【正文】 分子量是數(shù)均分子量； 2） 測量方法受到分子量大小的限制 ， 測定的上限是一萬； 3） 對溶劑有一定要求 ——沸點下聚合物不分解； 4） 測量時必須達到熱力學平衡； 三、滲透壓法 對于理想溶液 ： Po 半透膜 溶劑池 溶液池 Po h П =ρgh 122122211 )1l n (ln~nnRTnnnRTR TXXRTXRTV??????????MCRTVnMWRT ???11~/C —— 溶液濃度 g/ml； M —— 溶質分子量； 高分子溶液的 П/C與溶液濃度 C有關： 一般情況下取前兩項即可： 以 П/C 對 C作圖，由直線斜率可求得 A2，由直線截距可計算出分子量。 二 、 沸點升高法 P T PA PoA Tb T’b 1 對于理想溶液 AABBvbvbBb MWMWHRTHRTXT//22?D?D?D若溶劑種類一定而且重量取 1000克，可以簡化為： C——溶液濃度（ g/kg）； MB——溶質分子量； Kb —— 沸點升高常數(shù)（ ℃ /重量摩爾濃度）； Bbb MCkT ?D實驗方法： 1） 在不同溶液濃度條件下測定沸點升高值 ΔTb； 2） 以 (ΔTb/C)對 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計算聚合物分子量 MB = Kb/ （ ΔTb/C） c—0； 對于高分子溶液： 只有當溶液濃度非常稀時，高分子溶液才表現(xiàn)出與理想溶液相同的行為。 21 數(shù)均分子量的測定 1) 精確稱量出試樣重量 W； 2) 測出重量為 W的試樣中端基的摩爾數(shù) nt； 2) 根據(jù)每個大分子鏈所帶有的端基數(shù) X， 得到試樣的摩爾數(shù) 3) 計算出聚合物的分子量 XnN t?tn nXWNWM ??端基分析法測定聚合物分子量的程序： 端基分析法測定聚合物分子量的特點 ： 1） 端基分析法測定的是數(shù)均分子量； 2） 方法適用于一些縮聚產(chǎn)物 （ 尼龍 、 聚酯 ） 分子量的測定； 3） 當聚合物分子量較高時實驗誤差比較大 ， 其測量分子量的上限為二萬左右； 依據(jù) ——溶液的依數(shù)性； 沸點升高值 （ ΔTb）與溶質的性質無關 。 23 粘均分子量的測定 167。 21 數(shù)均分子量的測定 167。 14 聚合物沖擊試驗 ? 沖擊試驗測定的力學性能 沖擊強度 ? 沖擊試驗所適用的聚合物材料 熱塑性塑料和熱固性塑料 ? 沖擊試驗方法 簡支梁沖擊和懸臂梁沖擊 簡支梁沖擊強度 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 簡支梁沖擊試驗步驟 ? 準備試樣 —— 測量尺寸； ? 根據(jù)試樣斷裂能選擇擺錘； ? 檢查試驗機零點和支座； ? 將試樣水平放置于支座上，試樣中心或缺口位置與錘刃對準，缺口背對錘刃； ? 平穩(wěn)釋放擺錘，從表盤讀取試樣斷裂能； ? 計算試驗結果 bdA nn ?? bdA kk 23??懸臂梁沖擊強度 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~。 13 聚合物彎曲試驗 ? 彎曲試驗測定的力學性能 彎曲強度、彎曲彈性模量 ? 彎曲試驗所適用的聚合物材料 熱塑性塑料和熱固性塑料 ? 彎曲試驗對試樣的要求 矩形試樣 d b l0/2 l0/2 試樣 長度（ L） 寬度（ b） 厚度（ d） 大試樣 120 15 10 小試樣 55 6 4 板材 10 d 15 d 板材試樣厚度為 1~10mm時，以原厚為試樣厚度；厚度大于 10mm時，應從一面加工成 10mm?？砂葱枰雠洳煌瑖嵨坏膫鞲衅鳌A具和附件實現(xiàn)一機多用，完成拉、壓、彎、剪、剝離、撕裂、摩擦系數(shù)、扭轉等功能 。 ? 電子式拉伸試驗機 —— 結構簡單，用途單一，數(shù)據(jù)處理能力有限，控制測量精度也相對較低，但價格很低廉。 ? 拉伸試驗所適用的聚合物材料 熱塑性塑料、熱固性塑料、橡膠材料 ? 拉伸試驗對試樣的要求 4類啞鈴狀試樣 符號 名稱 尺寸 符號 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 標距 50 R 半徑 60 I型試樣 ——硬質塑料 II型試樣 ——軟質塑料 符號 名稱 尺寸 符號 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 標距 25 R 半徑 14/25 III型試樣 ——熱固性塑料（填充和纖維增強塑料） 符號 名稱 尺寸 符號 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 側面半徑 75 IV型試樣 ——熱固性增強塑料板 符號 名稱 尺寸 符號 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 加強片長度 50 d1 加強片厚度 310 G 標距 100 拉伸試驗中的術語 ? 拉伸強度 —— 拉伸試樣至斷裂為止所承愛受的最大拉伸應力 ? 斷裂強度 —— 拉伸試樣斷裂時所對應的拉伸應力 ? 屈服強度 —— 在拉伸應力 應變曲線上屈服點處的拉伸應力 ? 定伸強度 —— 應力 應變曲線偏離直線后達規(guī)定應變百分數(shù)時的拉伸應力 ? 斷裂伸長率 —— 試樣斷裂時標線間距離增加量與初始標距之比，以百分數(shù)表示 ? 拉伸彈性模量 —— 應力 應變曲線上直線部分的斜率 拉伸試驗機 ? 機械式拉伸試驗機 —— 歷史悠久，使用簡單，價格低廉。 屈服點 ——Y σY：屈服應力 εY：屈服伸長率 斷裂點 ——B σB：斷裂應力 εB：斷裂伸長率 167。 塑料球壓痕硬度 布氏硬度 洛氏硬度 四、應力 —應變曲線 對聚合物進行拉伸試驗 ， 以試樣的應力值對試樣的形變值作圖所得到的曲線 。 )/( 2mJbdWI ?? 沖擊強度的試驗方法有許多種，包括擺錘式?jīng)_擊試驗、落球式?jīng)_擊試驗、高速拉伸試驗等。 2. 彎曲強度 ——材料抵抗彎曲破壞的能力 在規(guī)定的試驗條件下對標準試樣施加一個彎曲力矩 ， 直到試樣斷裂： 測定試驗過程中的最大載荷 P，并按照下式計算彎曲強度： 22 2/2 bdPlbdlP oof ???3. 沖擊強度 ——材料抵抗沖擊載荷破壞的能力，反映材料的韌性指標。 在規(guī)定的的溫度 、 濕度和拉伸速度下 ， 對標準尺寸的啞鈴狀試樣施加拉伸載荷 。是材料剛性的一種表征，代表材料抵抗變形的能力。主要有兩種形式： F 一點彎曲 三點彎曲 扭轉 —— 對材料施加扭轉力矩 F F 簡單拉伸時： 楊氏模量 E = ζ/ε= （ F/Ao） /（ ΔL/Lo） 簡單剪切時： 剪切模量 G =ηs/γs = （ F/Ao） / tgθ 均勻壓縮時： 體積模量 B = P/Δ = PVo/ΔV 由于應變是無量綱的物理量 ， 所以模量的單位與應力的單位相同 ， 都是 N/m2（ 帕斯卡 ） 。 剪切應力的單位也是 N/m2（ 帕斯卡 ） 。其偏斜角的正切值定義為剪切應變。 拉伸應力： ζ= F/Ao Ao是材料的起始截面積；應力的單位是 N/m2， 稱為 “ 帕斯卡 ” 。 單位面積上的附加內(nèi)力稱為 “ 應力 ” 。 應力 —— 當材料產(chǎn)生宏觀變形時 ， 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 ，因而會產(chǎn)生一種附加的內(nèi)力來抵抗外力 、恢復平衡 。 14 聚合物沖擊試驗 167。 12 聚合物拉伸試驗 167。 第一章 聚合物力學性能測定 167。 研究 聚合物的松弛與轉變可以幫助 人 們了解聚合物的結構，建立結構與性能之間的關系 聚合物結構的分析表征 —— ?鏈結構 —— 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)結構 —— 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、光學顯微鏡、原子力顯微鏡、熱分析 …… 。 ?聚合物分子運動的測定 —— 分子運動方式不同會導致聚合物所處的力學狀態(tài)發(fā)生改變 —— 轉變。聚合物材料測試方法 聚合物材料的合成、加工與應用 —— ?聚合物結構的表征 —— 了解聚合物的微觀結構、亞微觀結構和宏觀結構。 ?聚合物性能的測定 —— 評價和應用新材料、控制產(chǎn)品的質量、研究聚合物結構與性能的關系。每種聚合物都有其特定的轉變 。 聚合物性能的測定 —— ? 力學性能 —— 拉伸、彎曲、剪切、壓縮試驗、沖擊試驗、蠕變曲線、應力松弛曲線、高低頻疲勞試驗 …… ； ? 流變性能 —— 旋轉流變儀、毛細管流變儀、熔體流動速率測定儀 …… ； ? 熱性能 —— 導熱系數(shù)測定儀、示差掃描量熱儀、膨脹系數(shù)測定儀、熱變形溫度測定儀 …… ； ? 電性能 —— 表面電阻和體積電阻、介電常數(shù)、介電損耗角正切、高壓電擊穿試驗 …… ； 研究聚合物的分子運動 —— ?通過熱力學性能的變化研究分子運動 —— 示差掃描量熱儀； ?通過力學性質變化研究分子運動 —— 靜態(tài)與動態(tài)熱機械分析儀； ?通過電磁性質變化研究分子運動 —— 介電松弛與核磁共振； ?通過體積變化研究分子運動 —— 熱膨脹計 本門課程教學內(nèi)容 ? 第一章 聚合物材料力學性能測定 ? 第二章 聚合物分子量與分子量分布測定 ? 第三章 聚合物流變性能測定 ? 第四章 波譜分析在聚合物材料中的應用 ? 第五章 熱分析在聚合物材料中的應用 ? 第六章 顯微分析技術在聚合物中的應用 課程說明 ? 教材與參考書 《 聚合物研究方法 》 —— 張美珍主編，輕工出版社 《 高分子物理 》 —— 何曼君主編，復旦大學出版社 ?教學方法 以課堂講授為主，結合觀摩儀器使用 ?成績評定 作業(yè)及平時表現(xiàn) 30 %； 期末考試 70 %。 11描述力學性能的基本物理量 167。 13 聚合物彎曲試驗 167。 11 描述力學性能的基本物理量 一、應力與應變 應變 —— 當材料受到外力作用而它所處的環(huán)境又使其不能產(chǎn)生慣性移動時 ， 它的幾何形狀和尺寸就會發(fā)生變化 ， 這種變化就稱為 “ 應變 ” 。 當?shù)竭_新的平衡時附加內(nèi)力和外力大小相等 ， 方向相反 。 簡單拉伸 —— 材料受到一對垂直于材料截面、大小相等、方向相反并在同一直線上的外力作用 拉伸應變： ε=LLo/Lo=ΔL/Lo 也稱為伸長率 ， 無量綱 。 簡單拉伸示意圖 A0 l0 l D l A F F 2. 簡單剪切 —— 材料受到與截面平行、大小相等、方向相反，但不在一條直線上的兩個外力作用，使材料發(fā)生偏斜。 剪切應變： γs = S/d = tgθ —— 剪切角的正切 剪切應力：