高分子材料分析與測試（第四版）

緒論 1
【學習目標】 1
一、高分子材料發(fā)展概況 1
二、高分子材料分析與性能測試 3
三、標準 5


分析化學篇
第一章　分析化學概論 10
【學習目標】 10
第一節(jié)　概述 10
一、高分子材料分析的任務 10
二、分析方法分類 10
三、定量分析的一般步驟 11
四、分析結(jié)果的表示 12
第二節(jié)　分析天平 12
一、電子天平的構(gòu)造和使用方法 13
二、天平使用規(guī)則 14
三、稱量方法 15
第三節(jié)　定量分析中的誤差 15
一、誤差的定義 16
二、誤差的分類 16
三、分析結(jié)果的表征——準確度、精密度 17
四、公差 18
第四節(jié)　有效數(shù)字及數(shù)據(jù)處理 19
一、有效數(shù)字 19
二、分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理 20
【閱讀材料】  我國高分子物理學創(chuàng)始人——錢人元 22
習題 23

第二章　滴定分析法 25
【學習目標】 25
第一節(jié)　概述 25
一、滴定分析法的名詞術(shù)語 25
二、滴定分析法對滴定反應的要求 26
三、滴定方式 26
四、容量儀器 26
五、標準溶液 27
第二節(jié)　酸堿滴定法 28
一、概述 28
二、酸堿溶液的H 濃度和pH值的計算 28
三、酸堿緩沖溶液 28
四、酸堿指示劑 29
五、酸堿滴定法的基本原理 30
第三節(jié)　配位滴定法 32
一、概述 32
二、EDTA及其配合物 33
三、配位解離平衡及影響因素 34
四、金屬指示劑 36
五、提高配位滴定選擇性的途徑 37
六、配位滴定的應用 38
第四節(jié)　氧化還原滴定法 39
一、概述 39
二、高錳酸鉀法 39
三、重鉻酸鉀法 40
四、碘法 41
第五節(jié)　沉淀滴定法 42
一、概述 42
二、莫爾法——鉻酸鉀作指示劑 43
三、福爾哈德法——鐵銨礬作指示劑 43
四、法揚司法——吸附指示劑法 44
【案例】  滴定法測定己內(nèi)酰胺與聚醚樣品中過氧化物的含量 44
【閱讀材料】  中國高分子化學開創(chuàng)者——王葆仁 46
習題 47

第三章　儀器分析法 48
【學習目標】 48
第一節(jié)　分光光度法 48
一、概述 48
二、目視比色法和光電比色法 49
三、分光光度法 50
第二節(jié)　紫外光譜 52
一、紫外-可見吸收光譜的基本原理 52
二、高分子的紫外吸收光譜 54
第三節(jié)　紅外光譜 57
一、紅外光譜的基本原理 57
二、吸收峰的位置 58
三、影響基團頻率的因素 59
四、高分子紅外測定樣品的制備 60
五、紅外光譜圖的解析分析 62
六、紅外光譜儀 67
第四節(jié)　氣相色譜 68
一、色譜法簡介 68
二、氣相色譜分離原理 70
三、氣相色譜儀 70
四、氣相色譜定性、定量分析方法 72
五、氣相色譜法應用舉例 74
第五節(jié)　凝膠滲透色譜 76
一、凝膠滲透色譜法的工作原理 76
二、凝膠滲透色譜儀 76
三、凝膠滲透色譜法的應用 76
【案例】  差示掃描量熱分析鑒別高分子材料成分 77
【閱讀材料】  我國高分子材料事業(yè)的奠基人和開拓者——徐僖 78
習題 79

第四章　高分子材料的鑒別和分析 81
【學習目標】 81
第一節(jié)　高分子材料的外觀和用途 81
一、高分子材料的外觀 81
二、高分子材料的用途 83
第二節(jié)　顯色和分離提純試驗 84
一、塑料的顯色試驗 84
二、橡膠的顯色試驗 87
三、鑒別 87
四、分離提純試驗 87
第三節(jié)　元素檢測 89
一、鈉熔法 90
二、氧瓶燃燒法 91
三、元素的定量分析 92
第四節(jié)　塑料的鑒別和分析 94
一、聚烯烴 94
二、苯乙烯類高分子 95
三、含鹵素類高分子 96
四、其他單烯類高分子 97
五、雜鏈高分子及其他高分子 99
第五節(jié)　橡膠的鑒別和分析 103
一、定性鑒別 103
二、定量分析 104
第六節(jié)　添加劑 105
一、增塑劑 105
二、抗氧劑 107
三、填料 108
四、防老劑 110
五、硫化劑 110
【案例】　膠黏劑的成分鑒別 111
【閱讀材料】　中國科學院院士——林尚安 113
習題 114


性能測試篇
第五章  物理性能測試 116
【學習目標】 116
第一節(jié)　塑料的吸水性及含水量測定 116
一、塑料的吸水性 117
二、塑料的水分測定 119
第二節(jié)　密度和相對密度的測定 120
一、概念 120
二、塑料和橡膠的密度及相對密度的測定 120
第三節(jié)　溶解性和黏度的測定 124
一、溶解性 124
二、黏度的表示 124
三、黏度的測定 125
第四節(jié)　透氣性和透濕性的測定 129
一、透氣性及其測定 129
二、透濕性及其測定 131
第五節(jié)　未硫化橡膠硫化性能的測定 133
一、門尼黏度試驗 133
二、門尼焦燒試驗 134
三、硫化性能試驗 134
【案例】 黏度法研究氯化聚丙烯和涂料樹脂間的相容性 135
【閱讀材料】 著名化學家和教育家——徐光憲 137
習題 138

第六章　力學性能測試 139
【學習目標】 139
第一節(jié)　拉伸性能 139
一、定義 140
二、應力-應變曲線 140
三、原理和試樣 141
四、試驗設備 144
五、影響因素 146
第二節(jié)　彎曲性能 147
一、概念及原理 147
二、試樣 148
三、彎曲試驗裝置 148
四、試驗步驟 149
五、影響因素 149
第三節(jié)　壓縮性能 150
一、測試原理 150
二、試驗設備 151
三、試樣 152
四、影響因素 153
第四節(jié)　沖擊性能 154
一、擺錘式?jīng)_擊試驗 154
二、落錘式?jīng)_擊試驗 158
三、其他沖擊試驗方法 160
第五節(jié)　剪切試驗 160
一、概念及原理 161
二、塑料的剪切試驗 161
三、橡膠的剪切試驗 162
第六節(jié)　蠕變及應力松弛試驗 163
一、蠕變試驗 164
二、應力松弛 167
三、蠕變和應力松弛試驗的影響因素 168
第七節(jié)　硬度試驗 169
一、概述 169
二、塑料的硬度試驗 170
三、橡膠的硬度試驗 173
第八節(jié)　疲勞試驗 176
一、概念 177
二、塑料的疲勞試驗 177
三、橡膠的疲勞試驗 179
第九節(jié)　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、橡膠的摩擦及磨耗性能 184
【案例】 活性炭/高密度聚乙烯復合材料的力學性能測試 187
【閱讀材料】 中國綠色化學先驅(qū)——張俐娜 189
習題 190

第七章　熱性能測試 191
【學習目標】 191
第一節(jié)　穩(wěn)定性 191
一、尺寸穩(wěn)定性 191
二、負荷下熱變形溫度測定 193
三、收縮率測定 198
第二節(jié)　線膨脹系數(shù)測定 199
一、原理 200
二、試驗儀器裝置 200
三、測試要點 201
四、影響因素 202
第三節(jié)　熔點測定 202
一、毛細管法 202
二、偏光顯微鏡法 205
第四節(jié)　熱導率測定 206
一、原理 206
二、儀器裝置 207
三、試驗操作及結(jié)果計算方法 208
四、測試影響因素 208
第五節(jié)　塑料熔體流動速率（MFR）測定 210
一、原理 210
二、試驗 210
三、試驗條件 211
四、試驗操作步驟及結(jié)果計算 212
五、主要影響因素 212
第六節(jié)　低溫試驗 212
一、通用低溫試驗裝置及測溫儀表 213
二、塑料脆化溫度測定 215
三、橡膠的溫度-回縮試驗（TR試驗） 216
四、橡膠低溫剛性試驗 218
【案例】 氟彈性體對雙峰型HDPE的熔體質(zhì)量流動速率的影響 220
【閱讀材料】 中國離子交換樹脂與吸附樹脂的奠基人——何炳林 222
習題 223

第八章　老化性能測試 224
【學習目標】 224
第一節(jié)　自然老化試驗 224
一、大氣老化試驗 224
二、光解性塑料戶外暴露試驗 228
三、硫化橡膠自然儲存老化試驗 229
第二節(jié)　熱老化試驗 232
一、常壓法熱老化試驗 232
二、高壓氧和高壓空氣熱老化試驗 234
三、 塑料或橡膠在恒定濕熱條件下的暴露試驗 235
第三節(jié)　硫化橡膠耐臭氧老化試驗 238
一、試驗原理 238
二、試驗方法及設備 238
三、影響因素 241
第四節(jié)　人工氣候及其他老化試驗 241
一、人工氣候老化試驗 241
二、其他方法的簡介 244
【案例】 熱氧老化對復合材料力學性能的影響 246
【閱讀材料】 石油分析領域的先驅(qū)——陸婉珍 249
習題 250

第九章  其他性能測試 251
【學習目標】 251
第一節(jié)　光學性能 251
一、折光性能及其測試方法 252
二、透光性能及其測試方法 253
第二節(jié)　塑料燃燒性能 255
一、塑料的閃點和自燃點的測定 255
二、塑料水平、垂直燃燒性的測定 257
三、塑料氧指數(shù)的測定 262
第三節(jié)　電性能 269
一、電阻率的測定 270
二、介電常數(shù)和介質(zhì)損耗的測定 273
三、介電強度、耐電弧試驗 274
第四節(jié)　耐介質(zhì)性能 276
一、塑料的耐化學藥品性 276
二、橡膠耐介質(zhì)性能試驗 278
【案例】 TPO彈性體防火卷材的阻燃性能試驗 281
【閱讀材料】 著名高分子化學家、生物材料科學家——卓仁禧 284
習題 285


附錄 286
附錄一　紅外光譜中一些基團的吸收頻率 286
附錄二　常用高分子材料的密度 287
附錄三　高分子材料的溶解性 288
附錄四　不同氣體對各種膜的透過率 289
附錄五　幾種橡膠的空氣滲透系數(shù) 290
附錄六　部分分析測試方法的英文縮寫 290
附錄七  部分儀器分析原理及譜圖的表示方法 291
附錄八　塑料性能測試標準目錄 292
附錄九　橡膠性能測試標準目錄 297
附錄十　纖維性能測試標準目錄 299

參考文獻 301