高分子材料分析与测试（第四版）

绪论 1
【学习目标】 1
一、高分子材料发展概况 1
二、高分子材料分析与性能测试 3
三、标准 5


分析化学篇
第一章　分析化学概论 10
【学习目标】 10
第一节　概述 10
一、高分子材料分析的任务 10
二、分析方法分类 10
三、定量分析的一般步骤 11
四、分析结果的表示 12
第二节　分析天平 12
一、电子天平的构造和使用方法 13
二、天平使用规则 14
三、称量方法 15
第三节　定量分析中的误差 15
一、误差的定义 16
二、误差的分类 16
三、分析结果的表征——准确度、精密度 17
四、公差 18
第四节　有效数字及数据处理 19
一、有效数字 19
二、分析结果数据处理 20
【阅读材料】  我国高分子物理学创始人——钱人元 22
习题 23

第二章　滴定分析法 25
【学习目标】 25
第一节　概述 25
一、滴定分析法的名词术语 25
二、滴定分析法对滴定反应的要求 26
三、滴定方式 26
四、容量仪器 26
五、标准溶液 27
第二节　酸碱滴定法 28
一、概述 28
二、酸碱溶液的H 浓度和pH值的计算 28
三、酸碱缓冲溶液 28
四、酸碱指示剂 29
五、酸碱滴定法的基本原理 30
第三节　配位滴定法 32
一、概述 32
二、EDTA及其配合物 33
三、配位解离平衡及影响因素 34
四、金属指示剂 36
五、提高配位滴定选择性的途径 37
六、配位滴定的应用 38
第四节　氧化还原滴定法 39
一、概述 39
二、高锰酸钾法 39
三、重铬酸钾法 40
四、碘法 41
第五节　沉淀滴定法 42
一、概述 42
二、莫尔法——铬酸钾作指示剂 43
三、福尔哈德法——铁铵矾作指示剂 43
四、法扬司法——吸附指示剂法 44
【案例】  滴定法测定己内酰胺与聚醚样品中过氧化物的含量 44
【阅读材料】  中国高分子化学开创者——王葆仁 46
习题 47

第三章　仪器分析法 48
【学习目标】 48
第一节　分光光度法 48
一、概述 48
二、目视比色法和光电比色法 49
三、分光光度法 50
第二节　紫外光谱 52
一、紫外-可见吸收光谱的基本原理 52
二、高分子的紫外吸收光谱 54
第三节　红外光谱 57
一、红外光谱的基本原理 57
二、吸收峰的位置 58
三、影响基团频率的因素 59
四、高分子红外测定样品的制备 60
五、红外光谱图的解析分析 62
六、红外光谱仪 67
第四节　气相色谱 68
一、色谱法简介 68
二、气相色谱分离原理 70
三、气相色谱仪 70
四、气相色谱定性、定量分析方法 72
五、气相色谱法应用举例 74
第五节　凝胶渗透色谱 76
一、凝胶渗透色谱法的工作原理 76
二、凝胶渗透色谱仪 76
三、凝胶渗透色谱法的应用 76
【案例】  差示扫描量热分析鉴别高分子材料成分 77
【阅读材料】  我国高分子材料事业的奠基人和开拓者——徐僖 78
习题 79

第四章　高分子材料的鉴别和分析 81
【学习目标】 81
第一节　高分子材料的外观和用途 81
一、高分子材料的外观 81
二、高分子材料的用途 83
第二节　显色和分离提纯试验 84
一、塑料的显色试验 84
二、橡胶的显色试验 87
三、鉴别 87
四、分离提纯试验 87
第三节　元素检测 89
一、钠熔法 90
二、氧瓶燃烧法 91
三、元素的定量分析 92
第四节　塑料的鉴别和分析 94
一、聚烯烃 94
二、苯乙烯类高分子 95
三、含卤素类高分子 96
四、其他单烯类高分子 97
五、杂链高分子及其他高分子 99
第五节　橡胶的鉴别和分析 103
一、定性鉴别 103
二、定量分析 104
第六节　添加剂 105
一、增塑剂 105
二、抗氧剂 107
三、填料 108
四、防老剂 110
五、硫化剂 110
【案例】　胶黏剂的成分鉴别 111
【阅读材料】　中国科学院院士——林尚安 113
习题 114


性能测试篇
第五章  物理性能测试 116
【学习目标】 116
第一节　塑料的吸水性及含水量测定 116
一、塑料的吸水性 117
二、塑料的水分测定 119
第二节　密度和相对密度的测定 120
一、概念 120
二、塑料和橡胶的密度及相对密度的测定 120
第三节　溶解性和黏度的测定 124
一、溶解性 124
二、黏度的表示 124
三、黏度的测定 125
第四节　透气性和透湿性的测定 129
一、透气性及其测定 129
二、透湿性及其测定 131
第五节　未硫化橡胶硫化性能的测定 133
一、门尼黏度试验 133
二、门尼焦烧试验 134
三、硫化性能试验 134
【案例】 黏度法研究氯化聚丙烯和涂料树脂间的相容性 135
【阅读材料】 著名化学家和教育家——徐光宪 137
习题 138

第六章　力学性能测试 139
【学习目标】 139
第一节　拉伸性能 139
一、定义 140
二、应力-应变曲线 140
三、原理和试样 141
四、试验设备 144
五、影响因素 146
第二节　弯曲性能 147
一、概念及原理 147
二、试样 148
三、弯曲试验装置 148
四、试验步骤 149
五、影响因素 149
第三节　压缩性能 150
一、测试原理 150
二、试验设备 151
三、试样 152
四、影响因素 153
第四节　冲击性能 154
一、摆锤式冲击试验 154
二、落锤式冲击试验 158
三、其他冲击试验方法 160
第五节　剪切试验 160
一、概念及原理 161
二、塑料的剪切试验 161
三、橡胶的剪切试验 162
第六节　蠕变及应力松弛试验 163
一、蠕变试验 164
二、应力松弛 167
三、蠕变和应力松弛试验的影响因素 168
第七节　硬度试验 169
一、概述 169
二、塑料的硬度试验 170
三、橡胶的硬度试验 173
第八节　疲劳试验 176
一、概念 177
二、塑料的疲劳试验 177
三、橡胶的疲劳试验 179
第九节　摩擦及磨耗性能 180
一、概念及原理 180
二、塑料的摩擦及磨耗性能 181
三、橡胶的摩擦及磨耗性能 184
【案例】 活性炭/高密度聚乙烯复合材料的力学性能测试 187
【阅读材料】 中国绿色化学先驱——张俐娜 189
习题 190

第七章　热性能测试 191
【学习目标】 191
第一节　稳定性 191
一、尺寸稳定性 191
二、负荷下热变形温度测定 193
三、收缩率测定 198
第二节　线膨胀系数测定 199
一、原理 200
二、试验仪器装置 200
三、测试要点 201
四、影响因素 202
第三节　熔点测定 202
一、毛细管法 202
二、偏光显微镜法 205
第四节　热导率测定 206
一、原理 206
二、仪器装置 207
三、试验操作及结果计算方法 208
四、测试影响因素 208
第五节　塑料熔体流动速率（MFR）测定 210
一、原理 210
二、试验 210
三、试验条件 211
四、试验操作步骤及结果计算 212
五、主要影响因素 212
第六节　低温试验 212
一、通用低温试验装置及测温仪表 213
二、塑料脆化温度测定 215
三、橡胶的温度-回缩试验（TR试验） 216
四、橡胶低温刚性试验 218
【案例】 氟弹性体对双峰型HDPE的熔体质量流动速率的影响 220
【阅读材料】 中国离子交换树脂与吸附树脂的奠基人——何炳林 222
习题 223

第八章　老化性能测试 224
【学习目标】 224
第一节　自然老化试验 224
一、大气老化试验 224
二、光解性塑料户外暴露试验 228
三、硫化橡胶自然储存老化试验 229
第二节　热老化试验 232
一、常压法热老化试验 232
二、高压氧和高压空气热老化试验 234
三、 塑料或橡胶在恒定湿热条件下的暴露试验 235
第三节　硫化橡胶耐臭氧老化试验 238
一、试验原理 238
二、试验方法及设备 238
三、影响因素 241
第四节　人工气候及其他老化试验 241
一、人工气候老化试验 241
二、其他方法的简介 244
【案例】 热氧老化对复合材料力学性能的影响 246
【阅读材料】 石油分析领域的先驱——陆婉珍 249
习题 250

第九章  其他性能测试 251
【学习目标】 251
第一节　光学性能 251
一、折光性能及其测试方法 252
二、透光性能及其测试方法 253
第二节　塑料燃烧性能 255
一、塑料的闪点和自燃点的测定 255
二、塑料水平、垂直燃烧性的测定 257
三、塑料氧指数的测定 262
第三节　电性能 269
一、电阻率的测定 270
二、介电常数和介质损耗的测定 273
三、介电强度、耐电弧试验 274
第四节　耐介质性能 276
一、塑料的耐化学药品性 276
二、橡胶耐介质性能试验 278
【案例】 TPO弹性体防火卷材的阻燃性能试验 281
【阅读材料】 著名高分子化学家、生物材料科学家——卓仁禧 284
习题 285


附录 286
附录一　红外光谱中一些基团的吸收频率 286
附录二　常用高分子材料的密度 287
附录三　高分子材料的溶解性 288
附录四　不同气体对各种膜的透过率 289
附录五　几种橡胶的空气渗透系数 290
附录六　部分分析测试方法的英文缩写 290
附录七  部分仪器分析原理及谱图的表示方法 291
附录八　塑料性能测试标准目录 292
附录九　橡胶性能测试标准目录 297
附录十　纤维性能测试标准目录 299

参考文献 301