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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:1740 發(fā)布時間: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)定的時間。然而,時間的長短可 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,因為傳統(tǒng)的FITR紅外光譜儀器必須 在實(shí)驗室環(huán)境中使用,必須將小型樣品或大型樣 品的小片送往實(shí)驗室進(jìn)行分析,而不能在關(guān)鍵時 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) 驗室條件下進(jìn)行測量的情況意義重大,因為并非 所有樣品都可以在出現(xiàn)問題時取一小片帶回實(shí)驗 室進(jìn)行測量。
FTIR 技術(shù)應(yīng)用示例 對材料的鍍膜進(jìn)行鑒定是一項繁瑣的工作,尤其 是在樣品外觀相同的情況下。有時,必須要對不 同的材料進(jìn)行實(shí)時鑒定。鍍膜是可供鑒定材料中 一個很好的示例,因為大多數(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)用或情形中選錯鍍膜,導(dǎo)致為客戶選 錯產(chǎn)品。 每類鍍膜的用途有所不同,選錯的鍍膜可能導(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,因為這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。固化時間在 0 至 308 分鐘范圍 內(nèi),以特定的時間間隔。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 固化時間的關(guān)系曲線,利用該曲線可以在采集材料 樣品時設(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。