《聚合物結構分析(第2版)》系統介紹了現代儀器分析技術在高聚物結構分析中的應用以及結構分析中所涉及的理論、思維方式、實驗方法等。內容包括:振動光譜、電子光譜、核磁共振、順磁共振、熱分析、動態熱機械分析、動態介電分析、氣相色譜、凝膠色譜、裂解色譜、色質聯用、顯微分析、廣角X射線衍射、小角激光散射、小角X射線散射等方法的基本原理、儀器結構、發展歷史、發展趨勢,在聚合物結構分析中的應用實例及解析方法等。
《聚合物結構分析(第2版)》可供高分子科學與工程專業本科生、碩士生、博士生以及從事有關高分子物理、高分子化學、高分子材料合成與加工研究和生產方面的專家、學者和工程技術人員參考。
本書是為從事高分子物理、高分子化學、高分子材料、高分子合成、高分子加工等領域的學者、教師、學生、工程技術人員等提供的一本有關聚合物結構分析方面的專著與參考書。 本書系統介紹了現代儀器分析技術在高聚物結構分析中的應用以及結構分析中所涉及的理論、思維方式、實驗方法等。
本書自2004年出版以來,受到讀者的歡迎與支持,很快被第二次印刷,被許多學校選做教材和考研參考書,并在2007年獲得河南省科技進步三等獎。由于近年來高分子科學的飛速發展,聚合物結構分析方面的研究對象日益增多,深度與廣度越來越大,研究方法與手段日新月異,因此在本書庫存幾乎告罄之際,責任編輯楊震先生建議作者修訂再版,就有了本書,即《聚合物結構分析》的第二版。
參加第一版撰寫的作者,除王紅英不幸英年早逝,任志勇、孫紅因其他工作沒有參加編寫外,其余都參加了修訂;劉文濤、申小清、鄭學晶、周映霞、朱路也參加了修訂工作。
與第一版相比,第二版主要刪除了每種研究方法中一些較老、目前已不采用的研究內容與制樣手段,補充了最新的研究成果和每種研究方法的最新發展趨勢。每章參考文獻刪除了一些較早文獻,補充了最新研究文獻。修訂較大的章節有:
第四章熱分析。刪除了部分由儀器本身誤差造成的影響,增加了近年來受關注的操作條件影響因素;增加了若干近年來出現的新型儀器,以及新近出現的各種儀器之間的聯用技術。
第八章考慮到涉及的各種分析方法,將題目由“透射電鏡與掃描電鏡”改為“顯微分析”;刪除了透射電鏡制樣技術,增加了電子能譜和掃描隧道顯微鏡的內容。
第十章在第一版中的體例與其他章有些不一致,第二版中第九、十兩章作了較大的調整:第九章題目由“廣角X射線衍射和小角X射線散射”改為“廣角x射線衍射”;原來小角X射線散射的內容調到第十章,該章題目由“液態與固態激光光散射”改為“小角激光散射和小角X射線散射”。
全書由朱誠身策劃,其中第一章緒論由朱誠身執筆;第二章振動光譜與電子光譜由劉文濤、申小清、周映霞執筆;第三章核磁共振與順磁共振由毛陸原、申小清、鄭學晶執筆;第四章熱分析由申小清、劉文濤、朱誠身執筆;第五章動態熱機械分析與介電分析由何素芹、申小清、劉文濤執筆;第六章氣相色譜與凝膠色譜由湯克勇、鄭學晶、朱誠身執筆;第七章裂解色譜與色質聯用由鄭學晶、湯克勇、周映霞執筆;第八章顯微分析由何素芹、劉文濤、朱誠身執筆。
第二版前言
第一版序
第一版前言
第一章 緒論
第一節 聚合物結構分析的研究對象
一、聚合物結構的特點
二、高分子科學發展的現狀與趨勢
三、聚合物結構分析的定義
四、聚合物結構分析的研究對象
第二節 聚合物結構分析的常用儀器
一、電磁波譜法
二、熱分析
三、色譜法
四、電磁輻射的衍射與散射
五、電子分析法
六、掃描探針顯微法
第三節 聚合物結構分析的準備
一、聚合物的分離
二、聚合物的純化
三、聚合物溶解性試驗
四、聚合物的燃燒試驗
第四節 聚合物結構分析的實施
一、預備知識
二、了解儀器原理與應用范圍
三、確定分析目的
四、選擇分析方法
五、結果的判定與解析
參考文獻
第二章 振動光譜與電子光譜
第一節 光譜分析概論
一、電磁輻射與光譜分析方法
二、分子光譜與原子光譜
三、光譜分析方法分類
第二節 紅外光譜
一、紅外光譜的基本原理
二、高分子聚合物的紅外光譜
三、紅外色譜儀和樣品制備技術
第三節 激光拉曼光譜
一、概述
二、基本原理
三、拉曼光譜儀及樣品制備技術
四、聚合物拉曼光譜的特征譜帶
第四節 振動光譜在聚合物結構分析中的應用
一、紅外光譜與激光拉曼光譜的比較
二、紅外光譜在聚合物結構分析中的應用
三、激光拉曼光譜在聚合物結構分析中的應用
第五節 紫外光譜
一、基本原理
二、儀器與樣品制備
三、有機及聚合物的紫外特征吸收
第六節 熒光光譜
一、熒光光譜基本原理
二、熒光光譜儀
第七節 電子光譜在聚合物結構分析中的應用
一、紫外光譜在聚合物結構分析中的應用
二、熒光光譜在聚合物結構分析中的應用
第八節 光譜法的新進展
一、近紅外光譜法
二、遠紅外光譜法
三、聲光紅外光譜法
參考文獻
第三章 核磁共振與順磁共振
第一節 核磁共振原理
一、原子核的自旋與核磁共振的產生
二、飽和與弛豫過程
三、化學位移
四、自旋的偶合與裂分
第二節 核磁共振波譜儀及實驗技術
一、核磁共振波譜儀
二、實驗技術
第三節 核磁共振氫譜
一、H-NMR譜圖表示法
二、一級譜圖與二級譜圖
三、H的化學位移及影響化學位移的因素
第四節 核磁共振碳譜
一、概述
二、CNMR的去偶技術
三、C的化學位移及影響化學位移的因素
四、碳核磁譜圖解析的典型實例
第五節 核磁共振在聚合物研究中的應用
一、聚合物鑒別
二、聚合物立構規整度
三、共聚物組成的測定
四、聚合物序列結構研究
五、鍵接方式研究
六、固體NMR在聚合物結構研究中的應用
第六節 核磁共振技術新進展
一、二維NMR譜概述
二、聚合物材料的NMR成像技術
三、NMR儀器的進展
第七節 順磁共振及在聚合物研究中的應用
一、電子順磁共振的基本原理
二、ESR波譜儀及實驗技術
三、ESR譜圖
四、ESR在聚合物結構研究中的應用
參考文獻
第四章 熱分析
第一節 熱分析概論
一、熱分析發展簡史
二、熱分析的定義與分類
三、熱分析的規范化與標準實驗方法
第二節 差熱分析與差示掃描量熱法
一、DTA與DSC儀器的組成與原理
二、差熱分析與差示掃描量熱法的理論處理
三、影響DTA與DSC曲線的因素
四、DTA與DSC數據的標定
第三節 熱重分析與微分熱重
一、熱重分析與微分熱重的基本原理
二、熱天平的基本結構
三、影響熱重數據的因素
四、熱重試驗及圖譜辨析
第四節 熱分析在聚合物中的應用
一、聚合物的結晶行為
二、聚合物液晶的多重轉變
三、聚合物的玻璃化轉變溫度及共聚共混物相容性
四、聚合物的熱穩定性及熱分解機理
五、聚合物的剖析
六、其他應用
第五節 熱分析儀器的新進展與熱分析聯用技術的發展
一、熱分析儀器的最新進展
二、熱分析聯用技術
參考文獻
第五章 動態熱機械分析與介電分析
第一節 熱機械分析
一、熱膨脹法
二、熱機械分析
第二節 動態熱機械分析
一、動態熱機械分析的基本原理
二、動態熱機械分析儀器
第三節 動態熱機械分析在聚合物中的應用
一、評價聚合物材料的使用性能
二、研究聚合物材料結構與性能的關系
三、預浸料或樹脂的同化工藝研究和質量控制
四、未知聚合物材料的初步分析
第四節 動態介電分析
……
第六章 氣相色譜與凝膠色譜
第七章 裂解色譜與色質聯用
第八章 顯微分析
第九章 廣角X射線衍射
第十章 小角激光散射和小角X射線散射
參考文獻
二、高分子科學發展的現狀與趨勢
古往今來,材料、能源、信息是人類社會賴以生存與發展的三大支柱,人類產生的三大標志就是工具的制造(材料)、火的使用(能源)與語言的產生(信息)。而材料又是信息的載體,是能源開發、輸送、儲藏與使用的物質基礎,可見其在人類社會中地位之重要,故早期人類社會按使用的材料進行分類。當今材料的天下由金屬、陶瓷、高分子鼎足為三。除常規材料外,許多具有特殊性能的新型材料正隨著科學技術的突飛猛進,發展成為一系列高新技術產業,如電子與通信材料、高性能結構新型材料、新能源材料與節能材料等。因此在通用高分子材料產量迅猛增加、質量不斷提高的同時,大量高分子新材料陸續問世,應用在國民經濟的各個領域,如高性能高分子材料、高吸水性材料、光致抗蝕材料、高分子分離膜、高分子催化劑、導電高分子、醫用和藥用高分子等。
今后高分子材料科學發展的主要趨勢是高性能化、高功能化、復合化、精細化和智能化。因此對高聚物結構,以及結構與性能關系的研究提出了更高的要求。傳統的高分子研究方法——通過研究合成方法,測試物理與化學性能、改進加工技術、開發應用途徑,即合成一性能一加工一應用的模式,已不能適應高分子科學的現實和發展,取而代之的是以通過對合成反應與結構、結構與性能、性能與加工之間各種關系的大量分析測定,從而找出內在規律,按照指定的性能進行分子設計與材料設計,并提出所需的合成方法與加工條件,即應用一性能一結構一高分子設計一合成一加工一應用的新模式。因此帶來大量高聚物結構分析、結構與性能關系測定的課題,使得高聚物結構分析在高分子科學中的地位日益重要。
三、聚合物結構分析的定義
聚合物結構分析,是利用現代分析技術,特別是儀器分析方法,測定高分子的鏈結構和凝聚態結構,探討結構與性能之間的關系,以及在合成、加工與應用過程中聚合物結構變化規律的一組技術,是高分子科學的重要組成部分。高聚物結構分析是溝通高分子的合成、產品設計以及最終產品性能和需求這一發展循環的橋梁。從高聚物結構分析所得到的信息,可作為高分子設計、合成、產品的質量控制、加工和應用的向導。