《高分子物理實(shí)驗(yàn)》的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為七章,包括聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、高分子溶液的性質(zhì)、聚合物的力學(xué)性能、聚合物的熱性能、聚合物的加工性能、聚合物的電性能以及聚合物乳液的性質(zhì),部分實(shí)驗(yàn)涉及的常用數(shù)據(jù)以附錄的形式列出。書中每個(gè)實(shí)驗(yàn)都對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器與試樣、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理作了詳細(xì)的敘述,列出思考題便于加深理解,同時(shí)對(duì)部分實(shí)驗(yàn)還特別列出了注意事項(xiàng),確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和儀器安全。
本書適合高分子相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生作為教材使用,也可供高分子材料領(lǐng)域內(nèi)從事研發(fā)、測(cè)試等工作的工程技術(shù)人員參考。
《高分子物理實(shí)驗(yàn)》是在經(jīng)過多年使用的《高分子物理實(shí)驗(yàn)講義》基礎(chǔ)上編寫成的,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上注重與理論課程的緊密結(jié)合,包括高分子結(jié)構(gòu)表征、高分子的轉(zhuǎn)變觀測(cè)以及高分子的性能測(cè)試。在選取實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí),盡量選擇價(jià)格相對(duì)適宜的儀器、試劑和方法,讓所選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能夠普遍開設(shè),擴(kuò)大適用面。聚合物乳液的研究與應(yīng)用越來越廣泛,為了適應(yīng)這一趨勢(shì),本書專門收錄了三個(gè)關(guān)于高分子乳液性質(zhì)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,作為高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)中乳液制備實(shí)驗(yàn)的延續(xù),可供選擇與參考。
隨著高分子學(xué)科和現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的發(fā)展,對(duì)高分子結(jié)構(gòu)與性能的探索越來越深入,研究方法、實(shí)驗(yàn)手段、儀器設(shè)備也在不斷改進(jìn);诖,作者根據(jù)長(zhǎng)期在一線工作的教學(xué)和科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在《高分子物理實(shí)驗(yàn)講義》的基礎(chǔ)上編寫成本書,力圖將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合,通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)高分子結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的理解,掌握高分子物理領(lǐng)域內(nèi)的一些研究方法與實(shí)驗(yàn)技能,了解一些實(shí)驗(yàn)方法、手段及儀器的進(jìn)展及應(yīng)用。
《高分子物理實(shí)驗(yàn)講義》經(jīng)過多年使用,在教學(xué)實(shí)踐中受到學(xué)生的認(rèn)可和歡迎,并不斷改進(jìn)和完善。通過對(duì)講義的總結(jié)提煉,本書在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上注重與理論課程的緊密結(jié)合,包括高分子結(jié)構(gòu)表征、高分子的轉(zhuǎn)變觀測(cè)以及高分子的性能測(cè)試。所選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既涉及很多經(jīng)典的高分子物理理論及其實(shí)驗(yàn)方法,如黏度法測(cè)分子量、光學(xué)雙折射法測(cè)取向度、膨脹計(jì)法測(cè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等,又包含了部分現(xiàn)代測(cè)試方法與技術(shù),如掃描電鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)力學(xué)熱分析法測(cè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等,同時(shí)還有部分更新的實(shí)驗(yàn)方法,如密度法測(cè)結(jié)晶度、聚合物高溫蠕變實(shí)驗(yàn)等。而且在選取實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí),盡量選擇價(jià)格相對(duì)適宜的儀器、試劑和適宜的方法,讓所選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能夠普遍開設(shè),擴(kuò)大適用面。
本書分為七章,分別為聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、聚合物溶液的性質(zhì)、聚合物的力學(xué)性能、聚合物的熱性能、聚合物的加工性能、聚合物電性能以及聚合物乳液的性質(zhì)。聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)主要是觀察和表征聚合物凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)。將利用高分子溶液性質(zhì)測(cè)定聚合物結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(如測(cè)定分子量及其分布、聚合物的交聯(lián)度等)都?xì)w屬在高分子溶液的性質(zhì),強(qiáng)調(diào)對(duì)高分子稀溶液理論的理解與應(yīng)用。力學(xué)性能包括聚合物的拉伸、彎曲、硬度、韌性及蠕變性能的測(cè)試。熱性能包括對(duì)聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變、結(jié)晶與熔融等熱轉(zhuǎn)變的觀測(cè)。加工性能主要包括聚合物熔體流動(dòng)速率、橡膠門尼黏度的測(cè)定及毛細(xì)管流變儀測(cè)定聚合物熔體的流動(dòng)性能。電性能包括聚合物介電損耗、體積電阻及表面電阻的測(cè)定。聚合物乳液的研究與應(yīng)用越來越廣泛,為了適應(yīng)這一趨勢(shì),本書專門收錄了三個(gè)關(guān)于聚合物乳液性質(zhì)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,作為高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)中乳液制備實(shí)驗(yàn)的延續(xù),可供選擇與參考。另外,本書附錄中列出了部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及的常用聚合物的一些基本數(shù)據(jù),方便學(xué)習(xí)過程中查閱。
本書每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器與試樣、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理作了詳細(xì)的敘述,也列出了思考題便于加深理解,同時(shí)對(duì)大部分實(shí)驗(yàn)還列出了注意事項(xiàng),保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和儀器安全。
本書由王國(guó)成、肖漢文主編。參加編寫人員及寫作分工如下:王國(guó)成編寫第一、三、四、五章及附錄,肖漢文編寫第二、六章,張全元編寫第七章實(shí)驗(yàn)二十四,姚麗編寫第七章實(shí)驗(yàn)二十五、實(shí)驗(yàn)二十六,湖北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子物理課程組的其他老師參與了部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的編寫與修訂工作;全書由王國(guó)成統(tǒng)稿與審定。
本書在編寫過程中得到了高分子材料與工程荊楚卓越工程師協(xié)同育人計(jì)劃的支持,在此表示感謝。
由于時(shí)間和水平所限,書中難免會(huì)有不妥之處,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者
第一章聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)一偏光顯微鏡法觀察聚合物球晶生長(zhǎng)過程1
實(shí)驗(yàn)二掃描電子顯微鏡觀察聚合物的微觀結(jié)構(gòu)6
實(shí)驗(yàn)三密度法測(cè)定聚合物的結(jié)晶度9
實(shí)驗(yàn)四光學(xué)雙折射法測(cè)定合成纖維的取向度13
第二章高分子溶液的性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)五黏度法測(cè)定聚合物的分子量17
實(shí)驗(yàn)六光散射法測(cè)定聚合物的分子量22
實(shí)驗(yàn)七體積排除色譜測(cè)定聚合物的分子量分布28
實(shí)驗(yàn)八溶脹平衡法測(cè)定聚合物的交聯(lián)度33
第三章聚合物的力學(xué)性能
實(shí)驗(yàn)九電子拉力機(jī)測(cè)定聚合物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線36
實(shí)驗(yàn)十聚合物彎曲強(qiáng)度的測(cè)定42
實(shí)驗(yàn)十一聚合物蠕變性能測(cè)試46
實(shí)驗(yàn)十二聚合物邵氏硬度的測(cè)定49
實(shí)驗(yàn)十三聚合物沖擊強(qiáng)度的測(cè)定(Charpy方法)52
實(shí)驗(yàn)十四聚合物沖擊強(qiáng)度的測(cè)定(Izod方法)56
第四章聚合物的熱性能
實(shí)驗(yàn)十五膨脹計(jì)法測(cè)定聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度59
實(shí)驗(yàn)十六差示掃描量熱法觀測(cè)聚合物的熱轉(zhuǎn)變62
實(shí)驗(yàn)十七動(dòng)態(tài)力學(xué)熱分析儀測(cè)定聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度66
實(shí)驗(yàn)十八維卡軟化點(diǎn)與熱變形溫度的測(cè)定69
第五章聚合物的加工性能
實(shí)驗(yàn)十九聚合物熔體流動(dòng)速率的測(cè)定73
實(shí)驗(yàn)二十橡膠門尼黏度的測(cè)定77
實(shí)驗(yàn)二十一毛細(xì)管流變儀測(cè)定聚合物熔體的流動(dòng)性能81
第六章聚合物的電性能
實(shí)驗(yàn)二十二介電常數(shù)、介電損耗角正切測(cè)定87
實(shí)驗(yàn)二十三聚合物體積電阻率和表面電阻率的測(cè)定90
第七章聚合物乳液的性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)二十四動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定聚合物乳液的粒徑及其分布93
實(shí)驗(yàn)二十五聚合物乳液表面張力的測(cè)定98
實(shí)驗(yàn)二十六旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定聚合物乳液的黏度101
附錄常用聚合物的基本數(shù)據(jù)
附錄一常見結(jié)晶性聚合物的密度104
附錄二水的密度和黏度105
附錄三聚合物特性黏數(shù)-分子量關(guān)系參數(shù)106
附錄四聚合物的常用溶劑107
附錄五常用溶劑的溶度參數(shù)108
附錄六常見聚合物的溶度參數(shù)109
附錄七聚合物-溶劑間的相互作用參數(shù)χ1110
附錄八聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg111
附錄九結(jié)晶聚合物的熔點(diǎn)Tm112
參考文獻(xiàn)