測定高聚物結晶速率的方法(測定聚合物結晶度的方法有幾種簡(jiǎn)述其基本原理和實(shí)驗應注意的問(wèn)題)
1.測定聚合物結晶度的方法有幾種簡(jiǎn)述其基本原理和實(shí)驗應注意的問(wèn)題
結晶度的測定及原理 1. X射線(xiàn)衍射法測結晶度 此法測得的是總散射強度，它是整個(gè)空間物質(zhì)散射強度之和，只與初級射線(xiàn)的強度、化學(xué)結構、參加衍射的總電子數即質(zhì)量多少有關(guān)，而與樣品的序態(tài)無(wú)關(guān)。
因此如果能夠從衍射圖上將結晶散射和非結晶散射分開(kāi)的話(huà)，則結晶度即是結晶部分散射對散射總強度之比。 2. 密度法測定結晶度 假定在結晶聚合物中，結晶部分和非結晶部分并存。
如果能夠測得完全結晶聚合物的密度（ρc）和完全非結晶聚合物的密度，則試樣的結晶度可按兩部分共存的模型來(lái)求得。 3. 紅外光譜法測結晶度 人們發(fā)現在結晶聚合物的紅外光譜圖上具有特定的結晶敏感吸收帶，簡(jiǎn)稱(chēng)晶帶，而且它的強度還與結晶度有關(guān)，即結晶度增大晶帶強度增大，反之如果非結晶部分增加，則無(wú)定形吸收帶增強，利用這個(gè)晶帶可以測定結晶聚合物的結晶度。
4. 差示掃描量熱法（DSC法）測結晶度 這是根據結晶聚合物在熔融過(guò)程中的熱效應去求得結晶度的方法。 5. 核磁共振（NMR）吸收方法測結晶度 如果不僅使結晶部分而且使無(wú)定形部分的鏈段運動(dòng)也處于停滯狀態(tài)，在此低溫下聚乙烯的NMR吸收曲線(xiàn)是單一的幅度較寬的峰，如果溫度增高接近熔點(diǎn)，吸收曲線(xiàn)變成單一的幅度較窄的峰。
在一般的溫度范圍內則是相當于結晶區寬幅部分和相當于非結晶區尖銳部分（這和液體的情況相同）相重疊的曲線(xiàn)。
2.如何測定聚合物玻璃化溫度
測定聚合物玻璃化溫度的方法主要有以下幾種：
1.膨脹計法
在膨脹計內裝入適量的受測聚合物，通過(guò)抽真空的方法在負壓下將對受測聚合物沒(méi)有溶解作用的惰性液體充入膨脹計內，然后在油浴中以一定的升溫速率對膨脹計加熱，記錄惰性液體柱高度隨溫度的變化。由于高分子聚合物在玻璃化溫度前后體積的突變，因此惰性液體柱高度-溫度曲線(xiàn)上對應有折點(diǎn)。折點(diǎn)對應的溫度即為受測聚合物的玻璃化溫度。
2.折光率法
利用高分子聚合物在玻璃化轉變溫度前后折光率的變化，找出導致這種變化的玻璃化轉變溫度。
3.熱機械法（溫度-變形法）
在加熱爐或環(huán)境箱內對高分子聚合物的試樣施加恒定載荷；記錄不同溫度下的溫度-變形曲線(xiàn)。類(lèi)似于膨脹計法，找出曲線(xiàn)上的折點(diǎn)所對應的溫度，即為：玻璃化轉變溫度。
4.DTA法（DSC）
目前用于玻璃化溫度測定的熱分析方法主要為差熱分析（DTA和差示掃描量熱分析法（DSC）。以DSC為例，當溫度逐漸升高，通過(guò)高分子聚合物的玻璃化轉變溫度時(shí)，聚合物分子鏈內的鏈段開(kāi)始運動(dòng)，在DSC曲線(xiàn)上，表現為基線(xiàn)出現特征的臺階狀突變，根據這一突變可以計算出Tg來(lái)。
5.動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析（DMA）法
高分子材料的動(dòng)態(tài)性能分析（DMA）通過(guò)在受測高分子聚合物上施加正弦交變載荷獲取聚合物材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)響應。這種動(dòng)態(tài)力學(xué)響應可以用三種變量表示：與彈性性質(zhì)的儲能模量，對應于粘彈性的損耗模量，以及由于相位角差δ的存在，外部載荷在對粘彈性材料加載時(shí)出現能量的損耗，即阻尼系數。
當溫度由低向高發(fā)展并通過(guò)玻璃化轉變溫度時(shí)，材料內部高分子的結構形態(tài)發(fā)生變化，與分子結構形態(tài)相關(guān)的粘彈性隨之的變化。這一變化同時(shí)反映在儲能模量，損耗模量和阻尼系數上。它們的峰值對應著(zhù)材料內部結構的變化。相應的溫度即為玻璃化轉變溫度Tg。
6.核磁共振法（NMR）
溫度升高后，分子運動(dòng)加快，質(zhì)子環(huán)境被平均化（處于高能量的帶磁矩質(zhì)子與處于低能量的的帶磁矩質(zhì)子在數量上開(kāi)始接近；N-/N+=exp(-E/kT)），共振譜線(xiàn)變窄。到玻璃化轉變溫度，Tg時(shí)譜線(xiàn)的寬度有很大的改變。利用這一現象，可以用核磁共振儀，通過(guò)分析其譜線(xiàn)的方法獲取高分子材料的玻璃化轉變溫度。
3.如何制備密度梯度管,如何用密度法測定高聚物的結晶度
密度梯度法是測定聚合物密度的方法之一。
聚合物的密度是聚合物的重要參數。對于無(wú)規則外性的聚合物材料，密度梯度法是測定其密度的最簡(jiǎn)單有效方法。
而對于結晶性聚合物，其晶區的密度與非晶區的密度是不同的，一般晶區的密度大于非晶區的密度；對于一給定的聚合物，其在100%完全結晶的情況下密度最高，而100%非晶的情況下其密度最低。由于一般情況下結晶性聚合物并不是100%完全結晶的，也就是說(shuō)聚合物中存在結晶區域和非晶區域，因此根據結晶聚合物的密度值可以定性或定量的計算該聚合物的結晶度。
另外，通過(guò)對聚合物結晶過(guò)程中密度變化的測定，還可研究其結晶速率。所謂聚合物結晶度就是聚合物結晶的程度，就是結晶部分的重量或體積對全體重量或體積的百分數。
結晶聚合物的物理和機械性能、電性能、光性能在相當的程度上受結晶程度的影響。由于結晶作用使大分子鏈段排列規整，分子間作用力增強，因而使制品的密度、剛度、拉伸強度、硬度、耐熱性、抗溶性、氣密性和耐化學(xué)腐蝕性等性能提高，而依賴(lài)于鏈段運動(dòng)的有關(guān)性能，如彈性、斷裂伸長(cháng)率、沖擊強度則有所下降。
因此聚合物結晶度的測量對研究聚合物的物理性能和加工條件、過(guò)程對性能的影響有重要的意義。
