红外和热分析在化工产品研究中的应用

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。

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。