【正文】 ； λo— 入射光波長； Io— 入射光強(qiáng)度； n—— 溶劑折射率；dn/dc— 溶液折射率與濃度變化比值； No— 阿佛加德羅常數(shù)； M— 溶質(zhì)分子量； A2— 第二維利系數(shù)。 例外情況的處理 ——對(duì)于一些聚合物 /溶劑體系，使用 П/C 對(duì) C作圖得不到直線。 滲透壓測(cè)量聚合物的分子量是一種比較好的方法 (方便、精確），該方法測(cè)量分子量的范圍是 104—106之間，得到的也是數(shù)均分子量。 但是與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比 ，即與溶質(zhì)的分子量成反比 。 22 重均分子量的測(cè)定 167。 試樣形狀和尺寸 試驗(yàn)機(jī) ——電子萬能材料試驗(yàn)機(jī) 試驗(yàn)步驟 ? 準(zhǔn)備試樣 —— 做標(biāo)距、測(cè)量尺寸； ? 根據(jù)試樣種類選擇量程； ? 根據(jù)試樣厚度選擇跨度、速度和壓頭； ? 安放試樣于支座上； ? 開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，加載并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù) 在規(guī)定撓度之前斷裂，記錄斷裂負(fù)荷或最大負(fù)荷 在規(guī)定撓度時(shí)未斷裂，記錄達(dá)規(guī)定撓度時(shí)的負(fù)荷 ? 計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果 223bdPLf ?? 334 bdDPLEf DD?167。 ? 電子萬能材料試驗(yàn)機(jī) —— 試驗(yàn)量程和拉伸速度可調(diào)，控制精度和控制范圍很高很寬。 12 聚合物拉伸試驗(yàn) ? 拉伸試驗(yàn)測(cè)定的力學(xué)性能 拉伸強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線、彈性模量。設(shè) W為 試樣斷裂所消耗的功，可以有兩種表示材料抵抗沖擊 載荷破壞的 強(qiáng)度： 沖擊韌性： 硬度 ——表征材料表面抵抗外力變形的能力 由一種較硬的材料做為壓頭 ， 在一定的試驗(yàn)條件下將壓頭壓入試樣中 ， 以壓痕的深度計(jì)算材料的硬度 。 當(dāng)材料被拉斷時(shí) ，試樣所承受的最大載荷 P與試樣的橫截面積 （ 寬度與厚度的乘積 ） 之比即為材料的拉伸強(qiáng)度： σt = P/bd 由于在拉伸過程中試樣的寬度和厚度不斷變化 ，所以一般采用試樣起始的尺寸來計(jì)算拉伸強(qiáng)度 。 二、彈性模量 ——在彈性形變范圍內(nèi)單位應(yīng)變所需應(yīng)力的大小。 剪切應(yīng)變： γs = S/d = tgθ —— 剪切角的正切 剪切應(yīng)力： ηs = F/A。 簡(jiǎn)單拉伸 —— 材料受到一對(duì)垂直于材料截面、大小相等、方向相反并在同一直線上的外力作用 拉伸應(yīng)變： ε=LLo/Lo=ΔL/Lo 也稱為伸長率 ， 無量綱 。 11 描述力學(xué)性能的基本物理量 一、應(yīng)力與應(yīng)變 應(yīng)變 —— 當(dāng)材料受到外力作用而它所處的環(huán)境又使其不能產(chǎn)生慣性移動(dòng)時(shí) ， 它的幾何形狀和尺寸就會(huì)發(fā)生變化 ， 這種變化就稱為 “ 應(yīng)變 ” 。 11描述力學(xué)性能的基本物理量 167。每種聚合物都有其特定的轉(zhuǎn)變 。聚合物材料測(cè)試方法 聚合物材料的合成、加工與應(yīng)用 —— ?聚合物結(jié)構(gòu)的表征 —— 了解聚合物的微觀結(jié)構(gòu)、亞微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)。 研究 聚合物的松弛與轉(zhuǎn)變可以幫助 人 們了解聚合物的結(jié)構(gòu)，建立結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系 聚合物結(jié)構(gòu)的分析表征 —— ?鏈結(jié)構(gòu) —— 紅外光譜、紫外光譜、熒光光譜、拉曼光譜、電子能譜、核磁共振、順磁共振、 X射線衍射（廣角）、電子衍射、中子散射 …… ； ?聚集態(tài)結(jié)構(gòu) —— X射線衍射（小角）、固體小角激光光散射、電子衍射、電子顯微鏡、光學(xué)顯微鏡、原子力顯微鏡、熱分析 …… 。 12 聚合物拉伸試驗(yàn) 167。 應(yīng)力 —— 當(dāng)材料產(chǎn)生宏觀變形時(shí) ， 材料內(nèi)部分子間或者原子間原來的引力平衡受到了破壞 ，因而會(huì)產(chǎn)生一種附加的內(nèi)力來抵抗外力 、恢復(fù)平衡 。 拉伸應(yīng)力： ζ= F/Ao Ao是材料的起始截面積；應(yīng)力的單位是 N/m2， 稱為 “ 帕斯卡 ” 。 剪切應(yīng)力的單位也是 N/m2（ 帕斯卡 ） 。是材料剛性的一種表征，代表材料抵抗變形的能力。 2. 彎曲強(qiáng)度 ——材料抵抗彎曲破壞的能力 在規(guī)定的試驗(yàn)條件下對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣施加一個(gè)彎曲力矩 ， 直到試樣斷裂： 測(cè)定試驗(yàn)過程中的最大載荷 P，并按照下式計(jì)算彎曲強(qiáng)度： 22 2/2 bdPlbdlP oof ???3. 沖擊強(qiáng)度 ——材料抵抗沖擊載荷破壞的能力，反映材料的韌性指標(biāo)。 塑料球壓痕硬度 布氏硬度 洛氏硬度 四、應(yīng)力 —應(yīng)變曲線 對(duì)聚合物進(jìn)行拉伸試驗(yàn) ， 以試樣的應(yīng)力值對(duì)試樣的形變值作圖所得到的曲線 。 ? 拉伸試驗(yàn)所適用的聚合物材料 熱塑性塑料、熱固性塑料、橡膠材料 ? 拉伸試驗(yàn)對(duì)試樣的要求 4類啞鈴狀試樣 符號(hào) 名稱 尺寸 符號(hào) 名稱 尺寸 L 試樣總長 150 W 頂部寬度 20 H 夾具間距離 115 d 厚度 4 C 平行部分長度 60 b 平行部分寬度 10 G 標(biāo)距 50 R 半徑 60 I型試樣 ——硬質(zhì)塑料 II型試樣 ——軟質(zhì)塑料 符號(hào) 名稱 尺寸 符號(hào) 名稱 尺寸 L 試樣總長 115 W 頂部寬度 25 H 夾具間距離 80 d 厚度 2 C 平行部分長度 33 b 平行部分寬度 6 G 標(biāo)距 25 R 半徑 14/25 III型試樣 ——熱固性塑料（填充和纖維增強(qiáng)塑料） 符號(hào) 名稱 尺寸 符號(hào) 名稱 尺寸 L 試樣總長 110 b 平行部分寬度 25 W 端部寬度 45 d1 端部厚度 C 平行部分長度 R1 表面半徑 75 d 平行部分厚度 R2 側(cè)面半徑 75 IV型試樣 ——熱固性增強(qiáng)塑料板 符號(hào) 名稱 尺寸 符號(hào) 名稱 尺寸 L 試樣總長 250 W 寬度 25/50 H 夾具間距離 170 do 厚度 210 L2 加強(qiáng)片長度 50 d1 加強(qiáng)片厚度 310 G 標(biāo)距 100 拉伸試驗(yàn)中的術(shù)語 ? 拉伸強(qiáng)度 —— 拉伸試樣至斷裂為止所承愛受的最大拉伸應(yīng)力 ? 斷裂強(qiáng)度 —— 拉伸試樣斷裂時(shí)所對(duì)應(yīng)的拉伸應(yīng)力 ? 屈服強(qiáng)度 —— 在拉伸應(yīng)力 應(yīng)變曲線上屈服點(diǎn)處的拉伸應(yīng)力 ? 定伸強(qiáng)度 —— 應(yīng)力 應(yīng)變曲線偏離直線后達(dá)規(guī)定應(yīng)變百分?jǐn)?shù)時(shí)的拉伸應(yīng)力 ? 斷裂伸長率 —— 試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離增加量與初始標(biāo)距之比，以百分?jǐn)?shù)表示 ? 拉伸彈性模量 —— 應(yīng)力 應(yīng)變曲線上直線部分的斜率 拉伸試驗(yàn)機(jī) ? 機(jī)械式拉伸試驗(yàn)機(jī) —— 歷史悠久，使用簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉?？砂葱枰雠洳煌瑖嵨坏膫鞲衅?、夾具和附件實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，完成拉、壓、彎、剪、剝離、撕裂、摩擦系數(shù)、扭轉(zhuǎn)等功能 。 14 聚合物沖擊試驗(yàn) ? 沖擊試驗(yàn)測(cè)定的力學(xué)性能 沖擊強(qiáng)度 ? 沖擊試驗(yàn)所適用的聚合物材料 熱塑性塑料和熱固性塑料 ? 沖擊試驗(yàn)方法 簡(jiǎn)支梁沖擊和懸臂梁沖擊 簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度 試樣的兩端有支撐，擺錘沖擊試樣的中部 L d b L d b bk dk r 試樣 L b d dk bk r 無缺口大試樣 120 15 10 — — — 有缺口大試樣 120 15 10 1/3d 2 ≤ 無缺口小試樣 55 6 4 — — — 有缺口小試樣 55 6 4 1/3d ≤ 試樣形狀和尺寸 簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)步驟 ? 準(zhǔn)備試樣 —— 測(cè)量尺寸； ? 根據(jù)試樣斷裂能選擇擺錘； ? 檢查試驗(yàn)機(jī)零點(diǎn)和支座； ? 將試樣水平放置于支座上，試樣中心或缺口位置與錘刃對(duì)準(zhǔn)，缺口背對(duì)錘刃； ? 平穩(wěn)釋放擺錘，從表盤讀取試樣斷裂能； ? 計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果 bdA nn ?? bdA kk 23??懸臂梁沖擊強(qiáng)度 夾具 夾具 試樣 擺錘 試樣一端固定一端自由擺錘沖擊試樣自由端 45o 試樣長度 V型缺口角度 45o 試樣厚度 缺口剩余厚度 試樣寬度 4~ 缺口底部曲率半徑 模塑試樣推薦厚度為 ，板材加工試樣推薦厚度為 6~。 23 粘均分子量的測(cè)定 167。 二 、 沸點(diǎn)升高法 P T PA PoA Tb T’b 1 對(duì)于理想溶液 AABBvbvbBb MWMWHRTHRTXT//22?D?D?D若溶劑種類一定而且重量取 1000克，可以簡(jiǎn)化為： C——溶液濃度（ g/kg）； MB——溶質(zhì)分子量； Kb —— 沸點(diǎn)升高常數(shù)（ ℃ /重量摩爾濃度）； Bbb MCkT ?D實(shí)驗(yàn)方法： 1） 在不同溶液濃度條件下測(cè)定沸點(diǎn)升高值 ΔTb； 2） 以 (ΔTb/C)對(duì) C作圖 ， 并將曲線外推至 C→ 0，得到外推值 （ ΔTb/C） c→ 0； 3） 以外推值 （ ΔTb/C） c—0計(jì)算聚合物分子量 MB = Kb/ （ ΔTb/C） c—0； 對(duì)于高分子溶液： 只有當(dāng)溶液濃度非常稀時(shí)，高分子溶液才表現(xiàn)出與理想溶液相同的行為。 )1( 2 CAMRTC???)1( 232 ?????? CACAMRTC滲透壓測(cè)定的影響因素 ? 滲透膜的選擇 —— 聚合物分子不能通過；對(duì)溶劑的透過率足夠大；不與溶劑發(fā)生反應(yīng)、不會(huì)被溶解。這可能是維利公式中第三項(xiàng)不為零造成的。 cAMcdcdnnNrIrIooo 2224222/1)(4),(?????定義 Relay因子： 2),( rIrIRo?? ?將式中的常數(shù)合并為 K 2242)(4dcdnnNkoo ???上式可變?yōu)椋? CAMRkc221 ???對(duì)聚合物溶液的校正 散射函數(shù) Pθ： 無干涉時(shí)的散射強(qiáng)度大分子的散射強(qiáng)度??P???? CAMPRkc221??Pθ的值與大分子的形狀、大小及光的波長有關(guān)。 1— 注射器； 2— 激光器； 3— 倒向鏡； 4— 衰減器； 5— 透鏡； 6— 試樣池； 7— 固定衰減器； 8— 光電倍增管； 實(shí)驗(yàn)儀器 ——濃度示差折光指數(shù)儀 1— 光源； 2— 透鏡； 3— 光柵； 4— 準(zhǔn)直鏡； 5— 溶液；6— 溶劑； 7— 成像鏡； 8— 讀數(shù)顯微鏡； 使用濃度示差折光指數(shù)儀測(cè)定溶液的 dn/dc值。 當(dāng)溶液濃度趨于零時(shí)： CkCsp 2][][/ ??? ???CCr 2][][/ln ???? ??——Kraemer方程 ——Huggins方程 ][)/(l n][)/(00????????CrCspCC1） 良溶劑 ——線團(tuán)擴(kuò)張伸展 ， 末端距增大 ， 導(dǎo)致流動(dòng)時(shí)對(duì)溶劑分子的擾亂增大 ， 液體力學(xué)體積增大 ， [η]值較高 。 3. 溫度對(duì)溶液粘度的影響 在良溶劑中 ， 高分子線團(tuán)已經(jīng)處于伸展松散狀態(tài) ， 溫度對(duì) [η]的影響程度較小 。當(dāng)溶劑、聚合物種類、溫度固定后，溶液的特性粘數(shù)僅由溶質(zhì)的分子量決定： ??? Mk?][ K， α 是常數(shù)，其值取決于聚合物種類、溶劑種類、溫度以及分子量范圍。 分子量分布測(cè)定是將聚合物按照其分子量的大小分離成若干個(gè)級(jí)分 ——分級(jí) ， 然后測(cè)定出各個(gè)級(jí)分的分子量和相對(duì)含量 。 GPC的發(fā)展 ——誕生于上世紀(jì)六十年代 ， 已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用 ， 目前已成為測(cè)定聚合物分子量大小和分布的最重要方法之一 。 體積較小的分子 ——既能進(jìn)入較大的孔穴，也可以進(jìn)入較小的孔穴 ， 向孔內(nèi)擴(kuò)散的較深； 體積較大的分子 ——只能進(jìn)入較大的孔穴； 體積更大的分子 ——不能進(jìn)入孔穴，只能從凝膠的空隙流過。 分子量范圍很高時(shí)： K = 0 ? Ve = V0 ， 樣品分子不能滲透進(jìn)入孔穴 ，色譜柱對(duì)該試樣沒有分離作用 分子量范圍很低時(shí) ： K = 1 ? Ve = V0 + VI ， 樣品分子全部滲透進(jìn)入孔穴 ， 色譜柱對(duì)試樣也沒有分離作用； 分子量范圍適當(dāng)時(shí)： 0 K 1 ? V0 Ve V0＋ Vi， 樣品分子進(jìn)行選擇性滲透 , 按照它們的分子體積大小 在 GPC柱子內(nèi) 被分離 。它的工作是將溶劑經(jīng)過進(jìn)樣器進(jìn)入色譜柱中，然后從檢測(cè)器的出口流出，這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)就被溶劑充滿。要求流量的誤差應(yīng)該低于 溶劑的選擇 在凝膠色譜分離中 ,溶劑是流動(dòng)相 ， 它的作用沒有其他液相色譜重要 。色譜柱是一支內(nèi)部裝有凝膠填料的不銹鋼管。 多孔玻璃 —— 水溶液體系 凝膠色譜柱的選擇 1） 根據(jù)滲透極限和分離