本书系统介绍了高性能高分子材料的化学元素组成、链结构、分子量及聚集态结构和多种性能的标准化表征技术，提供高性能与功能化高分子材料表征技术的基本原理、测试方法、相关标准及应用案例。主要内容包括：化学元素组成分析及链结构表征，涉及有机元素分析、电感耦合等离子体原子发射光谱和质谱、原子吸收光谱、X射线荧光光谱、离子色谱、红外光谱、核磁共振波谱、拉曼光谱等；分子量及分子量分布表征，涉及凝胶渗透色谱、静态激光光散射、基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱等；聚集态结构表征，涉及偏光显微镜、电子显微镜、原子力显微镜、差示扫描量热、正电子湮没寿命谱、X射线衍射和散射等；基本物理特性表征，包括粒度、比表面积、孔径、密度等内容，涉及动态激光光散射、气体吸附和压汞技术等；宏观性能表征，包含热性能、力学性能、耐环境性能和光、电性能，涉及热重、导热、热膨胀和动态热机械分析，拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等力学试验，老化试验、生物降解试验和热裂解气相色谱质谱分析、高分子材料全生命周期评价中老化降解产物收集与分析，以及紫外-可见分光光谱、荧光光谱、四探针测试、矢量网络分析等；前沿表征技术，涉及原子力-红外联用、同步辐射和中子散射等。
样章试读
目录
- 目录
第1章 绪论1
1.1 高性能高分子材料定义1
1.2 高性能高分子材料结构与表征内容2
1.2.1 高分子的结构特点2
1.2.2 高性能高分子的表征内容4
1.3 不同领域高性能高分子材料的表征技术特点5
1.3.1 电子电气和光电领域5
1.3.2 民生安全健康领域6
1.3.3 航天航空与国防军工领域7
1.4 高性能高分子材料表征技术发展趋势8
1.4.1 多尺度表征技术相互结合8
1.4.2 计算机模拟技术日益重要9
1.4.3 多种表征手段的联合应用10
1.5 高性能高分子材料表征技术的挑战与发展需求11
1.5.1 表征技术专一适用性有待加强11
1.5.2 检测方法亟需标准化12
参考文献12
第2章 元素组成分析14
2.1 有机元素分析仪法16
2.1.1 有机元素分析仪分析原理16
2.1.2 相关标准16
2.1.3 有机元素分析仪在高性能高分子材料研究中的应用17
2.2 电感耦合等离子体原子发射光谱仪法18
2.2.1 ICP-AES分析原理18
2.2.2 ICP-AES测定方法19
2.2.3 ICP-AES在高性能高分子材料研究中的应用20
2.3 电感耦合等离子体质谱法21
2.3.1 ICP-MS分析原理22
2.3.2 ICP-MS在高性能高分子材料研究中的应用22
2.4 原子吸收光谱法23
2.4.1 AAS原理23
2.4.2 AAS测定方法23
2.5 原子荧光光谱23
2.5.1 AFS原理23
2.5.2 AFS测定方法24
2.6 X射线荧光光谱法24
2.6.1 XRF原理24
2.6.2 XRF测定方法25
2.6.3 相关标准26
2.6.4 XRF在高性能高分子材料研究中的应用27
2.7 离子色谱法29
2.7.1 IC原理30
2.7.2 IC测定方法33
2.7.3 相关标准33
2.7.4 IC在高性能高分子材料研究中的应用34
参考文献40
第3章 链结构表征43
3.1 红外光谱法44
3.1.1 红外光谱法实验原理45
3.1.2 基团红外吸收频率及其影响因素46
3.1.3 高性能高分子材料红外吸收谱图解析48
3.1.4 相关标准49
3.1.5 红外光谱法在高性能高分子材料链结构分析中的应用50
3.2 核磁共振波谱法55
3.2.1 核磁共振波谱法原理55
3.2.2 高性能高分子材料核磁的特点56
3.2.3 核磁共振氢谱解析57
3.2.4 核磁共振碳谱解析60
3.2.5 适用于链结构分析的其他原子核磁共振图谱和分析方法63
3.2.6 相关标准66
3.2.7 实例分析67
3.3 拉曼光谱法75
3.3.1 拉曼光谱法实验原理76
3.3.2 拉曼光谱谱图解析77
3.3.3 相关标准79
3.3.4 实例分析79
3.4 质谱法82
3.4.1 质谱法实验原理82
3.4.2 色谱-质谱联用分析有机化合物84
3.4.3 相关标准86
3.4.4 实例分析86
参考文献91
第4章 分子量及分子量分布表征93
4.1 凝胶渗透色谱法93
4.1.1 凝胶渗透色谱技术原理94
4.1.2 影响GPC分析的关键实验条件102
4.1.3 高性能高分子材料GPC分析的样品处理103
4.1.4 分子量测试相关标准106
4.1.5 GPC在高性能高分子材料分子量表征中的应用106
4.2 乌氏黏度计法115
4.2.1 乌氏黏度计实验方法原理115
4.2.2 黏度法测分子量相关标准117
4.2.3 乌氏黏度计法应用实例117
4.3 基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法119
4.3.1 MALDI-TOF-MS的发展119
4.3.2 MALDI-TOF-MS方法原理120
4.3.3 MALDI-TOF-MS在高性能高分子材料分析测试中的应用122
参考文献124
第5章 聚集态结构表征126
5.1 偏光显微镜法127
5.1.1 偏光显微镜的测量原理127
5.1.2 偏光显微镜的测试方法131
5.1.3 偏光显微镜Polscope测量原理135
5.1.4 偏光显微镜应用实例137
5.2 扫描电子显微镜法140
5.2.1 SEM结构及工作原理141
5.2.2 SEM的常用概念和基本原理145
5.2.3 SEM的分类和拓展功能146
5.2.4 相关标准149
5.2.5 SEM应用实例分析150
5.3 透射电子显微镜法159
5.3.1 TEM的结构及工作原理160
5.3.2 TEM的关键参数161
5.3.3 TEM的制样162
5.3.4 TEM的应用实例分析162
5.4 原子力显微镜法167
5.4.1 AFM的结构与工作原理167
5.4.2 AFM纳米力学图谱169
5.4.3 AFM的应用实例分析172
5.5 差示扫描量热法175
5.5.1 DSC的工作原理与类型176
5.5.2 经典DSC热谱图解析181
5.5.3 DSC的应用实例分析185
5.6 正电子湮没寿命谱法191
5.6.1 PALS方法原理191
5.6.2 PALS数据分析192
5.6.3 PALS的应用实例分析194
5.7 小角X射线散射法197
5.7.1 SAXS方法原理197
5.7.2 SAXS数据分析199
5.7.3 SAXS的应用实例分析201
5.8 广角X射线衍射法208
5.8.1 WAXD方法原理208
5.8.2 WAXD数据分析211
5.8.3 相关标准214
5.8.4 实例分析215
参考文献226
第6章 基本物理特性表征232
6.1 动态光散射法粒度分析233
6.1.1 DLS的工作原理233
6.1.2 DLS的仪器结构及注意事项236
6.1.3 DLS相关标准237
6.1.4 DLS在高分子表征中的应用237
6.2 比表面积及孔结构分析241
6.2.1 气体吸附法241
6.2.2 吸附等温线的分类和计算242
6.2.3 相关标准244
6.2.4 气体吸附法在高性能高分子材料表征中的应用244
6.2.5 压汞法247
6.3 密度测量250
6.3.1 表观密度250
6.3.2 堆积密度251
6.3.3 真密度253
6.4 气体透过率性能测试254
6.4.1 气体透过率测试方法原理255
6.4.2 实例分析257
参考文献260
第7章 热性能表征261
7.1 热重分析法261
7.1.1 热重分析仪测试方法原理262
7.1.2 热重曲线关键温度表示法264
7.1.3 热重联用技术266
7.1.4 相关标准268
7.2 导热系数测试268
7.2.1 稳态法导热系数测试268
7.2.2 非稳态法导热系数测试270
7.2.3 相关标准271
7.3 动态热机械分析271
7.3.1 DMA测试方法原理271
7.3.2 DMA数据分析273
7.3.3 相关标准276
7.4 热膨胀系数表征277
7.4.1 热膨胀原理277
7.4.2 经典顶杆法测试热膨胀系数279
7.4.3 相关标准280
7.5 热防护烧蚀评价281
7.5.1 氧-乙炔烧蚀试验方法原理281
7.5.2 氧-乙炔烧蚀试验数据分析283
7.5.3 相关标准283
7.5.4 其他模拟发动机烧蚀试验283
7.6 热性能表征方法应用实例284
参考文献310
第8章 力学性能表征313
8.1 高性能高分子材料及其复合材料力学性能的表征方法313
8.1.1 拉伸试验方法314
8.1.2 压缩试验方法318
8.1.3 弯曲试验方法321
8.1.4 剪切试验方法323
8.1.5 剥离试验方法324
8.1.6 撕裂试验方法326
8.1.7 扭转测试方法326
8.1.8 断裂韧性试验方法327
8.1.9 硬度试验方法328
8.1.10 冲击试验方法331
8.1.11 疲劳试验方法332
8.1.12 蠕变松弛试验方法334
8.1.13 纳米压痕测试方法335
8.1.14 纳米划痕测试方法339
8.2 力学性能表征在高性能高分子材料中的应用339
参考文献367
第9章 耐环境性能表征368
9.1 材料老化性能评价技术368
9.1.1 高分子材料的老化现象368
9.1.2 高分子材料老化试验的主要方法375
9.1.3 相关标准385
9.1.4 高分子材料老化性能评价实例分析387
9.2 生物降解性能评价技术388
9.2.1 生物降解高分子材料389
9.2.2 生物降解塑料的降解机理390
9.2.3 生物降解性能评价方法394
9.2.4 降解过程研究方法397
9.2.5 相关标准398
9.2.6 实例分析401
9.3 热裂解分析技术404
9.3.1 热裂解分析技术原理405
9.3.2 热裂解分析仪器类型406
9.3.3 热裂解分析方法407
9.3.4 相关标准409
9.3.5 热裂解分析技术应用实例410
9.4 全生命周期评价技术416
9.4.1 高分子材料全生命周期评价技术介绍416
9.4.2 高分子材料力学加速老化及老化产物捕获装置介绍419
9.4.3 微塑料老化产物的检测423
9.4.4 橡胶轮胎老化加速试验及老化降解产物收集与分析实例424
参考文献425
第10章 光、电性能及其他表征430
10.1 光学性能表征430
10.1.1 分光光度计法432
10.1.2 阿贝折射仪法434
10.1.3 荧光光谱仪法436
10.1.4 高性能高分子材料光学性能表征实例437
10.2 电磁性能表征450
10.2.1 四探针法451
10.2.2 矢量网络分析法453
10.2.3 高性能高分子材料电磁性能表征实例455
10.3 原子力-红外联用技术458
10.3.1 AFM-IR的工作原理459
10.3.2 AFM-IR在高性能高分子材料表征中的应用461
10.4 国内大科学装置发展及在高性能高分子材料中的应用463
10.4.1 我国大科学装置的发展464
10.4.2 中子散射法464
10.4.3 同步辐射散射技术475
参考文献477
关键词索引481
京公网安备 11010102004214号