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拉曼光譜在高分子材料中的應(yīng)用
拉曼光譜可提供聚合物材料結(jié)構(gòu)方面的許多重要信息。如分子結(jié)構(gòu)與組成、立體規(guī)整性、結(jié)晶與去向、分子相互作用,以及表面和界面的結(jié)構(gòu)等。從拉曼峰的寬度可以表征高分子材料的立體化學(xué)純度。如無(wú)規(guī)立場(chǎng)試樣或頭-頭,頭-尾結(jié)構(gòu)混雜的樣品,拉曼峰是弱而寬,而高度有序樣品具有強(qiáng)而尖銳的拉曼峰。
研究?jī)?nèi)容包括:
(1)化學(xué)結(jié)構(gòu)和立構(gòu)性判斷:高分子中的C=C、C-C、S-S、C-S、N-N等骨架對(duì)拉曼光譜非常敏感,常用來(lái)研究高分子的化學(xué)組份和結(jié)構(gòu)。
(2)組分定量分析:拉曼散射強(qiáng)度與高分子的濃度成線性關(guān)系,給高分子組分含量分析帶來(lái)方便。
(3)晶相與無(wú)定形相的表征以及聚合物結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶度的監(jiān)測(cè)。
(4)動(dòng)力學(xué)過(guò)程研究:伴隨高分子反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程如聚合、裂解、水解和結(jié)晶等。相應(yīng)的拉曼光譜某些特征譜帶會(huì)有強(qiáng)度的改變。
(5)高分子取向研究:高分子鏈的各向異性必然帶來(lái)對(duì)光散射的各向異性,測(cè)量分子的拉曼帶退偏比可以得到分子構(gòu)型或構(gòu)象等方面的重要信息。
(6)聚合物共混物的相容性以及分子相互作用研究。
(7)復(fù)合材料應(yīng)力松弛和應(yīng)變過(guò)程的監(jiān)測(cè)。
(8)聚合反應(yīng)過(guò)程和聚合物固化過(guò)程監(jiān)控。
拉曼光譜儀結(jié)構(gòu)及其原理
1.拉曼效應(yīng) 光照射到物質(zhì)上發(fā)生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長(zhǎng)相同的成分.非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長(zhǎng)長(zhǎng)的和短的成分, 統(tǒng)稱為拉曼。通俗一點(diǎn)說(shuō)就是一束光照到某個(gè)物體上,會(huì)反射與原波長(zhǎng)相同和不同的兩種光,相同的叫瑞利散射,不同的就叫拉曼散射。拉曼散射又分為兩種,一種波長(zhǎng)比原來(lái)的小叫斯托克斯拉曼,還有一種比原來(lái)的波長(zhǎng)大叫反斯托克斯線。
2.拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu) 不同的拉曼光譜儀組成及結(jié)構(gòu)會(huì)有些細(xì)微的不同,但一般都是由激光光源、樣品裝置、濾光器、單色器(或干涉儀)和檢測(cè)器等組成。
總是在測(cè)試時(shí)得到一些位置重復(fù)的、尖銳的譜峰,為什么?
當(dāng)你在重復(fù)測(cè)試一個(gè)樣品時(shí)發(fā)現(xiàn)有一些尖銳譜線在相同的位置重復(fù)出現(xiàn)時(shí),可以排除它們是宇宙射線的可能(因宇宙射線的位置足隨機(jī)的)。這些重復(fù)的尖銳譜線通常來(lái)自日光燈的發(fā)射或CRT顯示器的磷光發(fā)射,尤其當(dāng)用長(zhǎng)工作距離的物鏡時(shí)問(wèn)題更嚴(yán)重。它們也可能來(lái)自氣體激光器發(fā)射的等離子線,需仔細(xì)鑒別。
拉曼光譜中的熒光干擾來(lái)自于gong的發(fā)射,可以將室內(nèi)的日光燈關(guān)閉或在較暗的白熾燈下工作。儀器室內(nèi)應(yīng)盡可能暗。簡(jiǎn)單的做法是將儀器室裝飾成暗房樣式,以避免任何來(lái)自所謂白光發(fā)射的無(wú)數(shù)反常規(guī)的發(fā)射譜線。
磷光線的干擾主要是CRT顯示器上所鍍磷光物質(zhì)引起。如發(fā)現(xiàn)此種情況,可將CRT顯示器關(guān)掉或?qū)晒馄恋牧炼日{(diào)暗。需要牢記的是:這些發(fā)射譜線的波數(shù)值永遠(yuǎn)是在同一個(gè)坐標(biāo)值上,當(dāng)轉(zhuǎn)換不同波長(zhǎng)激光激發(fā)時(shí)它們?cè)诶V上的位置是隨著移動(dòng)和改變的。
當(dāng)上述方法都不能解決問(wèn)題而你正在使用514nm激光進(jìn)行激發(fā)時(shí),檢查等離子線濾光片是否已經(jīng)插上。在其它激光配置系統(tǒng)中,要么不需要檢查,要么激光器上已經(jīng)包含了濾光片。