非金属材料指具有非金属性质(导电性、导热性差)的材料,主要包括无机非金属材料和有机非金属材料两大类。以合成橡胶、合成树脂(塑料)及天然纤维、蛋白质和天然橡胶等代表的有机高分子材料构成了有机非金属材料的主体。有机高分子材料因具有多种优异的性能,在近代工业中的用途不断扩大,并迅速发展。在有机高分子材料制备和应用过程中,特殊组分的鉴别与含量分析,材料物理、化学性能测试,有机物结构分析等检测需求越来越大,对有机非金属材料检测方法的梳理和规范显得十分迫切。
本书以有机高分子材料为主,系统介绍了有机高分子材料的化学分析方法。材料的化学分析方法可分为经典化学分析和仪器分析两类。前者基本上是采用化学方法来达到分析的目的;现代分析仪器发展迅速,分析工作可以应用仪器分析法来完成,但是经典的化学分析方法仍有其重要意义。有些大型精密仪器测得的结果是相对值,而仪器的校正和校对所需要的标准参考物质一般是用准确的经典化学分析方法测定的,因此仪器分析法与化学分析法是相辅相成的,很难以一种方法来完全取代另一种。
本书是根据现行有关标准和技术要求,结合国防科技工业中有机高分子材料检测需要和实用分析技术精心编写而成。全书共12章,第一章对非金属材料的概念、作用和发展趋势进行了阐述;第二章详细介绍了有机高分子材料中特殊元素的定性、定量分析方法;第三章介绍了密度、黏度等物理特性的分析方法;第四章对材料的酸值、皂化值等化学特性分析方法进行讲解;有机高分子材料中水分分析与检测是该类材料分析的一个重要内容,该部分内容在第五章单独列出,介绍了4种水分分析方法;第六~十二章为有机高分子材料的仪器分析方法,主要介绍了红外光谱法、色谱法、核磁共振波谱法、有机质谱法、紫外可见光谱法、有机元素分析法、热分析法共七种仪器分析方法。每种仪器分析方法都包括基本原理、仪器结构、在高分子材料方面的应用及仪器的维护与保养四个方面的知识。
本书的编写得到了中国兵器工业集团有限公司有关部门领导及兵器工业标准化研究所有关领导的大力支持和帮助,中国兵器工业集团第五三研究所(兵器工业非金属材料理化检测中心)、北京北方车辆集团有限公司相关领导和技术人员对本书的编写做出了较大贡献,在此一并表示感谢!由于本书涉及的内容较多,编写难度较大,且编写人员水平和经验有限,难免存在错误,恳请读者批评指正。
作者
序言
当今世界正在经历百年未有之大变局,我国经济发展面临的国内外环境发生了深刻而复杂的变化。当前科技发展水平以及创新能力对一个国家的国际竞争力的影响越来越大。理化检测技术的水平是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一,理化检测工作的发展和技术水平的提高对于深入认识自然界的规律,促进科学技术进步和国民经济的发展都起着十分重要的作用。理化检测技术作为技术基础工作的重要组成部分,是保障产品质量的重要手段,也是新材料、新工艺、新技术工程应用研究,开发新产品,产品失效分析,寿命检测,工程设计,环境保护等工作的基础性技术。在工业制造和高新技术武器装备的科研生产过程中,需要采用大量先进的理化检测技术和精密设备来评价产品的设计质量和制造质量,这在很大程度上依赖于检测人员的专业素质、能力、经验和技术水平。只有合格的理化检测技术人员才能保证正确应用理化检测技术,确保理化检测结果的可靠性,从而保证产品质量。
兵器工业理化检测人员技术资格鉴定工作自2005年开展以来,受到集团公司有关部门领导及各企事业单位的高度重视,经过16年的发展和工作实践,已经形成独特的理化检测技术培训体系。为了进一步加强和规范兵器工业理化检测人员的培训考核工作,提高理化检测人员的技术水平和学习能力,并将兵器行业多年积累下来的宝贵经验和知识财富加以推广和普及,自2019年开始,我们组织多位兵器行业内具有丰富工作经验的专家学者,在《兵器工业理化检测人员培训考核大纲》和原内部教材的基础上,总结了多年来在理化检测科研和生产工作中的经验,并结合国内外的科技发展动态和现行有效的标准资料,以及兵器行业、国防科技工业在理化检测人员资格鉴定工作中的实际情况,围绕生产工作中实际应用的知识需求,兼顾各专业的基础理论,编写了这套《理化检测人员培训系列教材》。
这套教材共六册,包括《金属材料化学分析》《金属材料力学性能检测》《金相检验与分析》《非金属材料化学分析》《非金属材料性能检测》和《特种材料理化分析》,基本涵盖了兵器行业理化检测中各个专业必要的理论知识和经典的分析方法。其中《特种材料理化分析》主要是以火药、炸药和火工品为检测对象,结合兵器工业生产特点编写的检测方法;《非金属材料化学分析》是针对有机高分子材料科研生产的特点,系统地介绍了有机高分子材料的化学分析方法。每册教材都各具特色,理论联系实际,具有很好的指导意义和实用价值,可作为有一定专业知识基础、从事理化检测工作的技术人员的培训和自学用书,也可作为高等院校相关专业的教学参考用书。
这套教材的编写和出版,要感谢中国兵器工业集团有限公司、中国兵器工业标准化研究所、辽沈工业集团有限公司、内蒙古北方重工业集团有限公司、山东非金属材料研究所、西安近代化学研究所、北京北方车辆集团有限公司、内蒙古第一机械集团股份有限公司、内蒙金属材料研究所、西安北方惠安化学工业有限公司、山西北方兴安化学工业有限公司、辽宁庆阳特种化工有限公司、泸州北方化学工业有限公司、甘肃银光化学工业集团有限公司等单位的相关领导和专家的支持与帮助!特别要感谢中国兵器工业集团有限公司于同局长、张辉处长、王菲菲副处长、王树尊专务、朱宝祥处长,中国兵器工业标准化研究所郑元所长、孟冲云书记、康继纲副所长、马茂冬副所长、刘播雨所长助理、罗海盛主任、杨帆主任等领导的全力支持!感谢参与编写丛书的各位专家和同事!是他们利用业余时间,加班加点、辛勤付出,才有了今天丰硕的成果!也要特别感谢原内部教材的作者赵祥聪、胡文骏、董霞等专家所做的前期基础工作,以及对兵器工业理化检测人员培训考核工作所做出的贡献。还要感谢机械工业出版社的各专业编辑,他们对工作认真负责的态度,是这套教材得以高质量正式出版的保障!在编写过程中,还得到了广大理化检测人员的关心和支持,他们提出了大量建设性意见和建议,在此一并表示衷心的感谢!
由于理化检测技术的迅速发展,一些标准的更新速度加快,加之我们编写者的水平所限,书中难免存在不足之处,恳请广大读者提出批评和建议。
丛书主编靳京民