博精科技分享：傅立葉換紅外光譜儀(Fourier Transform infrared spectroscopy，簡(jiǎn)稱FTIR )，相信大家都十分熟悉，其廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠彈性體、纖維、涂層、填料等眾多高分子及無(wú)機(jī)非金屬材料的定性與定量分析。
今天小編就來(lái)和大家深度講解FTIR詳細(xì)介紹了原理和特點(diǎn)FTIR讓我們了解一下材料領(lǐng)域的應(yīng)用！
FTIR的原理
待測(cè)樣品受到頻率不斷變化的紅外光照射，分子基團(tuán)吸收特征頻率的輻射，其振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起偶極矩變化，產(chǎn)生從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的分子振動(dòng)能級(jí)和旋轉(zhuǎn)能級(jí)的跳躍，
紅外吸收光譜主要用于基團(tuán)結(jié)構(gòu)分析、材料定性和定量分析：
①特征吸收頻率------基團(tuán)(定性分析)
②特征峰的強(qiáng)度------定量分析
紅外光譜原理
亞甲基振動(dòng)模式(伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng))
(動(dòng)圖來(lái)源:易科學(xué))
FTIR的特點(diǎn)
紅外光譜具有特點(diǎn)強(qiáng)、分析快、不破壞樣品、樣品用量少、操作簡(jiǎn)單、分析靈敏度高、應(yīng)用范圍廣（體、液體或氣體樣品可應(yīng)用、無(wú)機(jī)、有機(jī)、聚合物化合物可檢測(cè)）等特點(diǎn)（GC-IR）聯(lián)用或TGA（TGA-IR）聯(lián)用，強(qiáng)大的定性功能。
使用FTIR能解決以下問(wèn)題
① 已知物鑒定；
② 未知物結(jié)構(gòu)鑒定；
③ 定量分析特殊材料；
④ 微紅外可分析產(chǎn)品表面殘留物、粉末/液體沉淀、疑似氧化、腐蝕、外來(lái)物、引入外來(lái)成分等微量物質(zhì)。
FTIR在材料檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.已知物的鑒定
將樣品的紅外光譜與標(biāo)準(zhǔn)的紅外光譜進(jìn)行比較。兩種化合物的相似性和純度根據(jù)光譜峰值、波數(shù)和峰值的一致性來(lái)確定。
譜圖匹配后，樣品紅外譜圖與標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖在峰值、波數(shù)、峰值特征三個(gè)要素上具有較高的一致性，可以判斷主要成分相同，純度接近OMINC軟件給出了兩個(gè)譜圖匹配值94.06%，譜圖重合度高。
2.高分子材料一致性判定
由于不同物質(zhì)基團(tuán)的類型和排列方式不同，這種差異將反映紅外譜圖上不同的譜峰。因此，紅外譜圖指紋也會(huì)有一定的差異。通過(guò)對(duì)紅外譜圖的比較，可以得到樣品中化合物或化合物結(jié)構(gòu)的差異，從而確定不同樣品的材料一致性。通常，材料一致性還需要結(jié)合產(chǎn)品成分含量、產(chǎn)品理化性能等多維綜合分析，以獲得更好的一致性分析結(jié)果。
應(yīng)用領(lǐng)域：未加工塑料原料（顆粒）或均質(zhì)塑料部件（如外殼、支撐帶電部件等）；印刷電路板（PCB板）。
確定材料一致性的目的：1.從材料上解決產(chǎn)品異常問(wèn)題；2.監(jiān)控產(chǎn)品，確定材料是否與成分、批次、制造商相同；3.能有效控制塑料材料供應(yīng)商使用過(guò)多的回收材料或邊角料；4.逆向分析產(chǎn)品，準(zhǔn)確定性未知材料，節(jié)約成本。
參考標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 6040-2002紅外光譜分析方法方法
樣品和參考對(duì)象分別進(jìn)行FTIR并收集譜圖，然后對(duì)兩個(gè)譜圖進(jìn)行分析和比較，以確定這兩種材料是否同一材料，并根據(jù)譜圖的重合程度確定材料是否具有相似的組分。
樣品及參照物的紅外譜圖比對(duì)圖
3.異物分析
顯微紅外光譜是有機(jī)異物分析中最常用的分析方法。異物的化學(xué)成分可以根據(jù)異物紅外光譜圖官能團(tuán)的吸收峰來(lái)確定。簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)儀器軟件檢索譜庫(kù)，并與譜庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖進(jìn)行比較，以確定異物的化學(xué)成分。面對(duì)復(fù)雜的情況，F(xiàn)TIR與其物成分或異物相關(guān)信息與其他檢測(cè)設(shè)備聯(lián)用。
應(yīng)用領(lǐng)域：產(chǎn)品表面的顆粒物、油狀物、霧狀物、斑點(diǎn)等異常物質(zhì)，F(xiàn)TIR主要分析有機(jī)異物。
異物分析的目的：分析工業(yè)生產(chǎn)、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中的異物雜質(zhì)或未知物，找出和跟蹤異物的原因和來(lái)源，有效防止異物的產(chǎn)生，減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。
通常使用FTIR分析異物的試驗(yàn)如下：
① 紅外窗片上采集異物
② 采集異物的紅外光譜
③ 分析異物紅外光譜，得出結(jié)果，推斷異物來(lái)源
以下是紅外光譜分析試驗(yàn)，用于背光產(chǎn)品中異常亮點(diǎn)的物質(zhì)。
根據(jù)結(jié)果，背光產(chǎn)品中異常亮點(diǎn)的主要成分是丙烯酸酯粘合劑，是一種常見(jiàn)的光學(xué)膠，廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品和生產(chǎn)過(guò)程中。
4. 固化率
固化率是物理固化或化學(xué)固化前后膠體樣品固化程度的表征。
使用FTIR固化率包括：在固化過(guò)程中觀察官能團(tuán)的斷裂和重組；固化反應(yīng)的機(jī)制；判斷固化反應(yīng)的程度；樣品的固化率等。
適用于環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、乙烯基加成聚合硅橡膠等熱固性樹(shù)脂。
固化率的目的:固化率(交聯(lián)度)能有效觀察交聯(lián)固化樣品的反應(yīng)程度，控制材料性能。
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