红外和热分析在化工产品研究中的应用
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科技的高速发展, 在不同的领域当中, 对仪器分析的应用越来越多, 在科学研究中有着非常广泛的应用。同时, 对仪器分析的应用, 有力推动了工业生产的发展, 是对产品进行开发、检测成品的重要手段。
1 红外分析和热分析仪器概述
1.1 红外分析
红外分析和热分析, 是分析仪器当中重要的组成部分。其中, 红外光谱的分析, 为应用红外光对物质进行照射, 以便物质能够对光能量进行吸收, 物质内部的分子在对光能进行吸收后, 对某些频率进行了选择性吸收, 构成吸收谱带, 被称之为红外光谱。在高分子的化工产当中, 大部分的基团都是独立在红外光谱的相应范围频率当中, 产生的特征吸收峰。因此, 红外光谱可对分子当中的基团进行鉴定, 以便对化学成分进行判断[1]。
1.2 热分析
热分析为在程序控制温度当中, 对物质的物理性质和相应的温度关系进行自动并且连续的跟踪, 对该项技术的应用, 在物质物理变化研究中起到了非常大的作用。此外, 在化学变化的研究中, 如脱水、分解等也有广泛的应用, 所以, 对红外和热分析的应用, 是对高分子材料进行化学产品检测的有效措施。
2 实例分析
2.1 开发产品
因为产品国产化的提升, 开发产品的关键点开始趋向于对进口产品的研究以及仿制上, 所以, 对产品含量和成分的剖析十分关键[2]。在剖析的过程中, 一般应用的方式为:先进行分离工作, 以便将有机物和无机物进行分离, 之后分别对其中的成分进行分析。例如:某电器开关厂想要对进口的开关配件进行研究, 先需要对外表进行观察, 明确其属于塑料件, 以有机成分为主, 之后进行相应的红外分析, 对其进行第一步的判断。其中根据得出得红外谱图谱分析可知, 尼龙是该物质的主要成分, 之后需要对尼龙的种类等进行进一步的分析, 通过对红外普图进行深入的分析, 可利用主链当中的重复酰胺基团的聚合物, 并且尼龙后面有数字, 可以判断出该尼龙材料的化学称呼为聚酰胺。通过对单体当中的碳链碳原子数目进行分析, 不同的尼龙品种所反映出来的特征吸收峰大体相同。因此, 判断是哪一种尼龙会存在一定的困难, 但是依据熔点的不同, 可使用差示扫描热量设备判定熔点。
2.2 检测产品
对产品的检测, 不仅要对产品的质量进行检测, 还要帮助客户对质量较差产品的原因进行分析。其中, 对红外和热分析法的应用, 能够取得非常理想的效果。产品质量差导致不合格的原因是因为:第一, 原材料的使用有所不同;第二, 成分当中的配比有差异;第三, 工艺技术出现了问题[3], 其中, 前两种原因, 可使用红外和热分析法进行分析和判断。例如:取聚氯乙烯橡胶管3条, 其中只有1条是合格的商品, 通过燃烧实验, 为了对产生这种情况的原因进行分析, 可先应用红外分析的方式, 对3条橡胶管的内部成分进行详细的分析。经过对图谱的系统分析可知, 由于谱图大概相同, 所以充分说明了使用的原材料相同, 之后应用热重法, 对各组构成成分的配比进行定量检测。首先, 加热3条橡胶管, 在达到800℃后, 2#和3#有着相同的失重量, 1#的失重量最少, 失重量当中有两种不同物质的分解, 一种为聚氯乙烯;另一种为CaCO3。3条橡胶管在600℃的时候, 失去的重量为聚氯乙烯分解的重量, 其分解需要经历两个阶段。在第一阶段中产生了短链反应, 活性中心并不是饱和的链端, 在温度大于400℃的时候, 开始进入到了第二反应当中, 产生了涉及到自由基衰变歧化链反应;600~800℃当中, CaCO3会进行CO2放出反应, 失重量=放出的CO2的量, 之后依据CaCO3与CO2分子量之间的比, 可得出CaCO3的量。具体而言, CO2被放出来的越多, 橡胶管当中的CaCO3也就越多。
3 注意事项
第一, 在对仪器进行应用之前, 需要先对仪器进行校正;第二, 取样一定要均匀, 有代表性;第三, 测定样品的颗粒大小要保障基本相同, 不能有太大的差异性;第四, 测试的条件需要相同。
4 结束语
总之, 对化工产品的研究, 应用红外和热分析法起到了重要的作用, 是对产品进行开发以及检测成本的有效方式。因此, 对其应用还要继续深入探究, 使其能够在化工产品的研究中发挥出更大的价值作用, 促进我国化工产品的进步和发展。