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红外光谱分析技术在胶黏剂行业的应用
点击次数:259 发布时间:2020-04-02 打印本页面 返回

北京快3走势图    红外光谱分析技术在胶黏剂行业中的应用已有几十年的历史,其简便快速、准确可靠、扩展性强等特点受到业内认可,被广泛应用在来料检测、质量检查、性能评估、工艺改进和新品研发等各个环节。随着傅里叶变换红外光谱仪技术的进步,红外检测附件的推陈出新,以及软件数据处理功能的不断丰富,红外光谱分析技术在胶黏剂相关研究和分析中的作用也越来越重要,成为不可或缺的分析利器。

    下面,力晶小天就为大家介绍以下几个方面的应用吧。

一、 胶黏剂原料及成品品质检测

    红外光谱分析技术可以通过不同官能团的不同红外特征吸收峰来表征化合物的结构组成。不同的化学键和同分异构体等都可以利用红外光谱加以判定和鉴别。在品质检测中,常见以下用法:

  1. 不同种类胶黏剂的鉴别  对于常用的合成胶黏剂,按照分子结构可分为热固性树脂胶黏剂、热塑性树脂胶黏剂、橡胶胶黏剂、特种胶黏剂和复合胶黏剂,每种胶黏剂又可以根据化学成分和应用领域的不同继续细分,详见下面的部分合成胶黏剂分类图↓。利用红外光谱技术,可将所有细分的胶黏剂种类一一鉴别,且无需样品预处理,十分便利。除此之外,天然胶黏剂和无机胶黏剂的细分品种也可以用红外光谱技术进行鉴别。

                 

  2. 各种胶黏剂原材料的检测  胶粘剂通常是由多种材料配置而成,这些材料按其作用分为主体材料和辅助材料两大类。主体材料是在胶粘剂中起粘接作用,并赋予胶层一定力学强度的物质,如各种树脂,橡胶,磷酸盐、硅酸盐等。辅助材料是胶粘剂中用以改善主体材料性能或为便于施工而加入的物质,常用的有固化剂、增塑剂、增韧剂、增粘剂、稀释剂、溶剂、填料等。利用红外光谱可将除金属填料以外的所有原材料进行定性鉴别,并可通过光谱相似度来判定原料的品质是否与合格品一致,以及该原料的物性和组成是否发生了改变等。几种不同树脂的红外光谱如下图所示↓。

 

 

几种树脂的红外光谱(酚醛树脂、三聚氰胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂)

  3. 胶黏剂中某种特定成分的判定  红外光谱技术可通过对特征峰的分析,判别胶黏剂中是否含有某种特定成分。如国标GB_T 31851-2015 硅酮结构密封胶中烷烃增塑剂检测方法中要求,在规定波数范围内检测到至少4个特征峰,则可判定样品内含有烷烃增塑剂(如白油、液体石蜡等),检出限为2%,此方法对单组分和双组分密封胶样品的定性检测均适用。

  4. 胶黏剂加工使用窗口期的判断  在生产加工过程中,可以利用红外技术检测胶黏剂的反应过程,从而判定是否到达其加工和使用的窗口期,直接指导实际生产进程。 

  5。 胶黏剂中已知成分的定量分析  红外光谱技术可根据特征峰的吸光度值或峰面积,对胶黏剂中的已知成分进行快速定量,用途十分广泛。如用红外方法来代替化学方法进行环氧树脂的环氧值定量分析,从而为环氧树脂的性能测试,工艺配比和固化机理提供数据支持;酚醛树脂中游离酚含量的测定;氨基树脂中甲氧基含量的测试;三聚氰胺树脂中亚甲基结构的定量分析;苯乙烯类树脂共混物组分含量的测定;含氟树脂中六氟丙烯的定量检测等。

二、 未知胶黏剂的成分结构分析

    上述品质检测的方法大多是将待测样品光谱与已知样品光谱对比,根据其相似度来判定两者之间的一致性。除此之外,利用红外技术还可对未知胶黏剂进行成分结构分析。如通过对光谱特征峰的归属,分析未知胶黏剂中所含有的成分;判断某胶黏剂的配方是否与设计结构相符;在含氮杂环结构新型环氧树脂的合成过程中,通过红外确认分子主链含有二氮杂萘酮结构的环氧树脂,以表征其结构;对含氟树脂烧结前后分子结构变化进行表征和判断等。

三、交联反应型胶黏剂的固化监测

    对胶黏剂固化率(交联度)的检测,可有效观测交联固化样品的反应程度,把控材料的性能。利用红外光谱技术可以观察样品在固化过程中官能团的断裂和重组,确定固化反应的机理,判断固化反应的程度,并且测得样品的固化率等。如环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、乙烯基加成聚合硅橡胶等热固性树脂固化率的测试;导电胶紫外固化的动力学研究及固化率的分析等。

四、胶黏剂产品设计研发的有力辅助

北京快3走势图    在对胶黏剂进行配方研发、性能验证及改性处理的过程中,红外光谱技术更是必不可少的分析工具。如进行聚氨酯胶粘剂的粘结强度研究时,通过红外对接枝聚醚和多异氰酸酯聚体的化学反应过程进行跟踪,定性、定量分析各基团的化学反应及产物随时间的变化,研究其特征基团反应情况与粘结强度的关系;聚氨酯改性环氧树脂体系的制备过程中,通过红外研究异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体、扩链剂、环氧树脂及其固化剂之间的反应规律,从而提高环氧树脂性能,达到改性的目的;研究导电胶性能的影响因素时,可用红外来分析导电胶中的组成结构,通过了解反应单体是否交联以及反应程度来优化配方研究;以白炭黑、碳化硼对酚醛树脂改性后,制备的高温粘结剂具有较好的粘接效果,用红外对不同温度热处理后的粘接样品进行结构分析,考察其结构变化与性能间的相关性;耐热溶剂型丙烯酸树脂压敏胶的性能研究中,为使其能在较大温差或高温环境下使用,利用黏度调节来改善其耐热性能,并通过红外光谱来表征不同黏度调节剂用量的压敏胶等。

    除了以上简单介绍的一些常见应用外,红外光谱分析技术在胶黏剂行业中还有很多重要的应用,如复合体系中分子间相互作用的研究、化学反应动力学研究、老化动力学研究等等。近年来发展日趋成熟的红外光谱仪联用技术,如红外-流变联用、热-红联用、气-红联用红外显微镜等,以及红外与其他分析手段相结合的方法,可为胶黏剂的检测和研究提供更丰富的数据和信息。如果大家对此感兴趣的话,欢迎联系我们上海力晶科学仪器有限公司,我们将竭诚为大家提供服务。

 

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