高分子材料分析检测技术分析

高分子材料分析检测技术分析

彭强

南京联塑科技实业有限公司 江苏省南京市 210000

摘要：高分子材料在我国的工业生产中应用非常广泛，其在工业生产中的应用，对我国的工业生产起到了重要的促进作用。目前，我国工业发展的速度较快，对高分子材料的需求量也在不断增加。在高分子材料生产与使用中，经常会出现一些质量问题，比如高分子材料的不耐高温、易老化等，这些质量问题都会影响到产品的使用性能。因此，加强对高分子材料分析检测技术的研究，有利于促进我国工业生产水平的提高。

关键词：高分子材料、分析、检测

引言：随着社会的发展和科学技术的进步，人类对高分子材料的研究越来越深入，在不断地对高分子材料进行改进与完善，使得其性能更加优异。目前，我国对高分子材料的研究与应用主要集中在以下几个方面：高分子材料在生物医学领域中的应用、在电子工业中的应用、在航空航天领域中的应用。随着我国工业发展速度的不断加快，对高分子材料的需求量也在不断增加。因此，我们要加强对高分子材料分析检测技术的研究与开发，为我国工业发展提供更多优质、环保、可靠、节能的高分子材料。

一、高分子化学材料检测现状分析

近年来，我国的经济水平得到了很大的提升，人们的生活质量也得到了很大程度的改善。在日常生活中，常见的高分子材料主要有塑料、合成纤维和合成树脂。在日常生活中，塑料材料是比较常见的，比如塑料制品、塑料家具、塑料餐具等，这些都是非常常见的高分子材料应用。在生活中，合成纤维主要应用于纺织工业和服装行业，比如人造纤维和合成纤维等；合成树脂主要应用于汽车、航空航天以及国防等领域。在生产过程中，我们经常使用的聚丙烯和聚酯树脂主要应用于建材行业和化学工业领域。此外，还有一些高分子材料用于化工、制药、纺织等领域。在使用中，我们应该注意高分子材料的质量问题，比如由于高分子材料的不耐高温性能，在使用中容易出现老化现象；在生产过程中，如果温度过高或者是过低，都会对高分子材料的性能造成影响。因此，我们应该加强对高分子材料分析检测技术的研究，通过科学分析与检测技术，提高高分子材料的质量水平。

通过对高分子材料分析检测技术进行研究可以发现：在高分子材料应用中，由于其具有较强的可塑性、耐高温以及较强的耐化学性等性能，所以被广泛应用于很多领域。比如：在工业生产中应用比较广泛的塑料产品；在建筑行业中应用比较广泛的墙体装饰材料、外墙保温材料等；在汽车生产和销售领域应用比较广泛的汽车内饰材料、汽车外饰材料等。此外，在生物医药行业中也有很多高分子材料进行应用。比如：在药品生产和销售方面应用比较广泛的药品包衣、医用敷料、药用辅料等；在生物医药生产和销售方面应用比较广泛的医用辅料和医用敷料等；在农业生产和销售方面应用比较广泛的农药制剂和农药包衣等。此外，还有一些特殊高分子材料在实际使用中也有很高的价值。比如：纳米复合材料、新型功能薄膜等。

因此，人们对高分子材料的使用要求也越来越高，这就需要加大对高分子材料分析检测技术的研究力度。

二、高分子材料的分析方法

高分子材料是一种在分子水平上具有高度支化结构的材料。高分子材料是由多个单体聚合而成，单体种类和聚合条件的不同，使高分子材料的结构、性质和加工性能也不尽相同。因此，对高分子材料的研究不能停留在宏观性质上，而要从微观角度进行研究。常用的高分子材料检测方法有红外光谱法、核磁共振法、差热分析法、扫描电子显微镜法等。下面介绍几种常用的高分子材料检测方法，并简要介绍其应用范围。

2.1红外光谱法

利用高分子化合物中的基团与红外光谱中的吸收峰进行对照，从而确定高分子化合物的结构、组成等。高分子材料中含有很多不同的官能团，不同官能团在红外光谱中有着各自不同的吸收峰。通过对高分子材料红外光谱的分析，可以确定其分子结构、分子量、官能团类型等。同时，根据分子振动模式和振动频率可以推断出分子链结构，也可以知道分子链在哪些区域有振动。

2.2核磁共振法

研究高分子结构与性能的重要手段，它是利用氢核共振频率（NMR）的变化来分析高分子结构与性能的。利用核磁共振法分析高分子结构与性能主要有两个方面：一是对分子量进行测定；二是对分子量分布进行分析。高分子材料的分子量和结构有密切关系，分子量的测定通常采用核磁共振法，根据核磁共振图谱来了解分子量的分布。另外，通过对高分子材料的分子结构、结晶性、晶型及晶体尺寸等方面进行研究，来了解高分子材料的各种性能。核磁共振法不仅能够确定高分子材料的分子量和分子结构，而且还能够确定其结晶度和晶型。

核磁共振法应用广泛，可以测定高分子材料中的各种结构，如：分子链的构象、链内相互作用、链内含子和其他结构等。此外还可以测定其相对分子质量及其分布；分析分子量分布是否均匀；确定分子量及分布是否均匀等。核磁共振法可以根据不同的分析目的选择相应的分析方法。对于分子量测定，核磁共振法既可用来测定高分子材料中高分子链段、链内单体和交联结构，也可用于研究聚合物合成与加工工艺。对于分子量分布测定，则通常采用核磁共振法与红外光谱法或热分析法联合使用，以克服单一方法应用中存在的不足。核磁共振法用于研究聚合物结构时，在聚合物分子链上引入不同数量的基团（如含氧、氮等基团）来提高高分子材料性能，但是并不能使其完全取代原有聚合物结构中的某些基团。

2.3差热分析法（Differential thermography, DSC）

一种热分析方法，它是研究高分子材料的热性能与其结构之间关系的一种实验技术。DSC是在一定温度下，测定试样在升温过程中所发生的质量和热量变化的一种实验技术。在 DSC曲线上出现的每一个特征点，称为特征温度，它代表试样中某物质受热后发生热分解或热氧化还原反应的温度。当温度达到特征温度时，其质量变化可以用“△M”表示，△M表示样品质量与其标准对照物或标准温度下加热至相同温度时质量变化的比值。由于 DSC曲线上有许多特征点，因此可以根据特征点所对应的 DSC曲线来判断试样中某物质是否发生了化学反应或热分解。因此， DSC是一种非常有用的检测方法。

由于差热分析法是通过测定试样与标准对照物之间质量变化或热分解速度来确定某种物质是否发生了化学反应或热分解。

2.4热重分析法

在一定升温速率下，通过记录高分子材料在一定温度和时间范围内质量随温度变化的曲线来研究高分子材料的热稳定性的一种方法。其基本原理是：在一定温度和时间内，当外界条件不变时，高分子材料的质量随温度和时间的变化而变化。根据这种变化规律，可以判断高分子材料在生产过程中是否符合要求，确定其加工条件，判定高分子材料的质量、形态等。热重分析法具有操作简单、结果直观等优点，因此得到了广泛的应用。

在实际应用中，常采用差热分析法研究高分子材料的热稳定性。该方法通过对样品质量、升温速率、加热速率等实验参数的调整来确定其热稳定性。与其他分析方法相比，差热分析法具有很多优点：一是实验结果直观；二是测定范围宽；三是不受样品制备方法和状态影响；四是测试速度快；五是反应灵敏度高。

2.5扫描电子显微镜（SEM）

在高压的加速条件下，以电子束的形式向样品表面发射高能电子，使样品表面的原子受到激发，产生电子发射或吸收，从而使样品表面的原子或分子在电磁场作用下作定向运动。当样品受电子束激发后，在扫描电子显微镜下可形成由不同元素组成的各种图像。扫描电子显微镜具有分辨率高、观察范围广等特点，特别适合于研究高分子材料的结构与性能之间的关系。

目前， SEM已广泛应用于高分子材料分析中：（1）纤维拉伸断裂机理研究；（2）塑料共混体系中应力传递规律研究；（3）高分子材料相分离机理研究；（4）高分子复合材料微观结构分析；（5）纳米材料表面形貌研究等。SEM也是一种无损的分析方法，在科研与生产中都有重要应用，但目前仍有一些问题需要解决：如电子束能不能直接照射到样品表面等。

2.6动态力学分析

指在一定温度下，通过对高分子材料的机械性能、粘弹性能等进行测量，研究高分子材料的粘弹特性、流变行为、动态力学性能等的一种实验方法。其主要用于研究高分子材料的相变行为以及高分子材料的动态力学行为。该方法为非破坏性分析，可以测得各种温度下高分子材料的力学性能，其优点是不破坏样品，操作简单。该方法已广泛应用于工业和科研领域，如高分子材料的结构研究、加工工艺研究、流变分析等。

结束语

综上所述，高分子材料是现代工业生产中的重要原材料，具有非常重要的作用。随着经济社会的不断发展，对高分子材料的需求量也在不断增加，为了满足人们日益增长的需求，加强对高分子材料的检测和分析是非常有必要的。为了提高高分子材料的检测和分析水平，需要加强对高分子材料分析检测技术的研究，以便提高检测水平。目前，我国在对高分子材料分析检测技术进行研究时，还存在一些不足之处，还需要不断地完善与优化。只有不断地提高高分子材料的分析检测水平，才能使我国高分子材料检测技术得到发展与进步，从而促进我国工业生产水平的提高。

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