通过时间分辨红外光谱研究探索粘合剂和油漆

颜料和粘合剂、服务于不同的目的虽然是不同的物质,共享一个共同的特点:他们都开始为液相材料和过渡到固体材料在干燥或固化时间。亚博网站下载

粘合剂可以一起永久加入表面通过机械或化学成键。机械结合的更简单和更常见的附着力。胶和表面之间形成的债券时胶工作到小毛孔表面的液体,然后开始干了。

图片来源:伤风/ sichkarenko.com

相比之下,化学键涉及一个更复杂的过程中化合物之间形成两个表面上的化学物质。¹

有各种不同的涂料,溶剂型或水性与主分类,每一把合适的聚合物系统和功能性添加剂。随着时间的推移逐渐蒸发的水或溶剂促进材料的转换成一个稳定的状态,使其能够满足其预期的目的。

在涂料和粘合剂领域行业,衰减全反射(ATR)红外光谱抽样方法找到广泛应用在原材料的特性和产品配方。亚博网站下载

这些方法需要直接测量的样品放置在ATR晶体。本文概述了如何扩大ATR测量和用于监控发展变化的材料进行干燥或固化过程。

实验

对于这个实验,UATR(通用衰减全反射)配件安装PerkinElmer谱两种^TM(图1)。对时间分辨分析,钻石或一次性ATR晶体硅元素被选中,将在本文后面探索。

图1所示。频谱两个红外光谱分光计UATR配件。图片来源:PerkinElmer

记录光谱,一滴样品放置在ATR晶体。样品是液体,完美接触水晶将会实现,而无需使用手臂的压力。

执行一个典型的光谱测量的光谱范围4000 - 450厘米¹在一个8厘米的光谱分辨率¹,大约10 - 15秒。ATR光谱两种油漆(丙烯酸和搪瓷)如图2所示。

图2。ATR光谱丙烯酸(顶部)和磁漆(底部)油漆。图片来源:PerkinElmer

从这个光谱,很明显,丙烯酸涂料水性是由于广泛的存在-哦带大约3400厘米¹,但瓷漆是溶剂型。这种光谱可以作为质量控制(QC)参考产品配方。

时间分辨的涂料的研究

光谱扫描基线软件促进连续谱收购在指定的时间间隔。在这些实验中,每10秒光谱是聚集在几个小时。

变化的光谱和化学属性可以显示通过比较获得的光谱实验的开始和结束。

图3展示了两个光谱的水性漆:一个捕获在一开始的基于时间的运行(红色)和其他结论(黑)。在实验的开始,制定的组件是溶解在水中,证明在著名的与水相关的乐队。

水蒸发的随着时间的推移,它变得明显,广泛的-哦乐队在3400厘米¹变得不那么激烈的其他材料的浓度增加。亚博网站下载在实验的最后,水乐队实际上已经消失了。

图3。光谱的水性漆开始(黑色)和结束(红色)的运行。图片来源:PerkinElmer

整个运行,软件生成一个gram - schmidt概要文件,提供一个整体的观点总光谱吸光度的变化。

额外的专业配置文件也可以被用来监控具体感兴趣的谱带。这些资料表明当光谱变化不再发生,如图4所示的示例水和羰基峰。

概要说明初始含水量的快速减少,其次是小损失减速后6000秒。

图4。对水的乐队概要1640厘米¹(蓝色)和羰基1730厘米¹(红色)。图片来源:PerkinElmer

溶剂型涂料进行平行实验。开始和结束的光谱研究显示在图5中,证明显著的差异主要在烃高峰(略低于3000厘米¹)和羰基峰(约1730厘米¹)。

图5。基于光谱溶剂的油漆年底开始(红色)和运行(黑)。图片来源:PerkinElmer

图6展示了配置文件的碳氢化合物(2955厘米¹)和羰基(1734厘米¹)峰值。烃高峰减少溶剂蒸发,而羰基峰随着更多的散装材料与ATR晶体。亚博网站下载这些发现符合烃溶剂被用于制定。

图6。带概要文件为碳氢化合物的2955厘米¹(红色)和羰基1734厘米¹(蓝色)。图片来源:PerkinElmer

几乎失去溶剂似乎发生在5000秒左右。

时间分辨的胶粘剂的研究

许多快速固化胶粘剂类型展览在暴露在大气中的水分,导致强大的债券。ATR附件启用相应的化学变化监测。

然而,的目的胶粘剂是坚持表面,并执行这些实验“多用”ATR水晶元素需要激进的清洗过程,导致晶体损伤或ATR板顶部。

然而,一次性ATR晶体硅是一个创新的和具有成本效益的方法适合于这些实验。

Specac箭头硅ATR的幻灯片,如图7所示,提供一个合适的解决方案。这些幻灯片可以无缝集成频谱两个UATR配件,促进他们的应用程序在这种性质的实验。

在调查结束时,一旦胶粘剂治愈,ATR水晶可以替换为一个新的幻灯片。旧的幻灯片可以被丢弃或保留额外的测量。

图7。Specac箭头^TMATR硅晶体安装在两个UATR频谱。图片来源:PerkinElmer

对于每一个实验,一个胶滴放置到Specac箭头ATR硅晶体,并通过光谱扫描基线光谱收集软件在一个8厘米¹在一段时间内的决议。

图8和8 b展示光谱捕获的开始和结束实验,以及在其发展。最初的光谱识别与水性胶粘剂。

图8。光谱的胶实验(黑)的开始和结束的实验(红色)。图片来源:PerkinElmer

图8 b。扩大地区显示增加和减少的光谱波段的实验。图片来源:PerkinElmer

实质性哦峰,位于略低于3500厘米¹,展品明显减少,信号的蒸发水和材料的凝固。水的强度情节乐队和聚合物系统如图9所示。

图9。带概要文件-哦3400厘米¹(绿色)和羰基1734厘米¹(红色)。图片来源:PerkinElmer

这个数据集明白地说明,即使在100分钟,胶粘剂尚未达到完全固化,尽管感觉,而固体材料。

结论

的干燥和固化过程监测油漆通过红外光谱和粘合剂是相对快速和简单,并且只需要进行很少的样品制备。

一次性ATR晶体允许低成本分析,即使是最强大的粘合剂,将很难消除,可能导致对ATR的破坏。

这些实验可以轻易地扩展到研究颜料和粘合剂的固化率是如何受到各种环境因素的影响,包括温度和湿度条件。

引用

1. Permabond,https://www.permabond.com/resource-center/ in-english-doc-how-do-adhesives-work /,(2022年6月22日通过)。

这些信息已经采购,审核并改编自PerkinElmer提供的材料。亚博网站下载

在这个来源的更多信息,请访问PerkinElmer。