高分子聚合物的主要表征方法.docx
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高分子聚合物的主要表征方法
摘要
本文主要综述了高分子聚合物及其表征方法和检测手段。
首先，从不同角度对高分子聚合物进行分类，并对高分子聚合物的结构，生产，性能做了一个简单的介绍。
其次，阐述了表征和检测高分子聚合物的常用方法，例如：
凝胶渗透色谱、核磁共振（NMR）、红外吸收光谱（IR）、激光拉曼光谱（LR）等。
最后，介绍了检测高分子聚合物的常用设备，例如：
偏光显微镜、金相显微镜、体视显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜等。
关键词：
聚合物；表征方法；检测手段；常用设备
ABSTRACT
Thispapermainlysummarizesthepolymeranditsdetectionmeans.Firstofall,thispapermadeasimpleintroductionofthepolymerstructure,productionperformance.Secondly,itdescribesthedetectionmethodsofpolymers,suchas:
gelpermeationchromatography,nuclearmagneticresonance（NMR）,infraredabsorptionspectroscopy（IR）,laserRamanspectroscopy（LR）.Finally,itdescribesthecommonequipmentusedtocharacterizeanddetectionofpolymers,suchas:
polarizingmicroscope,metallographicmicroscope,microscope,Xraydiffraction,scanningelectronmicroscopy,transmissionelectronmicroscopy,atomicforcemicroscopy.
Keywords：
Polymer;Characterization;Testingmeans;commonequipment
高分子聚合物及其表征方法和测试手段
1前言
纵观人类发现材料和利用材料的历史，每一种重要材料的发现和广泛利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新水平，给社会生产力和人类生活水平带来巨大的变化，把人类的物质文明和精神文明向前推进一步，所以说材料是人类社会进步的里程碑。
公元前8000～9000年，人类发明了陶器，进入了新石器时代。
公元前3000年人类发明青铜器，进入青铜器时代。
公元前1000年，铁器的普遍应用，象征着人类进入了铁器时代。
18世纪，发明了蒸汽机。
19世纪，发明了电动机和现代炼钢技术。
19世纪末，发明了人造丝。
20世纪，出现了先进陶瓷，人类进入了“新陶瓷时代”，还有复合材料的出现，比如合金。
由此，先进材料也就成了社会现代化的先导，人类为了社会进步开始着力于开发先进材料，发展高技术产业。
而高分子聚合物也就渐渐的登上了先进材料的历史舞台。
当代社会，随着工业、农业、交通运输事业的迅速发展，环境污染日趋严重。
那么高分子材料在环境治理中起到了举足轻重的作用。
说到环境污染，那么我们首先想到的就是水资源污染，水资源污染现状对于整个世界来说都是严峻的，水资源严重缺乏迫使人们不得不去提高水处理技术，而高分子聚合物作为一类高效絮凝剂，在固液分离和水处理技术方面的研究与应用也随之加大和拓宽，且不断深入[1]。
近年来，随着石油用量的持续增加，石油运输、储存和使用过程中产生的泄露及废弃物已对地球环境造成极大的威胁。
尤其是最近几年的海上漏油事件屡屡发生，从美国的墨西哥湾及我国渤海湾油井的直接泄露事故，到大量的远洋油轮泄露，对海洋生态环境造成极大的破坏。
除此之外，还有陆地上大量的含油工业废水。
要解决上述问题，迄今为止，最有效的途径就是制备具有超强选择性吸油能力的材料，把油污从水中吸收并分离出来。
吸油树脂是一种具有三维交联网状结构的高分子吸油材料，由于具有良好的油水选择性、高吸油和保油能力、并能长时间浮在水面上等优点，越来越受到研究人员的关注[2]。
再比如噪声污染，而且噪声污染已成为当代世界性的问题，同水污染和大气污染一起被列为全球三大污染。
它对人们身心健康的危害，日益为人们所认识和关注，并且在人口密集、经济发达的大中城市，噪声污染的程度越加严重，成为环境治理过程中倍受关注的热点问题。
那么对噪声污染的防治措施主要是控制声源和采用吸声材料，而高分子聚合材料就是一类重要的新型吸声材料，高分子聚合物吸声材料具有粘弹内阻尼的特性，品种繁多，易于进行分子设计、材料设计和成型加工，是满足该技术要求的首选材料[3]。
利用太阳能发电是人类解决能源危机和环境污染的重要途径。
已经得到商业化的晶体硅太阳能电池,因其具有制备工艺复杂、对材料要求苛刻、成本高的缺点,使得科学界积极寻找太阳能电池研究的新领域。
随着研究工作的不断深入,人们开始试图采用一些其他的新型材料作为固态或准固态电解质取代原有的液态电解质,并取得了一定进展。
其中,高分子聚合物在染料敏化太阳能电池电解质中的应用在近几年已经引起相关研究人员的重视[4]。
而高分子材料在工业生产中应用的例子更是不胜枚举。
塑料工业为了适应各社会的各种需求，研制出不同性能的功能塑料。
满足煤炭工业生产要求新型塑料不断出现，并且煤炭生产应用中显示了巨大的经济效益和社会效益。
随着化工材料的发展，高分子聚合物以质量轻、耐腐蚀、强度高、易加工等优良的综合性能逐步“以塑代钢”，并被广泛应用于煤矿井下，如风筒、输送带、管材、塑料网假顶、仪器设备外壳或零部件等[5]。
还可利用高分子聚合物堵漏、防水、防腐新技术，对住宅楼的排水管线进行修复，与原来采用的更换排水管线相比，它不受任何客观条件的影响，如气温、天气、水、电、场地等和其他条件的限制，工艺形成后的色泽可根据用户的需要调配,并具有理想的光滑度和平整度，无异味、无杂质、无毒副作用，对室内环境无任何污染，省工省料，可以降本增效。
功能高分子染料已有40年历史，它是通过一定的化学反应将染料分子引入高分子链上而形成，具有高强度、易成膜性、耐溶剂性和可加工性等特点，非常适宜于做水性油墨色染料[6]。
1973年，E.Marechal等首次对含染料的聚合物－高分子染料进行了系统研究Gangneux等人和Maslosh等将高分子功能染料分别用于聚酰胺、聚酯染丝和聚酯、聚氨酯色母粒着色，效果良好。
之后在光电材料、亲和色谱、生物医学等领域广泛应用。
特别是日本的B.Wingard等研究的在聚苯乙烯材料上联有共价结合基团的黑色染料可以应用于印刷油墨、墨水等。
全色谱的偶氮高分子染料大量应用于涂料工业中。
用于食品包装的高分子染料也有报道。
高分子染料制备滤光片，可简化制作过程，而且会得到清晰的滤色效果。
还可用于光刻、非线性光学材料、液晶、光电变色材料等。
造纸工业要持续发展,就必须降低成本。
为应对这一问题,整个造纸工业都在积极寻找绿色添加剂，以达到既可保证产品质量又可降低外加成本。
甚至是实现零外加成本以及更少的化学品消耗和更低的废品率的目标。
最近，法国罗盖特公司开发了一种能够提高纸张湿部强度的新型助剂生物高分子聚合物[7]。
随着造纸工业的快速发展，为了保证连续性生产、提高产品质量，各种造纸助剂的使用日益加大。
与合成聚合物相比，天然聚合物最大的特点是“取之不尽，用之不竭”和“可生物降解”，这在倡导绿色生产的今天显得尤为重要。
高分子材料在我们生活中出现的越来越多，极大地方便了我们的生活。
我们的生活环境、衣食住行处处离不开这种材料。
在制造生活用品洗涤剂时，可以通过调整月桂酰胺丙基氧化胺和高分子聚合物马来酸-丙烯酸共聚物的配制比例及氯化钠的用量，来改善餐具洗涤剂黏度的稳定性。
此材料的洗涤剂流动性良好，具有很强的分散螯合作用，可在低温和高温条件下使用，对包括磷酸盐在内的水垢具有良好的抑制作用。
月桂酰胺丙基氧化胺具有良好的发泡、增稠、调理和抗静电性能，与马来酸-丙烯酸共聚物复配后，能显著增加产品的综合洗涤能力、提高产品的冷热储稳定性，同时黏度稳定性、流动性也有较大提高，增强了产品对温度的适应范围。
同时，高分子聚合物在别的行业也达到了充分的应用。
具有广谱抗菌能力的抗菌肽为解决日益紧迫的细菌耐药性问题提供了一种新途径,而有限的天然资源以及高昂的提取纯化成本使天然抗菌肽无法满足临床应用[8]。
从抗菌肽结构上的两个共性两亲性与电正性出发,设计合成具有抗菌作用的高分子聚合物可望解决这个难题。
近十多年来,陆续合成了芳酰胺低聚物、亚苯基次乙炔基衍生物、甲基丙烯酸酯聚合物、聚降冰片烯衍生物以及尼龙类聚合物等各类表面呈两亲的聚合物，为医学事业做出了不可估量的贡献。
随着学科之间的日益渗透，高分子聚合物在文物保护中的应用已越来越普遍。
常用的化学保护方法是将聚合物以稀溶液的形式渗入文物内部的孔隙或渗入由于风化引起的文物损坏部位，聚合后形成的胶化物填补并加固了风化的文物，从而增强了文物的机械强度，抑制或减缓水的侵蚀，起到对文物的保护作用[9]。
2高分子聚合物
2.1高分子聚合物的简介
高分子聚合物是一类相对分子质量通常在10~106以上的大分子物质，其分子所含原子数通常数几万、几十万甚至高达几百万个分子长达10~10nm或更长。
它由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量（通常可达10～106）化合物。
例如聚氯乙烯分子是由许多氯乙烯分子结构单元-CH2CHCl-重复连接而成，因此-CH2CHCl-又称为结构单元或链节。
由能够形成结构单元的小分子所组成的化合物称为单体，是合成聚合物的原料。
n代表重复单元数，又称聚合度，聚合度是衡量高分子聚合物的重要指标。
聚合度很低的（1～100）的聚合物称为低聚物，只有当分子量高达10～106（如塑料、橡胶、纤维等）才称为高分子聚合物。
由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物，如上述的聚氯乙烯、聚乙烯等。
由两种以上单体共聚而成的聚合物则称为共聚物，如氯乙烯-醋酸乙烯共聚物等。
2.2高分子聚合物的分类
可以从不同的角度对聚合物进行多种分类，例如按聚合物结构、来源、合成方法、用途、热行为等来分类。
（1）按主链结构可将聚合物分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物三大类。
碳链聚合物大分子主链完全由碳原子组成。
绝大部分烯类和二烯类聚合物属于这一类，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。
杂链聚合物大分子主链中除碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子。
如聚醚、聚酯、聚酰胺等。
天然高分子多属于这一类。
元素有机聚合物大分子主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成，但侧基多半由有机基团组成，如甲基、乙基、乙烯基、苯基等。
有机硅橡胶就是典型的例子。
元素有机聚合物又称半有机高分子，如果主链和侧基均无碳原子，则成为无机高分子如硅酸盐类。
（2）按来源，可分为天然高分子，合成高分子，改性高分子。
（3）按材料的性质和用途分类，可将高聚物分为塑料、橡胶和纤维。
塑料是玻璃化温度或结晶聚合物熔点在室温以上，添加辅料后能在成型中塑制成一定形状的高分子材料。
其中，聚合物常称做树脂，可为晶态和非晶态。
塑料的行为介于纤维和橡胶之间，有很广的范围，软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维。
软塑料的结晶度由中到高，Tm、Tg有很宽的范围，弹性模量（15000～350000N/cm2）、抗张强度（1500～7000N/cm2）、伸长率（20%～800%）都从中到高。
聚乙烯、聚丙烯和结晶度中等的尼龙—66均属于软塑料。
硬塑料的特点是刚性大、难变形。
弹性模量（70000～350000N/cm2）和抗张强度（3000～8500N/cm2）都很高，而断裂伸长率很低（0.5%～3%）。
这类塑料用的聚合物都具有刚性链，属无定型。
塑料按其受热行为也可分为热塑性塑料和热固性塑料。
依塑料的状态又可细分为模塑塑料、层压塑料、泡沫塑料、人造革、塑料薄膜等。
橡胶是玻璃化温度低于室温，在环境温度下能显示高弹性的高分子物质。
分子间次价力小，具有典型的高弹性，在很小的作用力下，能产生很大的形变（500%～1000%），外力除去后，能恢复原状。
因此，橡胶类用的聚合物要求完全无定型，玻璃化温度低，便于大分子的运动。
经少量交联，可消除永久的残余形变。
以天然橡胶为例，Tg低（-73℃），少量交联后，起始弹性模量小（<70N/cm2）。
经拉伸后，诱导结晶，将使模量和强度增高。
伸长率为400%，强度增至1500N/cm；500%时为2000N/cm。
橡胶经适度交联（硫化）后形成的网络结构可防止大分子链相互滑移，增大弹性形变。
交联度增大，弹性下降，弹性模量上升，高度交联可得到硬橡胶。
橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。
按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶。
天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶和乙丙橡胶是常用的品种。
纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质。
在动植物体内，纤维在维系组织方面起到重要作用。
纤维用途广泛，可织成细线、线头和麻绳，造纸或织毡时还可以织成纤维层；同时也常用来制造其他物料，及与其他物料共同组成复合材料。
纤维可被分作天然纤维及人造纤维。
（4）按几何形状可分为两种，即线型大分子和体型大分子。
2.3高分子聚合物的结构
聚合物的结构可分为链结构和聚集态结构两大类。
分子链结构
链结构又分为近程结构和远程结构。
近程结构包括构造与构型，构造指链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、单体单元的排列顺序、支链的类型和长度等。
构型是指某一原子的取代基在空间的排列。
近程结构属于化学结构，又称一级结构。
远程结构包括分子的大小与形态、链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象。
远程结构又称二级结构。
链结构是指单个分子的形态。
近程结构对聚合物链的重复单元的化学组成一般研究得比较清楚，它取决于制备聚合物时使用的单体，这种结构是影响聚合物的稳定性、分子间作用力、链柔顺性的重要因素。
键接方式是指结构单元在高聚物中的联结方式。
在缩聚和开环聚合中，结构单元的键接方式一般是明确的，但在加聚过程中，单体的键接方式可以有所不同，例如单烯类单体（CH2=CHR）在聚合过程中可能有头-头、头-尾、尾-尾三种方式。
对于大多数烯烃类聚合物以头-尾相接为主，结构单元的不同键接方式对聚合物材料的性能会产生较大的影响，如聚氯乙烯链结构单元主要是头-尾相接，如含有少量的头-头键接，则会导致热稳定性下降。
共聚物按其结构单元键接的方式不同可分为交替共聚物、无规共聚物、嵌段共聚物与接枝共聚物几种类型。
同一共聚物，由于链结构单元的排列顺序的差异，导致性能上的变化，如丁二烯与苯乙烯共聚反应得丁苯橡胶（无规共聚物）、热塑性弹性体SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物）和增韧聚苯乙烯塑料。
结构单元原子在空间的不同排列出现旋光异构和几何异构。
如果高分子结构单元中存在不对称碳原子（又称手性碳），则每个链节就有两种旋光异构。
它们在聚合物中有三种键接方式：
若聚合物全部由一种旋光异构单元键接而成，则称为全同立构；由两种旋光异构单元交替键接，称为间同立构；两种旋光异构单元完全无规时，则称为无规立构。
分子的立体构型不同对材料的性能会带来影响，例如全同立构的聚苯乙烯结构比较规整，能结晶，熔点为240℃，而无规立构的聚苯乙烯结构不规整，不能结晶，软化温度为80℃。
对于1，4-加成的双烯类聚合物，由于内双键上的基团在双键两侧排列的方式不同而有顺式构型与反式构型之分，如聚丁二烯有顺、反两种构型：
其中顺式的1，4-聚丁二烯，分子链与分子链之间的距离较大，在常温下是一种弹性很好的橡胶；反式1，4-丁二烯分子链的结构也比较规整，容易结晶，在常温下是弹性很差的塑料。
远程结构
⑴高分子的大小：
对高分子大小的量度，最常用的是分子量。
由于聚合反应的复杂性，因而聚合物的分子量不是均一的，只能用统计平均值来表示，例如数均分子量和重均分子量。
分子量对高聚物材料的力学性能以及加工性能有重要影响，聚合物的分子量或聚合度只有达到一定数值后，才能显示出适用的机械强度，这一数值称为临界聚合度。
⑵高分子的内旋转：
高分子的主链很长，通常并不是伸直的，它可以卷曲起来，使分子呈现各种形态，从整个分子来说，它可以卷曲成椭球状，也可伸直成棒状。
从分子局部来说，它可以呈锯齿状或螺旋状，这是由单键的内旋转而引起的分子在空间上表现不同的形态。
这些形态可以随条件和环境的变化而变化。
⑶高分子链的柔顺性：
高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性，这是高聚物许多性能不同于低分子物质的主要原因。
主链结构对聚合物的柔顺性有显著的影响。
例如，由于Si-O-Si键角大，Si-O的键长大，内旋转比较容易，因此聚二甲基硅氧烷的柔性非常好，是一种很好的合成橡胶。
芳杂环因不能内旋转，所以主链中含有芳杂环结构的高分子链的柔顺性较差，具有耐高温的特点。
侧基极性的强弱对高分子链的柔顺性影响很大。
侧基的极性愈弱，其相互间的作用力愈大，单键的内旋转困难，因而链的柔顺性差。
链的长短对柔顺性也有影响，若链很短，内旋转的单链数目很少，分子的构象数很少，必然出现刚性。
聚集态结构
聚集态结构是指高聚物分子链之间的几何排列和堆砌结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构以及织态结构。
结构规整或链次价力较强的聚合物容易结晶，例如，高密度聚乙烯、全同聚丙烯和聚酰胺等。
结晶聚合物中往往存在一定的无定型区，即使是结晶度很高的聚合物也存在晶体缺陷，熔融温度是结晶聚合物使用的上限温度。
结构不规整或链间次价力较弱的聚合物（如聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等）难以结晶，一般为不定型态。
无定型聚合物在一定负荷和受力速度下，于不同温度可呈现玻璃态、高弹态和黏流态三种力学状态。
玻璃态到高弹态的转变温度称玻璃化温度（Tg），是无定型塑料使用的上限，橡胶使用的是下限温度。
从高弹态到黏流态的转变温度称黏流温度（Tf），是聚合物加工成型的重要参数。
当聚合处于玻璃态时，整个大分子链和链段的运动均被冻结，宏观性质为硬、脆、形变小，只呈现一般硬性固体的普弹形变。
聚合物处于高弹态时，链段运动高度活跃，表现出高形变能力的高弹性。
当线型聚合物在黏流温度以上时，聚合物变为熔融、黏滞的液体，受力可以流动，并兼有弹性和黏流行为，称黏弹性。
聚合熔体和浓溶液搅拌时的爬杆现象，挤出物出口模时的膨胀现象以及减阻效应等，都是黏弹行为的具体表现。
其他如聚合物的蠕变、应力松弛和交变应力作用下的发热、内耗等均属黏弹行为。
2.4高分子聚合物的生产
天然聚合物多从自然植物经物理或化学方法制取，合成聚合物由低分子单体通过聚合反应制得。
聚合方法通常有本体（熔融）聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合等，依据对聚合物的使用性能要求可对不同的方法进行选择，如带官能团的单体聚合常采用溶液或熔融聚合法。
研究聚合过程的反应工程学科分支称为聚合反应工程学。
聚合物加工成各种制品的过程，主要包括塑料加工、橡胶加工和化学纤维纺丝，这三者的共性研究体现为聚合物流变学。
2.5高分子聚合物的性能
高弹形变和黏弹性是聚合物特有的力学性能。
这些特性均与大分子的多层次结构的大分子链的特殊运动方式以及聚合物的加工有密切的关系。
聚合物的强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、耐溶剂性以及电绝缘性、透光性、气密性等都是使用性能的重要指标。
3高分子聚合物的检测方法
3.1凝胶渗透色谱
凝胶渗透色谱（GelPermeationChromatography，GPC），由J.C.Moore首先研究成功。
不仅可用于小分子物质的分离和鉴定，而且可以用来分析化学性质相同分子体积不同的高分子同系物。
又由于合成的高聚物几乎都不是均一分子的化合物，它具有多种分布，如分子量分布、化学组成分布，官能团分布和链结构分布。
传统的化学分析技术如红外光谱（IR），紫外光谱（UV）、核磁共振谱（NMR）、光散射（LS）和黏度测试只能获得聚合物相关性质的平均数值，而不能提供该性质的分布宽度和形状。
为了优化聚合物的性质和准确表征聚合物的分布，必须采用合适的分离分析方法，高效液相色谱非常适合于分离分析可溶性高聚物。
HPLC作为高分子分析方法在国内主要就用凝胶渗透色谱（gel-permeationchromatography，GPC）来表征高聚物的分子量及其分布[10]。
它的工作原理是：
让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，柱中可供分子通行的路径有粒子间的间隙（较大）和粒子内的通孔（较小）。
当聚合物溶液流经色谱柱时，较大的分子被排除在粒子的小孔之外，只能从粒子间的间隙通过，速率较快；而较小的分子可以进入粒子中的小孔，通过的速率要慢得多。
经过一定长度的色谱柱，分子根据相对分子质量被分开，相对分子质量大的在前面（即淋洗时间短），相对分子质量小的在后面（即淋洗时间长）。
自试样进柱到被淋洗出来，所接受到的淋出液总体积称为该试样的淋出体积。
当仪器和实验条件确定后，溶质的淋出体积与其分子量有关，分子量愈大，其淋出体积愈小。
GPC法自上世纪60年代问世以来，发展非常迅速，成功地用于聚合物分子量及其分布的测定分析。
例如：
双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜，因它具有：
质轻、透明、无毒、防潮、透气性低、机械强度高等优点，广泛用于食品、医药、日用轻工、香烟等产品的包装，并大量用作复合膜的基材，市场很好[11]。
作为BOPP薄膜专用料，聚丙烯的相对分子量及其分布是产品质量控制的重要指标,它直接影响聚丙烯树脂的加工性能。
一般地，分子量分布宽则BOPP生产中挤出的厚片趋向边缘比中间稍厚，有利于横向拉伸；而分子量分布窄时中间比边缘厚，容易导致拉伸破膜。
同时，分子量分布宽会使聚丙烯产品的熔体强度增大，一般认为分子量分布为6-8时有利于BOPP成膜[12]。
所以，准确及时的表征聚丙烯树脂产品的相对分子质量及其分布具有重要意义。
高聚物分子量的检测方法还有很多，如化学法（端基分析法）、热力学法、动力学法、光学法、粘度法等[13]。
3.2核磁共振（NMR）
带有磁性的原子核在外加磁场的作用下，核自旋产生的磁场与外磁场相互作用，核一边自旋，一边以外磁场方为轴线回旋，做拉摩尔进动。
核的能级在这一强磁场的作用下，裂分为两个或两个以上的能级。
这时用一定能量的电磁波照射核，使其能量恰好等于裂分后的两个能级差，核体系吸收能量，产生共振吸收，核由低能态跃迁到高能态。
由于化合物中的核被运动着的电子所包围，在外加磁场的作用下，电子云运动产生感应磁场，起到对抗外磁场的作用，也就是屏蔽作用，因此核在磁场强度的作用下有所变化。
而屏蔽作用的大小，与核外电子云密度密切相关，电子云密度大，屏蔽作用也越大。
电子云密度影响着核所处的化学环境。
因此，由于不同屏蔽作用，而使核产生不同的化学位移。
在众多具有核磁距的核中，由于1H的天然丰度接近于100%，而且灵敏度高，因此最先得到应用。
碳是有机化合物的基本骨架，13C-NHR谱化学位移范围在0～200之间，可获得更多信息，13C天然丰度低，邻近13C-13C的自旋-自旋偶合的几率只有万分之一，因而谱简单易解析。
但由于天然丰度只有1.1%，而且磁矩小，灵敏度小，仅是1H的1/6400，故以前的连续波NMR仪器难以得到13C-NMR谱。
自从PFT-NMR问世，仪器使用一定宽度强而短的射频脉冲辐射样品，使样品中所有被观察的核同时被激发，产生响应函数，通过傅立叶变换，得到NMR谱，从而得到很大的发展和应用。
目前，NMR技术已成为研究高分子链结构的最主要的手段，在聚合物的构型、构象分析，立体异构体的鉴定和序列分布，支化结构和长度、数量、共聚和共缩聚物组成的定性、定量以及序列结构测量等方面均有独到之处。
近年来又发展了二维核磁共振谱2D-NMR。
二维谱的一个轴表示化学位移，另一个轴表示同核或异核的化学位移，也可以是一标量藕合常数。
引入二维后，减少了谱线
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