红外和热分析在化工产品研究中的应用
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红外和热分析在化工产品研究中的应用


红外和热分析在化工产品研究中的应用非常普及, 并取得了十分理想的效果。因此, 本文针对红外和热分析在化工产品研究中的应用做出了进一步的探究, 对红外分析和热分析仪器概述、应用实例进行了详细的分析, 有益于对红外和热分析的深入开发应用。

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。

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。