聚合物物理特性的定量预测GydF4y2Ba

通常将化学计量学或多元技术应用于一系列溶液或材料混合物，以尝试开发方法以“预测”各种化学物质的浓度。实际上，相同的数学技术也可以应用于阐明物理特性。化学计量学的这两种应用在聚合物场中很有用。GydF4y2Ba

实际上，就聚合纤维而言，拉曼特征的轻微修饰与分子取向和纤维结晶度的差异直接相关。为了使用这些微妙的光谱变化并将它们与聚合物的物理特性相关联，必须在拉曼光谱上使用化学计量学。化学计量学也可用于监测聚合反应。GydF4y2Ba

化学计量学应用于聚对苯二甲酸酯纤维的偏振拉曼光谱GydF4y2Ba

面向旋转和绘制的聚合物纤维在纺织工业和许多工程应用中（例如轮胎线）中找到了应用。这些纤维的化学和物理性质不仅取决于化学成分，还取决于制造方式。最后，结晶度和分子取向的百分比可能与含量，坚韧性（强度），玻璃过渡温度，熔化温度和其他热特性（例如收缩％收缩）等性质有关。GydF4y2Ba

这项研究使用多元技术来预测其他（可能更耗时的方法）测量的宠物纤维的物理性质。显示了预测双折射的能力（与分子方向直接相关）和结晶度。其他物理特性包括染色性，玻璃过渡温度（tGydF4y2Ba_GGydF4y2Ba），结晶温度（tGydF4y2Ba_mGydF4y2Ba），韧性，在破裂之前发挥潜力，或在热处理期间收缩潜力。GydF4y2Ba

预测此类属性的能力是基于它们依赖的事实：GydF4y2Ba

• 无定形与晶体成分GydF4y2Ba
• 无定形材料的方向，可以通过极化依赖性和GydF4y2Ba
• 乙二醇键的构象可以通过频谱的单键指纹区域中的以下细节来监测GydF4y2Ba

用散射和激光极化在同一平面中测量拉曼光谱，纤维的定向平行或垂直于极化方向。GydF4y2Ba

表1显示了纤维历史。GydF4y2Ba

一组纤维以1500至5500m/min之间的旋转速度（TUS）旋转。该组中的一些纤维在室温（RT）上绘制到断裂点，第三组纤维以500m/min的旋转，然后在T上方的温度下划分GydF4y2Ba_GGydF4y2Ba。这些纤维的特性在表I中表。GydF4y2Ba偏光拉曼光谱GydF4y2Ba如图1所示，PET的纤维已用于监测乙二醇单键的方向，结晶度和构象。GydF4y2Ba

表格1GydF4y2Ba。不同纤维组的历史GydF4y2Ba

tu（m/min）GydF4y2Ba	双折射GydF4y2Ba	结晶度GydF4y2Ba	c = o fwhm（cmGydF4y2Ba-1GydF4y2Ba）GydF4y2Ba
旋转纤维GydF4y2Ba
1500GydF4y2Ba	11,2GydF4y2Ba	0GydF4y2Ba	25GydF4y2Ba
2500GydF4y2Ba	24,9GydF4y2Ba	0GydF4y2Ba	25GydF4y2Ba
3500GydF4y2Ba	47,3GydF4y2Ba	0GydF4y2Ba	26GydF4y2Ba
4500GydF4y2Ba	75,2GydF4y2Ba	11,1GydF4y2Ba	22GydF4y2Ba
5500GydF4y2Ba	107,4GydF4y2Ba	23,7GydF4y2Ba	17GydF4y2Ba
在室温下绘制的纤维*GydF4y2Ba
1500GydF4y2Ba	163,5GydF4y2Ba	（0）GydF4y2Ba	25,5GydF4y2Ba
2500GydF4y2Ba	153,5GydF4y2Ba	（0）GydF4y2Ba	25,3GydF4y2Ba
3500GydF4y2Ba	147,5GydF4y2Ba	（0）GydF4y2Ba	24GydF4y2Ba
4500GydF4y2Ba	135,7GydF4y2Ba	（11,1）GydF4y2Ba	17GydF4y2Ba
5500GydF4y2Ba	125,0GydF4y2Ba	（23,7）GydF4y2Ba	17,8GydF4y2Ba
Mike Jaffe在Hoechst-Celanese进行的双折射测量GydF4y2Ba
纤维旋转并在90和150°C下绘制GydF4y2Ba
500 3.8倍GydF4y2Ba	205,0GydF4y2Ba	29,1GydF4y2Ba	18,2GydF4y2Ba
500 4.2倍GydF4y2Ba	207,7GydF4y2Ba	29,5GydF4y2Ba	18,3GydF4y2Ba
500 4.6倍GydF4y2Ba	203,9GydF4y2Ba	31,7GydF4y2Ba	19,2GydF4y2Ba
500 5.0xGydF4y2Ba	213,0GydF4y2Ba	26,9GydF4y2Ba	19GydF4y2Ba

图1。GydF4y2Ba室温绘制后聚对苯二甲酸酯的偏光拉曼微探针光谱GydF4y2Ba

这些光谱的有趣特征可以总结如下：GydF4y2Ba

• Zz和RR光谱之间的差异随TU和/或Draw比率的增加（即双重反射）GydF4y2Ba
• > c = o频段。1730厘米GydF4y2Ba^-1GydF4y2Ba在晶相中锐化GydF4y2Ba
• 乙二醇区域的行为（950-1200厘米GydF4y2Ba^-1GydF4y2Ba）反映与方向相关的单键的构象，但不一定是结晶度GydF4y2Ba

重要的是要考虑在多变量分析应用程序开始时需要哪些光谱预处理。成功的多变量分析是由于使用ZZ减去RR光谱而产生的。使用PLS算法对双折射进行建模总是成功的（RGydF4y2Ba^2GydF4y2Ba> 0.96），通常只需要2个因素来解释大多数差异。化学计量学数据处理的变化导致对模型进行微调。GydF4y2Ba

基于完整指纹光谱的型号（600-1800厘米GydF4y2Ba^-1GydF4y2Ba）仅比基于光谱的乙二醇单键区的模型更好。对这些纤维的结晶度进行建模不太成功，这可能是因为训练组中的14个纤维中有6个是非结晶的（Cristallinity = 0）。GydF4y2Ba

通过从汇总光谱的羰基带的全宽度上对全宽度进行建模，从而间接建模了结晶度，因为已知该带与芳族polyesters中的结晶度相关。使用1550至1785厘米的光谱区域GydF4y2Ba^-1GydF4y2Ba产生了最佳模型。在这种情况下，需要4个因素来解释差异，并产生RGydF4y2Ba^2GydF4y2Ba值为0.959。图2显示了交叉验证结果。GydF4y2Ba

图2。GydF4y2Ba交叉验证结果显示了建模的一致性GydF4y2Ba

化学计量学应用于在线监测聚合反应GydF4y2Ba

聚合反应基于复杂的过程，这些过程很难通过数学模型预测，尤其是没有实验数据。因此，为了改善和控制聚合过程，使用准确，快速的在线分析技术非常重要。拉曼光谱法对聚合过程中消耗的单体的碳双键振动高度敏感。因此，监测其相关拉曼特征的强度使人们能够遵循反应的演变。GydF4y2Ba

90％乙烯基二氯化物的共聚合反应的结果（VCGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba）和10％丙烯酸甲酯（ACM）。为了避免荧光发射，使用了NIR激发GydF4y2Ba可调节的浸入探针GydF4y2Ba在图3中，显着改善了结果。GydF4y2Ba

图3。GydF4y2Ba配备浸入配件的超级头GydF4y2Ba

在反应期间的不同时间收集的光谱，并在图4中复制了C = C键的消失（1600-1650 cm）GydF4y2Ba^-1GydF4y2Ba），从而表明两个单体的消耗。如图4所示，由于这两个单体的C = C键相关的拉曼带彼此井分开（1612 cm）GydF4y2Ba^-1GydF4y2Ba对1632厘米GydF4y2Ba^-1GydF4y2Ba），基于频带积分的单变量分析。GydF4y2Ba

图4。GydF4y2Ba反应不同时间的拉曼光谱GydF4y2Ba

化学计量学模型是由从总光谱集中选择的大约20个光谱组中构建的，并在反应上平均分布。对于每个光谱，已知单体和聚合物浓度的参考值并考虑到。使用了PLS2算法，需要两个因素来解释差异。这是敏感的，因为共聚合物是由两个单体形成的。rGydF4y2Ba^2GydF4y2Ba（rGydF4y2Ba^2GydF4y2Ba> 0,96）交叉验证的值证明了模型的成功，如图5所示。GydF4y2Ba

图5。GydF4y2Ba交叉验证结果GydF4y2Ba

仔细检查数据集表明这两个单体的转化率不同。实际上，在1612 cm处的频带的强度比GydF4y2Ba^-1GydF4y2Ba和1632厘米GydF4y2Ba^-1GydF4y2Ba归因于VCGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba和ACM分别不是恒定的。然后，通过从GydF4y2Ba单变量和多变量分析GydF4y2Ba如图6所示。GydF4y2Ba

浓度预测是在与表2所示的同一反应的光谱上进行的。GydF4y2Ba

表2GydF4y2Ba。集中预测不是训练集的一部分GydF4y2Ba

时间间隔。反应开始和频谱收集GydF4y2Ba	％ACMGydF4y2Ba		％vcGydF4y2Ba2GydF4y2Ba		聚合物（仲裁单位）GydF4y2Ba
	理论。GydF4y2Ba	序GydF4y2Ba	理论。GydF4y2Ba	序GydF4y2Ba	理论。GydF4y2Ba	序GydF4y2Ba
40 mnGydF4y2Ba	8,20GydF4y2Ba	8,16GydF4y2Ba	83,5GydF4y2Ba	80,2GydF4y2Ba	21,3GydF4y2Ba	22,7GydF4y2Ba
1H40GydF4y2Ba	8,64GydF4y2Ba	8,68GydF4y2Ba	74,3GydF4y2Ba	64,8GydF4y2Ba	28,6GydF4y2Ba	30,2GydF4y2Ba
3H20GydF4y2Ba	0,9GydF4y2Ba	1,1GydF4y2Ba	3,8GydF4y2Ba	2,3GydF4y2Ba	91,9GydF4y2Ba	88,6GydF4y2Ba

如表3所示，该模型降低了第二个反应运行的频谱采集时间。GydF4y2Ba

表3GydF4y2Ba。模型到第二反应运行GydF4y2Ba

时间间隔。反应开始和频谱收集GydF4y2Ba	％ACMGydF4y2Ba		％vcGydF4y2Ba2GydF4y2Ba		聚合物（仲裁单位）GydF4y2Ba
	理论。GydF4y2Ba	序GydF4y2Ba	理论。GydF4y2Ba	序GydF4y2Ba	理论。GydF4y2Ba	序GydF4y2Ba
50 mnsGydF4y2Ba	10,8GydF4y2Ba	6,6GydF4y2Ba	80,1GydF4y2Ba	88,7GydF4y2Ba	31,2GydF4y2Ba	35,9GydF4y2Ba
1H00GydF4y2Ba	4,83GydF4y2Ba	7,82GydF4y2Ba	76,5GydF4y2Ba	78,8GydF4y2Ba	39,2GydF4y2Ba	25,6GydF4y2Ba
1H45GydF4y2Ba	8,3GydF4y2Ba	7,92GydF4y2Ba	50,9GydF4y2Ba	65,9GydF4y2Ba	40,3GydF4y2Ba	27,8GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

拉曼光谱和化学计量学之间产生的协同作用将为监测和控制聚合物材料的制造提供强大的工具。亚博网站下载GydF4y2Ba

此信息已从Horiba Scientific提供的材料中采购，审查和改编。亚博网站下载GydF4y2Ba

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