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红外光谱图相同的高分子材料,材质就一致吗?

嘉峪亚博老虎机网页版--任意三数字加yabo.com直达官网网????????2019-09-12 10:47

时常听到客户说我们材料每批次都用红外光谱亚博老虎机网页版--任意三数字加yabo.com直达官网,且各批次红外光谱图也相同,为什么还是会出现材料质量问题呢?红外光谱图相同,材料就一致吗?为了回答这个问题,咱们先看两个案例。

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案例1:某导光板,其中有一批次的导光板使用几个月后出现发黄现象。用红外光谱法测试良品导光板和发黄导光板的红外光谱图,二者的红外光谱图完全相同(见图1)。但二者的玻璃化转变温度相差8℃(见图2),玻璃化转变温度相差大表明二者的耐热性、抗老化性能也会有差异。

红外光谱图相同的高分子材料,材质就一致吗?

图1????发黄导光板和良品导光板的红外光谱对比图

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红外光谱图相同的高分子材料,材质就一致吗?

图2????发黄导光板和良品导光板的DSC升温曲线对比图

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案例2:某导线外皮,在使用过程中出现开裂现象,而良品批次未出现此现象。用红外光谱法测试良品和开裂导线外皮,二者的红外光谱图相同(见图3)。但二者的热重分析结果有明显差异,虽然二者的失重台阶数、各台阶失重起始分解温度和终止分解温度也都非常接近,但各台阶失重重量有差异(见图4)。在热重分析图谱上,600℃以前一般是有机物的分解,600℃以后的分解及最后的残留质量一般是无机填料,所以从图4可以看出,开裂导线外皮的有机物与填料比重分别为58%、42%,良品导线外皮的有机物与填料比重分别为66%、34%,开裂导线外皮中的填料含量比良品导线高8%。高分子材料中添加一定的填料,可以起到补强同时降低成本的作用,但同时材料的断裂伸长率会降低,韧性会变差。就如本案例中,与良品导线外皮相比,开裂导线外皮的断裂伸长率降低了35%左右(见表1)。断裂伸长率降低,韧性变差,导线在经常弯折的部位就容易发生开裂现象。

红外光谱图相同的高分子材料,材质就一致吗?

图3????良品和失效品导线外皮的红外光谱对比图

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图4-1????开裂导线外皮的红外光谱图

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图4-2????良品导线外皮的红外光谱图

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样品名称

拉断伸长率(%)

拉伸强度(MPa)

失效导线外皮

121

15.64

良品导线外皮

187

18.26

表1??失效导线外皮与良品导线外皮力学性能测试结果

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所以,现在可以非常肯定的回答开篇的问题,红外光谱图相同,材料的材质未必相同。在材料管控过程中,鉴别材料是否发生了变化,仅仅依靠红外是远远不够的,这是因为红外光谱的测试原理是用红外光照射有机物分子,分子中的化学键或官能团发生振动吸收,不同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱上将处于不同位置,从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息,但是在具有相同官能团比如同系物及同类别的材料鉴别中有一定的局限性。所以在实际材料材质控制过程中,除了红外光谱分析外,差示扫描量热分析、热重分析也是高分子材料批次一致性鉴别中必不可少的手段。

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来源:赛宝徐焕翔