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了解使用FTIR 對鍍膜材料進(jìn)行定性和厚度分析
閱讀：1770 發(fā)布時(shí)間：2022-1-11前言：鍍膜材料具有多種用途。有些材料鍍膜純粹是為了美觀，而大多數(shù)材 料鍍膜都是根據(jù)其物理性質(zhì)進(jìn)行應(yīng)用的，例如能否抑制產(chǎn)品氧化或風(fēng) 化引起的磨損，能否粘結(jié)兩種互不相容的材料（例如使用底漆的情 況）等等。此類保護(hù)性鍍膜通常為多層工業(yè)鍍膜，其工藝流程中涉及 基底材料、基底預(yù)處理、底漆/粘合劑施涂以及用于密封鍍膜的面漆 或膜壓層。為了確保鍍膜得到有效施涂和固化，在生產(chǎn)過程中工程師 進(jìn)行下一道工序之前必須等待一段規(guī)定的時(shí)間。然而，時(shí)間的長短可 能隨著工藝相關(guān)條件的不同而變化，因此必須要等待最長的時(shí)間才能 確保產(chǎn)品可以進(jìn)入下一工序。
FTIR 檢測技術(shù)一直用于涂布工藝，但過去主要是 用于研究和開發(fā)應(yīng)用，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的FITR紅外光譜儀器必須 在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用，必須將小型樣品或大型樣 品的小片送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，而不能在關(guān)鍵時(shí) 刻或生產(chǎn)過程中進(jìn)行測量。安捷倫的手持式 FTIR 系統(tǒng)采用創(chuàng)新的采樣技術(shù)，使得 FTIR 分析儀不僅 限于實(shí)驗(yàn)室分析，還能用于生產(chǎn)車間或者需要對 樣品進(jìn)行分析的任何地點(diǎn)。此性能對于需要在現(xiàn) 場進(jìn)行測量，或者由于樣品體積過大而無法在實(shí) 驗(yàn)室條件下進(jìn)行測量的情況意義重大，因?yàn)椴⒎?所有樣品都可以在出現(xiàn)問題時(shí)取一小片帶回實(shí)驗(yàn) 室進(jìn)行測量。
FTIR 技術(shù)應(yīng)用示例 對材料的鍍膜進(jìn)行鑒定是一項(xiàng)繁瑣的工作，尤其 是在樣品外觀相同的情況下。有時(shí)，必須要對不 同的材料進(jìn)行實(shí)時(shí)鑒定。鍍膜是可供鑒定材料中 一個(gè)很好的示例，因?yàn)榇蠖鄶?shù)鍍膜、底漆和粘結(jié) 材料都是由有機(jī)化合物制得。圖 1 展示了使用配 備漫反射采樣探頭的 Agilent 4100 ExoScan FTIR 測 定聚氯乙烯 (PVC)、聚氨酯 (PU) 和聚偏二氟乙烯 (PVDF) 之間差異的示例。譜圖顯示這些材料很容 易相互區(qū)分。 在這一具體實(shí)例中，PVDF 鍍膜被用于需要耐風(fēng) 化、耐紫外線和耐溶劑的終端產(chǎn)品上。應(yīng)當(dāng)注意， PVDF 鍍膜還是上述三種鍍膜中最昂貴的一種。由 于三種樣品外觀相同，因此僅靠肉眼判斷可能造 成在具體應(yīng)用或情形中選錯(cuò)鍍膜，導(dǎo)致為客戶選 錯(cuò)產(chǎn)品。 每類鍍膜的用途有所不同，選錯(cuò)的鍍膜可能導(dǎo)致 基底迅速風(fēng)化，鍍膜失效。反之，如果在不需要 采用 PVDF 的情況下選用 PVDF，將會給供應(yīng)商造成 損失，因?yàn)檫@種鍍膜與其他鍍膜相比更加昂貴。
FTIR 發(fā)揮優(yōu)勢的另一項(xiàng)應(yīng)用是鍍膜的固化過程。測 定固化過程是否完成或者確定應(yīng)當(dāng)采用的最佳固化 速率和溫度是一項(xiàng)棘手的任務(wù)。我們采用配備漫反 射采樣探頭的 ExoScan FTIR 建立了分為兩部分的環(huán) 氧底漆固化曲線圖。固化時(shí)間在 0 至 308 分鐘范圍 內(nèi)，以特定的時(shí)間間隔。樣品在室溫下固化以建立 基線數(shù)據(jù)。圖 2 顯示出了代表性數(shù)據(jù)和譜圖中變化 明顯的具體區(qū)域。這些變化可用于確定環(huán)氧樹脂/ 固化劑混合物的固化程度?？奢p松建立固化程度與 固化時(shí)間的關(guān)系曲線，利用該曲線可以在采集材料 樣品時(shí)設(shè)定固化完成情況的合格/不合格標(biāo)準(zhǔn)。
FTIR 技術(shù)應(yīng)用示例 這些示例表明 FTIR 能夠輕松鑒定鍍膜并完成更為 復(fù)雜的評估固化情況的任務(wù)。手持式 FTIR 還可用 于測定實(shí)際鍍膜的污染程度、鍍膜厚度、陽極氧 化層厚度，甚至還可用于加速風(fēng)化研究，測定鍍膜的長期性能。其他示例表明，安捷倫的便 攜式 4100 Exoscan FTIR 可廣泛用于鍍膜行業(yè)，并 且適用的樣品種類在日益增加。