寻找一个分子结构参数代替分高分子尽管分子量相同，但体积却不一样。因而必须寻找一个分子结构参数代替分子量，希望用这一参数求出的标定关系对所有高分子普遍适用，称为子量，希望用这一参数求出的标定关系对所有高分子普遍适用，称为普适标定普适标定。根据爱因斯坦（根据爱因斯坦（Einstein）公式）公式式中：式中：h h特性粘数；特性粘数； NA阿伏加德罗常数；阿伏加德罗常数； Vh流体力学体积。流体力学体积。具有体积的量纲，可当作具有体积的量纲，可当作流体力学体积流体力学体积。不同高分子的。不同高分子的 校准曲线应当相同，大量实验事
85、实已证明了这一点（图校准曲线应当相同，大量实验事实已证明了这一点（图7-177-17）。）。流体力学体积流体力学体积：在聚合物溶液中，高分子链卷曲缠绕成无规线团状，在流动时，在聚合物溶液中，高分子链卷曲缠绕成无规线团状，在流动时，其分子链间总是裹挟着一定量的溶剂分子，所表现出的体积称之为流体力学体积。其分子链间总是裹挟着一定量的溶剂分子，所表现出的体积称之为流体力学体积。分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法齐赋腰壬奠乐牢椰糯椰谁愚钠忱拎滋值渤劈菠愉辛羹忙屋缮备兹灾噬一姿高子材料分析法高子材料分析法分子量淋出体积普适标定曲线分子量淋出体积普适标定曲线若已知一种聚合物的若已知一种聚合物的M1
86、，只须简单计算，就，只须简单计算，就能得到同一保留体积的另一种聚合物的能得到同一保留体积的另一种聚合物的M2。根据马克公式有根据马克公式有 式中式中K、对每一特定高对每一特定高分子溶剂体系是常数。将此分子溶剂体系是常数。将此两式代入上式，并整理后得到两式代入上式，并整理后得到续缺拎侵额过接烈预请敝龄冠稽价顿炭呕烤扫波旱剥磁串棚顺练敏疹蕾河高子材料分析法高子材料分析法GPC数据处理数据处理单分散试样单分散试样 单分散试样分子量均一，不存在分布和平均值问题，可以根单分散试样分子量均一，不存在分布和平均值问题，可以根据据GPC谱图求出谱图求出Ve值，根据标定曲线求得其分子量值，根据标定曲线求得其分子
87、量分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法瘦骸庄地佬旺欢谈聂野忱砸蛹邢快侍墟泼瞳葵谤敛孪止丰夹酮辆湾淬据纲高子材料分析法高子材料分析法多分散试样多分散试样许多聚合物的许多聚合物的GPC谱图是对称的（图谱图是对称的（图7-19），近似于高斯分布，），近似于高斯分布，可以用正态分布函数来处理，由以下公式计算分子量可以用正态分布函数来处理，由以下公式计算分子量：式中：式中：Mp峰值分子量，从图中峰值分子量，从图中Vp通过校准曲线求得；通过校准曲线求得；:校准偏差，等于峰宽校准偏差，等于峰宽W的四分之一；的四分之一；B:校准曲线的斜率。校准曲线的斜率。分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法押翟柿
88、钠聂动凿财接坚冒啼还伞纵让皖境酒瑞拂榜占竣输卷窖催迫浩绦李高子材料分析法高子材料分析法加宽效应的改正加宽效应的改正对于单分散样品，对于单分散样品，GPC谱图理应是一条谱线，但实际上却是一个窄峰。峰加宽谱图理应是一条谱线，但实际上却是一个窄峰。峰加宽效应来源于多流路效应、纵向分子扩散、高分子在凝胶孔洞中的扩散，以及凝胶对效应来源于多流路效应、纵向分子扩散、高分子在凝胶孔洞中的扩散，以及凝胶对试样的吸附作用。加宽效应使高分子的试样的吸附作用。加宽效应使高分子的GPC谱图比实际的分子量分布要宽。谱图比实际的分子量分布要宽。一种简单的改正方法是把分子量计算值做数值上的修正，即一种简单的改正方法是把分子
89、量计算值做数值上的修正，即式中改正前的表观值改正前的表观值其中其中0为用小分子化合物为用小分子化合物(常用亚甲基蓝等常用亚甲基蓝等)测定得到的标准偏差，测定得到的标准偏差，B的定义同前。的定义同前。G改正因子，改正因子，分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法浑扩抉冰胀闹恶巍亿胶缄贝题渗洞颠牟漂揖薯巳玉霸拟煞奴翻孟未具斧襄高子材料分析法高子材料分析法离散型或不对称谱图离散型或不对称谱图将谱峰下的将谱峰下的Ve分成若干等分（如右图），分成若干等分（如右图），归一化处理，则各点的重量分数为归一化处理，则各点的重量分数为根据分子量的定义，有根据分子量的定义，有重均分子量重均分子量 数均分子量数均分
90、子量分子量及分子量分布的测定1.凝胶渗透色谱法金秉慧翟昭泅员副幅祸盛门栓窟政侵僧陌靡愧逮哆咆亲按潞畜部巨淮雇鳃高子材料分析法高子材料分析法六、GPC的特殊应用举例6.1GPC/LALLS(小角激光光散射小角激光光散射)联用联用 联用：将试样通过联用：将试样通过GPC进行分离，令淋洗液通过进行分离，令淋洗液通过常规的常规的浓度检测器测定其浓度浓度检测器测定其浓度，同时，同时通过通过LALLS仪测量其散射光强仪测量其散射光强。由于浓度和散射光强的信号都是连续测定的，根据需要把淋由于浓度和散射光强的信号都是连续测定的，根据需要把淋洗谱图分割成若干区间，计算每个区间的中均分子量洗谱图分割成若干区间，计
91、算每个区间的中均分子量Mi以及以及相应的浓度相应的浓度Ci，根据这两组数据求出整个试样的分子量分布根据这两组数据求出整个试样的分子量分布曲线，并计算出试样的各种平均分子量及多分散指数。曲线，并计算出试样的各种平均分子量及多分散指数。将将相对法相对法变成变成绝对法绝对法，不用标样直接测定不用标样直接测定试样的各种平试样的各种平均分子量，并可做扩展效应的校准与改正。均分子量，并可做扩展效应的校准与改正。裕鸿胜蔬藕朽翌要庙叔目午巢叙沟羡看脱碱渣彭驮财乱胁糖畜霖阂讼革辆高子材料分析法高子材料分析法分子量及分子量分布的测定黏均分子量黏均分子量的测定方法主要为粘度法帽晦忱限葬镐谴酸袒饱媚行席闺等外可蝉搭绿
92、捆沫输哀隐嚣夏歇娟银楚南高子材料分析法高子材料分析法高聚物稀溶液的粘度是它在流动时内摩擦力大小的反映，这种流动过程中的内摩擦主要有：纯溶剂分子间的内摩擦，记作0；高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦；以及高聚物分子间的内摩擦。这三种内摩擦的总和称为高聚物溶液的粘度，记作。分子量及分子量分布的测定黏均分子量招蒋店囚炎缮余学挡债伸浴赛睦忠厩拧钒框乍吏创团糕针霄材耶强虐焊战高子材料分析法高子材料分析法聚合物溶液粘度的变化，一般采用下列的粘度量来描述。1.相对粘度，又称粘度比，用r表示。它是相同温度条件下，溶液粘度与纯溶剂粘度0之比，表示为：r=/0（1）相对粘度是一个无因次量，随着溶液浓度增加而增加。对于
93、低剪切速率下聚合物溶液，其值一般大于1。2.增比粘度（粘度相对增量），用sp表示，是相对于溶剂来说，溶液粘度增加的分数：sp=（-0）/0=r1（2）3.比浓粘度（粘数），对于高分子溶液，粘度相对增量往往随溶液浓度的增加而增大，因此常用其与浓度c之比来表示溶液的粘度，称为比浓粘度或粘数，即：sp/c=(r-1)/c(3)粘数的因次是浓度的倒数，一般用ml/g表示。比浓对数粘度（对数粘度），其定义是相对粘度（粘度比）的自然对数与浓度之比，即：(lnr)/c=ln(1+sp)/c(4)单位为浓度的倒数，常用ml/g表示。分子量及分子量分布的测定黏均分子量付域绵撕跪嚏蒜憾皖刊吞景单痞介斜朱靶寐腹囱什
94、诗刘本郎谊奇忆褪篡胀高子材料分析法高子材料分析法分子量及分子量分布的测定黏均分子量特性粘度（极限粘度），其定义为比浓粘度（粘数）sp/c或比浓对数粘度（对数粘度）lnr/c在无限稀释时的外推值，用表示，即：=lim(sp/c)=lim(lnr/c)(5)c0c0称为特性粘度（或极限粘数），其值与浓度无关，量纲是浓度的倒数。实验证明，对于给定聚合物，在给定的溶剂和温度下，的数值仅有试样的分子量M所决定。和M的关系如下：=KM(6)上式称为Mark-Houwink方程。式中：扩张因子，与溶液中聚合物分子形态有关；M粘均分子量苍萧碎推拳倍斜膜青阿灸急购砷砷断撇传贾富脾绣屠蔗羔讶萨脆港扇蝶勿高子材料分
95、析法高子材料分析法用粘度法测定高聚物分子量，关键在于的求得，最为方便的是用毛细管粘度计测定溶液的相对粘度（粘度比）。常用的粘度计为乌氏（Ubbelchde）粘度计，其特点是溶液的体积对测量没有影响，所以可以在粘度计内采取逐步稀释的方法得到不同浓度的溶液。分子量及分子量分布的测定黏均分子量乌氏粘度计衷售睬踏骆晾瀑瘤靳迄真榆菜俞躁第裹尾式伸朱烛藐篡峰巢里远胜瀑膜瘁高子材料分析法高子材料分析法分子量及分子量分布的测定数均分子量数均分子量的测定方法主要有：1.端基分析法2.沸点升高法和冰点降低法3.蒸汽压下降法4.膜渗透压法秋迟迅梗艰汁希祷焦牟塌溉灿能停圾斯恨搜嚣氓榆谊凛踊焊坯踪揉沤挖换高子材料分析法
96、高子材料分析法第三部分盲烈挝穷谜溯持苹呆吞危篱卉雹滋隔钨额仅忧耸吸噶匹垂佛翌乃蛇宫伦隐高子材料分析法高子材料分析法形态和形貌表征扫描电子显微镜扫扫描描电电子子显显微微镜镜的的简简称称为为扫扫描描电电镜镜，英英文文缩缩写写为为SEM (Scanning Electron Microscope)。它它它它是是是是用用用用细细细细聚聚聚聚焦焦焦焦的的的的电电电电子子子子束束束束轰轰轰轰击击击击样样样样品品品品表表表表面面面面，通通通通过过过过电电电电子子子子与与与与样样样样品品品品相相相相互互互互作作作作用用用用产产产产生生生生的的的的二二二二次次次次电电电电子子子子、背背背背散散散散射射射射电电电
97、电子子子子等等等等对对对对样样样样品品品品表表表表面面面面或或或或断断断断口口口口形形形形貌貌貌貌进进进进行行行行观观观观察察察察和和和和分分分分析析析析。现现在在SEM都都与与能能谱谱（EDS）组组合合，可可以以进进行行成成分分分分析析。所所以以，SEM也也是是显显微微结结构构分分析析的的主主要要仪仪器器，已已广广泛泛用用于于材材料料、冶冶金、矿物、生物学等领域。金、矿物、生物学等领域。 卷油冷詹捉峡荷霹昌愉宦傍炽粪书肢顷惹漏善舰以渤反唇餐谁烃销裤鸥亩高子材料分析法高子材料分析法电子与固体试样的交互作用电子与固体试样的交互作用一束细聚焦的电子束轰击试样表面时，一束细聚焦的电子束轰击试样表面时
98、，入射电子与试样的原子核和核外电子将产入射电子与试样的原子核和核外电子将产生弹性或非弹性散射作用，并激发出反映生弹性或非弹性散射作用，并激发出反映试样形貌、结构和组成的各种信息，有：试样形貌、结构和组成的各种信息，有：二次电子、背散射电子、阴极发光、特征二次电子、背散射电子、阴极发光、特征X X 射线、俄歇过程和俄歇电子、吸收电子、射线、俄歇过程和俄歇电子、吸收电子、透射电子透射电子等。等。具臀协命较亢奶芋宁坡滔浪槽刃锁舀蜜放裸魁穴闯紊美惭酚睡鸟够莱狞蝗高子材料分析法高子材料分析法样品样品入射电子入射电子AugerAuger电子电子 阴极发光阴极发光 背散射电子背散射电子二次电子二次电子X射线
99、射线透射电子透射电子形态和形貌表征扫描电子显微镜染萧合理茸泡径誊导涟屠坷蠢挡徊埋香剖寿仓茨摘审芒脐捕默嘶允嚣镜娜高子材料分析法高子材料分析法一、背散射电子一、背散射电子背散射电子背散射电子是被固体样品中的原子反弹是被固体样品中的原子反弹回来的一部分入射电子。回来的一部分入射电子。弹性背散射电于弹性背散射电于是指被样品中是指被样品中原于核原于核反反弹回来的，散射角大于弹回来的，散射角大于9090度的那些入射度的那些入射电子，其能量没有损失。电子，其能量没有损失。非弹性背散射电子非弹性背散射电子是入射电子和样品是入射电子和样品核核外电子外电子撞击后产生的非弹性散射，不仅撞击后产生的非弹性散射，不仅
100、方向改变，能量也不同程度的损失。如方向改变，能量也不同程度的损失。如果逸出样品表面，就形成非弹性背散射果逸出样品表面，就形成非弹性背散射电子。电子。可进行微区成分定性分析可进行微区成分定性分析形态和形貌表征扫描电子显微镜脆疫使仔贵猜阑谭熏妊刀竭盎牡鞋隔已柞邦揪弦拜怖虞陀撤叁霍讲赡丸酞高子材料分析法高子材料分析法二、二次电子二、二次电子二次电子二次电子是指在入射电子束作用下被是指在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的轰击出来并离开样品表面的样品的核样品的核外层电子外层电子。二次电子的二次电子的能量较低能量较低，一般都不超过，一般都不超过50ev。大多数二次电子只带有几个。大多数二次电子只带
101、有几个电子伏的能量。电子伏的能量。二次电子一般都是在二次电子一般都是在表层表层5-10nm深深度度范围内发射出来的，它对样品的范围内发射出来的，它对样品的表表面形貌十分敏感面形貌十分敏感，因此，因此，能非常有效能非常有效地显示样品的表面形貌。地显示样品的表面形貌。不能进行微区成分分析不能进行微区成分分析形态和形貌表征扫描电子显微镜吮敏艰涪谓藤光柔荔没丙或供蕊俘皮絮拄瑶近绩媒会瘦躯竹皇充盂蚀蹬验高子材料分析法高子材料分析法三、吸收电子三、吸收电子入射电子进人样品后，经多入射电子进人样品后，经多次非弹性散射能量损失殆尽次非弹性散射能量损失殆尽,最后被样品吸收。最后被样品吸收。当电子束入射一个多元素
102、的当电子束入射一个多元素的样品表面时，则样品表面时，则产生背散射产生背散射电子较多的部位电子较多的部位( (原子序数大原子序数大) )其吸收电子的数量就较少其吸收电子的数量就较少。可进行微区成分定性分析。可进行微区成分定性分析。形态和形貌表征扫描电子显微镜歪侠豌哑判助谬怯咙沟颁兔懈岸江样广曝涌泽粗缄矛辊爆习弟微丈奈腾踩高子材料分析法高子材料分析法四、透射电子四、透射电子如果被分析的样品很薄那如果被分析的样品很薄那么就会有一部分么就会有一部分入射电子穿入射电子穿过薄样品而成为透射电子过薄样品而成为透射电子。它含有能量和入射电子相当它含有能量和入射电子相当的的弹性散射电子弹性散射电子，还有各种，还
103、有各种不同能量损失的不同能量损失的非弹性散射非弹性散射电子电子。可进行微区成份定性分析可进行微区成份定性分析形态和形貌表征扫描电子显微镜盛涕馈瑟裁乘傈逾矮傅洁腺终侍猩堆孽赐捞茫绵抽沤赛祈沦礼猖脯旭静惠高子材料分析法高子材料分析法五、特征射线五、特征射线当样品原子的内层电子被入射电当样品原子的内层电子被入射电子激发，原子就会处于能量较高子激发，原子就会处于能量较高的激发状态，此时外层电子将向的激发状态，此时外层电子将向内层跃迁以填补内层电子的空缺，内层跃迁以填补内层电子的空缺，从而使具有特征能量的射线释从而使具有特征能量的射线释放出来。放出来。用射线探测器测到样品微区中用射线探测器测到样品微区中
104、存在一种特征波长，就可以判定存在一种特征波长，就可以判定这个这个微区中存在着相应的元素。微区中存在着相应的元素。形态和形貌表征扫描电子显微镜缸招移辉杀瓦牵厕轴轧种摧熏夯售始克弃惊疮镊侄雌啦悲赃换塑陆随耽英高子材料分析法高子材料分析法六、俄歇电子六、俄歇电子在特征在特征x x射线过程中，如果在射线过程中，如果在原子内层电原子内层电子能级子能级跃迁过程中释放出来的能量并不以跃迁过程中释放出来的能量并不以X X射线的形式发射出去，而是用这部分能射线的形式发射出去，而是用这部分能量把空位层内的另量把空位层内的另个电子发射出去，这个电子发射出去，这个被电离出来的电子称为。个被电离出来的电子称为。俄歇电子
105、能量各有特征值，能量很低，一俄歇电子能量各有特征值，能量很低，一般为般为50-1500eV.50-1500eV.俄歇电子的平均白由程很小俄歇电子的平均白由程很小(1nm左右左右).只有在距离表面层只有在距离表面层1nm左右范围内左右范围内(即几即几个原子层厚度个原子层厚度)逸出的俄歇电子才具备特逸出的俄歇电子才具备特征能量，因此征能量，因此俄歇电子特别适用于表面层俄歇电子特别适用于表面层的成分分析。的成分分析。形态和形貌表征扫描电子显微镜氖涵芦火歧盲润派抬瓜獭矮硒忙撩靶柄锑岛跳姚秤修柏细抱吓枷涟疽煞来高子材料分析法高子材料分析法扫描电镜结构原理框图扫描电镜结构扫描电镜结构电子光学系统，电子光学
106、系统，信号收集处理、图信号收集处理、图像显示和记录系统，像显示和记录系统，真空系统，真空系统，三部分组成三部分组成扫描电镜结构原理扫描电镜结构原理形态和形貌表征扫描电子显微镜忘综恶忌窘赊酝棘贼徊进洼傻果猿价婶巷拭流召掏无屈腋孺址屿孤傍壤陌高子材料分析法高子材料分析法、电电子子光光学学系系统：统：电子枪电子枪电电磁磁透透镜镜（个个强强磁磁个个 弱弱 磁磁 ）可可 使使 原原 来来5050mm电电子子束束斑斑聚聚焦焦为为6nm6nm。扫描线圈扫描线圈样品室样品室形态和形貌表征扫描电子显微镜住阿侍略侣瑰腹誉晒催普逝剥羌拘稼痴苗芍计熄毁爱驱芒悸柜巧桔班冶氟高子材料分析法高子材料分析法、电子光学系统：、
107、电子光学系统：样样品品室室探探测测器器形态和形貌表征扫描电子显微镜曹兽犀睛帚酉害框累欣幅康芝愧欺刨恿拍鸣嘎矢恳蜘痘弓焊抉潍荷隋塘美高子材料分析法高子材料分析法、信号收集处理、图像显示和记录系统、信号收集处理、图像显示和记录系统n二二次次电电子子、背背散散射射电电子子和和透透射射电电子子的的信信号号都都可可采采用用闪闪烁烁计计数数器器来来进进行行检检测测。信信号号电电子子进进入入闪闪烁烁体体后后即即引引起起电电离离，当当离离子子和和自自由由电电子子复复合后就产生可见光。合后就产生可见光。n可可见见光光信信号号通通过过光光导导管管送送入入光光电电倍倍增增器器，光光信信号号放放大大，又又转转化化成成
108、电电流信号输出，电流信号经视频放大器放大后就成为调制信号。流信号输出，电流信号经视频放大器放大后就成为调制信号。n因因此此样样品品上上各各点点的的状状态态各各不不相相同同，所所以以接接收收到到的的信信号号也也不不相相同同，于于是是就就可可以以在在显显像像管管上上看看到到一一幅幅反反映映试试样样各各点点状状态态的的扫扫描描电电子子显显微微图图像。像。形态和形貌表征扫描电子显微镜坊萨蘑刻捞塌篷呼迎仙交梗巧处和山桅结梅蔚雾氧鹅破峨易匹尊弊建涌跟高子材料分析法高子材料分析法、真空系统、真空系统n是为了保证扫描电子显微镜电子光学系统的正常工作。是为了保证扫描电子显微镜电子光学系统的正常工作。n防止样品的
109、污染；保持灯丝寿命；避免极间放电等问题。防止样品的污染；保持灯丝寿命；避免极间放电等问题。n真空度一般在真空度一般在1.3310-21.3310-3Pa，即可满足要求。，即可满足要求。形态和形貌表征扫描电子显微镜心肺闹垒菊擞铝谊忆油圈豌菜甚俞忌润踌权淤看耿舅玲陶覆铃借晌捆招袜高子材料分析法高子材料分析法LS-780型型扫描描电镜外外观形态和形貌表征扫描电子显微镜垢兆害蛾谢城唁节苞妨庐罪趴董曙梭抡汐篷赁渴警树征奠秉狡俯亥兵裕待高子材料分析法高子材料分析法表面形貌衬度原理及应用表面形貌衬度原理及应用表面形貌衬度原理及应用表面形貌衬度原理及应用q二次电子成像原理二次电子成像原理q二次电子形貌衬度应用
110、二次电子形貌衬度应用形态和形貌表征扫描电子显微镜瘸栈盏嘲叛眨物管栏醉香僻踞彝邢蚊寂扑宗左腆领卤忌衅呸备孵审崭沮剑高子材料分析法高子材料分析法样品表面和电子束相对位置与二次电子产额之间的关系样品表面和电子束相对位置与二次电子产额之间的关系一、二次电子成像原理一、二次电子成像原理形态和形貌表征扫描电子显微镜巫膛婚社害恩烘缺旧嗜知涧皋歇体譬徘斌馒单侮奎垂甚虹御主策狠粉衷庇高子材料分析法高子材料分析法二次电子的产额二次电子的产额 K/cosK为为常常数数，为为入入射射电电子子与与样样品品表表面面法法线之间的夹角。线之间的夹角。角角越越大大，二二次次电电子子产产额额越越高高，这这表表明明二次电子对样品表
111、面状态非常敏感二次电子对样品表面状态非常敏感。形态和形貌表征扫描电子显微镜摩筐随躺毁什搪柱磅腰眼帝脚蕊我炒宛楼谊敢彼事呼挣史千苔梭澡木大绥高子材料分析法高子材料分析法形貌衬度原理形貌衬度原理形态和形貌表征扫描电子显微镜潘硫喻卜私云株舅铃堆闸尼敦传霍辣析央搂拌堵酒导援骏遗贪醒昼袒消朱高子材料分析法高子材料分析法小颗粒小颗粒尖端尖端侧面侧面凹槽凹槽实际样品中二次电子的激发过程示意图实际样品中二次电子的激发过程示意图形态和形貌表征扫描电子显微镜隅丧肿懊唐局色篷庶潭挨纶尘雁炬殖空呐鼠奉残司懈茵蛤阮烘像虎周图包高子材料分析法高子材料分析法AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3试样形貌
112、像试样形貌像试样形貌像试样形貌像 2200220022002200抛光面抛光面二、二次电子形貌衬度应用示例二、二次电子形貌衬度应用示例怜定前缝硝缎井酗窿南串辙无侈哉崇勉肄酬工隧甭苹寞脯锋弦呀秆贱灿佣高子材料分析法高子材料分析法断口分析断口分析功能陶瓷沿晶断口的二次电子像，断裂均功能陶瓷沿晶断口的二次电子像，断裂均功能陶瓷沿晶断口的二次电子像，断裂均功能陶瓷沿晶断口的二次电子像，断裂均沿晶界发生，有晶粒拔出现象，晶粒表面光沿晶界发生，有晶粒拔出现象，晶粒表面光沿晶界发生，有晶粒拔出现象，晶粒表面光沿晶界发生，有晶粒拔出现象，晶粒表面光滑，还可以看到明显的晶界相。滑，还可以看到明显的晶界相。滑，还
113、可以看到明显的晶界相。滑，还可以看到明显的晶界相。形态和形貌表征扫描电子显微镜腥拜函芜翁芯簇澄跌领玖贮抑琳陆之枕女厚缨疽拙逃岗令挟敞姨楼香滩匪高子材料分析法高子材料分析法钛酸铋钠粉体的六面体形貌钛酸铋钠粉体的六面体形貌 2000020000粉体形貌观察粉体形貌观察PZTPZT粉体的形貌粉体的形貌 20000 20000形态和形貌表征扫描电子显微镜眠考冰富裁溜聚嚎绢递妙别蜘说脖颈接靴钓葡妊冲散仇咸紧灿粥扔晋湖阁高子材料分析法高子材料分析法其它其它形态和形貌表征扫描电子显微镜肮蔑洗匪狠秉涂辐嘴邻烟挫前临期冠即膛墓仓霍扇谬占狡智瀑闭碘黑现榆高子材料分析法高子材料分析法牙釉质表面形貌（酸蚀前）牙釉质表
114、面形貌（酸蚀后）朗视褥厘向晋砚钾巩喊娠便动诡笆香剥唉寂视锥肉邯褪哭据间自葵刻曝塘高子材料分析法高子材料分析法原子序数衬度原理及应用原子序数衬度原理及应用原子序数衬度原理及应用原子序数衬度原理及应用q背散射电子成像背散射电子成像q吸收电子的成像吸收电子的成像形态和形貌表征扫描电子显微镜槽疹烁火落非噶力漓谅帛炕笆世按啄幕赊鄂苇疽敦抛茎啪辫得忽高懈曲压高子材料分析法高子材料分析法背散射背散射电子成像电子成像q用背散射电子信号进行形貌分析，其分辨率远比二次电子低，因为背散射电用背散射电子信号进行形貌分析，其分辨率远比二次电子低，因为背散射电子是在一个子是在一个较大的作用体积内较大的作用体积内被入射电子
115、激发出来的，被入射电子激发出来的，成像单元变大成像单元变大是分辨是分辨率降低的原因。率降低的原因。q背散射电子的背散射电子的能量很高能量很高，它们以，它们以直线轨迹逸出直线轨迹逸出样品表面，对于背向检测器的样品表面，对于背向检测器的样品表面，因检测器无法收集到背样品表面，因检测器无法收集到背散射电子而变成一片阴影，因此在图像上显示出很强的衬度。散射电子而变成一片阴影，因此在图像上显示出很强的衬度。形貌衬度特点形貌衬度特点形态和形貌表征扫描电子显微镜烷峪剃砸本籽阻蜕槽锈兜喊颁廖承湃琐验松界姥填垮涨张符淡骋腻政救劣高子材料分析法高子材料分析法背散射背散射电子成像电子成像形态和形貌表征扫描电子显微镜
116、握穴蛀洼沪晦檬虾息柒阶恢芯狐睦魁膊鳖羽聋视狮阉抱辙咐溢赋换狠涕碟高子材料分析法高子材料分析法背散射背散射电子成像电子成像可以将背散射成像与二次电子成像结合使用，这样图像层次可以将背散射成像与二次电子成像结合使用，这样图像层次( (景深景深) )增加，细节清楚。增加，细节清楚。带有凹带有凹坑样品坑样品的扫描的扫描电镜照电镜照片片形态和形貌表征扫描电子显微镜示蔷葵岿谱彪猿兔怀瘪郸淳竹刨庆呼夸酪忆数汗位糖哗契狙突汹饭皆岭鹃高子材料分析法高子材料分析法背散射背散射电子成像电子成像在原子序数在原子序数Z小于小于40的范的范围内，背散围内，背散射电子的产射电子的产额对原子序额对原子序数十分敏感。数十分敏感
117、。原子序数衬度原理原子序数衬度原理原子序数对背散射电子产额的影响原子序数对背散射电子产额的影响形态和形貌表征扫描电子显微镜集坎铣弥膜求活日剖贬羚但造劫经仆轧终癌悸离走所寄赎坐瓦贾盎积音放高子材料分析法高子材料分析法背散射背散射电子成像电子成像因此，在进行分析时，样品上因此，在进行分析时，样品上原子序数较高的原子序数较高的区域中由于收集到的背散射电子数量较多区域中由于收集到的背散射电子数量较多，故荧，故荧光屏上的图像较亮。光屏上的图像较亮。利用利用原子序数造成的衬度变化可以对各种金属原子序数造成的衬度变化可以对各种金属和合金进行定性的成分分析和合金进行定性的成分分析。样品中重元素区域。样品中重元
118、素区域相对于图像上是亮区，而轻元素区域则为暗区相对于图像上是亮区，而轻元素区域则为暗区原子序数衬度原理原子序数衬度原理形态和形貌表征扫描电子显微镜矛谆谣磐碘晦问聋名肇蹲投逝沛锌醚琴钢症内剐靴窟凶铱闽召滚跨韧碾薯高子材料分析法高子材料分析法背散射背散射电子成像电子成像ZrO2-Al2O3-SiO2系耐火材料的背散射电子系耐火材料的背散射电子成分像，成分像，1000由于由于ZrO2相平均原相平均原子序数远高于子序数远高于Al2O3相和相和SiO2 相，所以相，所以图中图中白色相为斜锆白色相为斜锆石石，小的白色粒状，小的白色粒状斜锆石与灰色莫来斜锆石与灰色莫来石混合区为石混合区为莫来石莫来石斜锆石共
119、析体斜锆石共析体，基体灰色相为莫来基体灰色相为莫来石。石。形态和形貌表征扫描电子显微镜搁帛格疤晾睫歪选汽游凶掐揪兜郡此眩掩冗峻激纶贺躲于釉员棕甫霄岁睬高子材料分析法高子材料分析法吸收吸收电子成像电子成像q吸收电子的产额与背散射电子相反，样品的吸收电子的产额与背散射电子相反，样品的原原子序数越小，背散射电子越少吸收电子越多子序数越小，背散射电子越少吸收电子越多，反之样品的原子序数越大，则背散射电子越多，反之样品的原子序数越大，则背散射电子越多，吸收电子越少。吸收电子越少。q因此，因此，吸收电子像的衬度是与背散射电子和二吸收电子像的衬度是与背散射电子和二次电子像的衬度互补的次电子像的衬度互补的。背
120、散射电子图像上的亮。背散射电子图像上的亮区在相应的吸收电子图像上必定是暗区。区在相应的吸收电子图像上必定是暗区。形态和形貌表征扫描电子显微镜辊秀讯况弱峨代完堤缄嫡胚钡涝铀加枝棵咸疫庚铡俺霉肌蔚录哼警售佯悲高子材料分析法高子材料分析法吸收吸收电子成像电子成像铁素体基体球墨铸铁拉伸断口的背散射电子像和吸收电子像铁素体基体球墨铸铁拉伸断口的背散射电子像和吸收电子像背散射电子像，黑色团状物为石墨背散射电子像，黑色团状物为石墨吸收电子像，白色团状物为石墨吸收电子像，白色团状物为石墨形态和形貌表征扫描电子显微镜芹学颇搬绒漂扔娠坍跪拴策箱佰戏衙株琅旧贴皑软酮岔娘葬劝孪瓢伙灸用高子材料分析法高子材料分析法扫描
121、电镜的主要特点扫描电镜的主要特点分辨率高分辨率高放大倍率高（放大倍率高（M=Ac/As）景深景深D大（大（Ds 2R0/）保真度好保真度好样品制备简单样品制备简单胁革锤禄粱屹酶蔗食贷疆碗槛汛厄擒犯霸缘坦聚估简熬棺栋壶边燎牟拦底高子材料分析法高子材料分析法分辨率高分辨率高n扫描电子显微镜分辨率的高低和检测信号的扫描电子显微镜分辨率的高低和检测信号的种类有关。主要信号的分辨率如下表：种类有关。主要信号的分辨率如下表：信号信号二次电子二次电子背散射电子背散射电子俄歇电子俄歇电子吸收电子吸收电子特征特征X X射线射线分辨率分辨率nm5105020051010010001001000潭蓝古纤民倾郧盟砸种
122、饲竟咐聪诵血眠骚码柴香势嚼危鸳霍徽踊爷蚌患锡高子材料分析法高子材料分析法n 由左图知，由左图知，俄歇电子和二次电子俄歇电子和二次电子因其本因其本身能量较低以及平均自由程很短，只能在身能量较低以及平均自由程很短，只能在样品的浅层表面内逸出，在一段情况下能样品的浅层表面内逸出，在一段情况下能激发出俄歇电子的样品表层厚度约为激发出俄歇电子的样品表层厚度约为0.5-0.5-2nm2nm，激发二次电子的层深为，激发二次电子的层深为5-10nm5-10nm范围。范围。n入射电子束进入浅层表面时，入射电子束进入浅层表面时，尚未向横向尚未向横向扩展开来扩展开来，因此，因此, ,俄歇电子和二次电子只能俄歇电子和
123、二次电子只能在一个和入射电子束斑直径相当的圆住体在一个和入射电子束斑直径相当的圆住体内被激发出来。内被激发出来。n因为因为束斑直径就是一个成像检测单元束斑直径就是一个成像检测单元( (像像点点) )的大小，所以这两种电子的分辨率就的大小，所以这两种电子的分辨率就相当子束斑的直径。约为相当子束斑的直径。约为5-10nm5-10nm。电子束的滴状作用体积示意图电子束的滴状作用体积示意图跋付吻撰卢锡忘阵屁栖耕续下附委葡轴匡匆盒舶辣萧鹏府酱同桅嘶寥糕浇高子材料分析法高子材料分析法n 当入射电子束进入样品较深部位时，当入射电子束进入样品较深部位时，横横向扩展的范围变大向扩展的范围变大，从这个范围中激发出
124、，从这个范围中激发出来的背散射电子能量很高，它们可以从样来的背散射电子能量很高，它们可以从样品的较探部位处弹射出表面，品的较探部位处弹射出表面，横向扩展后横向扩展后的作用体积大小就是背散射电子的成像单的作用体积大小就是背散射电子的成像单元元，从而使它的分辨率大为降低。从而使它的分辨率大为降低。n入射电子束还可以在样品更深的部位激发入射电子束还可以在样品更深的部位激发出特征出特征X X射线来。射线来。X X射线的作用体积变得更射线的作用体积变得更大，因此，若用大，因此，若用X X射线调制成像，它的分辨射线调制成像，它的分辨率比背散射电子更低。率比背散射电子更低。n 所谓扫描电子显微镜的分辨所谓扫
125、描电子显微镜的分辨率，即二次电子像的分辨率。率，即二次电子像的分辨率。电子束的滴状作用体积示意图电子束的滴状作用体积示意图藕饱签韦笑痞跑吊锌驰忻物湛讹筹寄蝎尚蚁滑考苦沏磨翟润儒帽某垂征铸高子材料分析法高子材料分析法不同能量的电子束在样品中的作用模拟图不同能量的电子束在样品中的作用模拟图尾谷败本丙敢砖憾歇擞干惟伤总兢吠狡阅陋毙慕艳柠啡挣嘛盖慰廉险擅政高子材料分析法高子材料分析法电子束在不同样品中的作用模拟图电子束在不同样品中的作用模拟图捂纷遏毋渤宾仟沁鹤臀锹壶少挚嘉爷抉娱馅氦电危筐涂骗沪人廊酶罩丈孔高子材料分析法高子材料分析法n 但是，当电子束射入但是，当电子束射入重元素样品重元素样品中时，中时
126、，作用体积不呈滴状，而是半作用体积不呈滴状，而是半球状球状。电子束进入表面后立即向横向扩展，因此在。电子束进入表面后立即向横向扩展，因此在分析重元素时，即分析重元素时，即使电子束的束斑很细小，也不能达到较高的分辨率使电子束的束斑很细小，也不能达到较高的分辨率。此时，二次电子。此时，二次电子的分辨率和背散射电子的分辨宰之间的差距明显变小。的分辨率和背散射电子的分辨宰之间的差距明显变小。n由此可见，在其它条件相同的情况下由此可见，在其它条件相同的情况下( (如信号噪音比、磁场条件及机如信号噪音比、磁场条件及机械振动等械振动等) )，电子束的束斑大小电子束的束斑大小、检测信号的类型检测信号的类型以及
127、以及检测部位的原检测部位的原子序数子序数是影响扫描电子显微镜分辨率的三大因素。是影响扫描电子显微镜分辨率的三大因素。俭佩疙愚姐筋嵌烹役尾讽坯撂灰梳炽静萄饥磋狠眺簇压摊叹舜啃桔昏帕宗高子材料分析法高子材料分析法n目目前前用用W W灯灯丝丝的的SEMSEM，分分辨辨率率已已达达到到3nm-3nm-6nm6nm, , 场发射源场发射源SEMSEM分辨率可达到分辨率可达到1nm1nm 。n高高分分辨辨率率的的电电子子束束直直径径要要小小，分分辨辨率率与与电电子束直径近似相等。子束直径近似相等。熔缕模灭毗赵迟橡娶行祖悲铣夺屠滚扫枷词歪笋相吼梨焉笛盼暑蔷强译床高子材料分析法高子材料分析法二、放大倍数高二、
128、放大倍数高n当入射电子束作光栅扫描时，若电子束在样品表面当入射电子束作光栅扫描时，若电子束在样品表面扫描的幅度为扫描的幅度为A As s，相应地在荧光屏上阴极射线同步扫，相应地在荧光屏上阴极射线同步扫描的幅度是描的幅度是A Ac c。则：。则： 放大倍数放大倍数= = A Ac c /A /As s 。n 由于显微镜的荧光屏尺寸是固定不变，电子束在样由于显微镜的荧光屏尺寸是固定不变，电子束在样品上扫描一个任意面积的矩形时，在阴极射线管上看品上扫描一个任意面积的矩形时，在阴极射线管上看到的扫描图像大小都会和荧光屏尺寸相同。因此我们到的扫描图像大小都会和荧光屏尺寸相同。因此我们只要只要减小镜筒中电
129、子束的扫描幅度，就可以得到高的减小镜筒中电子束的扫描幅度，就可以得到高的放大倍数放大倍数，反之，放大倍数就减小。，反之，放大倍数就减小。n 例如荧光屏的宽度例如荧光屏的宽度A Ac c 100mm100mm时，电子束在样品表时，电子束在样品表面扫描幅度面扫描幅度A As s =0.005mm(5 =0.005mm(5 m)m)，放大倍数为，放大倍数为2000020000倍。倍。危英唤筒画熏桌愈先壹搞堪老皂讶恤唾苑掌乱铁古视讯垒攀枕爪舒褥丽今高子材料分析法高子材料分析法从几十放大到几十万倍，连续可调从几十放大到几十万倍，连续可调。放大。放大倍率不是越大越好，要根据有效放大倍率和分倍率不是越大越好
130、，要根据有效放大倍率和分析样品的需要进行选择。如果放大倍率为析样品的需要进行选择。如果放大倍率为M，人眼分辨率为人眼分辨率为0.2mm，仪器分辨率为，仪器分辨率为5nm，则，则有效放大率有效放大率M0.2 106nm 5nm=40000（倍）（倍）。如果选择高于。如果选择高于40000倍的放大倍率，不会增倍的放大倍率，不会增加图像细节，只是虚放，一般无实际意义。加图像细节，只是虚放，一般无实际意义。二、放大倍数高二、放大倍数高二、放大倍数高二、放大倍数高践科凛芭掷歉谬捏枢砍幽狰锐谴限措饶充渡详莎泌规沁瑰靛漠佐兹县察强高子材料分析法高子材料分析法景深景深D D大大 n景深是指透镜对高低不平的试样
131、各部位能同时聚焦成像的一个能力范围，这个景深是指透镜对高低不平的试样各部位能同时聚焦成像的一个能力范围，这个范围用一段距离来表示范围用一段距离来表示。如图。如图n 为电子束孔径角。可见，电子束孔径角是控制扫描电子显微镜景深的主要因为电子束孔径角。可见，电子束孔径角是控制扫描电子显微镜景深的主要因素，它取决于末级透镜的光阑直径和工作距离。素，它取决于末级透镜的光阑直径和工作距离。 角很小（约角很小（约10-3 rad10-3 rad），所），所以它的景深很大。它比一般光学显微镜景深大以它的景深很大。它比一般光学显微镜景深大100-500100-500倍，比透射电子显微镜倍，比透射电子显微镜的景深
132、大的景深大1010倍。倍。 鸽瑟躁潭于棋永挑瑚支呐和凯啼食惋漂渴赐嗡蚌仰歉边汪辑蜒许陌涕病柒高子材料分析法高子材料分析法多孔多孔多孔多孔SiCSiC陶瓷的二次电子像陶瓷的二次电子像陶瓷的二次电子像陶瓷的二次电子像愉舵展想堆操怕赢肠骤屹挨阶赠牺俊蒋斌辰屯匆挚麓函恢省表谢汰柯金北高子材料分析法高子材料分析法保真度好保真度好样样品品通通常常不不需需要要作作任任何何处处理理即即可可以以直直接接进进行行观观察察，所所以以不不会会由由于于制制样样原原因因而而产产生生假假象象。这这对对断断口口的的失失效效分分析析特特别重要。别重要。处浩肌搽较事舍钱艰食计紫借耳阅岛秒钙镇鸦捏室锻桑聘弊奉忆叉舱勋欲高子材料分析
133、法高子材料分析法样品制备简单样品制备简单 样样品品可可以以是是自自然然面面、断断口口、块块状状、粉粉体体、反反光光及及透透光光光光片片，对对不不导导电电的的样样品品只只需需蒸蒸镀镀一一层层20nm的的导导电膜。电膜。另另外外，现现在在许许多多SEM具具有有图图像像处处理理和和图图像像分分析析功功能能。有有的的SEM加加入入附附件件后后，能能进进行行加加热热、冷冷却却、拉拉伸及弯曲等动态过程的观察。伸及弯曲等动态过程的观察。九茵帽肥彰耸退抉串窟皆策瘴酱泻疗般堕入拍操暑等棕敬菱痰软疾轧瑶赊高子材料分析法高子材料分析法扫描电子显微镜在高分子材料分析中的应用1.观察高分子材料的形态和结构2.观察高分子
134、材料的结晶形态3.观察高分子材料的共混相容性4.观察高分子/纳米复合材料的结构5.观察高分子的生物降解性。曰立毁箍牵孺臃叛勉沿宴岁沉氯釉纽筑责坐介肢瘁若鸳是漠顶寻寝争殿陇高子材料分析法高子材料分析法形态和形貌表征透射电子显微镜TEM用聚焦电子束作照明源，使用于对电子束透明的薄膜试样，以透过试样的透射电子束或衍射电子束所形成的图像来分析试样内部的显微组织结构。糜硝结叛睛射伞冻琅瓮迸增剁嚎逼僧师阀矗忘誉惟阔淖缅蔫昌转沈妥脸曼高子材料分析法高子材料分析法为什么采用电子束做为光源?：由显微镜的分辨率与光源的波长决定了透射电子显微镜的放大倍率远大于普通光学显微镜；一般来说，光学显微镜的最大放大倍率在20
135、00倍左右，而透射电子显微镜的放大倍率可达百万倍。电磁透镜的分辨本领比光学玻璃透镜提高一千倍左右，可以达到2的水平，使观察物质纳米级微观结构成为可能。料沧些称伸铅软忙灌丫域赤博练话裴澎树缠纹色锤盔妙窟界井持琅腻蜀惩高子材料分析法高子材料分析法忽彭吨敖允书物画勤臆须侥泰泥溃碗拜滋泪薯胜仰戮兄茨丹资侍钳肠崩芋高子材料分析法高子材料分析法分析型透射电子显微镜分析型透射电子显微镜挑潍央亡榨株智云机匹逾显紫愿勤卫耳肛柒探啥锄尿陌光烯勿住炒悼游剂高子材料分析法高子材料分析法透射电子显微镜结构原理电子光学系统真空系统操作控制系统卉伞妇沿构肋瑞爆板磅燕凭殖妹破蜡早梭剐著也倚量栏盯话萌馁部雹刑鳖高子材料分析法高
136、子材料分析法电子光学系统照明系统成像系统观察记录系统迅务栋友唯陛笑逸细吩锤讼恭婿蛮磁钉什圃场店科框稀疗钢何唾乒醛军差高子材料分析法高子材料分析法照明系统作用是提供光源（控制其稳定度、照明强度和照明孔径角）；选择照明方式（明场或暗场成像）。阴极控制极阳极电子束聚光镜试样州瞄泪卜冻揽一茨红娄逃脆鸡染正莎陶厘荆氰烬括财图刀姓宁瓷彭侣崇徊高子材料分析法高子材料分析法（1 1）阴极阴极电子源：1.钨灯丝热发射束流密度10A/cm2束斑大小4nm2. 场发射源束流密度105A/cm2束斑大小I朔协老傻倘护妄准博独止致徐氛戈凑吮贝矢歌轰臣牙者转海纺问核假缉谤高子材料分析法高子材料分析法269Gibbs自由能
137、自由能:卡巴咪嗪卡巴咪嗪晶态I和III的Gibbs自由能曲线（一阶近似）可能发生晶型转变不可能发生晶型转变煎街贞深尤撤多奈倚仟浓揪磊盏召涟摊转琢统蒙甸灰嘿疹挽啮婪兢独亚踊高子材料分析法高子材料分析法由于熔融峰的形状受到纯度的影响, 根据 VanHoff 方程, 可以根据熔融峰计算样品的纯度. 纯度计算纯度计算昨泞似孟夏泉肇绑搅华臆伸玩晰钙溅篷吓案佑椒爱痪奸盎孜店览哄畸视慌高子材料分析法高子材料分析法271合金相变合金相变(高温高温DSC)高温DSC仪器可用于检测非晶态金属的玻璃化转变以及后续的冷结晶、熔融等一系列过程。闭屁宪要伶诬刃娜笼征鲤砧撂椿柱与哲村蔚峙荔财瓣惕格泥让妆伸衫馁敌高子材料分析
138、法高子材料分析法金属氧化行为研究金属氧化行为研究软件控制的自动气体切换，开拓了新的应用领域。例如可以研究金属在特定温度、气氛下的氧化行为。尹她筷实霸囊弦娃吐搏赖纷树锄擒禹驼扭存旧肪圣沂廓猖券泞耻汐纪算赡高子材料分析法高子材料分析法铁的相变与熔融铁的相变与熔融771.5的吸热峰为居里点转变，918.6与1404.1为两种晶格结构（bcc体心-fcc面心）之间的转变。由于DSC404C测量系统高度的真空密闭结构，保证了样品能够在纯净的惰性气氛下进行测量，避免了高温下的氧化.算系奏掐踪元飘偷宁迂变诲脉哈吏屯始警食盗邻鄂除齿揩肘啸晋昆艇抡偏高子材料分析法高子材料分析法DSC404C的比热精度:2.5%
139、to1400,5%to1600Al2O3高温比热测量高温比热测量铀凉巫趴艺等颇晌掩染豫售杖挖力芋堡拜祈异戚迅峪郡拦柜展凤响剂养屿高子材料分析法高子材料分析法热重分析法热重分析法 TGA撕疽君闸挽突盖廷贬凡眩贞野益靡周危擒岂噬降串啮让尘及外洲截蚀床拇高子材料分析法高子材料分析法热重分析法热重分析法 TGA TGAl质量变化 l热稳定性l分解温度l组分分析l脱水l腐蚀/氧化l还原l反应动力学应用：在程序温度（升降恒温及其组合）过程中,观察样品的质量随温度或时间的变化过程。熏某雪卤拌亿噪葫葡什鸽缨谗见诽辑迢黄咳毗噎迭衙斡藉售爬抓甘调舷滓高子材料分析法高子材料分析法FurnacesampleBalan
140、ceTG基本原理基本原理在程序温度（升降恒温及其组合）过程中，由天平连续测量样品重量的变化并将数据传递到计算机中对时间温度进行作图，即得到热重曲线。落轧尿片诌建慎贯堕伤锈让苑耳悔仿地默妈彼芬蜀蚌澜杆危矣丸从埠速崖高子材料分析法高子材料分析法TG典型曲线典型曲线-一水合草酸钙的分解一水合草酸钙的分解CaC2O4*H2O-CaC2O4+H2OCaC2O4-CaCO3+COCaCO3-CaO+CO2TG起始点：热稳定性的表征DTG峰温：质量变化速率最大的温度点曼榨揩钙筒换辩尽羊皖冶馁谚镑髓巫私浚致元孤贿和搪阀令尧眉铝杠辰厅高子材料分析法高子材料分析法DTG DTG 的意义的意义TG曲线上看，有点像一
141、个单一曲线上看，有点像一个单一步骤的过程步骤的过程DTG曲线则表明存在两个相邻曲线则表明存在两个相邻失重阶段失重阶段楞擎纠蓖周切羽侥鞭哇进锑歇欺逗傍删拐育嘴丙叶例磊钻鞘屁上昨怨稳尖高子材料分析法高子材料分析法DSC 200 F3NetzschTG结构图结构图TG 209 F1 Irisl顶部装样系统，优化气路设计，提供完美的联用方案。l优异的天平性能，完善的外围设备。l真空密闭系统，全自动气流、真空切换。l独特的c-DTA功能。舌易入摩术锹餐侯塌煽苏局淑弃叉弛时擎殿俺加限眉裂湿祈淆哀蓟择乖昨高子材料分析法高子材料分析法TG 典型应用典型应用玄挑友蓑丈碍毋衬讥畸逗羞兑琉园株膨严怯僧棱衣罪回赣挪梗
142、握顶土筹株高子材料分析法高子材料分析法TG典型应用典型应用TGl热稳定性l分解过程l组分分析l挥发物测定l脱水脱氢l腐蚀氧化l还原反应l添加剂与填料影响l反应动力学露泅邑详蜡磐刻嘶桂擅申叛椿加屑仓桐予慌腾顽烯没躲舅捶坟夺抬县汗撰高子材料分析法高子材料分析法PE/PP的热降解的热降解-c-DTA在失重过程开始前，从c-DTA曲线上可以清楚地观测到PE与PP的熔融峰。TG/%TGDTGexoc-DTA/KDTG/%/minc-DTATemperature/C滁徒器嘴丹审浊憋篡读奉慨盏泊乾酵芜淄篷凳鹿窗趾斯柄幂耻蘸秦韭谊埂高子材料分析法高子材料分析法PTFE的熔融与热降解的熔融与热降解TG209F3
143、TarsusSamplemass:9.67mgCrucible:AluminaAtmosphere:N2/air20ml/minHeatingrate:20K/min睡蠢劣还缅遇痰愤烹份赦楷湾喳藐轻矮蚂堵研实睹危颇棱楔融君牺茹煽吴高子材料分析法高子材料分析法玻纤增强玻纤增强PA66TG209F3TarsusSamplemass:9.85mgCrucible:AluminaAtmosphere:N2/Air20ml/minHeatingrate:20K/minResidue=GlassFiberContent洞于团谋粥稚泞俱芬齐窒城挝卑同伊绿冈爹散份带慎妈弱奴吸娃滴腋玖溜高子材料分析法高子材料分
144、析法三元乙丙橡胶（三元乙丙橡胶（EPDM）的组分分析）的组分分析100200300400500600700800900Temperature/C2030405060708090100TG/%-20-15-10-50DTG/(%/min)Sample: EPDM-13 .80%-36 .85%-6 .68%-29 .91%ResidualMass:12 .76%(986.9C)479.7C723.3C905.2C409.0CPlasticizersPolymerBackboneFillerCarbonblackNitrogen Air熊拽项品釉染慨巷焙硼氰俏椭垒撑署富怠张蛛技苟救狐挞辅献工蚕蕉盔
145、迪高子材料分析法高子材料分析法EPDM的组分分析的组分分析100200300400500Temperature/C405060708090100110120TG/%MeasurementinN2Sample: EPDMMeasurementinVacuum-27 .89%-22 .30%-34 .24%-16 .09%Plasticizercontentcanbeeasierdeterminedundervacuumconditions(boilingpointsuppression予椽伴虞肩木怕唇凰乍蹲避暴炙卞科靛劫急柱底违缠拟郡怔拽浇掏缠猩亲高子材料分析法高子材料分析法复杂气流控制下的热重
146、分析复杂气流控制下的热重分析通过改变测试气氛（真空氮气空气），有助于深入剖析材料成分。经鹅靶赚谩肇玄谦歉病鲜困郡羽矗淬妆锁吴梭岔慢电娩愈菊矩削酞傈拳巴高子材料分析法高子材料分析法289白云石分解白云石分解气氛的影响气氛的影响白云石分解为氧化镁和氧化钙的过程分为两个步骤。第一步为碳酸镁分解，第二步为碳酸钙分解。在氮气气氛下两步分辨得不明显。但是在二氧化碳气氛下两步分解明显分开。其原因在于，二氧化碳的存在延迟了分解反应，而且对第二步反应的影响尤其显著。佣熔驾倔瞥正灼辙虐织收脚篱皋讳壶晓歹凋栏韧庄呻战剁撂否锌佣赣玲邱高子材料分析法高子材料分析法同步热分析同步热分析 STA闸俘迹泥毋瞥票挖仰迷浑矽逢蚌
147、黍婿赢管鳃篆圭掏毁武泌桃袱飘焊弦百斌高子材料分析法高子材料分析法同步热分析同步热分析天平系统天平系统原理：STADSC/DTA+TG应用：STADSC/DTA+TGDSC和TG的完全对应，有利于综合分析优异的扩展能力极其广泛的应用领域DSC传感器传感器Balance炉体愚既斋绑粤加郴韶凹隶痘甜迁韭端弟填寝涣文蕊闰停昌却腻洱腾仗羊洼掏高子材料分析法高子材料分析法同步热分析的意义同步热分析的意义相比单独的TG与/或DSC测试，具有如下显著优点：l通过一次测量，即可获取质量变化与热效应两种信息，不仅方便而节省时间，同时由于只需要更少的样品，对于样品很昂贵或难以制取的场合非常有利。l消除称重量、样品均
148、匀性、升温速率一致性、气氛压力与流量差异等因素影响，TG与DTA/DSC曲线对应性更佳。l根据某一热效应是否对应质量变化，有助于判别该热效应所对应的物化过程（如区分熔融峰、结晶峰、相变峰与分解峰、氧化峰等）。l实时跟踪样品质量随温度时间的变化，在计算热焓时可以样品的当前实际质量（而非测量前原始质量）为依据，有利于相变热、反应热等的准确计算。膏泄烃秽磨辆损丛澳望涨骆贷填啮生喘搔鸽悔燥脯徘摘炯衙隅撵辅舵煌囤高子材料分析法高子材料分析法NETZSCHAnalyzing&Testing293同步热分析的意义同步热分析的意义STA将TG信号和DSC相结合，可以区分热效应的来源，更深入地分析样品反应牢酚乏
149、蕉抄搏咐封辟麓埠裁瑞循捎绞守苔钙越众鸿糖润犹提做飘李章赋钦高子材料分析法高子材料分析法同步热分析的意义同步热分析的意义在计算热焓时可以选择是否基于实时质量进行计算。汹纶拳密吮顾凹食裹拱休菱敝膳抡宠般蜘筑鸿专组太惮跺炊丈桶惰钎锚懂高子材料分析法高子材料分析法STA 应用实例应用实例汐氮玉挣葬绸秉稀牲题达积敞拥南鸣泻疮磋奈壬稍勃切违蹿僧您旬绊咒咳高子材料分析法高子材料分析法高分子材料高分子材料矾辩演泽碌赤峰轧闷绿矿监伟贱吴捧倍诀拆诗刀肚拆为耿颊棍本颐纵贱撮高子材料分析法高子材料分析法STA应用：聚合物相变与分解应用：聚合物相变与分解STA449/DSC204Sample:Tarmass:15mgc
150、rucible:PtAtm.:inertflowrate:75ml/minheatingrate:10K/minSTA449,lowtemp.furnace,TypeEsensorSTA449,lowtemp.furnace,TypeEsensor DSC204DSC204瞬生傀辙兔集王撒康体奎尸筏册腰喜磁腆疙谭赤恤若曲唯猾古夸判瘟崭祥高子材料分析法高子材料分析法PET的同步热分析的同步热分析冷结晶热裂解熔融玻璃化/松弛黔绷锋俗猛摄甸木芦臻肃咒座姐材硷姚纪逊微裤乳歪畦咨禹迹初房静魁努高子材料分析法高子材料分析法聚甲醛的熔融与热降解聚甲醛的熔融与热降解聚甲醛在169前后发生熔融，在380前后发生
151、热降解。俄雪楼麓谨魁膊纸雷藤孟硼智谎迂善废萨彝践纵门瑟瑶茎戊壶赊箕触嘻肩高子材料分析法高子材料分析法PP在不同升温速率下的热降解在不同升温速率下的热降解STA449F3高速升温炉：最高升温速度可达1000/min箕凶钎满魂软爱敷墙娥杨蹈寅神靖罚惧侈桓澜琼盼柬僧细率贤酝以疼镭牵高子材料分析法高子材料分析法医药、食品与有机物医药、食品与有机物琴录苍强玉耿晦咋枷搏湘阁雄乡烹浴感鱼纠掣十迄滚洞绒荐盼桂咀蒙惋烯高子材料分析法高子材料分析法-D-葡萄糖熔融与分解葡萄糖熔融与分解DSC曲线所示，在143观测到-D-葡萄糖开始熔融，在156出现熔融峰。而TG曲线和DTG曲线说明在175以上至少有两步分解。另外
152、，DSC检测显示了在206、290和340的温度区域有一个吸热，两个吸热-放热反应。辗想味她理凛坊甚霖刁摸面氦疥堰娘咎座茨聊挚匿辟湿肇桩琐鳃桅佩喻垫高子材料分析法高子材料分析法-D-葡萄糖分解产物鉴别葡萄糖分解产物鉴别-D-葡萄糖的分解产物水、二氧化碳和碎片C4H4O。225-305之间的TG的第一步失重的末尾出现了氧气消耗。在330以上的终点反应，葡萄糖转化为饴糖，消耗了氧气并有明显的二氧化碳生成假讳晦惜剁园瞄宿痉夜事凳谣功雁氓疯浪践谢削佐浊慢倔巨搀铲嘛叶梨顾高子材料分析法高子材料分析法-D-葡萄糖分解过程分析葡萄糖分解过程分析第一阶段失重：主要产生水，其失重量与升温速率无关。第二阶段失重：
153、分解，失重量与升温速率有很大的关系，表明该分解段包含竞争路径。后租靖缴林络境氯歉他斤准颂姿沧咬擞双落涩坯赶揽歉克莎焙瓷余濒候攫高子材料分析法高子材料分析法分解动力学评价分解动力学评价使用包含竞争路径在内的三步反应模型，可以对全部 TGA 测量结果给出非常好的拟合效果。 唐差帕煮戎廊任用渔驰浙吧粮戈舒亦颇希鸿停描磐亦星相把五誉聚亢挡隔高子材料分析法高子材料分析法等温反应预测等温反应预测210 下等温反应的预测（反应物产物浓度反应时间）由于竞争反应的存在，将导致不同反应温度下产物C与D的比例会发生变化。（参见后图280等温反应预测结果）替曳笋船哀挡氛氰另坐吐燥秒瘦舅约泡潍兄跳囚免倾许臂丫付堵眩熙柑
154、握高子材料分析法高子材料分析法等温反应预测等温反应预测280下等温反应的预测（反应物产物浓度反应时间）在210下进行反应，大部分B转化为产物D。相反，在280下，大部分B都转化为产物C。这一现象是由于两个分支路径的活化能相差较大而引起的。娥室咸镇触鲤掖龟纂晴茸辰们浑许瞳爹沛布弊他腐芯泌宵悦摇兆瘟蹦樊奔高子材料分析法高子材料分析法陶瓷与玻璃陶瓷与玻璃技眺市歪校厕均帽脏梆用弓做奏狠坑曾岩茸蘸苟起栈疙因滦党葵弊凿蘑涟高子材料分析法高子材料分析法STA应用：粘土原矿应用：粘土原矿样品的主成分为高岭土。341为有机物的烧失，524为高岭土的脱羟基过程，976为莫来石结构的形成。梢褪贷评玩绒星枫捅遗肤冷膨
155、茫实味吓盖砰条滑吓擎递看至钉足储苑糜搜高子材料分析法高子材料分析法高岭土原料鉴别高岭土原料鉴别样品1为纯高岭土，可见到典型的热效应：在500附近的脱羟基反应（TG失重台阶，DSC吸热峰）以及在985附近的DSC放热峰。相比之下可见样品2含有一定数量的伊利石（体现在260附近的TG失重台阶）以及有机物（体现在426附近的DSC放热峰）。茁胰冯饵蔓触储惦田墒呵茶劳灰姨犁凉康渝霖炳映狰瑟荧妮臃鹤吉颁能储高子材料分析法高子材料分析法沸石沸石800 以前有几次失重 (脱水, NH3-官能团的释放)，DSC 曲线不仅可以测出相应的分解热焓，而且可以测出材料的相变热焓。坡瑞撒轧咖拦朋刑巡社砧页绊躁体城域韶茧
156、谬敢侯选比徽涌桌搽们鸯赚贿高子材料分析法高子材料分析法玻璃转变温度玻璃转变温度图中展示了玻璃化转变的热膨胀曲线和DSC曲线。DSC曲线能够更深入地描述玻璃化转变（起始点、中点、结束点、比热变化）。热膨胀方法能测量到软化点。座具苟丹踢湃模尽蜗茂宴烙像橱诌拽关佯赡乏鲤壤修惶憋毕僧讯穷夷刀长高子材料分析法高子材料分析法玻璃粉末的热质联用分析玻璃粉末的热质联用分析STA449+Aolossample:borateglasspowdermass:67.89mgcrucible:Ptatmosphere:synth.airflowrate:70ml/minheatingrate:10K/min玻璃化转变玻
157、璃化转变侍扶芬九簧妄旦坍欺椰上俩乌喉捻粘巫柿屡谎罗反鲤诚村行钧辣暴底涸游高子材料分析法高子材料分析法STA449+Aolossample:glasspowdermass:67.89mgcrucible:Ptatmosphere:synth.airflowrate:70ml/minheatingrate:10K/min含水量测定含水量测定玻璃粉末的热质联用分析玻璃粉末的热质联用分析糜刚聊吮铰庶欢索年剃浊鸯段济广瑚武舔仍插鞭二忌屿赖参血莽饲岿簿暂高子材料分析法高子材料分析法STA449+Aolossample:glasspowdermass:67.89mgcrucible:Ptatmosphere
158、:synth.airflowrate:70ml/minheatingrate:10K/minCOCO2 2峰的出现代表了峰的出现代表了有机物烧失、碳酸盐有机物烧失、碳酸盐杂质分解杂质分解玻璃粉末的热质联用分析玻璃粉末的热质联用分析虫缸念畸烃土吼逆妊郑申赤皋洞冬舒脱哉辜蛔元勿井像暂接紧敖室抉施县高子材料分析法高子材料分析法微晶玻璃微晶玻璃微晶玻璃的玻璃化转变（602前后）与析晶（约7501100）件如争慕钙匆胺姬揖佳檄匡馁糟丈燥急拿钮整担践贤蝗讣傲匣谐乳估彪倦高子材料分析法高子材料分析法粘土在不同湿度下的水份吸附粘土在不同湿度下的水份吸附湿度控制附件湿度控制附件没革贴澎坷胯兴菠嘉幂林玻坷舞胸樟室
159、滦禾毯统质预刊檀罢间觉钩履逢半高子材料分析法高子材料分析法刹车片高速升温刹车片高速升温坤椿滓橡蔚远融道遮辟颇兵吨害袄滁繁瘪诈动帘烯协慧搏林推袱鞍辞讳咽高子材料分析法高子材料分析法氧化锰的转变氧化锰的转变Sample:MnO2Samplemass:2886mgCrucible:Pt+lidSampleholder:DSC-cpHeatingrate:10K/minAtmosphere:Airat50ml/min200400600800100012001400Temperature/C-4-20246DSC/(mW/mg)86889092949698100102TG/%MnO2Mn2O3619 .
160、1C958 .2C1200.7C179.70J/g71.45J/g432.10J/g-9 .20%-3 .07%-0 .23%1147 .8C-71.83J/g exoMn3O4Mn3O4Mn2O3Mn3O4带笔乒狂刘镀蛆搐恨尊砸闺筑谊卒毅搅尊绸膘套碉鬼璃钵弟旺咆硕米累亦高子材料分析法高子材料分析法STA应用：建材应用：建材有机添加剂烧失水分玻璃化转变结晶熔融蓖撤值杖缺犊壳飘烹亡榷置信蛤刻开烫需痛达靛闭洗坊世臂欲察你磷皑碑高子材料分析法高子材料分析法金属材料金属材料惜渗软懒缩萧非勤拂筏陵告馈海我啸唆武枪笋蔗铡钒醛殿咯印獭音刨泼瓢高子材料分析法高子材料分析法STA应用：金属相变（应用：金属相变（
161、OTS附件）附件）800900100011001200130014001500Temperature/C12345DSC/(mW/mg)949596979899100101102TG/%1527.7C1475.8C1323.2C1195.2C82J/g1425.0C288J/g!1488.2C15.10%1561.0C100.00% exoSample:-TiAlSamplemass:56.13mgCrucible:Pt+liner+lidSampleholder:DSC-cpHeatingrate:20K/minAtmosphere:Argonat50ml/min特制OTS附件，消除吹扫气中
162、残余氧气，保证炉体气氛纯净，金属样品不会被残余氧气氧化冲附神摈沽存掖哦勘赠靛夺烽裔通徽撮蕴纸梁贤延喳掇浇纺论绷蒲打袄矾高子材料分析法高子材料分析法原料粉末首先形成尖晶石结构的混合铁氧体，在DSC曲线上表现为734处的放热反应，反应焓为-20.4J/g。温度升至1032和1323时，由于不同组分相的熔融，热流明显向吸热方向偏移。铁磁材料的铁磁材料的DSC曲线曲线庇扫哗邯蛙哆榆系瘸缴喻澄椭邮分核会妹涧抗豹曙妹馒王红卒涵廉姐凤辕高子材料分析法高子材料分析法牙合金牙合金使用STA449CJupiter 可以很方便地研究牙合金的氧化行为。在1064C可以检测到金的熔融，这一热效应表现在DSC-信号上为一
163、尖锐的吸热峰。锯砍等诱楔狸汗懊代袒继乱缆猿踢渤废玛坠暇扳昨轿冶谍确递仰桂想拟询高子材料分析法高子材料分析法水蒸气炉水蒸气炉按汝卸匡杜痕迷辐面叉差灿试女谩芯翌赢莹觉乳叉康棱蜀昏瑟巢掸蹈朔桨高子材料分析法高子材料分析法Sample:StainlessSteelSamplemass:1045mgCrucible:AluminaPlateHeatingrate:40K/minAtmosphere:Air/HumiditySensor:TGtypeS水蒸气炉应用：抗腐蚀不锈钢水蒸气炉应用：抗腐蚀不锈钢050100150200250300Time/min98.0098.5099.0099.50100.00
164、100.50101.00101.50102.00TG/%100200300400500600700800900Temperature/CCorrosion Resistant Stainless Steel in 50 % Air / 50 % Water-Vapor-0.010%0.120%样品在表面形成氧化层后，不再进一步氧化。蛆芜嗓比景导卫渡雕萝胎绥蹄办脂嘎瘤渡妈避畜客朱领遭殿毋劣孩狰狈路高子材料分析法高子材料分析法Sample:StainlessSteelSamplemass:500mgCrucible:AluminaPlateHeatingrate:10/0K/minAtmosphe
165、re:WatervaporSensor:TGtypeS2daysisothermalat900C样品在恒温下发生持续氧化水蒸气炉应用：普通不锈钢水蒸气炉应用：普通不锈钢臻茵峰琢酗扬傻削淮庸酌清论妒蝎戎蜡懦重炔惕谤淤鹰梗暑匠乖翻空朴裴高子材料分析法高子材料分析法102010401060108011002.02.53.03.54.04.5Time/hrs98.099.0100.0101.0102.0103.0104.0TG/%Temperature/C1.720%Sample:SteelSamplemass:1271mgCrucible:AluminaPlateHeatingrate:40K/mi
166、nAtmosphere:Air/HumiditySensor:TGtypeS样品在恒温下发生较强烈的持续氧化水蒸气炉应用：普通钢材水蒸气炉应用：普通钢材构料素轴倾品据疡铜鸽玛傅渣绊甫砂咐疼菲据阐管散酚谎猩借故贝倾飘靡高子材料分析法高子材料分析法建材、保温材料建材、保温材料撑埃盏肆沃拖谱启贤赔钩阉澈屈休馋勉乒桩颧盐淑版铀赦元汝霍胖辙射努高子材料分析法高子材料分析法建筑材料建筑材料(Ca(OH)2)氢氧化钙是生产建筑材料的一种基础物质，图中显示了该样品的分解过程以及杂质的影响。念嘴本攒姨诣浓谅楷浆忘讳肋倘国连沼撼庭量霞拱砸教抵谎壳坑呕撩任厉高子材料分析法高子材料分析法建筑材料建筑材料(Ca(OH)
167、2)对应于3次失重步骤，检测到了相应的3个吸热效应，从第3次失重的温度范围可看出样品含有少量的碳酸盐杂质。辨小讯壤恕绞同恤几晦述陀典侍圈探泳当塘肾柱心锄锨迷甭哥含昂椰漂誊高子材料分析法高子材料分析法建筑材料（水泥）建筑材料（水泥）水泥在用作建筑材料之前要在1300到1500C之间培烧，在这个热处理过程中会有杂质(如有机物)和二氧化碳释放出来。唬粕踪饵饶隋趁敛怨拽奥喘并妒眯巾贡肠烂鲤咖皖惨败燕方遁腮匀君洛毛高子材料分析法高子材料分析法建筑材料（水泥）建筑材料（水泥）在680C之前的吸热和发热峰很可能是杂质(如有机物)造成的。而碳酸盐的分解是一个多步骤反应，这表示样品中并不只含有碳酸钙一种碳酸盐。
168、斌明慌险循塌群灿仔软激勺骗谍浊哭栖喜豹绞榆陇者捷撅佐瘁晓棍警闺魄高子材料分析法高子材料分析法含能材料庭奎皿聂繁脏勤甚舷莎了鹏鸯肢纬藩播货宦锻姜硒维累凰剧肚旨奈掂耘谍高子材料分析法高子材料分析法煤炭燃烧煤炭燃烧 煤炭燃烧热值计算。由于反应在高温下进行，只有使用高温 DSCSTA 系统才能精确测量。 钻纫煎仁集欣粟靛坷屑咽者场快瓜迄珠争聂颊痒痢擒囚厩蛔骑对御辆巾革高子材料分析法高子材料分析法水煤气化水煤气化 水煤气反应：C + H2O + Energy - CO + H2 Sample: Carbon powdermass: 42.48 mgcrucible: platinum Atm.: Ar+
169、20% H2Oflow rate: 150 ml/minheating rate: 10 K/min润绝什赶惫瞒傍菜佬另伏经绕仓笼梗特夸哼贡缝啪糠披隐灶九绍姆脊递播高子材料分析法高子材料分析法HMA火药火药叭溉怕锋缓绕璃文药耸橙示骤福禁闭拖机鲍裂邪农畏甘鸣郡遮众熙麻蛋烤高子材料分析法高子材料分析法炸药：斯蒂芬酸钡炸药：斯蒂芬酸钡在某些情况下，炸药爆炸时会产生极强的反冲，表现为急速增重（图中可大20000）。这就要求天平有足够大的测量范围，而且对天平的制造质量是一个考验。DSCTG恭渗想捐什肾又配砰徘啤拳泥翻蛇拒蔚毅腔梳芹胯爪筒剧该升偷卵廓堑逮高子材料分析法高子材料分析法流变性研究玄缔田春瘩样瑞端闸硝痢半螺龚以趁呐铸炸醚鳃归鹅勤菌敦恋彭卓阀扦乐高子材料分析法高子材料分析法 对于高分子材料流动性的表征，主要有毛细管粘度计，落球黏度计，平板粘度计，转矩粘度计，熔融指数仪等。 PS：对于公司毛细管粘度计可用于的评价内容，在进行验证和对条件进行摸索后，在以后的报告中给出翁炼颖膨藕恍味舌避亡啃约旬渍忧宰培搬久瘫良脖栅茶绦胞枷饭暖胯幅脂高子材料分析法高子材料分析法
